Espécies de plantas e animais são notavelmente adaptadas às condições do ambiente em que vivem. Um grande número das mais diversas características da estrutura são conhecidas, proporcionando um alto grau de adaptabilidade das espécies ao ambiente. No conceito " aptidão da espécie" incluir não só sinais externos, mas também correspondência edifícios órgãos internos as funções que desempenham, como o longo e complexo trato digestivo de animais herbívoros (ruminantes). Correspondência funções fisiológicas organismo às condições de vida, sua complexidade e diversidade também estão incluídas no conceito de aptidão.

Características adaptativas da estrutura, cor do corpo e comportamento dos animais. De fato, toda a organização estrutural e funcional dos representantes de uma determinada espécie é adaptativa às condições em que vive esse grupo. A estrutura do corpo e a cor do tegumento são mais demonstrativas.

Formato corporal. Nos animais, a forma do corpo é adaptável ao ambiente. aparência bem conhecida mamífero aquático golfinho. Seus movimentos são leves e precisos. A velocidade independente na água atinge 40 km / h. Freqüentemente, são descritos casos de como os golfinhos acompanham embarcações marítimas de alta velocidade, por exemplo, contratorpedeiros que se movem a uma velocidade de 65 km / h. Isso se explica pelo fato de os golfinhos se prenderem à proa do navio e utilizarem a força hidrodinâmica das ondas do navio. Mas esta não é a sua velocidade natural. A densidade da água é 800 vezes maior que a do ar. Como o golfinho consegue superá-lo? Além de outras características estruturais, a adaptabilidade ideal do golfinho ao ambiente e estilo de vida é facilitada pela forma do corpo. A forma do corpo em forma de torpedo evita a formação de um redemoinho de fluxos de água ao redor do golfinho.

A forma aerodinâmica do corpo ajuda viagem rápida animais e em ambiente aéreo. As penas de voo e contorno que cobrem o corpo da ave suavizam completamente sua forma. As aves não possuem aurículas salientes, em vôo costumam retrair as pernas. Como resultado, as aves são muito superiores em velocidade a todos os outros animais. Por exemplo, um falcão peregrino mergulha em sua presa a velocidades de até 290 km/h. Os pássaros se movem rapidamente, mesmo na água. Um pinguim barbicha foi observado nadando debaixo d'água a cerca de 35 km/h.

Em animais que levam um modo de vida secreto e oculto, são úteis adaptações que lhes dão uma semelhança com objetos ambientais. A forma bizarra do corpo dos peixes que vivem em moitas de algas os ajuda a se esconder com sucesso dos inimigos. A semelhança com objetos do ambiente é comum em insetos. Os besouros são conhecidos, sua aparência lembrando líquens, cigarras, semelhantes aos espinhos dos arbustos entre os quais vivem. Os bichos-pau parecem um pequeno galho marrom ou verde (Fig. 19.5), enquanto os ortópteros imitam uma folha. Corpo plano tem peixes levando um estilo de vida bentônico.

Arroz. 19.5.

Coloração corporal. Também serve como defesa contra os inimigos. coloração protetora. Patronizar é a coloração dos tegumentos do corpo, o que garante o sucesso de seus donos na luta pela existência. Normalmente, os cientistas distinguem entre cores ocultas ou, inversamente, cores de advertência. Aves que incubam ovos no chão se fundem com o fundo ao redor. Seus ovos, que têm uma casca pigmentada, e os filhotes que nascem deles também são quase imperceptíveis (Fig. 19.6). A natureza protetora da pigmentação dos ovos é confirmada pelo fato de que em espécies cujos ovos são inacessíveis aos inimigos - grandes predadores, ou em pássaros que põem seus ovos nas rochas ou os enterram no solo, a cor protetora da casca não se desenvolve.

Arroz. 19.6.

descendência na terra

A coloração protetora é difundida entre uma grande variedade de animais. As lagartas das borboletas costumam ser verdes, a cor das folhas, ou escuras, a cor da casca ou da terra. Os peixes de fundo são geralmente pintados para combinar com a cor do fundo arenoso (arraias e linguados). Ao mesmo tempo, os linguados também são capazes de mudar de cor dependendo da cor do fundo ao redor. A capacidade de mudar de cor pela redistribuição do pigmento no tegumento do corpo também é conhecida em animais terrestres (camaleão). Os animais do deserto são geralmente de cor marrom-amarelada ou amarelo-areia. Coloração protetora monocromática característico tanto de insetos (gafanhotos) quanto de pequenos lagartos, bem como de grandes ungulados (antílopes) e predadores (leões).

Se o fundo do ambiente não permanecer constante dependendo da estação, muitos animais mudam de cor. Por exemplo, habitantes de latitudes médias e altas (raposa ártica, lebre, arminho, ptarmigan) são brancos no inverno, o que os torna invisíveis na neve.

A camuflagem de dois tons é freqüentemente vista em animais aquáticos. Assim, na maioria dos peixes, por exemplo, no arenque, o dorso é fortemente pigmentado e o lado ventral do corpo é claro. Se você olhar o peixe de cima, de uma zona de maior iluminação, então, contra o fundo da escuridão cada vez mais profunda, o dorso escuro é quase invisível. Ao contrário, quando visto de profundidade - na direção de maior iluminação - o abdome é imperceptível. Esta coloração também é importante para os predadores (golfinhos, tubarões, etc.) e para as suas vítimas.

Outra variante de esconder a coloração é dissecar a coloração. Caracteriza-se pela alternância no corpo de tons escuros e listras claras e manchas correspondentes à mudança de luz e sombra no habitat habitual da espécie (Fig. 19.7). Tal coincidência torna o organismo imperceptível devido à violação da ideia de sua forma. Por exemplo, o tigre caça emboscada nas bordas, onde tufos de grama amarela se alternam com solo escuro. A zebra, alimentando-se da folhagem dos arbustos, na savana é quase invisível contra o fundo de vários caules. Além disso, dissecar a coloração quebra a ideia dos contornos do corpo, o que a torna ainda mais eficaz.

Arroz. 19.7.

Porém, muitas vezes nos animais existe uma cor corporal que não esconde, mas, ao contrário, chama a atenção, desmascara. Esta coloração é característica de insetos venenosos, ardentes ou que picam: abelhas, vespas, escaravelhos. Uma joaninha, muito perceptível, nunca é bicada por pássaros por causa do segredo venenoso secretado pelos insetos. Lagartas não comestíveis, muitas cobras venenosas têm uma cor de alerta brilhante. A coloração brilhante avisa o predador com antecedência sobre a futilidade e o perigo do ataque. Por tentativa e erro, os predadores aprendem rapidamente a evitar atacar as presas com pintura de advertência.

A eficácia da coloração preventiva foi a causa de um fenômeno muito interessante - imitação ou mimetismo(do grego. mimicos- imitativo). O mimetismo é chamado a semelhança de uma espécie indefesa ou comestível com uma ou mais espécies não relacionadas que estão bem protegidas e têm uma cor de advertência. Uma das espécies de baratas é muito semelhante à joaninha em tamanho, formato do corpo e distribuição de manchas senis. Algumas borboletas comestíveis imitam a forma do corpo e a coloração de borboletas venenosas, moscas - vespas. O surgimento do mimetismo está associado ao acúmulo sob o controle da seleção natural de pequenas mutações bem-sucedidas em espécies comestíveis nas condições de seu habitat comum com não comestíveis.

É claro que a imitação de algumas espécies por outras se justifica: uma parte bem menor dos indivíduos tanto da espécie que serviu de modelo quanto da espécie imitadora é exterminada. É necessário, entretanto, que o número da espécie imitadora seja significativamente menor que o número do modelo. Caso contrário, o mimetismo é inútil: o predador não desenvolverá Reflexo condicionado a forma ou cor a ser evitada. Como a abundância das espécies mímicas é mantida em um nível baixo? Descobriu-se que o pool genético dessas espécies está saturado de mutações letais. No estado homozigoto, essas mutações causam a morte dos insetos, fazendo com que uma alta porcentagem de indivíduos não sobrevivam até a maturidade sexual.

Além da coloração protetora - paternalista em animais e plantas, outros meios de proteção também são observados. As plantas geralmente formam agulhas e espinhos que as protegem de serem comidas por herbívoros (cactos, rosa selvagem, espinheiro, espinheiro, etc.). O mesmo papel é desempenhado por substâncias venenosas que queimam os cabelos, por exemplo, nas urtigas. Os cristais de oxalato de cálcio que se acumulam nos espinhos de algumas plantas protegem-nas de serem comidas por lagartas, caracóis e até roedores. Formações na forma de uma cobertura quitinosa dura em artrópodes (besouros, caranguejos), conchas em moluscos, escamas em crocodilos, conchas em tatus e tartarugas os protegem bem de muitos inimigos. As penas do ouriço e do porco-espinho servem para o mesmo. Todos esses dispositivos podem aparecer apenas como resultado da seleção natural, ou seja, sobrevivência preferencial é melhor do que indivíduos protegidos.

Comportamento. Pela sobrevivência dos organismos na luta pela existência grande importância tem comportamento adaptativo. O efeito protetor da coloração de advertência é aprimorado quando combinado com um comportamento adequado. Por exemplo, a garça nidifica nos juncos. Em momentos de perigo, ela estica o pescoço, levanta a cabeça e congela. Nesta posição, é difícil detectar mesmo de perto. Muitos outros animais que não possuem meios de proteção ativa, em caso de perigo, ficam em posição de repouso e congelam (insetos, peixes, anfíbios, pássaros). A coloração de alerta nos animais, ao contrário, é combinada com um comportamento demonstrativo que afugenta o predador.

Além de se esconder ou demonstrar comportamento intimidador quando o inimigo se aproxima, existem muitas outras opções. comportamento adaptativo, garantir a sobrevivência de adultos ou juvenis. Isso inclui armazenar alimentos para a estação desfavorável do ano. Isto é especialmente verdadeiro para roedores. Por exemplo, a ratazana doméstica, comum na zona da taiga, coleta grãos de cereais, grama seca, raízes - até 10 kg no total. Roedores escavadores (ratos-toupeira, etc.) acumulam até 14 kg de pedaços de raízes de carvalho, bolotas, batatas, ervilhas de estepe. gerbilo maior vivendo em desertos Ásia Central, no início do verão, corta a grama e a arrasta para os buracos ou a deixa na superfície em forma de pilhas. Este alimento é utilizado na segunda metade do verão, outono e inverno. O castor do rio coleta tocos de árvores, galhos, etc., que ele coloca na água perto de sua casa. Estes armazéns podem atingir um volume de 20 m 3 . Os estoques de alimentação também são feitos por animais predadores. Mink, alguns furões e caninos armazenam sapos, cobras, pequenos animais, etc., matando-os e enterrando-os em determinados locais.

Um exemplo de comportamento adaptativo é o momento de maior atividade. Nos desertos, muitos animais saem para caçar à noite, quando o calor diminui. A especialização da atividade animal de acordo com a hora do dia levou, por exemplo, nas aves, ao surgimento de grupos ecológicos inteiros de espécies. Assim, "predadores noturnos" (corujas, corujas, etc.) caçam à noite e "durante o dia" - falcão, águia dourada, águia - à luz do dia.

pontos de ancoragem

• Toda a organização de qualquer tipo de organismo vivo é adaptável às condições em que vive.
• As adaptações dos organismos ao ambiente se manifestam em todos os níveis de organização: bioquímico, citológico, histológico e anatômico.
• As adaptações fisiológicas são um exemplo de reflexo das características estruturais de uma organização em dadas condições de existência.

• 1. Dê exemplos da adaptabilidade dos organismos às condições de existência.
• 2. Por que algumas espécies de animais têm uma cor brilhante desmascarada?
• 3. Qual é a essência do fenômeno do mimetismo?
• 4. Como é mantido o baixo número de espécies mímicas?
• 5. A ação da seleção natural se estende ao comportamento dos animais? Dar exemplos.

Cuidar da prole. De particular importância são os dispositivos que protegem os filhos dos inimigos. O cuidado com a prole pode se manifestar em forma diferente. Muitos peixes guardam os ovos que são depositados entre as pedras, afastando-se ativamente e mordendo os possíveis inimigos que se aproximam. Os gobies Azov e Caspian depositam seus ovos em buracos cavados no fundo lamacento e os protegem durante todo o seu desenvolvimento. O esgana-gata macho constrói um ninho com uma entrada e uma saída. Alguns bagres americanos colocam caviar na barriga e o carregam o tempo todo durante o desenvolvimento. Muitos peixes chocam os ovos na boca ou mesmo no estômago. Durante esse tempo, o pai não come nada. Os filhotes nascidos ficam perto da fêmea (ou macho, dependendo da espécie) por algum tempo e, em caso de perigo, se escondem na boca da mãe. Existem espécies de rãs nas quais os ovos se desenvolvem em uma bolsa incubadora especial nas costas ou nos sacos vocais do macho.

A maior segurança da prole é obviamente alcançada quando os embriões se desenvolvem em corpo da mãe(Fig. 19.8). A fertilidade nesses casos (como em outras formas de cuidar da prole) diminui, mas isso é compensado por um aumento na taxa de sobrevivência dos juvenis.

Arroz. 19.8.

Em artrópodes e vertebrados inferiores, as larvas resultantes levam um estilo de vida independente e não dependem dos pais. Mas, em alguns casos, a preocupação dos pais com a prole se manifesta na forma fornecendo-lhes alimentos. O famoso naturalista francês J.A. Fabre descreveu pela primeira vez esse comportamento em vespas solitárias. As vespas atacam besouros, aranhas, grilos, louva-a-deus, lagartas de várias borboletas, imobilizam-nos mergulhando o ferrão exatamente nos nódulos nervosos (Fig. 19.9) e põem ovos neles.

Arroz. 19.9.Uma única vespa arrasta um gafanhoto paralisado para seu ninho: a futura larva recebe comida

As larvas de vespa incubadas recebem comida: elas se alimentam dos tecidos de uma vítima viva, crescem e depois se transformam em pupas.

Os exemplos descritos de cuidados com a prole em artrópodes e vertebrados inferiores são encontrados em muito poucos um grande número tipos. Na maioria dos casos, os ovos fertilizados são deixados à própria sorte. Isso explica a fecundidade muito alta de invertebrados e vertebrados inferiores. Um grande número de descendentes em condições de alta extermínio de juvenis serve como meio de luta pela existência da espécie como um todo.

Formas significativamente mais complexas e diversas de cuidar da prole são observadas em vertebrados superiores. Complexo instintos e capacidade de treinamento individual permitem-lhes criar descendentes com muito mais sucesso. Assim, as aves põem ovos fertilizados em instalações especiais - ninhos e não apenas em ambiente, assim como todos os tipos de classes mais baixas. Os ovos se desenvolvem sob a influência do calor transmitido a eles pelo corpo dos pais e não dependem dos acidentes do tempo. Os pais protegem o ninho dos inimigos de uma forma ou de outra. A maioria das espécies de aves não deixa os filhotes nascidos à mercê do destino, mas muito tempo alimentar e proteger. Tudo isso aumenta drasticamente a eficiência da reprodução neste grupo de animais.

O mais alto grau de desenvolvimento é alcançado pelas formas de comportamento dos mamíferos. Isso também se manifesta em relação aos filhotes. Os animais não apenas alimentam seus filhotes, mas também os ensinam a capturar presas. Darwin também observou que os animais predadores ensinam seus filhotes a evitar perigos, incluindo caçadores.

Assim, indivíduos com formas mais avançadas de cuidado com a prole sobrevivem em mais e passar essas características de geração em geração.

Adaptações fisiológicas. A forma e a cor adequadas do corpo, o comportamento adequado garantem o sucesso na luta pela existência somente quando esses sinais são combinados com a adaptabilidade dos processos vitais às condições de vida, ou seja, adaptações fisiológicas. Sem tais adaptações, é impossível manter um metabolismo estável no corpo em condições constantemente flutuantes. ambiente externo. Vejamos alguns exemplos.

Em anfíbios terrestres um grande número de a água é perdida através da pele. No entanto, muitas de suas espécies penetram até mesmo em desertos e semi-desertos. A sobrevivência dos anfíbios em condições de falta de umidade nesses habitats é proporcionada por uma série de adaptações. Eles mudam a natureza da atividade: é cronometrado para períodos de alta umidade. EM zona temperada sapos e rãs são ativos à noite e após a chuva. Nos desertos, os sapos caçam apenas à noite, quando a umidade se condensa no solo e na vegetação, e durante o dia se escondem em tocas de roedores. Nas espécies de anfíbios do deserto que se reproduzem em reservatórios temporários, as larvas se desenvolvem muito rapidamente e sofrem metamorfose em pouco tempo.

Várias adaptações fisiológicas à vida em condições adversas desenvolvida por aves e mamíferos. Muitos animais do deserto acumulam muita gordura antes do início da estação seca: quando ela é oxidada, forma-se uma grande quantidade de água. Aves e mamíferos são capazes de regular a perda de água da superfície trato respiratório. Por exemplo, um camelo, privado de água, reduz drasticamente a evaporação tanto pelo trato respiratório quanto pelas glândulas sudoríparas.

O metabolismo do sal de uma pessoa é mal regulado e, portanto, ela não pode ficar sem sal por muito tempo. água fresca. Mas répteis e pássaros conduzindo maioria vida no mar e bebedores água do mar, adquiriram glândulas especiais que lhes permitem eliminar rapidamente o excesso de sais.

As adaptações que se desenvolvem nos animais mergulhadores são muito interessantes. Muitos deles podem ficar sem oxigênio por um tempo relativamente longo. Por exemplo, as focas mergulham a uma profundidade de 100-200 e até 600 me permanecem debaixo d'água por 40-60 minutos. O que permite aos pinípedes mergulhar em tais longo prazo? Em primeiro lugar, trata-se de uma grande quantidade de um pigmento especial encontrado nos músculos - a mioglobina. A mioglobina é capaz de se ligar ao oxigênio 10 vezes mais do que a hemoglobina. Além disso, vários dispositivos na água fornecem um uso muito mais econômico de oxigênio do que ao respirar na superfície.

Através da seleção natural, as adaptações surgem e se aprimoram para facilitar a busca por alimento ou um parceiro para reprodução. Os órgãos químicos dos insetos são incrivelmente sensíveis. machos mariposa cigana atrai o cheiro da glândula aromática da fêmea a uma distância de 3 km. Em algumas borboletas, a sensibilidade dos receptores gustativos é 1.000 vezes maior do que a sensibilidade dos receptores da língua humana. Predadores noturnos, como corujas, têm excelente visão em condições de pouca luz. Algumas cobras têm uma capacidade bem desenvolvida de termolocalização. Eles distinguem objetos à distância se a diferença em suas temperaturas for de apenas 0,2 ° C. Muitos animais são perfeitamente orientados no espaço com a ajuda da ecolocalização (morcegos, corujas, golfinhos).

A natureza relativa da aptidão dos organismos. A estrutura dos organismos vivos é muito finamente adaptada às condições de existência. Qualquer característica ou propriedade da espécie que é de natureza adaptativa é apropriada em um determinado ambiente, em determinadas condições de vida. Assim, todas as características da estrutura e comportamento de um gato são adequadas para um predador à espreita de uma emboscada: almofadas macias nos dedos e garras retráteis que tornam a marcha silenciosa; pupila enorme e alta sensibilidade da retina, permitindo enxergar no escuro; audição sutil e aurículas móveis, permitindo determinar com precisão a localização da vítima; a capacidade de esperar muito pelo aparecimento de uma presa e dar um salto relâmpago; dentes afiados segurando e dilacerando a vítima. Da mesma forma, a organização das plantas carnívoras é adaptada para capturar e digerir insetos e até pequenos vertebrados (Fig. 19.10).

Arroz. 19.10.

As adaptações não aparecem prontas, mas são o resultado de uma seleção de mudanças hereditárias aleatórias que aumentam a viabilidade dos organismos em condições específicas.

Nenhum dos traços adaptativos fornece segurança absoluta para seus donos. Devido ao mimetismo, a maioria das aves não toca em vespas e abelhas, mas há espécies entre elas que comem tanto vespas e abelhas quanto seus imitadores. O ouriço e o pássaro secretário comem cobras sem causar danos. O casco das tartarugas terrestres as protege de forma confiável dos inimigos, mas as aves de rapina as erguem no ar e as esmagam no chão.

Quaisquer adaptações são convenientes apenas no ambiente usual para as espécies. Quando as condições ambientais mudam, elas se tornam inúteis ou prejudiciais ao corpo. O crescimento constante dos incisivos dos roedores é muito característica importante mas apenas quando comer alimentos sólidos. Se um rato é mantido com comida macia, os incisivos, sem se desgastar, crescem tanto que a alimentação se torna impossível.

Assim, qualquer estrutura e qualquer função é uma adaptação ao ambiente externo característico da espécie ou, como dizem os cientistas modernos, "aqui e agora". As mudanças evolutivas - a formação de novas populações e espécies, o surgimento ou desaparecimento de órgãos, a complicação da organização - devem-se ao desenvolvimento de adaptações. A conveniência da natureza viva é o resultado do desenvolvimento histórico das espécies sob certas condições, portanto é sempre relativa e tem caráter temporário.

pontos de ancoragem

• O cuidado com a prole surge como forma de garantir a sobrevivência da espécie em segundo plano alto grau desenvolvimento sistema nervoso e é uma das formas adaptações fisiológicas.
• Quaisquer adaptações, incluindo aquelas causadas por reações comportamentais, são relativas e apropriadas apenas em condições específicas de existência.

Perguntas e tarefas para repetição

• 1. Por que as espécies de animais que cuidam da prole têm menos prole? Dar exemplos.
• 2. Qual é a natureza relativa dos traços adaptativos nos organismos? Dê exemplos específicos para plantas e animais.

Final. Ver Nº 21/2006

A aptidão dos organismos é resultado da ação de fatores evolutivos.
Natureza relativa dos acessórios

11º (9º) ano (2 horas)

Lição 2

Apoio metodológico

Na segunda lição sobre este tópico, são utilizados elementos da tecnologia da atividade mental grupal. Alvo suas aplicações:

- ativação da atividade mental dos alunos em sala de aula;
– desenvolvimento da capacidade de aplicar conhecimentos numa nova situação;
- a formação de habilidades para estabelecer relações de causa e efeito.

Técnicas de ensino aplicadas: "Clusters"; "Pensamento em círculo"; trabalhar no algoritmo; Relatório de cartão de visita.

Etapas do trabalho:

- verificar os deveres de casa;
- motivação da atividade educativa: criação de uma situação problema, trabalho individual dos alunos;
- a história do professor; ensinar aos alunos um esquema para analisar os mecanismos de adaptação;
- descoberta conjunta de conhecimentos (actividade dos alunos: divisão em grupos; trabalho em grupo sobre as instruções do professor (como variante do trabalho laboratorial), actividade do professor: correcção das respostas dos alunos, direcção dos trabalhos dos grupos);
- aplicação independente do conhecimento: apresentação de seu material por cada grupo e discussão coletiva;
- Resumo da aula (“Relatório em cartão de visita”, formulação conjunta de conclusões, alunos fazendo alterações em suas anotações).

Resultado planejado: mostram a necessidade do conhecimento dos mecanismos de surgimento das adaptações para explicar a ação da seleção natural.

Notas das aulas: para trabalhos de casa; para o desempenho do grupo; para "Relatório sobre cartão de visita"; atrás trabalho de laboratório- Com base nos resultados da verificação de notebooks.

Materiais para a aula:

– cartões didáticos com declarações correspondentes aos pontos de vista de Linnaeus, Lamarck, Darwin;
– esquemas de análise dos mecanismos de ocorrência da adaptação para cada grupo;
- mesas, objetos vivos ou herbários e bichos de pelúcia para trabalhos de laboratório.

DURANTE AS AULAS

Viver é reagir, não ser vítima.

Verificando o dever de casa

Opção 1. Adaptações mútuas de predadores e presas.

predadores

O desenvolvimento de órgãos para capturar, segurar, matar presas (dentes, bico, garras).

Cor de máscara.

O desenvolvimento de órgãos para perseguição (corrida rápida e ágil, natação ou vôo).

Isolamento de venenos paralisantes.

Desenvolvimento de formas especiais de comportamento (perseguição, espera em uma emboscada).

Tecelagem de redes de captura (por exemplo, teias de aranha).

vítimas

Desenvolvimento de órgãos de defesa (picada, agulhas).

Desenvolvimento de órgãos de proteção mecânica (casca).

Coloração protetora ou padrões assustadores (por exemplo, "olhos").

O desenvolvimento de órgãos para evitar um predador (correr, nadar ou voar rápido e ágil).

Isolamento de venenos, odores assustadores e irritantes.

Desenvolvimento de formas especiais de comportamento (esconder-se, mover-se rapidamente).

Construção de abrigos (por exemplo, casas caddis).

Ausência de órgãos de locomoção e órgãos dos sentidos remotos.

Falta de boca, intestinos.

Órgãos de fixação especiais (ventosas, ganchos).

Falta de pigmentação.

Anaeróbico.

Um grande número de descendentes, não há cuidado com a prole.

Mudança de gerações, metamorfose complexa.

Mudança de proprietários.

Exemplos de organismos: lombriga, tênia, equinococo, etc.

Nenhum movimento ativo (por exemplo, insetos sem asas).

Órgãos especiais para comer (tromba perfurante, órgãos de sucção).

Órgãos de fixação ao hospedeiro.

Numerosos descendentes.

Exemplos de organismos: piolhos, pulgas, sanguessugas, percevejos e etc

Redução dos órgãos de assimilação.

Tipo heterotrófico de nutrição.

A formação de raízes sugadoras.

Numerosas flores e sementes.

Motivação para atividades de aprendizagem

A técnica "Clusters" é usada (do inglês. aglomerado- crescendo em cachos, borlas, cachos). Essa é uma das formas de organizar as informações, geralmente na forma de um diagrama, um modelo de trabalho de uma situação, uma árvore conceitual, um mapa terminológico.

Que fatores são necessários para que ocorra a adaptação? (Todas as sugestões dos alunos são registradas no quadro.)

Professor. Como você sabe, a contribuição mais significativa para o desenvolvimento das idéias evolutivas nos séculos XVIII-XIX. contribuição de C. Linnaeus, J. B. Lamarck, C. Darwin. A teoria evolutiva de Darwin serviu de base para a criação da moderna teoria sintética da evolução (STE).
Tente classificar as declarações propostas em três categorias:

- corresponde aos pontos de vista de Linnaeus;
- corresponde às visões de Lamarck;
- corresponde aos pontos de vista de Darwin (STE).

(Os alunos trabalham de forma independente.)

Declarações

1. As adaptações surgem como resultado de novas mutações.
2. A adaptabilidade dos organismos é uma manifestação da conveniência original.
3. Os organismos têm uma capacidade inata de mudar sob a influência do ambiente externo.
4. As adaptações são fixadas como resultado da seleção natural.
5. Uma das forças motrizes da evolução é a luta dos organismos pela perfeição.
6. A força motriz da evolução são as leis naturais da natureza.
7. Uma das forças motrizes da evolução é o exercício e o não exercício dos órgãos sob certas condições ambientais.
8. A força motriz por trás do surgimento do condicionamento físico é Deus.
9. Adquiridos durante a interação do indivíduo com o meio, os sinais são herdados.

Responder: Lineu - 2, 8; Lamarck - 3, 5, 7, 9; STE - 1, 4, 6.

A verificação do desempenho da tarefa é realizada por meio da técnica "Pensando em círculo". Os objetivos desta técnica são: não ter medo de errar; aprender a ouvir os outros; ser capaz de analisar e resumir o material ouvido.

Os números das afirmações são escritos no quadro, depois o primeiro aluno de qualquer linha (à escolha do professor)

nomes cujas opiniões, em sua opinião, correspondem à primeira afirmação. A resposta é abreviada ao lado do nº 1. De acordo com o mesmo esquema, uma pesquisa é realizada posteriormente, até o último aluno. Em seguida, é contado o número de votos para cada item, é determinada a verdade, com base na qual é preenchida a tabela "Ocorrência de adaptações".

Mesa. O surgimento de adaptações

Por Carl Linnaeus	Por Jean Baptiste Lamarck	De acordo com Charles Darwin
1. A adaptabilidade dos organismos é uma manifestação da conveniência original. 2. A força motriz por trás do surgimento do condicionamento físico é Deus.	1. Os organismos têm uma capacidade inata de mudar sob a influência do ambiente externo. 2. As forças motrizes da evolução são a busca dos organismos pela perfeição e o exercício e não exercício dos órgãos sob certas condições ambientais. 3. Adquiridos durante a interação do indivíduo com o meio, os sinais são herdados.	1. As adaptações surgem como resultado de mutações e são fixadas pela seleção natural. 2. A força motriz da evolução são as leis naturais da natureza.

Usando os dados da tabela, tente responder à pergunta: qual é o mecanismo para o surgimento de adaptações?

Após a discussão, o professor escreve no quadro o nome do tema da aula e o esquema de análise dos mecanismos de surgimento da adaptação.

As alterações são feitas no cluster original: os fatores mais importantes para a formação de adaptações são enquadrados, o restante é apagado.

Professor. EM grandes populações o fator orientador da evolução é a seleção natural, e em pequenas populações é a deriva genética, cujo efeito é enfraquecido em grandes populações. Deve-se ter em mente que a deriva genética nem sempre leva à adaptação dos organismos: pode até ser prejudicial para uma população, piorando sua adaptabilidade às condições ambientais.
Além disso, deve-se lembrar que até Ch. Darwin enfatizou que todos os dispositivos, por mais perfeitos que sejam, são relativo personagem. A seleção natural forma uma adaptação a condições específicas de existência (em um determinado momento e em um determinado local), e não a todos condições possíveis ambiente.
Os seguintes fatos podem servir como prova da relatividade dos dispositivos (registro em notebooks):

1. Os dispositivos de proteção acabam sendo ineficazes em condições incomuns: por exemplo, quando a neve é ​​atrasada, uma lebre da montanha que mudou para o inverno no tempo é claramente visível contra o fundo da terra escura.

2. A manifestação de instintos em animais pode ser inadequada: por exemplo, pequenos pássaros continuam gastando sua energia alimentando o cuco, que jogou seus filhotes do ninho.

3. Órgãos e estruturas que são úteis para alguns fins podem ser prejudiciais em outras condições - por exemplo, as asas do andorinhão proporcionam um vôo muito rápido e manobrável, mas não permitem que ele decole se o pássaro acidentalmente parar no solo (swifts nidificam apenas em altas falésias); a cor brilhante do pavão macho garante seu sucesso com as fêmeas, mas ao mesmo tempo atrai predadores.

Em seguida, o professor aconselha os alunos a fazer alterações no título do tópico em estudo: “O mecanismo de surgimento das adaptações e sua natureza relativa”

Além disso, cada aluno recebe aleatoriamente um cartão contendo um ideograma (desenho, nota curta) de um determinado organismo. Os caras que receberam os mesmos cartões são reunidos em grupos e recebem uma tarefa.

Exercício: Usando o conhecimento adquirido na lição, explique como o seguinte pode surgir:

- listras na pele de um tigre (1º grupo);
– orelhas longas em uma lebre (grupo 2);
- coloração protetora em um gafanhoto (grupo 3);
- uma tromba de elefante (4º grupo);
- pêlo grosso da raposa ártica (5º grupo).

Observação: o conjunto de tarefas pode ser diferente - dependendo dos manuais disponíveis na aula de biologia (tabelas, ilustrações, plantas vivas ou herbários e bichos de pelúcia).

No quadro, o professor escreve um algoritmo segundo o qual é necessário analisar o objeto.

Os alunos trabalham em grupos: fazem anotações em cadernos; preparar e depois apresentar seu material (qualquer aluno pode ser delegado do grupo). Cada apresentação é seguida por uma discussão em grupo.

Na etapa final da aula, é utilizada a técnica “Relatório em cartão de visita”: e as conclusões são formuladas e anotadas em um caderno que corresponde aos materiais desta e das aulas anteriores, ou seja, sobre o tema como um todo).

Relatório do cartão de visita:

- um conjunto foi preparado para todos os alunos cartões de negócios» com sobrenomes e nomes;
- antes do início da aula, todos os cartões de visita são embaralhados e empilhados na mesa do professor;
- o dono da carta do topo deve falar ao final da aula com um resumo sobre o tema da aula.

Até ao final da aula não se conhece o orador, pelo que a recepção cativa as crianças com o seu lado lúdico e responsabilidade assumida. O interesse também aumenta se o professor atuar como participante desse jogo e colocar seu cartão de visita em uma pilha comum.

Após o mini-relatório, procede-se à formulação conjunta das conclusões:

- qualquer tipo de organismo vivo está adaptado às condições em que vive;
- as adaptações dos organismos ao ambiente se manifestam em todos os níveis de organização - bioquímico, citológico, histológico, anatômico;
- adaptações fisiológicas - um exemplo do reflexo das características estruturais da organização nas dadas condições de existência;
– o cuidado com a prole surge como forma de garantir a sobrevivência da espécie em um contexto de alto grau de desenvolvimento do sistema nervoso e é uma das formas de adaptações fisiológicas;
- quaisquer adaptações são relativas e apropriadas apenas em condições específicas de existência.

Assim, a aptidão é a conveniência relativa da estrutura e funções do corpo, que é o resultado da seleção natural, eliminando indivíduos inadaptados a dadas condições de existência.

Trabalho de casa

1. Analise os seguintes termos e anote as associações que surgirem em seu caderno:

1ª opção - pré-adaptação;
Opção 2 - desadaptação.

2.

1ª opção - presença de casco em tartarugas terrestres;
Opção 2 - crescimento constante de incisivos em roedores.

Observação: algumas turmas têm dificuldade em trabalhos de grupo, pelo que a aula pode ser realizada na forma trabalho independente com o livro didático, embora seja útil usar a tabela "Ocorrência de adaptações".

3. Explique como a coloração listrada de um tigre, as longas orelhas de uma lebre e a tromba de um elefante podem ter surgido em termos de:

1ª opção - Lineu;
2ª opção - Lamarck;
3ª opção - teoria sintética da evolução.

4. Explique a relevância dos seguintes dispositivos:

1ª opção - a ausência ou subdesenvolvimento dos órgãos dos sentidos em animais cavernícolas;
2ª opção - folhas-agulhas de um cacto;
3ª opção - uma espessa camada de gordura nas baleias do norte.

Como trabalhar com labirintos:

o labirinto consiste em afirmações com as quais o aluno concorda ou discorda;

dependendo da decisão, ele se move pelo labirinto de acordo com as setas, chegando à resposta correta ou entrando em um beco sem saída;

tendo atingido a última instrução, o aluno deve receber um determinado código - digital ou, como neste caso, alfabético.

Observação: se este labirinto for executado corretamente, obtém-se a palavra "adaptação", escrita na ordem inversa para eliminar a adivinhação ("yaitsatpada").

1. Adaptabilidade dos organismos ao ambiente, suas causas. A natureza relativa da aptidão dos organismos. A adaptabilidade das plantas ao uso da luz na biogeocenose.

2. Mudanças na biosfera sob a influência de atividades humanas. Manter o equilíbrio da biosfera como base de sua integridade.

3. Resolva o problema da natureza intermediária da herança.

1. Adaptabilidade - correspondência da estrutura das células, tecidos, órgãos, sistemas de órgãos às funções desempenhadas, sinais do organismo ao meio ambiente. Exemplos: a presença de cristas nas mitocôndrias - uma adaptação à localização nelas de um grande número de enzimas envolvidas na oxidação de substâncias orgânicas; a forma alongada dos vasos, suas paredes fortes - adaptabilidade ao movimento da água ao longo deles com minerais dissolvidos na planta. A cor verde de gafanhotos, louva-a-deus, muitas lagartas de borboletas, pulgões, insetos herbívoros é uma adaptação para proteção contra ser comido por pássaros.

2. Causas da aptidão - as forças motrizes da evolução: variabilidade hereditária, luta pela existência, seleção natural.

3. O surgimento das adaptações e sua explicação científica. Um exemplo da formação de aptidão em organismos: os insetos não tinham anteriormente uma cor verde, mas foram forçados a passar a se alimentar de folhas de plantas. As populações são heterogêneas em cores. Os pássaros comiam indivíduos altamente visíveis, indivíduos com mutações (o aparecimento de tonalidades verdes neles) eram menos visíveis em uma folha verde. Durante a reprodução, novas mutações surgiram neles, mas os indivíduos com tons verdes foram predominantemente preservados pela seleção natural. Depois de muitas gerações, todos os indivíduos dessa população de insetos adquiriram uma cor verde.

4. A natureza relativa do condicionamento físico. Sinais de organismos correspondem apenas a certas condições ambientais. Quando as condições mudam, elas se tornam inúteis e às vezes prejudiciais. Exemplos: os peixes respiram por guelras, por onde o oxigênio entra no sangue vindo da água. Em terra, os peixes não conseguem respirar porque o oxigênio do ar não entra pelas guelras. A cor verde dos insetos os salva dos pássaros apenas quando estão nas partes verdes da planta, em um fundo diferente tornam-se visíveis e não protegidos.

5. O arranjo hierárquico das plantas em uma biogeocenose é um exemplo de sua adaptabilidade ao uso da energia luminosa. Colocação no primeiro nível das plantas mais amantes da luz e no mais baixo - tolerante à sombra (samambaia, casco, oxalis). O denso fechamento das copas nas comunidades florestais é a razão do pequeno número de fileiras nelas.

2. 1. A biosfera é um sistema ecológico gigantesco, relativamente estável e holístico, a dependência do equilíbrio que historicamente se desenvolveu nela das conexões entre seus habitantes, sua adaptabilidade ao meio ambiente, do papel da matéria viva na biosfera, de influência da atividade humana.

2. Causas das mudanças globais na biosfera: crescimento populacional, desenvolvimento da indústria, transporte rodoviário, ferroviário, aéreo, surgimento de redes rodoviárias complexas, mineração intensiva, construção de usinas de energia, desenvolvimento Agricultura e etc

3. Consequências negativas do desenvolvimento da indústria, transporte, agricultura - poluição de todos os ambientes vivos (terra-ar, água, solo), perda de fertilidade do solo, redução de terras aráveis, destruição Grandes áreas florestas, o desaparecimento de muitas espécies de plantas e animais, o surgimento de novos patógenos perigosos para a vida humana (vírus da AIDS, hepatite infecciosa, etc.), a redução do abastecimento de água potável, o esgotamento dos recursos fósseis, etc.

4. Poluição da biosfera por atividades agrícolas. O uso de altas doses de pesticidas é a causa da poluição do solo, das águas dos reservatórios, da diminuição do número de espécies animais que neles vivem, retardando a atividade vital dos decompositores (destroem os resíduos orgânicos e os transformam em alimentos) .

plantas minerais). A violação das normas para a aplicação de fertilizantes minerais é a causa da poluição do solo com nitratos, seu acúmulo em produtos alimentícios e envenenamento de pessoas com eles.

5. Tipos de poluição industrial da biosfera: 1) química - liberação na biosfera de centenas de substâncias que não existiam anteriormente na natureza (chuva ácida, etc.); 2) radiação, ruído, poluição biológica, seu impacto negativo na saúde humana, na matéria viva da biosfera.

6. A gestão racional da natureza é a principal forma de proteger a biosfera da poluição, preservar os recursos do esgotamento, as espécies vegetais e animais da extinção, manter o equilíbrio e a integridade da biosfera.

3. Para resolver o problema, deve-se partir do fato de que na primeira geração de híbridos a dominância será incompleta, embora a descendência seja uniforme. Não parecerá um traço dominante e nem recessivo, mas um intermediário. Por exemplo, uma planta de beleza noturna não crescerá com flores vermelhas e brancas, mas com rosas. Na segunda geração, ocorrerá a divisão e surgirão três grupos de indivíduos de acordo com o fenótipo: uma parte com caráter dominante (flores vermelhas), uma parte com caráter recessivo (flores brancas), duas partes de heterozigotos com caráter intermediário (rosa).

Correspondência da estrutura dos órgãos com as funções desempenhadas (por exemplo, o aperfeiçoamento da aeronave das aves, morcegos, insetos) sempre atraiu a atenção do homem e incentivou os pesquisadores a utilizar os princípios de organização dos seres vivos na criação de muitas máquinas e dispositivos. Não menos impressionante é a relação harmoniosa de plantas e animais com seu ambiente.

Os fatos que testemunham a adaptação dos seres vivos às condições de vida são tão numerosos que não é possível dar uma descrição completa deles. Vamos dar apenas alguns exemplos vívidos de coloração adaptativa?

Para a proteção de ovos, larvas, filhotes é especialmente importantecoloração protetora. Em pássaros que nidificam abertamente (perdiz, êider, perdiz-preta), a fêmea sentada no ninho é quase indistinguível do fundo ao redor. Corresponde ao fundo e cascas de ovos pigmentadas. É interessante que nos pássaros que nidificam em cavidades, as fêmeas costumam ter uma cor viva (tetas, pica-paus, papagaios).

Uma incrível semelhança com galhos é observada em bichos-pau. As lagartas de algumas borboletas se assemelham a nós, e o corpo de algumas borboletas é como uma folha. Aqui, a coloração protetora é combinada com a forma protetora do corpo. Quando o bicho-pau congela, é difícil detectar sua presença mesmo de perto - ele se funde tanto com a vegetação ao redor. Cada vez que entramos na floresta, nos prados, no campo, nem percebemos quantos insetos se escondem na casca, nas folhas, na grama.

Na zebra e no tigre, listras escuras e claras no corpo coincidem com a alternância de sombra e luz da área circundante. Nesse caso, os animais são quase imperceptíveis mesmo em espaço aberto a uma distância de 50 a 70 M. Alguns animais (solha, camaleão) são até capazes de uma mudança rápida na cor protetora devido à redistribuição dos pigmentos nos cromatóforos da pele. O efeito da coloração protetora aumenta quando se combina com o comportamento adequado: no momento do perigo, muitos insetos, peixes, pássaros congelam, fazendo uma pose de descanso.

A coloração de advertência muito brilhante (geralmente branca, amarela, vermelha, preta) é característica de formas de picadas venenosas bem protegidas. Tendo tentado várias vezes provar o bug "soldado", joaninha, os pássaros vespas acabam desistindo de atacar as presas com cores vivas.

Exemplos interessantes de adaptação estão relacionados amimetismo(do grego mimos - ator). Alguns animais indefesos e comestíveis imitam espécies bem protegidas da predação. Por exemplo, algumas aranhas se assemelham a formigas e as moscas vespas são semelhantes em aparência às vespas.

Esses e muitos outros exemplos falam da natureza adaptativa da evolução.

A relatividade da aptidão.

No período pré-darwiniano do desenvolvimento da biologia, a aptidão dos seres vivos servia como prova da existência de Deus: sem um criador onipotente, a própria natureza não poderia organizar os seres vivos de maneira tão inteligente e adaptá-los com tanta sabedoria ao meio ambiente. Prevalecia a opinião de que cada dispositivo individual é absoluto, pois corresponde a um objetivo específico traçado pelo criador: as partes da boca de uma borboleta são estendidas em uma tromba para que ela possa obter o néctar escondido nas profundezas da corola; um caule grosso é necessário para um cacto armazenar água, etc.

A adaptabilidade dos organismos ao meio ambiente foi desenvolvida no processo de longo desenvolvimento histórico sob a influência de causas naturais e não absoluta, mas relativa, uma vez que as condições ambientais geralmente mudam mais rapidamente do que as adaptações são formadas. Correspondendo a um habitat específico, as adaptações perdem seu significado quando ele muda. A evidência da natureza relativa da aptidão pode ser os seguintes fatos:

dispositivos de proteção de alguns inimigos não são eficazes de outros (por exemplo, serpentes venenosas, perigosos para muitos animais, são comidos por mangustos, ouriços, porcos);

a manifestação dos instintos nos animais pode revelar-se impraticável (as mariposas recolhem o néctar das flores claras, bem visíveis à noite, mas também voam para o fogo, embora morram ao mesmo tempo);

um órgão que é útil sob certas condições torna-se inútil e até relativamente prejudicial em outro ambiente (as membranas entre os dedos dos gansos da montanha, que nunca afundam na água);

melhores adaptações a um determinado ambiente também são possíveis. Algumas espécies de animais e plantas se multiplicaram rapidamente e se espalharam amplamente em áreas do globo que eram completamente novas para eles, onde foram introduzidas acidental ou deliberadamente pelo homem.

Assim, a natureza relativa da aptidão contradiz a afirmação de conveniência absoluta na natureza viva.

Se as diferenças genéticas afetarem a aptidão, as frequências genotípicas mudarão ao longo das gerações e os genótipos menos aptos serão eliminados pela seleção natural.

A aptidão de um indivíduo se manifesta através de seu fenótipo. Como o fenótipo de um indivíduo é determinado pelo genótipo e pelo ambiente, a aptidão de diferentes indivíduos com o mesmo genótipo pode diferir dependendo das condições de vida. No entanto, como o fitness é um valor médio, ele reflete os resultados da reprodução de todos os indivíduos com um determinado genótipo. A principal medida da aptidão de um indivíduo pode ser sua fecundidade.

Como a aptidão é uma medida da quantidade cópias genes na próxima geração, várias estratégias para maximizá-lo são possíveis para um indivíduo. Por exemplo, pode ser “lucrativo” para um indivíduo reproduzir-se ou ajudar seus parentes que carregam os mesmos ou cópias próximas de genes a se reproduzirem. A seleção que promove esse comportamento é chamada grupo ou seleção de parentesco(Inglês) seleção de parentesco).

Medidas de condicionamento físico

Distinguir entre aptidão absoluta e relativa.

aptidão absoluta() genótipo é definido como a razão do número de indivíduos com um determinado genótipo antes e depois do início da seleção. É calculado para uma geração e pode ser expresso como um número absoluto ou frequência. Se o valor adaptativo for maior que 1,0, a frequência genotípica aumenta; se a razão for menor que 1,0, a frequência genotípica diminui.

A aptidão absoluta de um genótipo também pode ser expressa como o produto da porcentagem de organismos sobreviventes e a fecundidade média.

Aptidão Relativa expresso como o número médio de descendentes sobreviventes de um determinado genótipo em comparação com o número médio de descendentes sobreviventes de genótipos concorrentes em uma geração. Ou seja, um dos genótipos é normalizado e em relação a ele é medida a aptidão dos outros genótipos. Em que aptidão relativa pode ter qualquer valor não negativo.

aptidão e sucesso reprodutivo

Em alguns casos, a escolha das fêmeas é baseada em características associadas à aptidão geral dos machos. Assim, nas borboletas Colias (C. eurytheme e C. philodice), as fêmeas escolhem os machos com base na cinética de voo. Os machos preferidos alcançam o maior sucesso de acasalamento e parecem também ter a melhor capacidade de voo (Watt et al., 1986). A rã fêmea Physalaemus pustalosus no Panamá tem preferência por um tipo particular sinais sonoros. Os machos que fazem essas chamadas são mais propensos a acasalar. Esses machos que acasalam com sucesso também são mais velhos e maiores, de modo que, neste caso, como nas borboletas Colias, a aptidão parece desempenhar um papel importante (Ryan, 1980; 1983; 1985).

Ao mesmo tempo, acredita-se que uma extensa classe de características de exibição masculina não oferece vantagens a seus proprietários e pode até ter um efeito prejudicial em sua viabilidade. Por exemplo, é geralmente aceito que as longas caudas de algumas aves-do-paraíso machos reduzem sua aptidão. Chamadas de acasalamento do macho sapo panamá aumentar a probabilidade de sua destruição por predadores - morcegos (Trachops cirrhosus) (Tuttle e Ryan, 1981).

História

O sociólogo britânico Herbert Spencer usou a frase "survival of the fittest" (sobrevivência do mais apto) em seu trabalho Estática social (Social Statics, 1851) e mais tarde o usou para caracterizar a seleção natural. O biólogo britânico D. Haldane foi o primeiro a quantificar a aptidão em uma série de trabalhos que ligavam a teoria da evolução de Darwin e a teoria da hereditariedade de Gregor Mendel. Teoria matemática da seleção natural e artificial (1924). Desenvolvimento adicional foi associado à introdução do conceito de fitness inclusivo por W. Hamilton em seu trabalho A evolução genética do comportamento social (A evolução genética do comportamento social, 1964).

Literatura

• Seleção de grupo, origem do homem e origem da família (A. I. Fet. Instinto e comportamento social. Segunda edição)

Veja também

Fundação Wikimedia. 2010 .

sinônimos:

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livros

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