Приспособленность организмов – результат действия факторов эволюции. Относительный характер приспособленности. Каталог файлов по биологии Механизм возникновения приспособлений у растений

Относительный характер приспособленности

Развитие органов для захвата, удержания, умерщвления добычи (щупальцы).

Маскирующая окраска.

Выделение парализующих ядов.

Выработка особых способов поведения (ожидание в засаде).

Механизм возникновения приспособлений

Согласно учению Чарльза Дарвина в условиях естественного отбора выживает самый приспособленный. Следовательно, именно отбор - основная причина возникновения разнообразных приспособлений живых организмов к среде обитания. Объяснение возникновения приспособленности, данное Чарльзом Дарвином, в корне отличается от понимания этого процесса Жаном Батистом Ламарком, который выдвинул идею о врожденной способности организмов изменятся под влиянием среды только в полезную для них сторону. У всех известных осьминогов меняющаяся окраска надежно защищает их от большинства хищников. Трудно представить, что образование такой изменяющейся окраски вызвано прямым влиянием среды. Только действием естественного отбора можно объяснить возникновение такого приспособления: далеким предкам осьминога могло бы помочь выжить даже простая маскировка. Постепенно, в течение миллионов поколений, оставались в живых только те особи, которые случайно оказывались обладателями все более и более развитой окраски. Именно им удалось оставить потомство и передать ему свои наследственные особенности.

Соответствуя конкретной среде обитания, приспособления теряют свое значение при ее изменении. Доказательством относительного характера приспособленности могут быть следующие факты:

защитные приспособления от одних врагов оказываются не эффективными от других;

проявление инстинктов у животных может оказаться нецелесообразным;

полезный в одних условиях орган становится бесполезным и даже относительно вредным в другой среде;

возможны и более совершенные приспособления к данной среде обитания.

Некоторые виды животных и растений быстро размножались и широко распространялись в совершенно новых для них районах земного шара, куда были случайно или намеренно завезены человеком.

Таким образом, относительный характер приспособленности противоречит утверждению об абсолютной целесообразности в живой природе.

Такие приспособление как покровительственная окраска возникала путем постепенного отбора всех тех мелких уклонений в форме тела, в распределении определенных пигментов, во врожденном поведении, которые существовали в популяциях предков этих животных. Одной из важнейших характеристик естественного отбора является его кумулятивность - его способность накапливать и усиливать эти уклонения в ряду поколений, слагая изменения отдельных генов и контролируемых ими систем организмов.

Естественный отбор подхватывает все те мельчайшие изменения, которые усиливают сходство в окраске и форме с субстратом, сходство между съедобным видом и тем несъедобным видом, которому он подражает. Следует учитывать, что разные виды хищников пользуются разными методами поиска добычи. Одни обращают внимание на форму, другие на окраску, одни обладают цветным зрением, другие нет. Поэтому естественный отбор автоматически усиливает, насколько это возможно, сходство между имитатором и моделью и приводит к тем изумительным адаптациям, которые мы наблюдаем в живой природе.

Окончание. См. № 21/2006

Приспособленность организмов – результат действия факторов эволюции.
Относительный характер приспособлений

11-й (9-й) класс (2 ч)

Урок 2. Механизм возникновения приспособлений и их относительный характер

Методическое обеспечение

На втором уроке по данной теме используются элементы технологии групповой мыслительной деятельности. Цель ее применения:

– активизация мыслительной деятельности учащихся на уроках;
– развитие умения применять знания в новой ситуации;
– формирование навыков устанавливать причинно-следственные связи.

Применяемые техники обучения: «Кластери»; «Мысль по кругу»; работа по алгоритму; «Отчет по визитке».

Этапы работы:

– проверка домашнего задания;
– мотивация учебной деятельности: создание проблемной ситуации, индивидуальная работа учащихся;
– рассказ учителя; обучение учащихся схеме анализа механизмов возникновения адаптации;
– совместное открытие знаний (деятельность учащихся: деление на группы; работа в группах по заданию учителя (как вариант лабораторной работы), деятельность учителя: коррекция ответов учащихся, направление работы групп);
– cамостоятельное применение знаний: презентация своего материала каждой группой и коллективное обсуждение;
– подведение итогов урока («Отчет по визитке», совместное формулирование выводов, внесение учащимися изменений в свои записи).

Планируемый результат: показать необходимость знания механизмов возникновения приспособлений для объяснения действия естественного отбора.

Оценки за урок: за домашнее задание; за выступление от группы; за «Отчет по визитке»; за лабораторную работу – по итогам проверки тетрадей.

Материалы к уроку:

– дидактические карточки с утверждениями, соответствующими точкам зрения Линнея, Ламарка, Дарвина;
– схемы анализа механизмов возникновения адаптации для каждой группы;
– таблицы, живые объекты или гербарии и чучела для проведения лабораторной работы.

ХОД УРОКА

Жить – значит реагировать, а отнюдь не быть жертвой.

Проверка домашнего задания

Вариант 1. Взаимные приспособления у хищников и жертв.

Хищники

Развитие органов для захвата, удержания, умерщвления добычи (зубов, клюва, когтей).

Маскирующая окраска.

Развитие органов для преследования (быстрый и маневренный бег, плавание или полет).

Выделение парализующих ядов.

Выработка особых способов поведения (преследование, ожидание в засаде).

Плетение ловчих сетей (например, паутины).

Жертвы

Развитие органов защиты (жало, иглы).

Развитие органов механической защиты (панцирь).

Защитная окраска или отпугивающие рисунки (например, «глаза»).

Развитие органов для ухода от хищника (быстрый и маневренный бег, плавание или полет).

Выделение ядов, отпугивающих и раздражающих запахов.

Выработка особых способов поведения (затаивание, быстрое перемещение).

Строительство убежищ (например, домики ручейников).

Отсутствие органов передвижения и дистанционных органов чувств.

Отсутствие рта, кишечника.

Специальные органы прикрепления (присоски, крючки).

Отсутствие пигментации.

Анаэробность.

Большое число потомков, заботы о потомстве нет.

Смена поколений, сложный метаморфоз.

Смена хозяев.

Примеры организмов: аскарида, цепень, эхинококк и др.

Нет активного перемещения (например, насекомые без крыльев).

Специальные органы для приема пищи (колющий хоботок, сосущие органы).

Органы прикрепления на хозяина.

Многочисленное потомство.

Примеры организмов: вши, блохи, пиявки, постельные клопы и др.

Редукция органов ассимиляции.

Гетеротрофный тип питания.

Образование сосущих корней.

Многочисленные цветки и семена.

Мотивация учебной деятельности

Используется техника «Кластери» (от англ. clustery – растущий пучками, кистями, гроздьями). Это один из способов организации информации, как правило, в виде схемы, рабочей модели ситуации, древа понятий, терминологической карты.

Какие факторы необходимы для возникновения приспособлений? (Все предложения школьников фиксируются на доске.)

Учитель. Как вам известно, наиболее весомый вклад в развитие эволюционных представлений в XVIII–XIX вв. внесли К.Линней, Ж.Б. Ламарк, Ч.Дарвин. Эволюционная теория Дарвина послужила основой для создания современной синтетической теории эволюции (СТЭ).
Попробуйте распределить предложенные утверждения по трем категориям:

– соответствует взглядам Линнея;
– соответствует взглядам Ламарка;
– соответствует взглядам Дарвина (СТЭ).

(Учащиеся работают самостоятельно.)

Утверждения

1. Приспособления возникают в результате новых мутаций.
2. Приспособленность организмов – проявление изначальной целесообразности.
3. Организмы обладают врожденной способностью изменяться под воздействием внешней среды.
4. Приспособления закрепляются в результате естественного отбора.
5. Одна из движущих сил эволюции – стремление организмов к совершенству.
6. Движущая сила эволюции – естественные законы природы.
7. Одна из движущих сил эволюции – упражнение и неупражнение органов в определенных условиях среды.
8. Движущая сила возникновения приспособленности – Бог.
9. Приобретенные в ходе взаимодействия особи со средой признаки передаются по наследству.

Ответ: Линней – 2, 8; Ламарк – 3, 5, 7, 9; СТЭ – 1, 4, 6.

Проверка выполнения задания проводится с использованием техники «Мысль по кругу». Цели этой техники: не бояться ошибок; научиться слушать другого; уметь анализировать и обобщать услышанный материал.

Номера утверждений выписываются на доске, затем первый ученик любого ряда (по выбору учителя)

называет, чьим взглядам, по его мнению, соответст-вует первое утверждение. Ответ сокращенно записывается напротив № 1. По такой же схеме производится опрос дальше, до последнего ученика. Затем подсчитывается число голосов по каждому пункту, определяется истина, на основе которой заполняется таблица «Возникновение приспособлений».

Таблица. Возникновение приспособлений

Пользуясь данными таблицы, попробуйте ответить на вопрос: каков механизм возникновения приспособлений?

После обсуждения учитель пишет на доске название темы урока и схему анализа механизмов возникновения адаптации.

В первоначальный кластер вносятся изменения: наиболее важные для формирования приспособлений факторы обводятся в рамку, остальные стираются.

Учитель. В больших популяциях направляющим фактором эволюции является естественный отбор, а в малых – дрейф генов, действие которого в больших популяциях ослаблено. Следует учитывать, что дрейф генов далеко не всегда приводит к адаптации организмов: он даже может оказаться губительным для популяции, ухудшая ее приспособленность к условиям среды.
Кроме этого, необходимо помнить, что еще Ч.Дарвин подчеркивал, что все приспособления, сколько бы совершенными они ни были, носят относительный характер. Естественный отбор формирует приспособление к конкретным условиям существования (в данное время и в данном месте), а не ко всем возможным условиям среды.
Доказательствами относительности приспособлений могут служить следующие факты (запись в тетрадях):

1. Защитные приспособления оказываются неэффективными в необычных условиях: например, при задержке выпадения снега вовремя перелинявший на зиму заяц-беляк хорошо виден на фоне темной земли.

2. Проявление инстинктов у животных может оказаться нецелесообразным: например, мелкие птицы продолжают тратить силы на выкармливание кукушонка, который выкинул их потомство из гнезда.

3. Полезные для одних целей органы и структуры могут оказаться вредным в других условиях – например, крылья стрижа обеспечивают ему очень быстрый и маневренный полет, но не позволяют взлететь, если птица случайно окажется на земле (стрижи гнездятся только на высоких обрывах); яркая окраска самца павлина обеспечивает ему успех у самок, но одновременно привлекает хищников.

Затем учитель советует школьникам внести изменения в название изучаемой темы: «Механизм возникновения приспособлений и их относительный характер»

Далее каждому ученику в случайном порядке выдается карточка, содержащая идеограмму (рисунок, краткую запись) определенного организма. Ребята, получившие одинаковые карточки, объединяются в группы и получают задание.

Задание: пользуясь приобретенными на уроке знаниями, объяснить, как могли возникнуть:

– полосы на шкуре у тигра (1-я группа);
– длинные уши у зайца (2-я группа);
– покровительственная окраска у кузнечика (3-я группа);
– хобот у слона (4-я группа);
– густой мех у песца (5-я группа).

Примечание: набор заданий может быть и другим – в зависимости от имеющихся в кабинете биологии пособий (таблиц, иллюстраций, живых растений или гербариев и чучел).

На доске учитель пишет алгоритм, согласно которому необходимо провести анализ объекта.

Учащиеся работают в группах: делают записи в тетрадях; готовят, а затем представляют свой материал (делегатом от группы может быть любой ученик). После каждого выступления организуется коллективное обсуждение.

На завершающем этапе урока используется прием «Отчет по визитке»: и формулируются и записываются в тетрадь выводы, соответствующие материалам этого и предыдущего уроков, т.е. по теме в целом).

Отчет по визитке:

– на всех учащихся заготовлен комплект «визитных карточек» с фамилиями и именами;
– перед началом урока все визитки перетасовываются и кладутся стопкой на стол учителя;
– владелец верхней карточки должен выступить в конце занятия с резюме по теме урока.

До конца урока докладчик не известен, поэтому прием увлекает ребят своей игровой стороной и предполагаемой ответственностью. Интерес повышается и в случае, если учитель выступает в этой игре как участник и кладет свою визитку в общую стопку.

После мини-отчета осуществляется совместное формулирование выводов:

– любой вид живых организмов приспособлен к тем условиям, в которых он обитает;
– приспособления организмов к среде обитания проявляются на всех уровнях организации – биохимическом, цитологическом, гистологическом, анатомическом;
– физиологические адаптации – пример отражения структурных особенностей организации в данных условиях существования;
– забота о потомстве возникает как способ обеспечения выживания вида на фоне высокой степени развития нервной системы и является одной из форм физиологических адаптаций;
– любые приспособления относительны и целесообразны только в конкретных условиях существования.

Таким образом, приспособленность – это относительная целесообразность строения и функций организма, являющаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных к данным условиям существования особей.

Домашнее задание

1. Проанализируете следующие термины и запишите возникающие ассоциации в тетрадь:

1-й вариант – преадаптация;
2-й вариант – дезадаптация.

2.

1-й вариант – наличие панциря у наземных черепах;
2-й вариант – постоянный рост резцов у грызунов.

Примечание: некоторые классы испытывают затруднения при коллективной работе, поэтому урок можно провести в виде самостоятельной работы с учебником, при этом полезно будет использовать таблицу «Возникновение приспособлений».

3. Объясните, как могла возникнуть полосатая окраска у тигра, длинные уши у зайца и хобот у слона с точки зрения:

1-й вариант – Линнея;
2-й вариант – Ламарка;
3-й вариант – синтетической теории эволюции.

4. Объясните относительность следующих приспособлений:

1-й вариант – отсутствие или недоразвитие органов чувств у пещерных животных;
2-й вариант – листья-иголки у кактуса;
3-й вариант – мощный слой жира у северных китов.

Методика работы с лабиринтами:

лабиринт состоит из утверждений, с которыми учащийся либо соглашается, либо нет;

в зависимости от решения, он двигается по лабиринту согласно стрелкам, выходя на правильный ответ или попадая в тупик;

дойдя до последнего утверждения, ученик должен получить некий код – цифровой или, как в данном случае, буквенный.

Примечание: при верном выполнении данного лабиринта получается слово «адаптация», написанное в обратном порядке, чтобы исключить угадывание («яицатпада»).

РАЗРАБОТКА УРОКА НА ТЕМУ

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Сегодня мы поговорим с вами о приспособлении организмов к условиям существования. Выясним, что такое адаптация и какие типы адаптаций существуют, определим основные виды адаптаций в природе и подберем к ним примеры. Приспособления к условиям окружающей среды возникают в результате действия естественного отбора, поэтому давайте вспомним:

1. что такое естественный отбор?

Выживание и размножение наиболее приспособленных организмов.

2. А какие формы естественного отбора вы знаете?

Движущий, дизруптивный, стабилизирующий.

3. А что такое движущий отбор?

- форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды.

4. Приведите пример движущего отбора?

Темная окраска бабочки березовой пяденицы в индустриальных районах

5. А что такое дизруптивный отбор?

Форма естественного отбора, при которой условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака.

6.Приведите пример.

Двух рас у погремка большого на сенокосных лугах, полиморфизм 2-х форм цветов божьих коровок

7.Что такое стабилизирующий отбор?

Стабилизирующий отбор - форма естественного отбора, сохраняются особи с признаками не отклоняющимися от нормы.

8.Приведите пример

Среднее количество птенцов в гнезде, оптимальные размеры и формы цветков и соцветий у насекомоопыляемых растений.

А теперь открываем тетради и записываем тему: «Возникновение приспособлений».

В результате естественного отбора у растений и животных возникают приспособления, соответствующие той среде, в которой они постоянно встречаются. Известно, что птицы имеют приспособления для полета – крылья. Такие приспособления к условиям существования издавна обращали на себя внимание человека. Недаром говорят, что «крылья даны птице для полета». К водной среде прекрасно адаптированы рыбы. Здесь уместно вспомнить выражение: «чувствовать себя как рыба в воде».

А теперь давайте запишем, что же такое адаптация. Под адаптацией понимается совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и других особенностей биологического вида, которая обеспечивает возможность его существования в определенных условиях окружающей среды. Обычно адаптации различают на общие и частные.

Общие адаптации – это приспособления к жизни в обширной зоне условий среды. Примером может служить приспособленность конечностей позвоночных к наземной среде.

Частные адаптации – это приспособления к определенному образу жизни. Примерами могут быть приспособленность обезьян лазить по деревьям, или способность акул к плаванию.

Много примеров частных адаптаций связано с наличием у животных так называемой покровительственной окраски, условно ее делят на несколько типов: маскировка, мимикрия, демонстрация.

С каждым видом покровительственной окраски более подробно вы познакомитесь в ходе работы с текстом.

Делимся на 3 группы, каждая группа отвечает на 4 вопроса которые лежат перед вами. Ответы конспектируете себе в тетрадь. Затем каждый представитель от группы диктует свои ответы другим группам, а остальные записывают.

А теперь мы проверим, как вы усвоили данную тему, перед вами иллюстрации – вам необходимо назвать, что за форма покровительственной окраски представлена на иллюстрации.

ВОПРОСЫ

1. Что такое маскировка?

2.Какие типы маскировки существуют?

3.Приведите пример маскировки?

4. Какое значение имеет маскирующая окраска?

МАСКИРОВКА

Маскировка – это приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами. Выделят несколько типов маскировки: криптическая окраска, расчленяющая, скрывающая. Криптическая окраска (К. о.) животного обеспечивает сходство особи с окружающим фоном. Животные, обитающие в траве, имеют зелёную окраску (ящерицы, кузнечики, гусеницы), обитатели пустынь - жёлтую или бурую (пустынная саранча, ушастая круглоголовка, сайгак). Дизруптивная, или расчленяющаяся, окраска характеризуется наличием контрастных пятен и полос, нарушающих зрительное впечатление о контурах тела, вследствие чего животное становится незаметным на фоне с чередующимися пятнами света и тени. Дизруптивная окраска часто сочетается с криптической, т. е. пятна в окраске животного гармонируют с фоном. Дизруптивная окраска свойственна многим животным (саранчовым, бабочкам, жукам-усачам, ящерицам, бурундукам, зебрам). Скрадывающая окраска основана на эффекте противотени: наиболее ярко освещаемые участки тела окрашены темнее менее освещаемых: при этом окраска кажется более монотонной, а очертания животного сливаются с фоном. Такая окраска («тёмная спина - светлое брюхо») характерна для большинства рыб и др. обитателей толщи воды, для многих птиц и некоторых млекопитающих (олени, зайцы).

ВОПРОСЫ

1. Что такое мимикрия?

2. Какие виды и формы мимикрия существуют в природе?

3.Приведите примеры каждого из видов и форм мимикрии?

4. Какое значение имеет мимикрия?

МИМИКРИЯ

Мимикрия – это сходство беззащитного и съедобного вида животного с одним или несколькими представителями неродственных видов. В природе выделяют 2 типа мимикрии: миметизм – сходство с другим животным и мимезия – сходство с растениями и предметами окружающей среды. Различные формы миметизма характерны для целого ряда видов насекомых – мухи имитируют ос. Хрестоматийными примерами мимезии являются некоторые морские-коньки, например конек-тряпичник напоминает водоросли.

Выделяют 2 формы мимикрии: бейтсовскую, описанную Г.Бейтсом и мюллеровскую, описанную Ф.Мюллером. Примеров бейтсовской мимикрии служит случай сходства отдельных видов бабочек-белянок с несъедобными ярко окрашенными и дурно пахнущими бабочками-геликонидами. В варианте мюллеровской мимикрии несколько защищенных видов имеют внешнее сходство и окраску, например некоторые виды ос.

Существует множество животных, использующих как защитный механизм звуковое подражание. В основном данное явление встречается среди птиц. Например, кроличий сыч, живя в норах грызунов, может имитировать шипение змеи.

Мимикрия у растений служит для отпугивания или привлечения животных. Например, лишенные нектара цветки белозора сходны с медоносными цветками и подобным образом привлекают к себе насекомых-опылителей. Полагают что возникновение мимикрии связано с избирательным истреблением животных или растений.

ВОПРОСЫ

1. Что такое демонстрация?

2. Приведите примеры угрожающей окраски или формы?

3.Приведите примеры предупреждающей окраски или формы?

4. Какое значение имеет демонстрация?

ДЕМОНСТРАЦИЯ

Демонстрация – форма или окраска животных, делающая их заметными на фоне окружающей среды. Выделяют два вида демонстрации: угрожающая и покровительственная форма или окраска. Угрожающая окраска сильно отличается от фона окружающей среды, демонстрируется внезапно при опасности и обычно сочетается с угрожающей позой и звуками. Например, у некоторых видов бабочек (из родов бражников, ленточниц), цикад, саранчовых, богомолов и др. на задних крыльях имеются глазчатые пятна или яркие перевязи. Предупреждающая окраска, вид покровительственной окраски и формы, при которой несъедобные животные обладают яркой, обычно пёстрой, окраской. Такие животные хорошо заметны благодаря контрастным сочетаниям цветов (чёрного, красного, белого; оранжевого, белого, чёрного и т.д.). Среди позвоночных животных предупреждающая окраска присуща некоторым рыбам, саламандрам, жабам жерлянкам.

Ряд ядовитых змей оповещает о своем присутствии не столько окраской, сколько звуками, в основном так называемого инструментального характера, т.е. издаваемыми либо с помощью трения чешуек, либо с помощью специальной «погремушки» на конце хвоста (гремучие змеи).

Демонстрация обеспечивает заметность животных, которая является преимуществом, поскольку они, будучи узнанными, не подвергаются нападению со стороны хищников.

Согласно учению Чарльза Дарвина в условиях естественного отбора выживает самый приспособленный. Следовательно, именно отбор – основная причина возникновения разнообразных приспособлений живых организмов к среде обитания. Покажем это на примере формирования приспособлений у тетеревиных птиц к жизни в нижнем ярусе леса. Для этого вспомним некоторые особенности внешнего строения и образа жизни этих птиц: короткий клюв, позволяющий склевывать ягоды и семена с лесной подстилки, а зимой с поверхности снега; роговые бахромки на пальцах обеспечивающие хождение по снегу, способность спасаться от холода, зарываясь на ночь в снег; короткие широкие крылья, дающие возможность быстро и почти отвесно взлетать с земли.

Допустим, что у предков тетеревиных птиц описанные выше приспособления не были развиты. Однако при изменении среды обитания (в связи с похолоданием или в силу каких-то других обстоятельств) они были вынуждены зимовать в лесу, гнездится и кормится на лесной подстилке.

Непрерывный процесс возникновения новых мутаций, их комбинация при скрещивании, волны численности обеспечивали генетическую гетерогенность популяции. Поэтому птицы отличались друг от друга рядом наследственных признаков: отсутствием или наличием бахромок на пальцах, размерами крыльев, длиной клюва и т.п.

Внутривидовая борьба за существование способствовала выживанию особей, у которых признаки внешнего строения больше соответствовали условиям обитания. В процессе естественного отбора именно эти птицы оставляли плодовитое потомство и численность их в популяции возрастала.

Птицы нового поколения вновь несли разнообразные мутации. Среди мутаций могли быть и такие, которые усиливали проявление отобранных ранее признаков. Обладатели этих признаков вновь имели больше шансов выжить и оставит потомство. И так из поколения в поколение на основе усиления, накапливания полезных наследственных изменений совершенствовались черты приспособленности тетеревиных птиц к жизни в нижнем ярусе леса.

Объяснение возникновения приспособленности, данное Чарльзом Дарвином, в корне отличается от понимания этого процесса Жаном Батистом Ламарком , который выдвинул идею о врожденной способности организмов изменятся под влиянием среды только в полезную для них сторону. У всех известных ежей острые колючки надежно защищают их от большинства хищников. Трудно представить, что образование таких колючек вызвано прямым влиянием среды. Только действием естественного отбора можно объяснить возникновение такого приспособления: далеким предкам ежа могло бы помочь выжить даже незначительное огрубление волос. Постепенно, в течение миллионов поколений, оставались в живых только те особи, которые случайно оказывались обладателями все более и более развитых колючек. Именно им удалось оставить потомство и передать ему свои наследственные особенности. По этому же пути возникновения иголок вместо волос пошли мадагаскарские «щетинистые ежи» - тенреки и некоторые колючешерстные виды мышей и хомяков.

Рассматривая другие примеры адаптации в живой природе (появление колючек у растений, различных зацепок, крючков, летучек у семян растений в связи с распространением их животными), мы можем предположить, что механизм их возникновения общий: во всех случаях приспособления возникают не сразу в готовом виде как нечто данное, а длительно формируются в процессе эволюции посредством отбора особей, имеющих признак в наиболее выраженной форме.

Под адаптацией понимается совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и других особенностей данного биологического вида, которая обеспечивает возможность его существования в определенных условиях внешней среды.

Общие адаптации — приспособления к жизни в обширной зоне среды . К адаптациям общего плана относят, например, приспособленность конечностей позвоночных к наземной среде (большинство рептилий, млекопитающих), плаванию (рыбы, китооб- разные, морские черепахи и пр.), полету (птицы, рукокрылые млекопитающие).

Частные адаптации — специализации к определенному образу жизни . К адаптациям частного плана относят, например, приспособленность конечностей позвоночных к бегу (антилопы, лошади,страусы и др.), роющему образу жизни (кроты, могеры, цокоры,слепыши и др.), лазанию по деревьям (обезьяны, ленивцы, дятлы, пишухи и пр.), различным типам полета (грифы, соколы,альбатросы, утки и пр.; различное строение крыльев рассматривается как адаптации к конкретным типам полета), различным ти- пам плавания (акулы, морские черепахи, пингвины, тюлени). Много примеров частных адаптации связано с наличием у животныхтак называемой покровительственной окраски.

Условно различаютнесколько типов покровительственной окраски (иногда и формы):маскировку, мимикрию, демонстрацию.

Маскировка

Муха-осовидка подражает осе (мимикрия)

Пример демонстрации

Между выделенными типами существует немало переходов.

Маскировка — приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами. Например, гусеница бабочки пяденицы похожа на сучок, насекомое палочник — на сухую ветку, австралийские рыбы-тряпичники — наприбрежные водоросли, выделяют следующие основные типы маскирующей окраски: криптическая (обеспечивает сходство с окру-жающим фоном); расчленяющая («размывает» контур животного;характерна для яиц, а иногда и самих птиц, гнездящихся открытона земле — кулики, утки, козодои и пр.); скрадывающая (основана на принципе «противотени»).

Маскирующая окраска особенно важна для защиты организма на ранних этапах индивидуального развития (яиц, личинок, птенцов, детенышей млекопитающих и т.д.). У открыто гнездящихсяптиц такую окраску имеют самки, что особенно необходимо в период насиживания кладки. Расчленяющая окраска может быть ухищников, использующих длительное подкарауливание жертвы:тигр, леопард, ягуар, окунь и др. Некоторые животные способны кбыстрому изменению окраски в зависимости от изменения окружающего фона, например различные виды камбалы, хамелеонов.

Мимикрия — сходство беззащитного и съедобного вида с однимили несколькими представителями неродственных видов, хорошозащищенных от нападения и поедания хищником (миметизм) илирастениями и предметами окружающей среды (мимезия). Различные формы миметизма характерны для целого ряда видов насекомых (мухи имитируют ос, шмелей), змей (неядовитые змеи имитируют окраску и поведение ядовитых). Хрестоматийны следующие примеры мимезии: некоторые морские коньки, например конек-тряпичник, напоминают водоросли; яйца некоторых куликов(кулики-сороки, зуйки) сходны по окраске и форме с галькой (узакрыто гнездящихся птиц, например у дуплогнездников, яйца неокрашены); гусеница бабочки пяденицы напоминает сухой сучок;насекомое палочник похоже на сухие прутики; название рыба-листговорит само за себя; некоторые бабочки похожи на сухие листьяи даже имитируют их падение при полете и пр.

Выделяют две формы мимикрии: бейтсовскую (по имени Г. Бейтса) и мюллеровскую (Ф. Мюллер). Примером бейтсовской мимикрии служит случай сходства отдельных видов бабочек белянок снесъедобными ярко окрашенными и дурно пахнущими бабочками-геликонидами. В варианте мюллеровскои мимикрии несколькозащищенных видов животных имеют сходную внешность и окраску — образуют совокупность видов, называемую «кольцо». Так,многие виды ос сходны между собой. Ядовитые насекомые (клоп-солдатик, жук-нарывник, семиточечная божья коровка) имеютотпугивающую окраску — красную с черными пятнами. Насекомоядные птицы, вырабатывая «рефлекс отвращения» на одномвиде, уже не трогают виды «кольца».

Мимикрия у растений служит для отпугивания или привлечения животных. Например, лишенные нектара цветки белозора сходны с медоносными цветками и подобным образом привлекают ксебе насекомых-опылителей. Ловчие приспособления насекомоядных растений «подражают» ярким цветкам других видов и таким способом заманивают в ловушку насекомых. Полагают, что возникновение мимикрии связано с избирательным истреблением животных или растений.

Демонстрация (угрожающая или предупреждающая окраска илиформа). Животное с ядовитыми зубами (ядовитые змеи), жалящимприспособлением (жалящие перепончатокрылые: пчелы, осы), ядовитыми кожными железами (амфибии: огненная саламандра, жерлянки и др.) обычно «широко оповещает» об этом. Такие виды обладают отпугивающей окраской (мюллеровская мимикрия) или особым «рисунком» (например, у некоторых змей), которые хорошо запоминаются другими животными. Ряд ядовитых змей оповещает о своем присутствии не столько окраской, сколько звуками,

в основном так называемого инструментального характера, т.е. издаваемыми либо с помощью трения чешуек (эфа), либо с помощью специальной «погремушки» на кончике своего хвоста (гремучие змеи).

Происхождение приспособлений и их относительность . Эволюция направлена на приобретение приспособлений. Приоритет научного объяснения случаев приспособленности животных и растений принадлежит Ч.Дарвину. Ж. Б.Ламарк считал, что организмы обладают врожденной способностью изменяться под влиянием внешней среды и только в полезном для них направлении. Вряд ливозникновение колючек дикобразов, ежей, тенреков (мадагаскарские щетинистые ежи) непосредственно связано с проявлениемусловий внешней среды. Ч.Дарвин показал, что адаптации возникают в результате действия естественного отбора. Только обладатели более острых и прочных колючек выживали в борьбе с хищниками и могли оставлять жизнеспособное потомство. Так, из поколения в поколение накапливались и закреплялись те полезные наследственные изменения, которые способствовали сохранению ипроцветанию вида.

В результате исторического развития живых существ вся их организация оказывается глубоко адаптивной. Однако приспособленность организмов к среде, несмотря на все ее совершенство, неабсолютна, а относительна. Относительность приспособлений прежде всего связана с тем, что условия внешней среды нередко меняются значительно быстрее, чем формируются те или иные приспособления. А уже имеющиеся приспособления теряют свое значение для организма в трансформированной среде.

Доказательствами относительности приспособлений могут служить следующие примеры:

1) полезный в одних условиях орган становится бесполезным и даже относительно вредным в другой среде: сравнительно длинные крылья стрижей, приспособленные к стремительному продолжительному полету, создают определенные сложности при взлете с земли; длинные крылья морской птицы — фрегата не дают ей подняться с гладкой поверхности моря; странствующий альбатрос не в состоянии взлететь с палубы корабля;

2) защитные приспособления от врагов также относительны: ядовитые змеи(например, гадюки) поедаются ежами, свиньями, которые маловосприимчивы к их яду; крупная ящерица — серый варан — маловосприимчива к яду кобры;

3) проявление инстинктов может также оказаться нецелесообразным: например, защитная реакция (выпускание струи дурно пахнущей жидкости) скунса, направленная против идущего автомобиля (к сожалению, случается, что по этой причине на дорогах США гибнут эти зверьки);

4) наблюдаемое«переразвитие» некоторых органов, которые становятся помехой для организма (явление гиперморфоза): огромные (до 3 м и более в размахе) рога вымершего большерогого оленя (Megaceros eurycerus); чрезмерно развитые клыки бабируссы (дикой свиньи); устрашающие клыки-кинжалы вымерших саблезубых тигров (махайродов, смилодонов), излишне длинные бивни древних хоботных —мастодонтов.