Учнівська вікі-стаття "Адаптація як результат еволюційного процесу"
Зміст
Назва проекту
Адаптація як результат еволюційного процесу
Автори проекту
Учні 10 клас
Тема дослідження
Пристосування рослин і тварин до навколишнього середовища
Проблема дослідження
Навіщо рослинам і тваринам пристосовуватись до навколишнього середовища?
Гіпотеза дослідження
Процес адаптації відбувається завдяки природному відбору
Мета дослідження
Дослідити та проаналізувати види пристосувань до навколишнього середовища
Результати дослідження
Адаптація — це пристосування живих систем до тих чи інших умов середовища існування. Усі види адаптації — це результат дії еволюційного процесу на основі природного добору. Адаптації можуть виникати до абіотичних і біотичних факторів і бути спрямовані на підвищення стійкості організмів.
Біологічна адаптація (від лат.adaptatio - пристосування) - розвиток будь-якої ознаки, який сприяє виживанню виду і його розмноженню. Адаптації можуть бути морфологічними, фізіологічними або поведінковими. Морфологічні адаптації включають зміни форми або будови організму. Приклад такої адаптації - твердий панцир черепах, що забезпечує захист від хижих тварин.
Фізіологічні адаптації пов'язані з хімічними процесами в організмі. Так, запах квітки може служити для залучення комах і тим самим сприяти запиленню рослини. Поведінкова адаптація пов'язана з певним аспектом життєдіяльності тварини. Типовий приклад - зимовий сон у ведмедя.
Більшість адаптацій являє собою поєднання перерахованих типів.
Пристосованість живих істот до природних умов зовнішнього середовища була усвідомлена людьми ще в античні часи. Аж до середини XIX століття це пояснювалося початкової доцільністю природи. У теорії еволюції Чарльза Дарвіна було запропоновано наукове пояснення адаптаційного процесу на основі природного відбору.
Згідно з ученням Чарльза Дарвіна в умовах природного відбору виживає самий пристосований. Отже, саме відбір - основна причина виникнення різноманітних пристосувань живих організмів до середовища проживання.
Покажемо це на прикладі формування пристосувань у тетерячих птахів до життя в нижньому ярусі лісу. Для цього пригадаємо деякі особливості зовнішньої будови та способу життя цих птахів: короткий дзьоб, що дозволяє скльовує ягоди і насіння з лісової підстилки, а взимку з поверхні снігу; рогові бахромки на пальцях забезпечують ходіння по снігу, здатність рятуватися від холоду, зариваючись на ніч у сніг; короткі широкі крила, що дають можливість швидко і майже прямовисно злітати з землі. Припустимо, що у предків тетерячих птахів описані вище пристосування не були розвинені. Однак при зміні середовища проживання (у зв'язку з похолоданням або в силу якихось інших обставин) вони були змушені зимувати в лісі, гніздиться і годується на лісовій підстилці. І так з покоління в покоління на основі посилення, накопичення корисних спадкових змін удосконалювалися риси пристосованості тетерячих птахів до життя в нижньому ярусі лісу.
Пояснення виникнення пристосованості, дане Чарльзом Дарвіном, в корені відрізняється від розуміння цього процесу Жаном Батистом Ламарком, який висунув ідею про вродженої здатності організмів зміняться під впливом середовища тільки в корисну для них сторону. Важко уявити, що освіта таких колючок викликано прямим впливом середовища. Тільки дією природного відбору можна пояснити виникнення такого пристосування: далеким предкам їжака могло б допомогти вижити навіть незначне огрубіння волосся. Поступово, протягом мільйонів поколінь, залишалися в живих тільки ті особини, які випадково виявлялися власниками все більш і більш розвинених колючок. Саме їм вдалося залишити потомство і передати йому свої спадкові особливості. Цим же шляхом виникнення голок замість волосся пішли мадагаскарські «щетинисті їжаки» - тенрекі і деякі колючешерстние види мишей і хом'яків.
Розглядаючи інші приклади адаптації в живій природі (поява колючок у рослин, різних зачіпок, гачків, летючок у насіння рослин у зв'язку з поширенням їх тваринами), ми можемо припустити, що механізм їх виникнення загальний: у всіх випадках пристосування виникають не відразу в готовому вигляді як щось дане, а тривало формуються в процесі еволюції шляхом відбору особин, що мають ознаку в найбільш вираженій формі.
Приклади адаптацій
Відповідність будови органів виконуваних функцій (наприклад, досконалість літального апарату птахів, кажанів, комах) завжди привертав до себе увагу людини і спонукало дослідників використовувати принципи організації живих істот при створенні багатьох машин і приладів. Факти, що свідчать про пристосованості живих істот до умов життя, настільки численні, що не представляється можливим дати скільки-небудь повний їхній опис.Наведемо лише деякі яскраві приклади пристосувальної забарвлення. Для захисту яєць, личинок, пташенят особливо важлива покровительственная забарвлення. У відкрито гніздових птахів (глухар, гага, тетерев) самка, що сидить на гнізді майже не відрізняється від навколишнього фону. Відповідає фону і пігментована шкаралупа яєць.
Цікаво, що у птахів, що гніздяться в дуплі, самки нерідко мають яскраве забарвлення (синиці, дятли, папуги). Дивна подібність з гілочками спостерігається у паличників. Гусениці деяких метеликів нагадують сучки, а тіло деяких метеликів - лист. Здесь покровительственная забарвлення поєднується з протекційним формою тіла.
Коли паличник завмирає, то навіть з близької відстані важко виявити його присутність - настільки зливається він з навколишнім растітельностью
Усілякий раз, потрапляючи в ліс, на луга, в поле, ми навіть не помічаємо, як багато комах ховається на корі, листках, в траві .У зебри і тигра темні і світлі смуги на тілі збігаються з чергуванням тіні і світла навколишньої місцевості. У цьому випадку тварини малопомітні навіть на відкритому просторі з відстані 50-70м.
Деякі тварини (камбала, хамелеон) здатні навіть до швидкого зміни протекційним забарвлення завдяки перерозподілу пігментів у хроматофорах шкіри. Ефект забарвлення підвищується при її поєднанні з відповідною поведінкою: у момент небезпеки багато комах, риби, птиці завмирають, приймаючи позу покоя. Дуже яскраве застерігаюче забарвлення (зазвичай біла, жовта, червона, чорна) характерна для добре захищених отруйних жалких форм. Кілька разів спробувавши покуштувати клопа-«солдатика», сонечко, бджолу, птиці в кінці кінців відмовляються від нападу на жертву з яскравим забарвленням.
Цікаві приклади адаптації пов'язані з мімікрією (від грецького мімос - актор). Деякі беззахисні і їстівні тваринні наслідують видів, які добре захищені від нападу хижаків. Наприклад, деякі павуки нагадують мурах, а осоподібні мухи зовні схожі з осами.
Одним з пристосувань до навколишнього середовища для багатьох дрібних тварин є поселення на (або всередині) інших, більш великих. В одних випадках набуває перевагу використання великої тварини тільки в якості місця проживання, тоді як в сенсі харчування пристосовується організм живе за рахунок зовнішньої - середовища. До даної категорії відносяться різні епібіонти. В інших випадках переважає пристосування до більш великого організму в сенсі вилучення з нього їжі, тоді як просторової зв'язку з ними не встановлюється або така є в незначною мірою. Сюди належать, наприклад, комарі, а також клопи, поселяються в приміщеннях людини, але не на його тілі. Нарешті, дуже часто пристосування йде по обох лініях одночасно, так що паразит використовує господаря і як джерело їжі і як середовище проживання.
По правилом Аллена, встановленому ще в XIX ст., Існує зв'язок між будовою тіла теплокровних тварин (птахів і ссавців) і кліматом, в якому вони живуть. У тварин холодного клімату всі виступаючі частини тіла (вуха, хвіст, кінцівки) набагато коротше, ніж у споріднених їм видів у теплих краях. Ці особливості будови зменшують загальну поверхню тіла, через яку відбуваються втрати тепла з організму.
Будь-яка група організмів має свої пристосувальні форми. За зовнішнім виглядом можна легко визначити, в яких умовах живе даний вид. Наприклад, серед саранових комах мешканці густої злакової рослинності відрізняються зеленим кольором, струнким, стислим з боків тілом з гладкими покривами, загостреною формою голови. У мешканців відкритих пустельних ділянок тіло кремезне, широке, вкрите горбками та зморшками, пофарбовано під колір грунту, кут голови тупий, задні стегна дуже потужні.
Розглянемо ще деякі приклади пристосування тварин до середовища існування у нижченаведених відео.
https://www.youtube.com/watch?v=CIMs0nbrjs0
https://www.youtube.com/watch?v=PTiuLo82b08
Висновки
Організми, що не можуть адаптуватись до навколишнього середовища, покидають його або вимирають. Термін «вимирання» в контексті адаптації означає, що доля організмів, що гинуть протягом деякого проміжку часу, постійно перевищує долю організмів, які народжуються, і цей проміжок часу достатньо великий для повного вимирання популяції.
