L'emergere dell'adattamento degli organismi.
La ragione principale della comparsa di vari adattamenti degli organismi viventi al loro ambiente è la selezione. Ad esempio, è noto che la pernice - uccello della foresta. A seconda del suo habitat, presenta vari adattamenti: a) accorciamento del becco in relazione all'estrazione del cibo da sotto la neve e dalla lettiera di foglie: b) comparsa di pieghe cornee all'estremità delle dita per facilitare il movimento lungo il folto manto nevoso; c) espansione, arrotondamento delle ali per un rapido sollevamento in aria (gli antenati della pernice non avevano una tale struttura).
Per l'ulteriore distribuzione sono stati sottoposti anche i frutti e i semi delle piante vari cambiamenti. Si tratta di ganci, spine con cui sono attaccati agli animali o di lanugine leggera che viene dispersa dal vento.
L'emergere dell'adattamento nelle piante e negli animali - fenomeno caratteristico, ma in ogni caso la forma fisica non si manifesta immediatamente. Come risultato di un lungo processo evolutivo, gli individui appaiono con caratteristiche speciali adattate alle condizioni ambiente esterno.
Le caratteristiche di adattabilità nella struttura, nel colore, nella forma del corpo e nel comportamento sono chiaramente visibili nell'esempio mammifero acquatico- delfino. La forma appuntita del corpo gli consente di muoversi facilmente e liberamente nell'acqua in diverse direzioni. La velocità del delfino raggiunge i 40 km/h. E negli uccelli, indicatori di idoneità al volo sono la presenza di piume che ricoprono il corpo; assenza di orecchie e denti; la capacità di girare la testa di 180"; leggerezza delle ossa; rapida digestione del cibo nello stomaco, ecc.
In molti animali il loro adattamento è così sviluppato che è difficile distinguerli ambiente. La forma del corpo, la colorazione dei pesci e degli animali che vivono in fitti boschetti di alghe li aiutano a nascondersi con successo dai nemici.

Tipi di adattabilità:

1. Colorazione protettiva (mimetica) e sue tipologie.
2. Adattamento istintivo.
3. Prendersi cura della prole.
4. Adattamento fisiologico.

Riso. 21. Adattamento delle falene cambiando colore ai colori corrispondenti del tronco dell'albero: 1 - numero uguale di farfalle scure e chiare marcate; 2 - tronco d'albero leggero; 3 - aumento del numero di farfalle leggere; 4 - aumento del numero di farfalle scure; 5 - tronco d'albero scuro

1. Colorazione protettiva (mimetica) e sue tipologie. La colorazione protettiva è l'adattabilità degli organismi che vivono apertamente e possono essere accessibili ai nemici. Gli uccelli che incubano le uova sul terreno (gallo cedrone, pernice, quaglia, ecc.) si confondono con lo sfondo circostante. Un uccello seduto immobile su un nido è quasi invisibile ai suoi nemici. Anche le uova, che hanno un guscio pigmentato, e i pulcini che ne nascono sono difficilmente visibili. U grandi predatori, le cui uova sono inaccessibili ai nemici, o negli uccelli che depongono le uova in alto sulle rocce o le seppelliscono. nel terreno, il colore protettivo del guscio non si sviluppa. I bruchi delle farfalle sono generalmente verdi, il colore delle foglie, o scuri, il colore della corteccia. I pesci che vivono sul fondo (razza, passera) sono spesso colorati per abbinarsi al colore della sabbia.
Gli animali del deserto sono generalmente di colore giallo sabbia. Un colore protettivo monocromatico è caratteristico degli insetti (locuste), lucertole, saiga e leoni. A seconda del periodo dell'anno, molti animali cambiano colore. Ad esempio, la volpe artica, la lepre bianca e la pernice sono bianche in inverno. U farfalle diurne colorazione protettiva sulla parte inferiore delle ali e sulla parte superiore delle ali di quelle notturne, quindi durante il giorno diventano visibili ai nemici e possono morire (la parte inferiore delle ali è chiara). La colorazione protettiva si può osservare anche sotto forma di insetti: la pupa delle farfalle su un ramo è molto simile ad un bocciolo; una larva attaccata ad un ramo in uno stato immobile, simile al ramo di un albero, ecc.
La colorazione protettiva è particolarmente utile per fasi iniziali sviluppo individuale dell'organismo (uova, larva, pulcino). La colorazione protettiva è necessaria per gli animali che si muovono lentamente o sono entrati in uno stato di riposo.
Molti animali sono in grado di cambiare rapidamente colore a seconda del colore del loro ambiente e questa capacità è ereditaria. Ad esempio: camaleonte, passera, agama.

Tipi di colorazione protettiva:

1. verniciatura protettiva;
2. colorazione attraente;
3. colorazione minacciosa;
4. colorazione imitativa.

1. Vernice protettiva di avvertimento caratteristico degli insetti velenosi, pungenti o brucianti. Ad esempio, gli uccelli non beccano mai una coccinella (rossa, gialla, marrone, rosso scuro, striata) a causa del liquido tossico, amaro, giallastro che secerne (Fig. 22). Se i pulcini beccano accidentalmente questo scarafaggio, la prossima volta non si avvicineranno ad esso. Lo scarabeo delle carogne secerne un liquido sgradevole e bruciante ed è di colore rosso vivo striato. Colorazione di un'ape, un calabrone, una vespa, serpenti velenosi li protegge dai predatori. La colorazione protettiva dipende anche dal comportamento di alcuni insetti e animali. A volte gli scarafaggi striscianti si congelano nei momenti di pericolo. Un tarabuso che nidifica tra le canne, vedendo accidentalmente un nemico, allunga il collo, alza la testa e si blocca. La colorazione di avvertimento negli animali è combinata con un comportamento che spaventa i predatori.

Riso. 22. Colorazione avvertenza: 1 - coccinella; 2 - bolla

2. Colorazione attraente. Questa colorazione è particolarmente importante durante la riproduzione. I colori vivaci delle farfalle rosse, delle cavallette dalle ali blu, dei jerboa e del piumaggio degli uccelli maschi attirano le femmine durante la stagione riproduttiva. IN giorni comuni il colore si mimetizza con l'ambiente e diventa invisibile ai nemici (Fig. 23).

Riso. 23. Colorazione attraente: 1 - fascia rossa; 2 - puledra dalle ali blu; 3-jerboa

3. Colorazione minacciosa. Quando sono in pericolo, gli animali assumono una posa minacciosa. Ad esempio, nei momenti di pericolo, un cobra alza la testa dritta, gonfia il collo e assume una posa minacciosa; Lo scarabeo oscuro solleva l'addome ed emette un odore sgradevole. La testa tonda dalle orecchie lunghe apre istantaneamente le pieghe della pelle sulla testa e si congela bocca aperta. Sulle ali aperte della mantide religiosa ci sono macchie simili agli occhi. In caso di pericolo, aprendo le ali, la mantide religiosa spaventa il suo nemico. Le falene hanno le stesse macchie (Fig. 24).

Riso. 24. Colorazione minacciosa: le macchie oculari sulle ali di una farfalla (1) in una posa di minaccia sembrano gli occhi di un gufo elfo (2)

4. Imitare la colorazione -mimica(Greco mimikos - "imitazione"). Questa è l'imitazione di animali e piante da parte di organismi viventi o certi oggetti inanimati ambiente. La colorazione di avvertimento degli organismi non protetti ricorda una o più specie. Ad esempio, nella forma del corpo, nelle dimensioni e nel colore brillante, uno scarafaggio è simile a una coccinella. La forma del corpo del cavalluccio marino e del pesce ricorda le alghe. Farfalla bianca con un odore sgradevole e un colore brillante imita le farfalle non commestibili della famiglia degli eliconidi (Fig. 25) e le mosche imitano le vespe. La somiglianza dei serpenti non velenosi con quelli velenosi li aiuta a proteggersi dai nemici e a sopravvivere.

Riso. 25. Colorazione imitativa: la farfalla bianca (T) è simile alla farfalla velenosa eliconide (2)

Esempi di colorazione vegetale imitativa.
La colorazione imitativa nelle piante è necessaria per attirare o intimidire gli animali. Di solito non c'è nettare sul fiore belozor. Per attirare gli insetti, è simile a una pianta di miele. Gli insetti, atterrando su un fiore, contribuiscono alla sua impollinazione. I fiori della pianta insettivora (Nepenthes) sono dai colori vivaci. Gli insetti, atterrando su un fiore, cadono immediatamente in una "trappola" e muoiono. Un'orchidea assomiglia alla femmina di alcuni insetti nella forma del fiore e nell'odore, quindi gli insetti maschi si posano involontariamente sul fiore e lo impollinano.
Mimica avviene "sotto controllo" selezione naturale. La sua presenza è associata all'accumulo di piccole mutazioni benefiche nelle specie commestibili in condizioni di convivenza con quelle non commestibili. Una delle principali armi di difesa contro i nemici e le caratteristiche adattive è: negli scarafaggi e nei granchi - copertura chitinosa, nei molluschi - conchiglie, nei coccodrilli - squame, negli armadilli e nelle tartarughe - carapace, nei ricci e istrici - aculei.

Fitness. Colorazione protettiva. Verniciatura protettiva. Colorazione attraente. Colorazione minacciosa. Colorazione imitativa (mimetismo).

1. motivo principale vari adattamenti degli organismi alle condizioni ambientali sono la selezione.
2. La colorazione protettiva è un adattamento necessario per proteggere gli organismi che conducono uno stile di vita aperto dai nemici.
3. La colorazione protettiva è un tipo di colorazione protettiva caratteristica degli insetti velenosi, pungenti e in fiamme.
4. La colorazione attraente è un tipo di colorazione protettiva durante il periodo di riproduzione degli organismi.
5. La colorazione minacciosa è un modo per proteggere gli animali dai nemici adottando una posa minacciosa.
6. L'imitazione di organismi viventi e oggetti inanimati dell'ambiente è un adattamento di organismi che non sono in grado di difendersi o sono inattivi.
7. Quali caratteristiche degli organismi determinano la forma fisica?
8. Come si verifica il fitness?
9. Nomina i tipi di colorazione protettiva.
10. Fornisci un esempio di vernice protettiva.
1. Quali organismi sono caratterizzati da colorazione imitativa?
2. Fornisci esempi che dimostrano l'utilità dei colori attraenti.
3. Quali sono esempi di colorazione mimica nelle piante?

Esercizio
Hai mai incontrato insetti in natura che si congelano se toccati? Presta attenzione alle loro azioni, all'immobilità. Prestare attenzione agli insetti che producono un odore sgradevole. Confrontali. Questa attività ti aiuterà a familiarizzare con i colori protettivi e minacciosi degli animali.
Prova a completare l'attività.
Che tipo di colorazione protettiva sono questi esempi? Inserisci di conseguenza in maiuscolo: "ZShch" - protettivo; "PR" - attraente; "PD" è imitativo.

1. Coccinella. 5. Nepenthes (pianta insettivora).
2. Farfalla. 6. Tarabuso.
3. Scarabeo oscuro. 7. Fagiano maschio.
4. Cavalluccio marino. 8. Mantide Religiosa.

Corrispondenza della struttura degli organi alle funzioni svolte (ad esempio, la perfezione del velivolo degli uccelli, pipistrelli, insetti) ha sempre attirato l'attenzione dell'uomo e incoraggiato i ricercatori a utilizzare i principi dell'organizzazione degli esseri viventi nella creazione di numerose macchine e dispositivi. Non meno sorprendenti sono i rapporti armoniosi tra piante e animali e il loro habitat.

I fatti che indicano l'adattabilità degli esseri viventi alle condizioni di vita sono così numerosi che non è possibile fornirne una descrizione completa. Qui ci sono solo alcune vividi esempi colorazione adattativa.

Esempi di adattamento

Per proteggere uova, larve e pulcini, la colorazione protettiva è particolarmente importante. Negli uccelli che nidificano all'aperto (gallo cedrone, edredone, fagiano di monte), la femmina seduta sul nido è quasi indistinguibile dallo sfondo circostante. Anche i gusci pigmentati delle uova si abbinano allo sfondo. È interessante notare che negli uccelli che nidificano nelle cavità, le femmine hanno spesso colori vivaci (cince, picchi, pappagalli).

Una sorprendente somiglianza con i ramoscelli si osserva negli insetti stecco. I bruchi di alcune farfalle assomigliano a ramoscelli e il corpo di alcune farfalle assomiglia a una foglia. Qui la colorazione protettiva si sposa con la forma protettiva della carrozzeria. Quando l'insetto stecco si congela, è difficile rilevarne la presenza anche a distanza ravvicinata: si confonde così tanto con la vegetazione circostante. Ogni volta che entriamo nella foresta, nei prati o nei campi, non ci accorgiamo nemmeno di quanti insetti si nascondono sulla corteccia, sulle foglie e sull’erba.

Riso. La colorazione maschera i pesci da sedimenti del fondo

La zebra e la tigre hanno strisce scure e chiare sui loro corpi che corrispondono all'alternanza di ombra e luce nell'area circostante. In questo caso gli animali sono appena percettibili anche nello spazio aperto da una distanza di 50-70 m Alcuni animali (passera, camaleonte) sono addirittura capaci di cambiare rapidamente il loro colore protettivo a causa della ridistribuzione dei pigmenti nei cromatofori della pelle . L'effetto della colorazione protettiva aumenta quando è combinato con un comportamento appropriato: al momento del pericolo, molti insetti, pesci, uccelli si congelano, assumendo una posa di riposo.

Molto luminoso colorazione di avvertimento(solitamente bianco, giallo, rosso, nero) è caratteristico delle forme ben protette, velenose e urticanti. Dopo aver provato più volte ad assaggiare un insetto soldato, una coccinella o una vespa, gli uccelli alla fine rinunciano ad attaccare la preda dai colori vivaci.

Si riferiscono a interessanti esempi di adattamento mimica(dal greco mimos - attore). Alcuni animali indifesi e commestibili imitano specie ben protette dai predatori. Ad esempio, alcuni ragni assomigliano alle formiche e le mosche delle vespe hanno un aspetto simile alle vespe.

Questi e molti altri esempi indicano la natura adattiva dell’evoluzione. Quali sono le ragioni dell'emergere di vari dispositivi?

L'origine del fitness (adattamento) negli organismi

La prima spiegazione scientifica del fitness fu data da Charles Darwin. Dalla stessa dottrina di Darwin sulla selezione naturale, come processo di sopravvivenza e riproduzione del più adatto, ne consegue che è la selezione la ragione principale dell'emergere di vari adattamenti degli organismi viventi al loro ambiente.

Mostriamolo usando l'esempio della formazione di adattamenti nei galli cedroni alla vita livello inferiore foreste. Per fare ciò, ricordiamo alcune funzionalità struttura esterna e lo stile di vita di questi uccelli: un becco corto, che permette loro di beccare bacche e semi dal suolo della foresta, e in inverno dalla superficie della neve, frange cornee sulle dita, che permettono loro di camminare sulla neve, la capacità di sfuggire al freddo seppellendosi di notte nella neve, ali corte e larghe, che permettono di decollare rapidamente e quasi verticalmente da terra.

Supponiamo che gli adattamenti sopra descritti non siano stati sviluppati negli antenati dei galli cedroni. Tuttavia, quando il loro habitat cambiava (a causa del freddo o di altre circostanze), erano costretti a svernare nella foresta, a nidificare e a nutrirsi sul suolo della foresta.

Il continuo processo di comparsa di nuove mutazioni, la loro combinazione durante l'incrocio e le ondate di numeri garantivano l'eterogeneità genetica della popolazione. Pertanto, gli uccelli differivano tra loro per una serie di caratteristiche ereditarie: l'assenza o la presenza di frange sulle dita, la dimensione delle ali, la lunghezza del becco, ecc.

La lotta intraspecifica per l'esistenza ha contribuito alla sopravvivenza di individui le cui caratteristiche strutturali esterne erano più coerenti con le condizioni del loro habitat. Nel processo di selezione naturale, furono questi uccelli a lasciare una prole fertile e il loro numero nella popolazione aumentò.

Gli uccelli della nuova generazione portavano ancora una volta una varietà di mutazioni. Tra le mutazioni potrebbero esserci quelle che hanno potenziato la manifestazione di tratti precedentemente selezionati. Quelli con questi tratti avevano ancora una volta maggiori probabilità di sopravvivere e di lasciare prole. E così, di generazione in generazione, sulla base del rafforzamento e dell'accumulo di utili cambiamenti ereditari, le caratteristiche dell'adattabilità dei galli cedroni alla vita nella parte inferiore della foresta sono state migliorate.

La spiegazione dell'emergere della fitness data da Charles Darwin è fondamentalmente diversa dalla comprensione di questo processo da parte di J. B. Lamarck, che avanzò l'idea della capacità innata degli organismi di cambiare sotto l'influenza dell'ambiente solo in una direzione che è vantaggioso per loro. Tutti hanno famosi ricci le spine affilate li proteggono in modo affidabile dalla maggior parte dei predatori. È difficile immaginare che la formazione di tali spine sia causata dall'influenza diretta dell'ambiente. Solo l’azione della selezione naturale può spiegare l’emergere di un simile adattamento: anche un leggero ingrossamento del pelo avrebbe potuto aiutare i lontani antenati del riccio a sopravvivere. A poco a poco, nel corso di milioni di generazioni, sopravvissero solo quegli individui che avevano spine sempre più sviluppate. Furono loro che riuscirono a lasciare la prole e a trasmettere loro le loro caratteristiche ereditarie. I "ricci ispidi" del Madagascar - i tenrec e alcune specie di topi e criceti dal pelo spinoso - hanno seguito lo stesso percorso della comparsa di aghi al posto dei peli.

Considerando altri esempi di adattamento nella natura vivente (la comparsa di spine nelle piante, vari ganci, uncini, mosche nei semi delle piante in relazione alla loro distribuzione da parte degli animali, ecc.), possiamo supporre che il meccanismo della loro comparsa sia comune: in in tutti i casi gli adattamenti non si presentano immediatamente in una forma definitiva come qualcosa di dato, ma si formano nel corso di un lungo periodo di tempo nel processo di evoluzione attraverso la selezione di individui che hanno la caratteristica nella forma più pronunciata.

Relatività del fitness

Nel periodo pre-darwiniano dello sviluppo della biologia, l'adattabilità degli esseri viventi serviva come prova dell'esistenza di Dio: senza un creatore onnipotente, la natura stessa non sarebbe stata in grado di organizzare gli esseri viventi in modo così intelligente e di adattarli così saggiamente a l'ambiente. L'opinione prevalente era che ogni singolo dispositivo fosse assoluto, poiché corrisponde ad uno scopo preciso stabilito dal creatore: le parti boccali della farfalla si prolungano in una proboscide in modo che possa utilizzarle per ottenere il nettare nascosto nelle profondità del corolla; È necessario uno stelo spesso affinché il cactus possa immagazzinare acqua, ecc.

L'adattamento degli organismi all'ambiente si sviluppa nel processo di lungo sviluppo storico sotto l'influenza di cause naturali e non è assoluto, ma relativo, poiché le condizioni ambientali spesso cambiano più velocemente di quanto si formino gli adattamenti. In corrispondenza di un habitat specifico, gli adattamenti perdono il loro significato quando cambia. I seguenti fatti possono essere la prova della natura relativa dell’idoneità:

I dispositivi di protezione contro alcuni nemici si rivelano inefficaci contro altri (ad esempio, i serpenti velenosi, pericolosi per molti animali, vengono mangiati da manguste, ricci e maiali);

La manifestazione degli istinti negli animali può essere inappropriata (le falene raccolgono il nettare dai fiori chiari, ben visibili di notte, ma volano anche verso il fuoco, sebbene muoiano nel processo);

Un organo utile in alcune condizioni diventa inutile e perfino relativamente dannoso in un altro ambiente (le membrane tra le dita delle oche di montagna, che non atterrano mai sull'acqua);

Sono possibili anche adattamenti più avanzati a un dato habitat. Alcune specie di animali e piante si moltiplicarono rapidamente e si diffusero ampiamente in aree completamente nuove globo, dove sono stati introdotti accidentalmente o intenzionalmente dall'uomo.

Così, carattere relativo l'idoneità contraddice l'affermazione di assoluta opportunità nella natura vivente.



SVILUPPO DI UNA LEZIONE SULL'ARGOMENTO

ADATTAMENTO DELL'ASPETTO

Oggi vi parleremo dell'adattamento degli organismi alle condizioni di vita. Scopriamo cos'è l'adattamento e quali tipi di adattamenti esistono, definiamo i principali tipi di adattamenti in natura e selezioniamo esempi per essi. Gli adattamenti alle condizioni ambientali nascono come risultato della selezione naturale, quindi ricordiamo:

1. cos'è la selezione naturale?

Sopravvivenza e riproduzione degli organismi più adatti.

2. Quali forme di selezione naturale conosci?

Commovente, dirompente, stabilizzante.

3. Cos'è la selezione guida?

- una forma di selezione naturale che opera in base a cambiamenti diretti delle condizioni ambientali.

4. Fai un esempio di selezione della guida?

Colorazione scura della farfalla della falena di betulla nelle aree industriali

5. Cos’è la selezione dirompente?

Una forma di selezione naturale in cui le condizioni favoriscono due o più varianti (direzioni) estreme di variabilità, ma non favoriscono lo stato intermedio e medio di un tratto.

6.Fai un esempio.

Due razze del grande sonaglio nei prati da fieno, polimorfismo di 2 forme di fiori di coccinella

7. Cos’è la selezione stabilizzante?

La selezione stabilizzante è una forma di selezione naturale; vengono preservati gli individui con caratteristiche che non si discostano dalla norma.

8.Fai un esempio

Il numero medio di pulcini in un nido, le dimensioni e le forme ottimali dei fiori e delle infiorescenze nelle piante impollinate dagli insetti.

Ora apriamo i nostri quaderni e scriviamo l’argomento: “L’emergere dei dispositivi”.

Come risultato della selezione naturale, piante e animali sviluppano adattamenti adeguati all'ambiente in cui si trovano costantemente. È noto che gli uccelli hanno dispositivi per volare: ali. Tali adattamenti alle condizioni di esistenza attirano da tempo l'attenzione umana. Non c’è da stupirsi che affermino che “agli uccelli vengono date le ali per volare”. A ambiente acquatico I pesci sono perfettamente adattati. Qui è opportuno richiamare l’espressione: “sentirsi come un pesce nell’acqua”.

Ora scriviamo cos'è l'adattamento. L'adattamento è inteso come un insieme di caratteristiche morfofisiologiche, comportamentali, di popolazione e di altro tipo specie biologiche, che garantisce la possibilità della sua esistenza in determinate condizioni ambientali. Tipicamente gli adattamenti si dividono in generali e specifici.

Gli adattamenti generali sono adattamenti alla vita in una vasta area di condizioni ambientali. Un esempio è l'adattamento degli arti dei vertebrati a ambiente terrestre.

Gli adattamenti particolari sono adattamenti a un particolare modo di vivere. Gli esempi includono la capacità delle scimmie di arrampicarsi sugli alberi o la capacità degli squali di nuotare.

Molti esempi di adattamenti privati ​​​​sono associati alla presenza negli animali della cosiddetta colorazione protettiva, convenzionalmente suddivisa in diverse tipologie: mimetismo, mimetismo e dimostrazione.

Acquisirai più familiarità con ciascun tipo di colorazione protettiva mentre lavori con il testo.

Ci dividiamo in 3 gruppi, ogni gruppo risponde a 4 domande che sono di fronte a te. Annota le risposte sul tuo quaderno. Ogni rappresentante del gruppo poi detta le proprie risposte agli altri gruppi, e gli altri le scrivono.

Ora controlleremo come hai imparato questo argomento, davanti a te ci sono delle illustrazioni: devi nominare quale forma di colorazione protettiva è presentata nell'illustrazione.

DOMANDE

1. Cos'è il mimetismo?

2.Quali tipi di mimetizzazione esistono?

3.Fai un esempio di mimetismo?

4. Qual è il significato della colorazione mimetica?

TRAVESTIMENTO

Il mimetismo è un dispositivo in cui la forma del corpo e il colore degli animali si fondono con gli oggetti circostanti. Esistono diversi tipi di camuffamento: colorazione criptica, smembramento, nascondimento. La colorazione criptica (CC) di un animale assicura che l'individuo assomigli allo sfondo circostante. Gli animali che vivono nell'erba hanno colore verde(lucertole, cavallette, bruchi), abitanti del deserto - gialli o marroni (locuste del deserto, testa tonda dalle orecchie lunghe, saiga). La colorazione dirompente o smembrata è caratterizzata dalla presenza di macchie e strisce contrastanti che interrompono l'impressione visiva dei contorni del corpo, a seguito della quale l'animale diventa invisibile su uno sfondo con punti alternati di luce e ombra. La colorazione dirompente è spesso combinata con una colorazione criptica, ovvero le macchie nella colorazione dell’animale sono in armonia con lo sfondo. La colorazione dirompente è caratteristica di molti animali (locuste, farfalle, coleotteri dalle corna lunghe, lucertole, scoiattoli, zebre). La colorazione coprente si basa sull'effetto controombra: le zone del corpo più illuminate vengono colorate più scure di quelle meno illuminate: in questo caso la colorazione sembra più monotona, e i contorni dell'animale si fondono con lo sfondo. Questa colorazione ("dorso scuro - ventre chiaro") è caratteristica della maggior parte dei pesci e degli altri abitanti della colonna d'acqua, di molti uccelli e di alcuni mammiferi (cervi, lepri).

DOMANDE

1. Cos'è il mimetismo?

2. Quali tipi e forme di mimetismo esistono in natura?

3. Fornisci esempi di ciascun tipo e forma di mimetismo?

4. Qual è il significato del mimetismo?

MIMICA

Il mimetismo è la somiglianza tra indifeso e tipo commestibile animale con uno o più rappresentanti di specie non imparentate. In natura esistono 2 tipi di mimetismo: mimetismo - somiglianza con un altro animale e mimesia - somiglianza con piante e oggetti ambientali. Varie forme il mimetismo è caratteristico di numerose specie di insetti: le mosche imitano le vespe. Esempi da manuale di mimesia sono alcuni cavallucci marini; ad esempio, il cavallo di pezza ricorda le alghe.

Esistono 2 forme di mimetismo: batesiano, descritto da G. Bates, e mulleriano, descritto da F. Müller. Un esempio di mimetismo batesiano è il caso della somiglianza singole specie farfalle bianche con farfalle eliconidi non commestibili, dai colori vivaci e maleodoranti. In una variante del mimetismo mulleriano, diverse specie protette hanno somiglianza esterna e colorazione, ad esempio alcuni tipi di vespe.

Sono molti gli animali che utilizzano l’imitazione del suono come meccanismo di difesa. Questo fenomeno si verifica principalmente tra gli uccelli. Ad esempio, un gufo coniglio, che vive nelle tane dei roditori, può imitare il sibilo di un serpente.

Il mimetismo nelle piante serve a respingere o attrarre gli animali. Ad esempio, i fiori privi di nettare del bellozor sono simili ai fiori che producono miele e attirano allo stesso modo gli insetti impollinatori. Si ritiene che l'emergere del mimetismo sia associato allo sterminio selettivo di animali o piante.

DOMANDE

1. Cos'è una dimostrazione?

2. Fornire esempi di colori o forme minacciose?

3.Fornire esempi di colori o forme di avvertimento?

4. Qual è l'importanza della dimostrazione?

DIMOSTRAZIONE

Visualizzazione: la forma o il colore degli animali che li rende visibili sullo sfondo dell'ambiente. Esistono due tipi di manifestazione: forma o colore minaccioso e protettivo. La colorazione minacciosa è molto diversa dallo sfondo dell'ambiente, si manifesta improvvisamente quando c'è pericolo e di solito è combinata con una postura e suoni minacciosi. Ad esempio, in alcune specie di farfalle (dai generi delle falene falco, delle falene nastriformi), cicale, locuste, mantidi, ecc. ali posteriori sono presenti macchie ocellate o bande luminose. Colorazione di avvertimento, un tipo di colorazione protettiva e forma in cui gli animali non commestibili hanno un colore brillante, solitamente variegato. Tali animali sono chiaramente visibili grazie alle combinazioni di colori contrastanti (nero, rosso, bianco; arancione, bianco, nero, ecc.). Tra i vertebrati, la colorazione di avvertimento è caratteristica di alcuni pesci, salamandre e rospi.

Numerosi serpenti velenosi annunciano la loro presenza non tanto con il colore quanto con i suoni, per lo più di natura cosiddetta strumentale, cioè. prodotto o per attrito delle squame, oppure per mezzo di uno speciale “sonaglio” all'estremità della coda (serpenti a sonagli).

Il display garantisce che gli animali siano visibili, il che è un vantaggio perché, una volta riconosciuti, non vengono attaccati dai predatori.

Uno dei risultati, ma non essere una guida naturale forza motrice processo, che possiamo chiamare lo sviluppo in tutti gli organismi viventi - adattamenti all’ambiente. C. Darwin ha sottolineato che tutti gli adattamenti, non importa quanto siano perfetti, sono relativi. La selezione naturale forma l'adattamento a specifiche condizioni di esistenza (in tempo a disposizione e in un dato luogo), e non a tutte le possibili condizioni ambientali. La varietà di adattamenti specifici può essere suddivisa in diversi gruppi, che sono forme di adattamento degli organismi all'ambiente.

Alcune forme di adattamento negli animali:

Colorazione protettiva e forma del corpo (mimetizzazione). Ad esempio: cavalletta, Gufo Bianco, passera, polpo, insetto stecco.

Colorazione di avvertimento. Ad esempio: vespe, calabroni, coccinelle, serpenti a sonagli.
Comportamento intimidatorio. Ad esempio: scarabeo bombardiere, puzzola o cimice asiatica.

Mimica(somiglianza esterna degli animali non protetti con quelli protetti). Ad esempio: il sirfide sembra un'ape, i serpenti tropicali innocui sembrano serpenti velenosi.
Alcune forme di adattamento nelle piante:

Adattamenti per aumento della secchezza . Ad esempio: pubescenza, accumulo di umidità nel fusto (cactus, baobab), trasformazione delle foglie in aghi.
Adattamenti all'umidità elevata. Ad esempio: grande superficie fogliare, molti stomi, maggiore intensità di evaporazione.
Adattamento all'impollinazione degli insetti. Ad esempio: colore brillante e attraente di un fiore, presenza di nettare, odore, forma del fiore.
Adattamenti per l'impollinazione eolica. Ad esempio: gli stami con le antere sono portati ben oltre il fiore, il polline è piccolo e leggero, il pistillo è fortemente pubescente, i petali e i sepali non sono sviluppati e non interferiscono con il vento che soffia su altre parti del fiore.
Adattabilità degli organismi - la relativa opportunità della struttura e delle funzioni dell'organismo, che è il risultato della selezione naturale, che elimina individui non adattati alle condizioni di esistenza date. Pertanto, la colorazione protettiva della lepre bruna in estate la rende invisibile, ma la neve caduta inaspettatamente rende inappropriata questa stessa colorazione protettiva della lepre, poiché diventa chiaramente visibile ai predatori. Piante impollinate dal vento tempo piovoso rimanere non impollinati.

Le piante e gli animali si adattano in modo sorprendente alle condizioni ambientali in cui vivono. Il concetto di “adattabilità di una specie” include non solo segni esterni, ma anche la conformità della struttura organi interni le funzioni che svolgono (ad esempio, il lungo e complesso tratto digestivo dei ruminanti che mangiano cibi vegetali). Nel concetto di fitness rientrano anche la corrispondenza delle funzioni fisiologiche di un organismo alle sue condizioni di vita, la loro complessità e diversità.

Per la sopravvivenza degli organismi nella lotta per l’esistenza Grande importanza ha un comportamento adattivo. Oltre al comportamento nascosto o dimostrativo e spaventoso quando un nemico si avvicina, ci sono molte altre opzioni di comportamento adattivo che garantiscono la sopravvivenza di adulti o giovani. Pertanto, molti animali immagazzinano il cibo per la stagione sfavorevole dell'anno. Nel deserto, per molte specie, il momento di maggiore attività è la notte, quando il caldo si attenua.

L'adattamento è inteso come un insieme di caratteristiche morfofisiologiche, comportamentali, di popolazione e di altro tipo di una determinata specie biologica, che garantisce la possibilità della sua esistenza in determinate condizioni ambientali.

Adattamenti generali: adattamenti alla vita in un'ampia area dell'ambiente . Gli adattamenti generali includono, ad esempio, l'adattabilità degli arti dei vertebrati all'ambiente terrestre (la maggior parte dei rettili, mammiferi), al nuoto (pesci, balene).diverso, tartarughe marine ecc.), il volo (uccelli, mammiferi chirotteri).

Adattamenti particolari - specializzazioni per un particolare stile di vita . Gli adattamenti privati ​​comprendono, ad esempio, l'adattamento degli arti dei vertebrati alla corsa (antilopi, cavalli, struzzi, ecc.), allo stile di vita scavatore (talpe, moger, zokor, talpe, ecc.), all'arrampicarsi sugli alberi (scimmie, bradipi, picchi, scrittura, ecc.) vari tipi volo (avvoltoi, falchi, albatros, anatre, ecc.; le diverse strutture alari sono considerate adattamenti a specifici tipi di volo), diversi tipitesori natatori (squali, tartarughe marine, pinguini, foche). Molti esempi di adattamenti privati ​​sono associati alla presenza della cosiddetta colorazione protettiva negli animali.

Convenzionalmente si distinguono diversi tipi di colorazione protettiva (a volte forme): camuffamento, mimetismo, dimostrazione.

Travestimento

La mosca della vespa imita una vespa (mimetismo)

Esempio dimostrativo

Esistono molte transizioni tra i tipi selezionati.

Il mimetismo è un dispositivo in cui la forma del corpo e il colore degli animali si fondono con gli oggetti circostanti. Ad esempio, il bruco della falena farfalla sembra un ramoscello, l'insetto stecco sembra un ramo secco, i pesci di pezza australiani sembrano alghe costiere, si distinguono i seguenti tipi principali di colorazione mimetica: criptico (fornisce somiglianza con lo sfondo circostante); smembramento (“sfoca” il contorno dell'animale; caratteristico delle uova, e talvolta degli stessi uccelli, che nidificano apertamente sul terreno - trampolieri, anatre, succiacapre, ecc.); occultamento (basato sul principio del “controombra”).

La colorazione mimetica è particolarmente importante per proteggere il corpo nelle prime fasi dello sviluppo individuale (uova, larve, pulcini, giovani mammiferi, ecc.). Negli uccelli che nidificano all'aperto, le femmine hanno questa colorazione, particolarmente necessaria durante il periodo di incubazione. La colorazione smembrante può essere trovata nei predatori che utilizzano la preda a lungo termine: tigre, leopardo, giaguaro, pesce persico, ecc. Alcuni animali sono in grado di cambiare rapidamente colore a seconda dei cambiamenti nello sfondo circostante, ad esempio diversi tipi passera, camaleonti.

Il mimetismo è la somiglianza di una specie indifesa e commestibile con uno o più rappresentanti di specie non imparentate, ben protette dall'attacco e dal consumo di un predatore (mimetici) o di piante e oggetti ambientali (mimesia). Varie forme di mimetismo sono caratteristiche di numerose specie di insetti (le mosche imitano vespe, bombi), serpenti ( serpenti non velenosi imitare il colore e il comportamento di quelli velenosi). I seguenti esempi di mimesia sono da manuale: alcuni Cavalli marini, per esempio, il cavallo di pezza, assomiglia alle alghe; le uova di alcuni trampolieri (beccacce di mare, pivieri) sono simili per colore e forma ai ciottoli (uccelli nidificanti chiusi, ad esempio, nei nidificatori cavi, le uova non sono colorate); il bruco della falena farfalla assomiglia a un ramoscello secco, l'insetto stecco assomiglia a ramoscelli secchi; il nome pesce foglia parla da solo; alcune farfalle sembrano foglie secche e ne imitano addirittura la caduta durante il volo, ecc.

Esistono due forme di mimetismo: batesiano (dal nome di G. Bates) e mulleriano (F. Müller). Un esempio di mimetismo batesiano è la somiglianza di alcune specie di farfalle bianche con farfalle eliconidi non commestibili, dai colori vivaci e maleodoranti. In una variante del mimetismo mulleriano, diverse specie di animali protette hanno aspetto e colorazione simili: formano un insieme di specie chiamato "anello". Quindi, molti tipi di vespe sono simili tra loro. Insetti velenosi(insetto soldato, scarabeo vescica, coccinella a sette macchie) hanno una colorazione repellente: rosso con macchie nere. Gli uccelli insettivori, avendo sviluppato un “riflesso di disgusto” su una specie, non toccano più la specie “ad anello”.

Il mimetismo nelle piante serve a respingere o attrarre gli animali. Ad esempio, i fiori privi di nettare del bellozor sono simili ai fiori che producono miele e attirano allo stesso modo gli insetti impollinatori. I dispositivi di caccia delle piante insettivore “imitano” i fiori luminosi di altre specie e similimodo per attirare gli insetti in una trappola. Si ritiene che l'emergere del mimetismo sia associato allo sterminio selettivo di animali o piante.

Dimostrazione (colore o forma minacciosa o di avvertimento). Un animale con denti velenosi (serpenti velenosi), dispositivi pungenti (imenotteri pungenti: api, vespe), ghiandole cutanee velenose (anfibi: salamandra pezzata, rospo incendiario, ecc.) di solito lo "annuncia ampiamente". Tali tipihanno una colorazione repellente (mimetismo mulleriano) o un “modello” speciale (ad esempio, alcuni serpenti), che sono ben ricordati da altri animali. Numerosi serpenti velenosi annunciano la loro presenza non tanto con i colori quanto con i suoni,

prevalentemente di natura cosiddetta strumentale, vale a dire prodotto o per attrito delle squame (efa), oppure per mezzo di uno speciale “sonaglio” posto all'estremità della coda (serpenti a sonagli).

L'origine degli adattamenti e la loro relatività . L'evoluzione mira ad acquisire adattamenti. Una priorità spiegazione scientifica casi di adattamento di animali e piante appartiene a Charles Darwin. J. B. Lamarck credeva che gli organismi avessero una capacità innata di cambiare sotto l'influenzaambiente esterno e solo in una direzione che sia loro utile. È improbabile che la comparsa di spine nei porcospini, nei ricci e nei tenrec (ricci ispidi del Madagascar) sia direttamente correlata alla manifestazione delle condizioni ambientali. C. Darwin ha dimostrato che gli adattamenti nascono come risultato dell'azione della selezione naturale. Solo quelli con spine più affilate e forti sopravvissero alla lotta contro i predatori e furono in grado di lasciare una prole vitale. Così, di generazione in generazione, si accumularono e si consolidarono quegli utili cambiamenti ereditari che contribuirono alla conservazione e alla prosperità della specie.

Come risultato dello sviluppo storico degli esseri viventi, la loro intera organizzazione risulta essere profondamente adattiva. Tuttavia, l'adattabilità degli organismi all'ambiente, nonostante tutta la sua perfezione, non è assoluta, ma relativa. La relatività degli adattamenti è dovuta principalmente al fatto che le condizioni ambientali spesso cambiano molto più velocemente di quanto si formino determinati adattamenti. E gli adattamenti esistenti perdono il loro significato per il corpo in un ambiente trasformato.

I seguenti esempi possono servire come prova della relatività degli adattamenti:

1) un organo utile in alcune condizioni diventa inutile e addirittura relativamente dannoso in un altro ambiente: le ali relativamente lunghe dei rondoni, adatte al volo rapido e lungo, creano alcune difficoltà nel decollo da terra; ali lunghe uccello marino- la fregata non le permette di sollevarsi dalla superficie liscia del mare; l'albatro errante non riesce a decollare dal ponte della nave;

2) relativi sono anche i dispositivi di protezione contro i nemici: i serpenti velenosi (ad esempio le vipere) vengono mangiati da ricci e maiali, che sono poco sensibili al loro veleno; grande lucertola- lucertola grigia - bassa sensibilità al veleno di cobra;

3) la manifestazione degli istinti può rivelarsi anche inappropriata: ad esempio, una reazione difensiva (rilascio di un getto di liquido maleodorante) di una puzzola diretta contro un'auto in movimento (purtroppo capita che per questo motivo questi animali muoiano sulle strade americane);

4) l'osservato "sviluppo eccessivo" di alcuni organi che diventano un ostacolo per il corpo (il fenomeno dell'ipermorfosi): enormi corna (fino a 3 m o più di apertura) dell'estinto cervo dalle grandi corna (Megaceros eurycerus); zanne di Babirussa troppo sviluppate ( cinghiale); terrificanti pugnali-zanna degli estinti tigri dai denti a sciabola(mahairods, smilodons), zanne eccessivamente lunghe di antichi proboscidati - mastodonti.