Вопросы самоконтроля
Задание № 1
Тема 33. Приспособленность к среде обитания
Вопросы самоподготовки
Не должна происходить миграции особей с иными генотипами из соседних популяций данного вида.
Не должно возникать новых мутаций.
Должен отсутствовать отбор, благоприятствующий определенным генам.
В стационарной популяции сохраняется постоянная структура аллелофонда (совокупность аллелей в популяции) и генофонда, то есть такая популяция не эволюционирует. В этом случае действует закон Харди-Вайнберга, который описывается уравнением:
р2АА + 2 рА * qа + q2аа = 1
рА – частота доминантного аллеля
qа - частота рецессивного аллеля
Если известны частоты аллелей (то есть величины р и q), то можно рассчитать частоты генотипов АА, Аа, аа. И. наоборот, можно рассчитать структуру аллелофонда, если известны частоты генотипов ( то есть величины р2, 2 * р * q, q2)
В существующих в природе популяциях эти условия не соблюдаются. Так как действует естественный отбор. Происходят мутации и миграции особей. Это приводит к нарушению равновесия генов в популяциях.
Синтетическая теория эволюции
Синтетическая теория эволюции – это комплекс представлений об эволюционном процессе, который основыевается на соединении эволюционной теории Дарвина с генетикой популяций, представлении о мутациях.Основные положения СТЭ были разработаны в 20-50-х гг ХХ века.
Основные положения синтетической теории эволюции
1.Элементарным материалом эволюции является наследственная изменчивость (мутационная и комбинативная) у особей популяции.
2.Элемнтарной единицей эволюции является популяция, в которой происходят все эволюционные изменения.
3.Элементарное эволюционное явление – это изменение генетической структуры популяции.
4.Элементарные факторы эволюции – это дрейф генов, популяционные волны, поток генов – имеют ненаправленный, случайный характер.
5.Единственным направленным фактором эволюции является естественный отбор, который носит творческий характер. Естественный отбор может быть стабилизирующим, движущим, дизруптивным.
6.Эволюция имеет диверегентный характер, то есть один таксон может дать начало нескольким новым таксонам, тогда как каждый вид имеет только одного предка.
7.Эволюция имеет постепенный и продолжительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса является последовательной сменой одной популяции чередой других временных популяций.
8.Различают два вида эволюционного процесса: микроэволюцию и макроэволюцию. Макроэволюция не имеет своих особых механизмов и осуществляется только благодаря микроэволюционным механизмам.
9.Любая систематическая группа может или процветать (биологический прогресс) или вымирать (биологический регресс).
10.Основными закономерностями эволюции являются ее необратимый характер, прогрессивное усложнение форм жизни и развитие приспособленности видов к среде обитания.
1.Что такое популяция?
2.Перечислите основные характеристики популяции?
3.О чем гласит закон Харди-Вайнберга?
4.Каковы области применения закона Харди –Вайнберга?
5.Что такое синтетическая теория эволюции?
6.В чем отличия синтетической теории эволюции от эволюционной теории Ч.Дарвина?
1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.
2.Ответьте на вопросы самоконтроля.
В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветаниями признаками, организмы приспосабливаются к тем условиям в которых они живут. Приспособленность к условиям среды может быть весьма совершенной, что повышает шансы организмов на выживание и оставление большого числа потомков. Например, совершенны приспособления стрижа к полету, а дятла – к жизни в лесу. Характер приспособлений к жизни в своеобразной среде различен. Стриж на лету ловит мелких насекомых: у него широкий рот и короткий клюв. Дятел добывает из-под коры личинок насекомых: у него крепкий длинный клюв и длинный язык. О приспособленности организмов к окружающей среде свидетельствует множество различных примеров.
Множество примеров говорит нам о приспособительном характере эволюции.
Покровительственная окраска развита у тех видов, которые живут, открыто и могут оказаться доступными для врагов в точение долгого времени. Такая окраска делает организмы менее заметными на фоне окружающей местности. Ночные бабочки днем могут погибнуть от насекомоядных птиц, но, поскольку окраска их крыльев сливается с поверхностью, на которой они проводят день, многие насекомые остаются незамеченными и успешно переживают неблагоприятное для них время.
Вспомните различия в окраске верхней и нижней стороны крыла у дневных и ночных бабочек. Дневные бабочки, садясь, складывают крылья, вот почему покровительственно окрашена нижняя сторона их крыльев. Ночные бабочки, садясь, не складывают, а расправляют крылья: у них покровительственно окрашена верхняя сторона крыльев.
У открыто гнездящихся птиц (глухарь, тетерев, рябчик и др.) самка, сидящая на гнезде, почти неотличима от окружающего фона. На Крайнем Севере многие животные окрашены в белый цвет (белый медведь, белая куропатка и др.).
У некоторых животных мы встречаемся с ярким узором (вспомните окраску зебры, тигра, жирафа, многих змей) – чередование светлых и темных полос и пятен. Оказывается, что эта расчленяющая окраска как бы имитирует чередование пятен света и тени. У многих животных – лягушек, гадюки, многих ящериц, садовой и лесной сони – через глаза идет темная полоса, которая скрадывает правильность их очертания.
Маскировка - приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами. Например, гусеницы некоторых бабочек по форме тела и окраске напоминают сучки. Еще больше напоминают засохшие сучки с комочками тропические насекомые – палочники. Поверхность крыльев бабочки серый монах по структуре и цвету напоминает поверхность ствола сухого дерева. Насекомых, живущих на коре дерева (жуки, усачи и др.), можно принять за лишайники.
Мимикрия- подражание менее защищенного организма одного вида более защищенному организму другого вида ( или предметам среды). Это подражание может проявляться в форме тела, окраске и т.д. Так, некоторые виды неядовитых змей и насекомых похожи на ядовитых. Строение и форма тела некоторых цикад, сверчков, личинок кузнечиков напоминают муравьев. Птицы не едят божьих коровок, так как они несъедобны. Известны клопы, форма и окраска тела которых имитирует божьих коровок. Известны несколько видов бабочек, подражающих осам.
Мимикрия – результат отбора сходных мутаций у различных видов. Она помогает незащищенным животным выжить, способствует сохранению организма в борьбе за существование.
Предупреждающая (угрожающая) окраска. Виды нередко обладают яркой, запоминающейся окраской, раз попытавшись отведать несъедобную божью коровку, жалящую осу, птица на всю жизнь запомнит их яркую окраску.
Некоторые животные демонстрируют угрожающую окраску лишь при нападении на них хищников. Окраска спины обыкновенного хомяка похожа на цвет выгоревшей травы. Это покровительственная окраска. При нападении лисы или собаки хомяк переворачивается вверх брюхом и защищается укусами сильных резцов. Хищник, нападающий на этого грызуна, надолго запомнит не только крепкие зубы и пронзительное верещание зверька, но и яркую окраску его брюшка.
Теория Дарвина объясняет появление сложных и многообразных приспособлений к конкретным условиям окружающей среды. Рассмотрим возникновение покровительственной окраски тела гусениц какой-то популяции, живущей на зеленых листьях. Предки их могли быть другой окраски и не питаться листьями. Предположим, что в силу каких-то обстоятельств они были вынуждены перейти на питание зелеными листьями. Популяции этих насекомых были неоднородны по окраске в связи с постоянно возникающими мутациями, поэтому среди множества гусениц были особи с зеленоватой окраской, менее заметной на фоне листвы. В борьбе за существование под воздействием естественного отбора выживали и оставляли потомство преимущественно особи с зеленоватой окраской. В последующих поколениях этот процесс продолжался. С течением времени окраска тела гусениц все более и более соответствовала основному фону окружающей среды.
Так же можно объяснить возникновение мимикрии. Особи с малейшими наследственными уклонениями в форме тела, окраске, поведении, усиливающими сходство с защищенными животными, имели больше возможности выжить и оставить потомство по сравнению с теми особями, которые не обладали полезными изменениями. Из поколения в поколение полезное изменение усиливалось и совершенствовалось под воздействием борьбы за существование и естественного отбора и вело к накоплению признаков сходства с защищенными животными.
Каждое приспособление и весь комплекс их вырабатываются на основе наследственной изменчивости в процессе борьбы за существование и отбора в ряду поколений. Приспособленность организмов является результатом действия движущих сил эволюции в данных условиях существования.
Относительность приспособленности организмов. Целесообразность строения и функций организма выражается в его соотношениях только с конкретной внешней средой. Любая приспособленность помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием движущих сил эволюции. Но и в этих условиях она относительная. В яркий солнечный день зимой белая куропатка выдает себя тенью на снегу. Заяц-беляк, не заметный на снегу, становится видным на фоне темных стволов.
Наблюдения за проявлением инстинктов у животных в ряде случаев показывают их относительную целесообразность. Ночные бабочки летят на огонь, хотя и гибнут при этом. Их влечет к огню инстинкт: они собирают нектар в основном со светлых цветков, хорошо заметных ночью.
Узкая специализация органа может стать причиной гибели организма. Стриж не может взлететь с ровной поверхности, так как у него длинные крылья и очень короткие ноги. Он взлетает, только оттолкнувшись от какого-то края, как от трамплина.
Приспособлению растений, препятствующие поеданию их животными, относительны. Скот, как правило, обходит растения, защищенные колючками, но верблюжью колючку охотно подают верблюды, козы, голодный крупный рогатый скот.
Польза симбиоза – сожительства организмов, принадлежащих к разным видам, например водоросли и гриба в лишайнике, - также относительна. Иногда грибные нити лишайника разрушают сожительствующие с ними водоросли.
У организмов встречаются ненужные органы и признаки, например грифельные косточки у лошадей, перепонки между пальцами у горных гусей, которые никогда не опускаются на воду, остатки третьего века у обезьян и человека.
Все эти и многие другие факты говорят, что приспособленность не абсолютна, а относительна.
1.Что такое приспособленность организмов?
2.Как возникает приспособленность с позиции эволюционной теории Ч.Дарвина?
3.Какие формы приспособленности вы можете назвать?
4.Что такое мимикрия?
5.Почему приспособленности носит относительный характер?