Виды адаптации таблица биология. Морфологические адаптации животных
Морфологические адаптации включают изменения формы или строения организма. Пример такой адаптации – твердый панцирь , обеспечивающий защиту от хищных животных. Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Так, запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения. Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичный пример – зимний сон у медведя . Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов. Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.
Все растения и животные постоянно адаптируются к окружающей среде. Чтобы понять, как это происходит, необходимо рассматривать не только животное или растение в целом, но и генетическую основу адаптации.
Генетическая основа.
У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки или благоприятствует развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях. С этой точки зрения, каждый вид олицетворяет собой успешный способ сохранения определенного генетического материала.
Чтобы передать генетический материал, особь любого вида должна иметь возможность питаться, дожить до периода размножения, оставить потомство и затем распространить его на возможно большей территории.
Питание.
Все растения и животные должны получать из окружающей среды энергию и различные вещества, прежде всего кислород, воду и неорганические соединения. Почти все растения используют энергию Солнца, трансформируя ее в процессе фотосинтеза . Животные получают энергию, питаясь растениями или другими животными.
Каждый вид определенным образом приспособлен к тому, чтобы обеспечивать себя питанием. Ястребы имеют острые когти для захватывания добычи, а расположение глаз в передней части головы позволяет им оценить глубину пространства, что необходимо для охоты при полете на большой скорости. У других птиц, например цапель, развились длинные шея и ноги. Они добывают пищу, осторожно бродя по мелководью и подстерегая зазевавшихся водных животных. Дарвиновы вьюрки – группа близкородственных видов птиц с Галапагосских островов – представляют классический пример высокоспециализированной адаптации к разным способам питания. Благодаря тем или иным адаптивным морфологическим изменениям, в первую очередь в строении клюва, одни виды стали зерноядными, другие – насекомоядными.
Если обратиться к рыбам, то хищники, например акулы и барракуды, имеют острые зубы для поимки добычи. Другие, например мелкие анчоусы и сельди, добывают мелкие частицы пищи путем фильтрации морской воды через гребневидные жаберные тычинки.
У млекопитающих прекрасным примером адаптации к типу питания служат особенности строения зубов. Клыки и коренные зубы у леопардов и других кошачьих исключительно остры, что позволяет этим животным удерживать и разрывать тело жертвы. У оленей, лошадей, антилоп и других пастбищных животных большие коренные зубы имеют широкие ребристые поверхности, приспособленные для пережевывания травы и иной растительной пищи.
Разнообразные способы получения питательных веществ можно наблюдать не только у животных, но и у растений. Многие из них, в первую очередь бобовые – горох, клевер и другие – развили симбиотические, т.е. взаимовыгодные, отношения с бактериями: бактерии переводят атмосферный азот в химическую форму, доступную для растений, а растения предоставляют бактериям энергию. Насекомоядные растения, такие, как саррацения и росянка, получают азот из тел насекомых, пойманных ловчими листьями.
Защита.
Окружающая среда состоит из живых и неживых компонентов. Живое окружение любого вида включает животных, питающихся особями этого вида. Адаптации хищных видов направлены на эффективную добычу пищи; виды-жертвы приспосабливаются, чтобы не стать добычей хищников.
Многие виды – потенциальные жертвы – имеют защитную или маскирующую окраску, которая скрывает их от хищников. Так, у некоторых видов оленей пятнистая шкура молодых особей незаметна на фоне чередующихся пятен света и тени, а зайцев-беляков трудно различить на фоне снежного покрова. Длинные тонкие тела насекомых-палочников тоже трудно увидеть, потому что они напоминают сучки или веточки кустов и деревьев.
У оленей, зайцев, кенгуру и многих других животных развились длинные ноги, позволяющие им убегать от хищников. Некоторые животные, например опоссумы и свиномордые ужи, даже выработали своеобразный способ поведения – имитацию смерти, которая повышает их шансы на выживание, поскольку многие хищники не едят падали.
Некоторые виды растений покрыты шипами или колючками, отпугивающими животных. Многие растения имеют отвратительный для животных вкус.
Факторы окружающей среды, в частности климатические, нередко ставят живые организмы в трудные условия. Например, животным и растениям часто приходится приспосабливаться к крайним значениям температуры. Животные спасаются от холода, используя изолирующий мех или перья, мигрируя в места с более теплым климатом или впадая в зимнюю спячку. Большинство растений переживает холода, переходя в состояние покоя, эквивалентное спячке у животных.
В жару охлаждение животного происходит за счет потоотделения или частого дыхания, увеличивающего испарение. Некоторые животные, в особенности пресмыкающиеся и земноводные, способны впадать в летнюю спячку, которая по сути аналогична зимней, но вызвана жарой, а не холодом. Другие просто ищут прохладное место.
Растения могут до некоторой степени поддерживать свою температуру, регулируя интенсивность испарения, которое имеет то же охлаждающее действие, что и потоотделение у животных.
Размножение.
Критическим этапом в обеспечении непрерывности жизни является размножение – процесс, в ходе которого происходит передача генетического материала следующему поколению. Размножение имеет два важных аспекта: встречу разнополых особей для обмена генетическим материалом и выращивание потомства.
К числу адаптаций, обеспечивающих встречу особей разного пола, относится звуковая коммуникация. У некоторых видов большую роль в этом смысле играет обоняние. Например, котов сильно привлекает запах кошки в период течки. Многие насекомые выделяют т.н. аттрактанты – химические вещества, привлекающие особей противоположного пола. Запахи цветков являются эффективной адаптацией растений для привлечения насекомых-опылителей. Некоторые цветки сладко пахнут и привлекают питающихся нектаром пчел; другие пахнут отвратительно, привлекая мух, питающихся на падали.
Зрение тоже очень важно для встречи особей разного пола. У птиц брачное поведение самца, его пышные перья и яркая окраска привлекают самку и подготавливают ее к копуляции. Окраска цветка у растений часто указывает, какое животное необходимо для опыления этого растения. Например, цветки, опыляемые колибри, окрашены в красный цвет, который привлекает этих птиц.
Многие животные выработали способы защиты своего потомства в начальный период жизни. Большинство адаптаций такого рода относятся к поведенческим и включают такие действия одного или обоих родителей, которые повышают шансы на выживание детенышей. Большинство птиц строит гнезда, характерные для каждого вида. Однако некоторые виды, например воловья птица, откладывают яйца в гнезда других видов птиц и вверяют детенышей родительской заботе вида-хозяина. У многих птиц и млекопитающих, а также у некоторых рыб имеется период, когда один из родителей идет на большой риск, беря на себя функцию защиты потомства. Хотя такое поведение иногда грозит гибелью родителю, оно обеспечивает безопасность потомства и сохранение генетического материала.
Целый ряд видов животных и растений использует иную стратегию размножения: они производят на свет огромное число потомков и оставляют их незащищенными. В этом случае низкие шансы на выживание у отдельной подрастающей особи оказываются сбалансированы многочисленностью потомства.
Расселение.
Большинство видов выработало механизмы для удаления потомства от тех мест, где оно появилось на свет. Этот процесс, называемый расселением, увеличивает вероятность того, что потомство будет подрастать на еще не занятой территории.
Большинство животных просто избегает мест, где слишком сильна конкуренция. Однако накапливаются свидетельства в пользу того, что расселение обусловлено генетическими механизмами.
Многие растения приспособились к распространению семян с помощью животных. Так, соплодия дурнишника имеют на поверхности крючочки, которыми они цепляются за шерсть проходящих мимо животных. Другие растения образуют вкусные мясистые плоды, например ягоды, которые поедаются животными; семена проходят через пищеварительный тракт и неповрежденными «высеваются» в другом месте. Для распространения растения используют и ветер. Например, ветром переносятся «пропеллеры» семян клена, а также семена ваточника, имеющие хохолки из тонких волосков. Степные растения типа перекати-поле, приобретающие к моменту созревания семян шарообразную форму, перегоняются ветром на большие расстояния, по пути рассеивая семена.
Выше были приведены лишь некоторые наиболее яркие примеры адаптаций. Однако практически каждый признак любого вида является результатом адаптации. Все эти признаки составляют гармоничную совокупность, что позволяет организму успешно вести свой особый образ жизни. Человек во всех его признаках, от структуры головного мозга до формы большого пальца на ноге, является результатом адаптации. Адаптивные признаки способствовали выживанию и размножению его предков, имевших те же самые признаки. В целом концепция адаптации имеет большое значение для всех направлений биологии.
В процессе эволюции в результате естественного отбора и борьбы за существование возникают приспособления (адаптации) организмов к определенным условиям обитания. Сама эволюция является по существу непрерывным процессом образования адаптаций, происходящим по следующей схеме: интенсивность размножения -> борьба за существование -> избирательная гибель -> естественный отбор -> приспособленность.
Адаптации затрагивают разные стороны жизненных процессов организмов и поэтому могут быть нескольких типов.
Морфологические адаптации
Они связаны с изменением строения тела. Например, появление перепонок между пальцами ног у водоплавающих животных (амфибий, птиц и др.), густого шерстного покрова у северных млекопитающих, длинных ног и длинной шеи у болотных птиц, гибкого тела у норных хищников (например, у ласки) и т. п. У теплокровных животных при продвижении на север отмечается увеличение средних размеров тела (правило Бергмана), что уменьшает относительную поверхность и теплоотдачу. У придонных рыб формируется плоское тело (скаты, камбала и др.). У растений в северных широтах и высокогорных районах часты стелющиеся и подушковидные формы, меньше повреждаемые сильными ветрами и лучше согреваемые солнцем в припочвенном слое.
Покровительственная окраска
Покровительственная окраска очень важна для видов животных, не имеющих эффективных средств защиты от хищников. Благодаря ей животные становятся менее заметными на местности. Например, самки птиц, высиживающие яйца, почти не отличимы от фона местности. Яйца птиц также окрашены под цвет местности. Покровительственную окраску имеют донные рыбы, большинство насекомых и многие другие виды животных. На севере чаще встречается белая или светлая окраска, помогающая маскироваться на снегу (полярные медведи, полярные совы, песцы, детеныши ластоногих — бельки и др.). У ряда животных появилась окраска, образованная чередованием светлых и темных полос или пятен, делающая их менее заметными в кустарниках и густых зарослях (тигры, молодые кабаны, зебры, пятнистые олени и др.). Некоторые животные способны очень быстро менять окраску в зависимости от условий (хамелеоны, осьминоги, камбала и др.).
Маскировка
Суть маскировки в том, что форма тела и его окраска делают животных похожими на листья, сучки, ветви, кору или колючки растений. Часто встречается у насекомых, обитающих на растениях.
Предостерегающая или угрожающая окраска
Некоторые виды насекомых, имеющих ядовитые или пахучие железы, имеют яркую предостерегающую окраску. Поэтому хищники, однажды столкнувшиеся с ними, надолго запоминают эту окраску и больше не нападают на таких насекомых (например, осы, шмели, божьи коровки, колорадские жуки и ряд других).
Мимикрия
Мимикрия — это окраска и форма тела у безобидных животных, подражающие их ядовитым собратьям. Например, некоторые не ядовитые змеи похожи на ядовитых. Цикады и сверчки напоминают крупных муравьев. У некоторых бабочек на крыльях имеются крупные пятна, напоминающие глаза хищников.
Физиологические адаптации
Этот тип адаптаций связан с перестройкой обмена веществ у организмов. Например, появление теплокровности и терморегуляции у птиц и млекопитающих. В более простых случаях — это приспособление к определенным формам пищи, солевому составу среды, высоким или низким температурам, влажности или сухости почвы и воздуха и т. п.
Биохимические адаптации
Поведенческие адаптации
Данный тип адаптаций связан с изменением поведения в тех или иных условиях. Например, забота о потомстве приводит к лучшему выживанию молодых животных и повышает устойчивость их популяций. В брачные периоды многие животные образуют отдельные семьи, а зимой объединяются в стаи, что облегчает их пропитание или защиту (волки, многие виды птиц).
Приспособления к периодическим факторам среды
Это адаптации к факторам среды, имеющим определенную периодичность в своем проявлении. К этому типу относятся суточные чередования периодов активности и отдыха, состояния частичного или полного анабиоза (сбрасывание листьев, зимние или летние диапаузы животных и др.), миграции животных, вызванные сезонными изменениями и т. п.
Приспособления к экстремальным условиям обитания
Растения и животные, обитающие в пустынях и полярных областях , также приобретают ряд специфических адаптаций. У кактусов листья преобразовались в колючки (уменьшение испарения и защита от выедания животными), а стебель превратился в фотосинтезирующий орган и резервуар . Пустынные растения имеют длинную корневую систему, позволяющие добывать воду с большой глубины. Пустынные ящерицы могут обходиться без воды, поедая насекомых и получая воду путем гидролиза их жиров. У северных животных кроме густого меха имеется также большой запас подкожных жиров, уменьшающий охлаждение тела.
Относительный характер адаптаций
Все приспособления целесообразны лишь для определенных условий, в которых они выработались. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою ценность или даже принести вред имеющим их организмам. Белая окраска зайцев, хорошо защищающая их на снегу, становится опасной при малоснежных зимах или сильных оттепелях.
Относительный характер адаптаций хорошо доказывают и данные палеонтологии, свидетельствующие о вымирании больших групп животных и растений, не переживших изменение условий жизни.
Интересно такое наблюдение. У животных северных популяций все вытянутые части тела — конечности, хвост, уши — покрыты плотным слоем шерсти и выглядят относительно более короткими, чем у представителей того же вида, но обитающих в жарком климате.
Эта закономерность, известная как правило Алена, распространяется как на диких, так и на домашних животных.
Заметна разница в строении тела северной лисы и фенека на юге, северного кабана и кабана на Кавказе. Беспородные домашние собаки в Краснодарском крае, крупный рогатый скот местной селекции отличаются меньшей живой массой по сравнению с представителями этих видов, скажем, Архангельска.
Зачастую животные из южных популяций длинноноги и длинноухи. Большие уши, недопустимые в условиях низких температур, возникли как приспособление к жизни в жарком поясе.
А животные тропиков имеют просто огромные уши (слоны, кролики, копытные). Показательны уши африканского слона, площадь которых составляет 1/6 часть поверхности всего тела животного. Они имеют обильную иннервацию и васкуляризацию. В жаркую погоду у слона через кровеносную систему раковин ушей проходит примерно 1/3 часть всей циркулирующей крови. В результате усиленного кровотока во внешнюю среду отдается излишнее тепло.
Еще больше впечатляет своими адаптационными способностями к высоким температурам житель пустыни заяц Lapus alleni. У этого грызуна 25% всей поверхности тела приходится на голые ушные раковины. Неясно, какова главная биологическая задача таких ушей: вовремя зафиксировать приближение опасности или участвовать в терморегуляции. Как первая, так и вторая задача решаются зверьком очень эффективно. У грызуна тонкий слух. Развитая кровеносная система ушных раковин с уникальной сосудодвигательной способностью обслуживает только терморегуляцию. За счет усиления и ограничения кровотока через ушные раковины животное меняет теплоотдачу на 200-300%. Его органы слуха выполняют функцию поддержания теплового гомеостаза и экономии воды.
Благодаря насыщенности ушных раковин термочувствительными нервными окончаниями и быстрым сосудодвигательным реакциям с поверхности ушных раковин во внешнюю среду отдается большое количество лишней тепловой энергии и у слона, и особенно у лепуса.
Хорошо вписывается в контекст обсуждаемой проблемы и строение тела родственника современных слонов — мамонта. Этот северный аналог слона, судя по сохранившимся останкам, обнаруженным в тундре, был значительно крупнее своего южного родственника. Но уши мамонта имели меньшую относительную площадь и к тому же были покрыты густой шерстью. Мамонт имел относительно короткие конечности и короткий хобот.
Длинные конечности невыгодны в условиях низких температур, так как с их поверхности теряется слишком много тепловой энергии. Но в условиях жаркого климата длинные конечности являются полезной адаптацией. В пустынных условиях верблюды, козы, лошади местной селекции, а также овцы, кошки, как правило, длинноноги.
По данным Н. Hensen, в результате адаптации к низким температурам у животных меняются свойства жира подкожных отложений и костного мозга. У арктических животных костный жир из фаланги пальцев имеет низкую точку плавления и не застывает даже в лютые морозы. Однако костный жир из костей, которые не контактируют с холодной поверхностью, например из бедренной кости, имеет обычные физико-химические свойства. Жидкий жир в костях нижней части конечностей обеспечивает теплоизоляцию и подвижность суставов.
Накопление жира отмечается не только у северных животных, для которых он служит теплоизоляцией и источником энергии в период, когда корм недоступен по причине тяжелого ненастья. Жир накапливают и животные, обитающие в жарком климате. Но качество, количество и распределение жира по телу у северных и южных животных разное. У диких арктических животных жир распределяется в подкожной клетчатке равномерно по всему телу. У животного при этом образуется своеобразная теплоизолирующая капсула.
У животных умеренного пояса жир как теплоизолятор накапливается лишь у видов со слабо развитым шерстным покровом. В большинстве случаев накопленный жир служит источником энергии в голодный зимний (или летний) период.
В жарком климате подкожные жироотложения несут другую физиологическую нагрузку. Распределение жировых отложений по телу животных характеризуется большой неравномерностью. Жир локализуется в верхней и задней частях тела. Например, у копытных африканских саванн жировая подкожная прослойка локализуется вдоль позвоночника. Она защищает животное от палящего солнца. Брюхо при этом абсолютно свободно от жира. Это также имеет большой смысл. Более холодная по сравнению с воздухом земля, трава или вода обеспечивает эффективный отвод тепла через брюшную стенку в отсутствие жировой прослойки. Небольшие жировые отложения и у животных в жарком климате являются источником энергии на период засухи и связанного с ней голодного существования травоядных.
Внутренний жир животных в жарком и засушливом климате выполняет еще одну чрезвычайно полезную функцию. В условиях недостатка или полного отсутствия воды внутренний жир служит источником воды. Специальные исследования показывают, что окисление 1000 г жира сопровождается образованием 1100 г воды.
Образцом неприхотливости в засушливых условиях пустыни служат верблюды, курдючные и жирнохвостые овцы, зебувидный скот. Масса накопленного в горбах верблюда и курдюке овцы жира составляет 20% от их живой массы. Расчеты показывают, что 50-килограммовая курдючная овца при себе имеет запас воды около 10 л, а верблюд еще больше — около 100 л. Последние примеры иллюстрируют морфофизиологические и биохимические адаптации животных к экстремальным температурам. Морфологические адаптации распространяются на многие органы. У северных животных имеет место большой объем желудочно-кишечного тракта и большая относительная длина кишечника, у них откладывается больше внутреннего жира в сальниках и околопочечной капсуле.
У животных аридной зоны имеется ряд морфофункциональных особенностей системы мочеобразования и выделения. Еще в начале XX в. морфологи обнаружили различия в строении почек пустынных животных и животных умеренного климата. У животных жаркого климата более развит мозговой слой за счет увеличения прямоканальцевой части нефрона.
Например, у африканского льва толщина мозгового слоя почек составляет 34 мм, а у домашней свиньи — всего 6,5 мм. Способность почек концентрировать мочу положительно коррелирует с длиной петли Гендле.
Кроме структурных особенностей у животных аридной зоны найдены функциональные особенности мочевыделительной системы. Так, для кенгуровой крысы нормальным является выраженная способность мочевого пузыря реабсорбировать воду из состава вторичной мочи. В восходящем и нисходящем каналах петли Гендле происходит фильтрация мочевины — процесс, обычный для клубеньковой части нефрона.
В основе адаптационного функционирования мочевыделительной системы лежит нейро-гуморальная регуляция с ярко выраженной гормональной составляющей. У кенгуровой крысы концентрация гормона вазопрессина повышена. Так, в моче кенгуровой крысы концентрация данного гормона составляет 50 ед/мл, у лабораторной крысы — всего 5-7 ед/мл. В ткани гипофиза кенгуровой крысы содержание вазопрессина равно 0,9 ед/мг, у лабораторной крысы — в три раза меньше (0,3 ед/мг). При депривации воды различия между животными сохраняются, хотя секреторная активность нейрогипофиза усиливается как у одного, так и у другого животного.
Потеря живой массы при депривации воды у аридных животных ниже. Если верблюд за рабочий день, получая лишь сено низкого качества, теряет 2-3% от живой массы, то лошадь и осел в тех же условиях потеряют 6-8% живой массы за счет обезвоживания.
Температура среды обитания оказывает значительное влияние на структуру кожных покровов животных. В холодном климате кожа толще, шерсть гуще, имеется подпушек. Все это способствует снижению теплопроводности поверхности тела. У животных жаркого климата все наоборот: тонкая кожа, редкая шерсть, низкие теплоизолирующие свойства кожи в целом.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Преимущества строенияЭто оптимальные пропорции тела, расположение и густота волосяного или перьевого покрова и т.п. Хорошо известен облик водного млекопитающего – дельфина. Его движения легки и точны. Самостоятельная скорость движения в воде достигает 40 километров в час. Плотность воды в 800 раз выше плотности воздуха. Торпедовидная форма тела позволяет избежать образования завихрений потоков воды, обтекающих дельфина.
Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в воздушной среде. Маховые и контурные перья, покрывающие тело птицы, полностью сглаживают его форму. Птицы лишены выступающих ушных раковин, в полёте они обычно втягивают ноги. В результате птицы по скорости передвижения намного превосходят всех других животных. Например, сокол сапсан пикирует на свою жертву со скоростью до 290 километров в час.
У животных, ведущих скрытный, затаивающийся образ жизни, полезным оказываются приспособления, придающие им сходство с предметами окружающей среды. Причудливая форма тела у рыб, обитающих в зарослях водорослей (морской конёк-тряпичник, рыба-клоун, морская игла и др.), помогает им успешно скрываться от врагов. Сходство с предметами среды обитания широко распространено у насекомых. Известны жуки, своим внешним видом напоминающие лишайники, цикады, сходные с шипами тех кустарников, среди которых они живут. Насекомые палочники похожи на небольшую
бурую или зелёную веточку, а прямокрылые насекомые имитируют лист. Плоское тело имеют рыбы, ведущие придонный образ жизни (напр., камбала).
Покровительственная окраска
Позволяет быть незаметным среди окружающего фона. Благодаря покровительственной окраске организм становится трудно различимым и, следовательно, защищенным от хищников. Яйца птиц, откладываемые на песок или на землю, имеют серый и бурый цвет с пятнышками, сходный с цветом окружающей почвы. В тех случаях, когда яйца недоступны для хищников, они обычно лишены окраски. Гусеницы бабочек часто зелёные, под цвет листьев, или тёмные, под цвет коры или земли. Донные рыбы обычно окрашены под цвет песчаного дна (скаты и камбалы). При этом камбалы обладают ещё способностью менять окраску в зависимости от цвета окружающего фона. Способность менять окраску путём перераспределения пигмента в покровах тела известна и у наземных животных (хамелеон). Животные пустынь, как правило, имеют желто-бурую или песочно-желтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна как насекомым (саранча) и мелким ящерицам, так и крупным копытным (антилопы) и хищникам (лев).
Предостерегающая окраска
Предупреждает потенциального врага о наличии защитных механизмов (наличие ядовитых веществ или специальных органов защиты). Предостерегающая окраска выделяет из окружающей среды яркими пятнами или полосами ядовитых, жалящих животных и насекомых (змеи, осы, шмели).
Мимикрия
Подражательное сходство некоторых животных, главным образом насекомых, с другими видами, обеспечивающее защиту от врагов. Четкую границу между нею и покровительственной окраской или формой провести трудно. В самом узком смысле мимикрия — это имитация видом, беззащитным перед некоторыми хищниками, внешности вида, избегаемого этими потенциальными врагами из-за несъедобности или наличия особых средств защиты.Мимикрия – это результат гомологичных (одинаковых) мутаций у разных видов, которые помогают выжить незащищённым животным. Для видов-подражателей важно, чтобы их численность была невелика по сравнению с моделью, которой они подражают, иначе у врагов не будет выработан устойчивый отрицательный рефлекс на предостерегающую окраску. Низкая численность мимикрирующих видов поддерживается высокой концентрацией летальных генов в генофонде. В гомозиготном состоянии эти гены вызывают летальные мутации, в результате чего высокий процент особей не доживает до половозрелого состояния.
Грандиозные изобретения человеческого разума не перестают удивлять, фантазии нет предела. Но то, что много веков создавала природа, превосходит самые креативные идеи и замыслы. Природа создала более чем полтора миллиона видов живых особей, каждая из которых индивидуальна и неповторима в своих формах, физиологии, приспособленности к жизни. Примеры адаптации организмов к постоянно меняющимся условиям проживания на планете — это примеры мудрости создателя и постоянный источник задач для разгадывания биологам.
Адаптация означает приспособленность или привыкание. Это процесс постепенного перерождения физиологических, морфологических или психологических функций существа в условиях изменившейся среды обитания. Изменениям подвергаются как отдельные особи, так и целые популяции.
Яркий пример адаптации непосредственной и косвенной — выживание растительного и животного мира в зоне повышенной радиации вокруг Чернобыльской АЭС. Непосредственная приспособляемость свойственна тем особям, которые сумели выжить, привыкнуть и начать размножаться, некоторые не выдержали испытания и погибли (косвенная адаптация).
Так как условия существования на Земле меняются постоянно, процессы эволюции и приспособленности в живой природе также являются процессом непрерывным.
Свежий пример адаптации — изменение среды обитания колонии зеленых мексиканских попугаев аратингов. С недавних пор они изменили привычное место обитания и поселились в самом жерле вулкана Масая, в среде, постоянно пропитанной серным газом высокой концентрации. Ученые еще не дали объяснение этому феномену.
Виды адаптации
Изменение всей формы существования организма представляет собой функциональную адаптацию. Пример адаптации, когда изменение условий приводит к обоюдному приспосабливанию живых организмов друг к другу, представляет собой коррелятивное приспособление или коадаптацию.
Приспособление может быть пассивным, когда функции или строение субъекта происходят без его участия, или активным, когда он сознательно изменяет свои привычки под стать окружающей среде (примеры адаптации людей к природным условиям или социуму). Бывают случаи, когда субъект приспосабливает окружающую среду под свои потребности — это объективная адаптация.
Биологи разделяют виды адаптации по трем признакам:
- Морфологические.
- Физиологические.
- Поведенческие или психологические.
Примеры адаптации животных или растения в чистом виде редки, большинство случаев привыкания к новым условиям происходит в смешанных видах.
Морфологические адаптации: примеры
Морфологические изменения — это произошедшие в процессе эволюции изменения формы тела, отдельных органов или всего строения живого организма.
Ниже приведены морфологические адаптации, примеры из животного и растительного мира, которые мы рассматриваем как само собой разумеющееся явление:
- Перерождение листьев в колючки у кактусов и других растений засушливых регионов.
- Панцирь черепахи.
- Обтекаемые формы тела жителей водоемов.
Физиологические адаптации: примеры
Приспособление физиологическое — это изменение ряда химических процессов, происходящих внутри организма.
- Выделение цветами сильного запаха для привлечения насекомых способствует запылению.
- Состояние анабиоза, в которое способны входить простейшие организмы, позволяет им сохранять жизнедеятельность через многие годы. Старейшая способная к размножению бактерия имеет возраст 250 лет.
- Накопление подкожного жира, который преобразуется в воду, у верблюдов.
Поведенческие (психологические) адаптации
С психологическим фактором больше связаны примеры адаптации человека. Поведенческие характеристики свойственны флоре и фауне. Так, в процессе эволюции изменение температурного режима заставляет некоторых животных впадать в спячку, птиц — улетать на юг, чтобы возвратиться весной, деревья — сбрасывать листву и замедлять движение соков. Инстинкт выбора наиболее подходящего партнера для продолжения рода движет поведением животных в брачный период. Некоторые северные лягушки и черепахи полностью замерзают на зиму и оттаивают, оживают с наступлением тепла.
Факторы, вызывающие потребность в переменах
Любые процессы адаптации — это ответная реакция на факторы экологии, которые ведут к изменению окружающей среды. Такие факторы подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные.
Биотические факторы — это влияние живых организмов друг на друга, когда, к примеру, исчезает один вид, который служит пищей другому.
Абиотические факторы — это изменения в окружающей неживой природе, когда меняется климат, состав почвы, обеспеченность водой, циклы солнечной активности. Физиологические адаптации, примеры влияния абиотических факторов — экваториальные рыбы, которые могут дышать и в воде, и на суше. Они хорошо приспособились к условиям, когда пересыхание рек — частое явление.
Антропогенные факторы — влияние человеческой деятельности, которое изменяет окружающую среду.
Приспособления к среде обитания
- Освещенность . У растений — это отдельные группы, которые отличаются потребностью в солнечном освещении. На открытых пространствах хорошо живут светолюбивые гелиофиты. В противоположность им — сциофиты: растения лесных чащ, хорошо себя чувствуют в затененных местах. Среди животных также есть особи, чья рассчитана на активный образ жизни в ночное время или под землей.
- Температура воздуха. В среднем для всего живого, в том числе и человека, оптимальной температурной средой считается диапазон от 0 до 50 о С. Однако жизнь есть практически во всех климатических регионах Земли.
Противоположные примеры адаптации к аномальным температурам описаны ниже.
Арктические рыбы не замерзают благодаря выработке в крови уникального антифризного белка, который не дает крови заледенеть.
Простейшие микроорганизмы обнаружены в гидротермальных источниках, температура воды в которых превышает градус кипения.
Растения-гидрофиты, то есть те, что живут в воде или около нее, погибают даже при незначительной потере влаги. Ксерофиты, наоборот, приспособлены жить в засушливых регионах, и погибают при большой влажности. Среди животных природа также поработала над адаптацией к водному и безводному окружению.
Адаптация человека
Способности человека к приспособлению поистине грандиозны. Секреты человеческого мышления раскрыты далеко не полностью, и тайны адаптивной способности людей еще долго будут загадочной темой для ученых. Превосходство Гомо сапиенса перед другими живыми существами — в способности сознательно менять свое поведение под требование окружающей среды или, наоборот, окружающий мир под свои потребности.
Гибкость поведения человека проявляется ежедневно. Если дать задание: «приведите примеры адаптации людей», большинство начинает вспоминать исключительные случаи выживания в Это редкие случаи, а в новых для себя обстоятельствах свойственна человеку ежедневно. Мы примеряем на себя новую обстановку в момент рождения на свет, в детском саду, школе, в коллективе, при переезде в другую страну. Именно это состояние принятия новых ощущений организмом называют стрессом. Стресс является психологическим фактором, но тем не менее под его воздействием меняются многие физиологические функции. В случае, когда человек принимает новую среду как положительную для себя, новое состояние становится привычным, а иначе стресс грозит стать затяжным и привести к ряду серьезных заболеваний.
Механизмы приспособления человека
Существуют три типа адаптации человека:
- Физиологическая . Самые простые примеры — акклиматизации и приспособленность к смене часовых поясов или суточного режима работы. В процессе эволюции сформировались различные типы людей, в зависимости от территориального места проживания. Арктический, высокогорный, континентальный, пустынный, экваториальный типы значительно разнятся физиологическими показателями.
- Психологическая адаптация. Это способность человека находить моменты понимания с людьми разных психотипов, в стране с иным уровнем менталитета. Человеку разумному свойственно менять свои устоявшиеся стереотипы под влиянием новой информации, особых случаев, стресса.
- Социальная адаптация. Тип привыкания, который свойственен только человеку.
Все адаптивные типы тесно связаны между собой, как привило, любая смена привычного существования вызывает в человеке потребность в социальной и психологической адаптации. Под их воздействием приходят в действие механизмы физиологических изменений, которые тоже подстраиваются под новые условия.
Такая мобилизация всех реакция организма названа адаптационным синдромом. Новые реакции организма появляются в ответ на резкие изменения обстановки. На первой стадии — тревоги — наблюдается изменение физиологических функций, изменения в работе обмена веществ и систем. Далее подключаются защитные функции и органы (в том числе мозг), начинают включать свои защитные функции и скрытые возможности. Третья стадия адаптации зависит от индивидуальных особенностей: человек или включается в новую жизнь и входит в обычное русло (в медицине в этот период наступает выздоровление), или же организм не принимает стресса, и последствия принимают уже негативную форму.
Феномены человеческого организма
В человеке заложен природой огромный запас прочности, который используется в повседневной жизни только в незначительном объеме. Проявляется он в экстремальных ситуациях и воспринимается как чудо. На самом же деле чудо заложено в нас самих. Пример адаптации: способность людей адаптироваться к нормальной жизни после удаления значительной части внутренних органов.
Природный врожденный иммунитет на протяжении жизни может укрепляться рядом факторов или же, наоборот, ослабевать при неправильном образе жизни. К сожалению, увлечение вредными привычками — это тоже отличие человека от других живых организмов.
10. Адаптации организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора
10. Адаптации организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора
Вспомните!
На основании собственных наблюдений приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.
В течение многих веков в естествознании господствовало представление о существовании в природе изначальной целесообразности. Сторонники креационизма считали, что Бог создавал каждый вид в абсолютном соответствии с конкретными условиями обитания. С развитием эволюционных идей общество признало существование изменчивости, но механизмы её возникновения ещё оставались неясными. Ж. Б. Ламарк считал, что развитие приспособлений – это ответная реакция организмов на действие факторов окружающей среды. И лишь с появлением эволюционной теории Ч. Дарвина адаптации организмов стали рассматривать как результат действия естественного отбора в определённых условиях внешней среды.
Все живые существа оптимально приспособлены к своим условиям обитания. Приспособленность повышает шансы организмов на выживание и оставление потомства, т. е. помогает таким особям выиграть борьбу за существование и передать свои гены следующим поколениям. Эволюционный процесс в любой популяции протекает в два этапа. Сначала возникает генетическое разнообразие, проявляющееся в фенотипических признаках. Затем в ходе естественного отбора сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям конкретной популяции оптимальные приспособления к условиям обитания. Поскольку условия обитания организмов разнообразны, столь же разнообразны и адаптации к ним. Приспособления затрагивают внешние и внутренние признаки и свойства организмов, особенности размножения и поведения, т. е. существует множество различных форм приспособленности организмов к окружающей среде.
Морфологические адаптации. Эти адаптации связаны с особенностями строения тела. Причём, как и все остальные типы адаптаций, морфологические приспособления с точки зрения эволюционной значимости подразделяются на общие, которые затрагивают обычно крупные таксоны (отряды, классы, типы), и специальные, связанные с более узкими условиями существования (виды, группы видов). Например, возникновение крыла у птиц – это крупнейшее изменение, которое дало возможность живым организмам завоевать воздушное пространство. Впоследствии на его основе возникали вторичные и третичные адаптации, например особенности строения крыла, связанные с типом полёта. Сравните бреющий полёт буревестника и маневренный полёт колибри, позволяющий птице зависать в воздухе в одной точке и давать задний ход.
У Дарвина любимым примером приспособлений служил дятел. В «Происхождении видов путём естественного отбора» Дарвин писал: «Можно ли привести более разительный пример приспособления, чем дятел, лазящий по стволам деревьев и вылавливающий насекомых в трещинах коры?»
Классическим примером приспособлений служит строение ноги у разных видов птиц. Ярким примером адаптаций к разным типам питания является разнообразная форма птичьих клювов (см. рис. 9).
Плоская форма тела придонных рыб и торпедообразное тело акул, густой шерстный покров у северных млекопитающих, гибкое тело у норных животных – это примеры морфологических адаптаций у животных. Подобные формы адаптаций существуют и в растительном царстве. В высокогорных районах и в тундре большинство растений имеют стелющиеся и подушковидные формы, которые устойчивы к сильным ветрам, зимой легко укрываются снегом и не повреждаются в сильные морозы.
Покровительственная окраска. Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов для многих видов животных. Благодаря ей животные становятся менее заметны.
Самки птиц, гнездящиеся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны яйца и птенцы у этих видов птиц, а, например, яйца аистов не имеют покровительственной окраски, потому что, как правило, недоступны для врагов (рис. 24).
Рис. 24. Покровительственная окраска позволяет птицам сливаться с ландшафтом: А – окраска малого вальдшнепа повторяет тона лесной почвы; Б – птенцы серебристой чайки в первые дни своей жизни
Рис. 25. Белая окраска животных Крайнего Севера: А – песец; Б – детёныш тюленя; В – полярный медведь
Покровительственную окраску имеют многие виды насекомых, например окраска крыльев ночных бабочек полностью сливается с той поверхностью, на которой они проводят дневные часы. Неразличимы в траве зелёные кузнечики, в пустыне – песочно-жёлтые ящерицы, на снегу – полярные песцы. Следует отметить, что в районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности (полярные медведи, совы, белая куропатка и многие другие) (рис. 25).
У некоторых животных существует характерная яркая окраска, образованная чередованием светлых и тёмных полос или пятен (тигры, леопарды, пятнистые олени, детёныши кабана). Такая окраска имитирует чередования света и тени в окружающей природе и делает животных менее заметными в густых зарослях (рис. 26).
Рис. 26. Гепарды. Пример покровительственной окраски
В зависимости от условий освещённости способны менять свою окраску хамелеоны, осьминоги и другие животные.
Предостерегающая окраска. У ряда животных вместо покровительственной окраски развивается предостерегающая, или угрожающая. Как правило, такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля, вряд ли будет пытаться сделать это снова.
Маскировка. Хорошим средством защиты от врагов служит не только скрывающая окраска, но и маскировка – соответствие формы тела объектам живой и неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников. Практически неразличима в зарослях морских водорослей рыба-игла. Форма тела некоторых насекомых напоминает листья, кору, веточки или колючки растений (рис. 27).
Мимикрия. Многие безобидные животные в процессе эволюции приобрели сходство с ядовитыми видами. Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищённым и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам называют мимикрией (от греч. mimikos – подражательный). Непривлекательны для насекомоядных птиц пчёлы и их подражатели – мухи-журчалки (рис. 28). Многие неядовитые змеи очень похожи на ядовитых, а узор на крыльях некоторых бабочек напоминает глаза хищников.
Рис. 27. Маскировка в мире насекомых
Биохимические адаптации. Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы. Пахучие вещества клопов, яды змей, пауков, скорпионов, токсины растений относятся к такого рода приспособлениям.
Биохимическими адаптациями также является появление особой структуры белков и липидов у организмов, обитающих при очень высоких или низких температурах. Подобные особенности позволяют этим организмам существовать в горячих источниках или, наоборот, в условиях вечной мерзлоты.
Рис. 28. Мухи-журчалки на цветах
Рис. 29. Бурундук в состоянии зимней спячки
Физиологические адаптации. Эти адаптации связаны с перестройкой обмена веществ. Без них невозможно поддержание гомеостаза в постоянно меняющихся условиях внешней среды.
Человек не может долго обходиться без пресной воды из-за особенностей своего солевого обмена, но птицы и рептилии, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, которые позволяют им быстро избавляться от избытка солей.
Многие пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира: при его окислении образуется большое количество воды.
Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование. Затаивание или отпугивающее поведение при приближении врага, запасание корма на неблагоприятный период года, спячка животных и сезонные миграции, позволяющие пережить холодный или засушливый период, – это далеко не полный перечень разнообразных типов поведения, возникающих в ходе эволюции как приспособления к конкретным условиям существования (рис. 29).
Рис. 30. Брачный турнир самцов антилопы
Следует отметить, что многие виды адаптаций формируются параллельно. Например, защитное действие покровительственной или предупреждающей окраски значительно повышается при сочетании её с соответствующим поведением. Животные, имеющие покровительственную окраску, в минуту опасности замирают. Предостерегающая окраска, наоборот, сочетается с демонстративным поведением, отпугивающим хищника.
Особую важность имеют поведенческие адаптации, связанные с продолжением рода. Брачное поведение, выбор партнёра, образование семьи, забота о потомстве – эти типы поведения являются врождёнными и видоспецифичными, т. е. у каждого вида существует своя программа полового и детско-родительского поведения (рис. 30–32).
Относительный характер адаптаций. Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания, будь это пустыня или экваториальные леса, морские глубины или саванны. Каждый организм имеет множество адаптаций, которые образовывались в результате действия естественного отбора во вполне определённых условиях среды. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т. е. адаптации имеют относительную целесообразность. Белая зимняя окраска зайцев становится опасной в периоды оттепелей или в малоснежные зимы (рис. 33). Если внешние условия изменятся очень резко, новые адаптации не успеют сформироваться, что приведёт к вымиранию больших групп организмов, как это случилось более 60 млн лет назад с динозаврами.
Рис. 31. Брачное поведение капских олушей
Рис. 32. Забота о потомстве у пингвинов
Рис. 33. Зимняя окраска зайца
Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых видов.
Вопросы для повторения и задания
1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.
2. Почему одни животные имеют яркую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, – покровительственную?
3. В чём состоит сущность мимикрии?
4. Распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных? Приведите примеры.
5. Каковы биологические механизмы возникновения приспособительной (скрывающей и предупреждающей) окраски у животных?
6. Являются ли физиологические адаптации факторами, определяющими уровень приспособленности организма в целом?
7. В чём сущность относительности любого приспособления к условиям обитания? Приведите примеры.
Подумайте! Выполните!
1. Почему не существует абсолютного приспособления к условиям обитания? Приведите примеры, доказывающие относительный характер любого приспособления.
2. Детёныши кабана обладают характерной полосатой окраской, которая с возрастом исчезает. Приведите аналогичные примеры изменения окраски у взрослых особей по сравнению с потомством. Можно ли считать эту закономерность общей для всего животного мира? Если нет, то для каких животных и почему она характерна?
3. Соберите информацию о животных с предостерегающей окраской, обитающих в вашем регионе. Объясните, почему знание этого материала важно для каждого. Сделайте информационный стенд об этих животных. Выступите с сообщением по этой теме перед школьниками младших классов.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Повторите и вспомните!
Человек
Поведенческие адаптации – врождённое безусловно-рефлекторное поведение. Врождённые способности существуют у всех животных, в том числе и у человека. Новорождённый ребёнок умеет сосать, глотает и переваривает пищу, моргает и чихает, реагирует на свет, звук и боль. Это примеры безусловных рефлексов. Такие формы поведения возникли в процессе эволюции как результат приспособления к определённым, относительно постоянным условиям окружающей среды. Безусловные рефлексы передаются по наследству, поэтому все животные рождаются уже с готовым комплексом таких рефлексов.
Каждый безусловный рефлекс возникает на строго определённый раздражитель (подкрепление): одни – на пищу, другие – на боль, третьи – на появление новой информации и т. д. Рефлекторные дуги безусловных рефлексов постоянны и проходят через спинной мозг или ствол головного мозга.
Одной из наиболее полных классификаций безусловных рефлексов является классификация, предложенная академиком П. В. Симоновым. Учёный предложил разделить все безусловные рефлексы на три группы, отличающиеся по особенностям взаимодействия особей друг с другом и с окружающей средой. Витальные рефлексы (от лат. vita – жизнь) направлены на сохранение жизни индивида. Их невыполнение ведёт к гибели особи, а для реализации не требуется участия другой особи того же вида. В эту группу относят пищевые и питьевые рефлексы, гомеостатические рефлексы (поддержание постоянной температуры тела, оптимальной частоты дыхания, сердцебиения и т. п.), оборонительные, которые, в свою очередь, делят на пассивно-оборонительные (убегание, затаивание) и активно-оборонительные (нападение на угрожающий объект) и некоторые другие.
К зоосоциальным, или ролевым, рефлексам относят те варианты врождённого поведения, которые возникают при взаимодействии с другими особями своего вида. Это половые, детско-родительские, территориальные, иерархические рефлексы.
Третья группа – это рефлексы саморазвития. Они не связаны с адаптацией к конкретной ситуации, а как бы обращены в будущее. Среди них исследовательское, подражательное и игровое поведение.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРесУрок 6. приспособленность — результат действия факторов эволюции. видообразование — Биология — 11 класс
Эволюция – непрерывный процесс. Новые виды формируются даже сейчас, когда вы читаете эти строки. Активней всего видообразование происходит в крупных водоёмах, таких как озеро Байкал или озеро Виктория. Так, буквально в восьмидесятых годах нашли новый вид рыб-цихлид. Он отличался от предшественников размерами и формой челюсти. А в Байкале наблюдается эволюция множества видов растений и беспозвоночных. Как происходит эволюция и можно ли получить новый вид животных в домашних условиях?
В результате действия эволюционных факторов в популяции накапливаются изменения генофонда. Это ведет сначала к образованию новых популяций, затем подвидов, и в конечном счете, к образованию новых видов.
То есть можно сказать, что видообразование – это центральное событие в эволюции, это главный результат эволюционного процесса.
Сейчас ученые выделяют два пути видообразования:
1. Географическое (аллопатрическое)
2. Биологическое (симпатрическое)
При географическом видообразовании новые виды возникают в результате появления пространственно-территориальных преград. Преграды могут быть самого разного свойства. Это такие и чисто географические понятия, как горы, реки, и какие-то антропогенные преграды, как, например, строительство крупных дорог или вспашка поля для нужд сельского хозяйства.
Кстати, именно географические видообразования Чарльз Дарвин и объяснял появлением такого большого количества видов дарвиновских вьюрков, которые обитают на островах Галапагосского архипелага.
Дарвин считал, что некоторое количество вьюрков могло быть занесено на эти острова во время бурь, шторма и сильного ветра.
Но так как условия подходили для их жизни, вьюрки обосновались на этих островах, при этом они были изолированы как от популяции на соседних островах, так и от первоначальной южно-американской популяции. Это привело к тому, что внутри таких популяций стали накапливаться изменения, что и привело к образованию новых видов.
Можно сказать, что географическое видообразование возникает и при преградах внутри ареала вида, при так называемом мозаичном ареале. Сейчас перед вами несколько видов одуванчиков, возникших из некогда предкового вида одуванчика, который занимал весь европейский континент.
Одуванчик обыкновенный сейчас занимает лесные опушки, обочины дорог, какие-то сорные места, и это растение вы знаете очень хорошо.
Одуванчик – кок-сагыз произрастает в засушливых местах, поэтому обратите внимание на форму его листьев: его листья немного тоньше и больше срезаны.
Одуванчик розовый освоил высокогорье Тянь-Шаня. Он очень похож на одуванчик обыкновенный, но отличается от него окраской лепестков.
Обратите внимание, что географическое видообразование протекает очень медленно. Необходима смена сотен тысяч поколений, для того чтобы совершился процесс образования нового вида.
Второй способ видообразования – это биологическое видообразование.
Биологическое видообразование происходит в пределах ареала одного вида, и в его основе лежит биологическая изоляция.
Пути возникновения биологических изоляций бывают различными. Например, одним из них может быть полиплоидия, когда внутри одной популяции в результате мутации возникают полиплоидные организмы. Эти организмы жизнеспособны, конкурентоспособны, но по своему генетическому составу они отличаются от остальных особей популяции и не могут с ними скрещиваться.
Так внутри одной популяции возникает другая популяция, которая потом формируется уже в отдельный вид. Также в основе биологического видообразования может лежать экологическая изоляция.
Экологическая изоляция – это, например, разобщение в сроках размножения внутри одного вида. Это также какие-то сезонные изоляции у части популяций, от целой популяции.
Все это приводит к накоплению изменений, вследствие чего возникает новый вид. Хочется отметить, что строки биологического видообразования значительно короче, нежели географического видообразования. Но результат у них один – образование новых видов.
|
Загрязнение почв – это загрязнение нашего будущего
02/05/2018Почва – это невозобновляемый ресурс, т.е. в случае утраты или деградации ее невозможно восстановить в срок, сопоставимый с продолжительностью человеческой жизни. Состояние почв оказывает влияние на пищу, которую мы едим, воду, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, на наше здоровье и на здоровье всего живого на Земле. Без здоровых почв мы не сможем выращивать продовольствие. Ведь, по оценкам, 95 процентов того, что мы едим, прямо или косвенно производится на почвах.
Здоровые почвы – это ключевой фактор продовольственной безопасности и залог нашего устойчивого будущего. Они помогают поддерживать производство продовольствия, способствуют смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним, они участвуют в процессе фильтрации воды, повышают устойчивость к наводнениям и засухам и еще многое, многое другое. Но существует невидимая угроза, которая ставит под удар и почвы, и все то, что они могут дать.
Загрязнение почвы вызывает цепную реакцию. Оно сказывается на почвенном биоразнообразии, снижает запасы органического вещества почвы и ее фильтрующую способность. Из-за загрязнения почвы происходит загрязнение почвенной влаги и грунтовых вод, нарушается баланс питательных веществ в почве. К числу наиболее распространенных загрязнителей почвы относятся тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители и новые загрязнители, такие как фармацевтические препараты и средства личной гигиены.
Загрязнение почвы разрушительно для окружающей среды и влечет негативные последствия для всех форм жизни, которые с ним сталкиваются. Неустойчивые методы ведения сельского хозяйства, сокращающие запасы органического вещества почвы, могут способствовать переносу загрязнителей в пищевую цепь. Так, например, из загрязненной почвы загрязнители могут попасть в грунтовые воды; затем они накапливаются в тканях растений и передаются пастбищным животным, птицам и, наконец, людям, которые эти растения и животных едят. Загрязняющие вещества в почве, грунтовых водах и пищевой цепи могут вызывать целый ряд болезней и повышенную смертность у людей; это могут быть как острые последствия краткосрочного характера – например, различные виды интоксикаций или диарея, – так и хронические заболевания, в том числе онкологические.
Помимо воздействия на окружающую среду загрязнение почв сопряжено с высокими экономическими издержками, обусловленными снижением урожайности и качества сельскохозяйственных культур. Предотвращение загрязнения почв должно быть одной из приоритетных задач во всем мире. Подавляющее большинство загрязняющих веществ является результатом деятельности человека, поэтому мы несем прямую ответственность за то, чтобы изменить ситуацию, обеспечив сокращение масштабов загрязнения и безопасное будущее нашей планеты.
Необходимо признать ценность почв, их производственный потенциал и вклад в продовольственную безопасность и поддержание ключевых экосистемных услуг. Вот лишь несколько причин, по которым проблему загрязнения почв нельзя недооценивать:
1. Загрязнение почв оказывает влияние на все вокруг. Пища, которую мы едим, вода, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, – наше здоровье и здоровье всего живого на планете зависит от здоровья почв. Содержание питательных веществ в тканях растений напрямую связано с их содержанием в почве и ее способностью обмениваться питательными веществами и водой с корнями растений.
2. Загрязнение почвы невидимо. Сегодня треть почв планеты умеренно или сильно деградированы вследствие эрозии, потери почвенного органического углерода, засоления, уплотнения, закисления и химического загрязнения. На формирование одного сантиметра верхнего слоя почвы уходит около тысячи лет; это значит, что за свою жизнь увеличить почвенный слой нам не удастся. Есть только то, что мы видим сейчас. Несмотря на все это, масштабы загрязнения почв продолжают расти. Нынешние темпы деградации почв ставят под угрозу возможность будущих поколений удовлетворить свои самые насущные потребности.
3. Загрязнение почв сказывается на их фильтрующей способности. Для загрязняющих веществ почвы действуют как фильтр и буфер. Но возможности почв, позволяющие им справляться с давлением загрязнителей, не безграничны. Если защитный потенциал почв будет исчерпан, загрязняющие вещества начнут проникать (и уже проникают) в окружающую среду, в частности, в пищевую цепь.
5.2.2. Виды образовательных программ
Основным содержанием ст. 9 Закона РФ «Об образовании» является перечень различных видов образовательных программ, разрабатываемых, принимаемых и реализуемых в Российской Федерации. Основными являются общеобразовательные и профессиональные образовательные программы.
Общеобразовательные программы(основные и дополнительные) направлены на решение задач формирования общей культуры личности, адаптации личности к жизни в обществе, на создание основы для осознанного выбора и освоения профессиональных образовательных программ. К ним относятся программы:
1) дошкольного образования;
2) начального общего образования;
3) основного общего образования;
4) среднего (полного) общего образования.
Профессиональные образовательные программынаправлены на решение задач последовательного повышения профессионального и общеобразовательного уровней, подготовку специалистов соответствующей квалификации. К профессиональным относятся программы:
1) начального профессионального образования;
2) среднего профессионального образования;
3) высшего профессионального образования;
4) послевузовского профессионального образования.
Обязательный минимум содержания каждой основной общеобразовательной программы или основной профессиональной образовательной программы (по конкретной профессии, специальности) устанавливается, как уже отмечалось, соответствующим государственным образовательным стандартом. Что касается нормативных сроков освоения основных образовательных программ в государственных и муниципальных образовательных учреждениях, то они определяются базовыми законами образованиями и (или) типовыми положениями об образовательных учреждениях соответствующих типов и видов или соответствующим государственным образовательным стандартом.
Все образовательные программы, как видно из приведенного перечня их видов, подразделяются наосновныеидополнительные.Главное отличие между ними состоит в том, что дополнительные образовательные программы не основываются на образовательных стандартах. Их задачей является обычно более полное удовлетворение разнообразных образовательных потребностей личности. Уместно отметить, что именно дополнительные программы непосредственно и тесно связаны с образовательными услугами, о чем в последующих главах будет сказано подробнее.
По рассмотренных основных видов образовательных программ в Российской системе образования есть немало иных их разновидностей. Так, содержание деятельности образовательного учреждения в основном определяется самим образовательным учреждением, его руководством, коллегиальными органами (педагогический совет, ученый совет), педагогическими работниками с учетом примерных учебных планов и программ, рекомендованных государственными органами управления образованием, а такжеавторских программ, утвержденных педагогическим или методическим советом учреждения.
Появление инновационных и альтернативных школ, признание государством право на эксперимент в образовании стали серьезными факторами поддержки педагогического творчества. Право на авторскую программу имеют все педагогические работники. Педагоги имеют право самостоятельного выбора темы, содержания, объема такой программы, они могут использовать для своей деятельности примерные образовательные программы разных уровней и направленности общего или профессионального образования, могут разработать новую программу, в соответствии со своими профессиональными интересами и творческими способностями. Это может быть предметная учебная программа одной тематической направленности или комплексная интегрированная программа, сочетающая разные тематические направления, образовательные области или области деятельности. Для авторских программ характерны особенности логики построения курса, глубина поднимаемых в них вопросов, теорий, характером их освещения автором программы. Эти программы чаще всего используются при преподавании специальных курсов по выбору учащихся, факультативов или более глубокого изучения отдельных тем традиционных учебных курсов. Такие программы утверждаются в установленном в образовательном учреждении порядке.
Большое распространение сегодня получилимодифицированные образовательные программы, в которых сохраняются основные параметры содержания предметных программ, но изменяются средства, методики, способы, формы реализации цели и задач, что не требует от педагога большого творческого напряжения.
В настоящее время в российских школах, к примеру, достаточно широко используется два вида учебных программ: типовые и рабочие учебные программы. В отдельных случаях практикуются личностно-индивидуальные авторские программы, которые составляются и применяются учителями-новаторами, мастерами педагогического труда.
Типовые (примерные) программыочерчивают лишь наиболее обобщенный, базовый круг общеобразовательных знаний, навыков, умений и систему ведущих научных мировоззренческих идей, а также наиболее общие рекомендации методического характера с перечислением необходимых и достаточных средств и приемов обучения специфических для конкретного учебного предмета. Типовые программы разрабатываются соответствующим органом исполнительной власти, служат основанием для составления рабочих школьных и индивидуальных учебных программ и носят рекомендательный характер.
На основе типовых составляютсяучебные (рабочие) программы, в которых обычно отражается содержание национально-регионального компонента соответствующего ГОС, а также локального (школьного, вузовского) компонента, учитываются возможности методического потенциала учительства, а также информационного, технического обеспечения и, естественно, уровень подготовленности учащихся. Обычно учебная программа структурно состоит из трех основных компонентов:
пояснительная записка или введение, в которой определяются целевые направления изучения данного конкретного учебного предмета в системе учебных дисциплин, преподаваемых в рамках общеобразовательной школы или соответствующей специальности в учреждениях профессионального или послевузовского образования;
содержание образования, т.е.учебный материал, который включает основную информацию, понятия, законы, теории, перечень обязательных предметных навыков и умений, а также перечень общеучебных и специальных навыков и умений, формирование которых осуществляется на межпредметной основе;
методические рекомендациипо вопросам определения путей реализации программы, методов, организационных форм, средств обучения, оценки знаний, навыков и умений, приобретаемых учащимися в процессе изучения данного учебного предмета. Особое внимание в программах в последние года обоснованно уделяется межпредметным связям, которые в обобщенном виде представляются в конце содержания основных разделов. Это позволяет преподавателю проявить творческий подход к разработке рабочей программы, к поурочному планированию и реализации межпредметных связей в реальной педагогической действительности;
учебно-методическое обеспечение программы– список используемых в образовательном процессе учебной, научной, словарно-справочной литературы (основной и дополнительной), нормативно-правовых источников, наглядные и технические средства обучения и др., без которых эффективность аудиторной и самостоятельной работы, не говоря уже о дистанционном образовании, будет сведена к нулю.
Вопросы для самопроверки и размышлений, практические задания
1. В чем, на Ваш взгляд, состоит целесообразность и/или необходимость государственных образовательных стандартов? Насколько связано качество современного образования с введением этого образовательного института?
2. Раскройте политическую, правовую и управленческую природу образовательных стандартов.
3. С чем связано, на Ваш взгляд, многообразие смыслов понятия «образовательная программа»? Как соотносится это понятие с понятием «учебная программа»?
4. Какие виды образовательных и учебных программ существуют? Какие признаки положены в основу их классификации?
5. Какое место занимают ГОС и образовательные программы в механизме правового регулирования системы образования?
6. На основе анализа Закона РФ «Об образовании» и Федерального закона «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» определите: а) принципы, на которых базируется разработка ГОС и образовательных программ, б) субъекты разработки, принятия, реализации ГОС и образовательных программ и контроля за их соблюдением.
разработка, внедрение, управление и автоматизация
Если вы не способны описать то, что делаете, как процесс – вы не знаете, что делаете.
Эдвардс Деминг
2020 год войдет в историю как один из переломных периодов, повлиявших на жизнь и существование человечества. Пандемия привела к существенному кризису таких отраслей как авиаперевозки и туризм, повлияла на формат работы предприятий из других сфер. Не каждый бизнес смог преодолеть эти испытания, а менеджмент приспособиться к новым реалиям. Однако, если оценить компании, которые «выстрелили», то можно заметить несколько объединяющих их характеристик:
- продукты или услуги, предоставляемые такими компаниями, являются относительно новыми для рынка,
- компания достаточно быстро сумела перестроить свою работу под новые условия.
Высокая скорость адаптации бизнеса на изменения рынка может быть реализована при эффективной организации работы компании через правильную систему бизнес-процессов. Оптимизация бизнес-процессов помогает бизнесу чувствовать сбя увереннее в турбулентной среде.
Понятие бизнес-процесса, основные виды бизнес-процессов
Бизнес-процесс (БП) — это реализуемый компанией алгоритм действий по преобразованию ресурсов для достижения определенных целей или KPI.
Существует три основные группы бизнес-процессов:
- Основные — процессы, описывающие основную деятельность компании. Обычно подобные действия составляют цепочку создания стоимости, в которой каждый шаг добавляет ценность в создаваемый компанией продукт и в конечном счете образует конечную ценность для потребителя. Стоит также отметить, что эффективность данных процессов напрямую влияет на финансовые результаты деятельности компании.
- Вспомогательные процессы направлены на создание инфраструктуры, пригодной для организации основных бизнес-процессов. К вспомогательным относятся процессы, описывающие порядок организации работы в компании, проведения закупок, подготовки отчетности и др. Данные процессы не оказывают влияние на доход компании, но помогают ей нормально функционировать.
- Процессы управления в отличие от предыдущих типов, не включают в себя создание какого-либо продукта. Основная цель управленческих процессов заключается в координации, организации и контроле действий на всех этапах реализации основных и вспомогательных бизнес-процессов.
Моделирование бизнес-процессов в компании может происходить разными способами (см. рисунок).
Эволюция бизнес-процессов в компании
Рассмотрим разные типы бизнес-процессов.
Важно отметить, что некоторые модели бизнес-процессы могут объединять в себе характеристики нескольких видов.
Предположим, что команда инициативных студентов создала старт-ап, который уже через год показал отличные результаты. При организации бизнеса, студенты-коллеги поняли, что расходы, которые каждый из них несет необходимо фиксировать – процесс формируется стихийно. В идеале, они могли создать таблицу в Google Docs, выделить несколько категорий расходов и вносить свои расходы ежемесячно, но на практике, скорее всего это будут заметки в телефоне у каждого из фаундеров.
С ростом компании и числа сотрудников в ней возникает необходимость формирования устава или правил внутреннего распорядка. Подобные документы могут служить примером описанных бизнес-процессов. Однако если начало рабочего дня в 9.00 по местному времени «написано пером», но на практике сотрудники подтягиваются ближе к обеду, сложно говорить о развитости процессного подхода в этой компании.
При увеличении объема бизнеса многие компании начинают использовать специальное ПО или приложения для трекинга заявок или клиентов. Подобные решения позволяют экономить время обработки данных и ускоряют процесс принятия бизнес-решений. Также сотрудников проще контролировать через различные сервисы мониторинга. У подобных процессов есть существенный недостаток: если использование программ или приложений вызывает неудобство у сотрудников, существуют риски некорректного отражения предоставляемой информации, потери ее актуальности, что в результате оказывает существенное влияние на принятие управленческих решений.
Важным этапом в становлении процессного подхода в компании является интеграция бизнес-процессов между подразделениями. В данном случае выстраивается рабочая система, которая позволяет обеспечить передачу информации между подразделениями с минимальными потерями. Организация процесса работы и взаимодействия становится проще и понятнее.
Высшая стадия развития бизнес-процессов в компании достигается, когда сотрудники начинают интуитивно действовать в рамках определенного процесса, а культура коммуникаций в компании располагает к организации деятельности определенным образом. Однако подобного поведения можно достигнуть только в случае выполнения нескольких условий:
- не стоит изобретать колесо. Бизнес-процесс должен быть основан на уже устоявшихся действиях. Так, например, если в компании для организации встреч успешно используется календарь, при описании и постановке БП следует это учитывать, а не искать или, еще хуже, изобретать альтернативу успешно работающему инструменту.
- вовлекайте сотрудников. При постановке БП следует провести работу с потенциальными исполнителями для каждого этапа работы. Важно оценить, какие сложности при получении и передаче информации между подразделениями существуют, выявить факторы, которые могут стопорить и драйвить процесс.
- в случае, если процесс реализуется на практике после описания, важно его протестировать. Лучше создать рабочую группу, которая, работая в рамках данного бизнес-процесса, сможет определить блоки для корректировки.
В дальнейшем бизнес-процесс может преобразовываться и изменяться в соответствии с работой и развитием компании.
При постановке бизнес-процессов компании преследуют несколько целей. Так отлаженный бизнес-процесс позволяет обеспечить экономию на расходах. Более того при правильной организации бизнес-процессов имеет место повышение качества производимой продукции, сокращение времени на ее создание, повышение производительности персонала.
Алгоритм постановки бизнес-процесса
На верхнем уровне любой бизнес-процесс можно представить как “черный ящик”, в котором ресурсы с использованием технологий и труда преобразуются в продукт для конечного потребителя (рисунок 2).
«Черный ящик» бизнес-процесса
По такому же принципу можно рассмотреть бизнес-процессы внутри компании. При этом в качестве ресурсов имеет место выделить информацию, к клиентам могут быть отнесены сотрудники отдела.
Постановку бизнес-процессов рекомендуется начинать с выделения основных видов деятельности. Важно отметить, что в некоторых компаниях имеют место несколько основных процессов. Так если компания распространяет свою продукцию в розницу и оптом, следует рассматривать два обособленных бизнес-процесса.
Наиболее эффективно выделить в основном бизнес-процессе от 7 до 12 шагов. Меньшее количество этапов может не в полной степени раскрыть бизнес-процесс, большее – слишком сильно детализировать его.
Далее каждый этап рассматривается отдельно и при необходимости выделяются его подпроцессы. Важно также определить, как реализуются этапы процесса: некоторые действия идут последовательно либо параллельно.
Затем для каждого этапа процесса и подпроцесса выделяются ресурсы и средства, необходимые для его выполнения, назначаются исполнители и сроки.
После определения основных процессов следует таким же образом определить и описать вспомогательные и процессы управления в компании.
Если для постановки бизнес-процесса в компанию приглашается внешний консультант, для “поиска” процессов можно использовать штатное расписание сотрудников и их должностные инструкции, внутренние регламенты и положения, а также законодательные акты на которые опирается компания в процессе работы. Показатель эффективности этой работы — понятная для всех система процессов.
Способы описания бизнес-процессов
Начинать постановку БП следует с его описания.
Существует несколько способов представления действий, которые были отмечены при описании алгоритма постановки БП. Рассмотрим наиболее используемые из них.
Текст
Наименее эффективный способ описания бизнес-процесса. Существует несколько недостатков у применения данного инструмента обособленно от других:
- для подробного описания БП может понадобится большое количество времени,
- сложность восприятия информации, определения закономерностей и причинно-следственных связей между действиями.
Однако важно отметить, что некоторые БП могут быть описаны в текстовом формате. Так, например, при постановке управленческого учета в компании создается учетная политика, в которой детально описаны способы начисления и списания расходов и т.д. Также данный формат используется как при разработке бизнес-процессов в организации, так и в разработке регламентов либо устава компании.
Таблица, в которой обычно записываются входы (ресурсы) процесса, операция, проводимая над ними, исполнители и выход (результат) процесса.
Преимуществом подобного представления является простота формирования. Однако из недостатков стоит отметить сложность полного выстраивания понимания бизнес-процесса, а также отсутствие возможности отслеживания и системы контроля порядка операций, степени загрузки сотрудников на каждом шаге процесса.
- Более удобным вариантом представления БП является графическое изображение.
- Для описания БП в графическом виде часто используются такие программы как MS Visio, XMind, EDraw и др.
- Форматы графического представления БП, применяемые консультантами, называются нотациями.
Нотация IDEF0
Стандарт IDEF0 (ICAM DEFinition) был разработан в 1981 году в рамках обширной программы автоматизации бизнес-процессов промышленных предприятий ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing), предложенной департаментом Военно-Воздушных Сил США.
Методология IDEF0 – это технология, согласно которой система или процесс в целом рассматривается как множество взаимозависимых действий или функций.
Методология IDEF0 принята в качестве стандарта функционального моделирования в ряде стран, среди которых:
- США,
- Российская Федерация,
- Республика Беларусь.
Принцип описания процесса в данной нотации состоит в следующем: действие располагается в центре, а входы, ресурсы и технологии для его реализации располагаются по разные стороны от него (см рисунок).
Пример описания БП в нотации IDEF0
Далее процесс разбивается на подпроцессы и для каждого из них аналогичным образом прописываются ресурсы.
Детализация процесса в нотации IDEF1
Этапы процесса детализируются в зависимости от сложности процесса, однако, наиболее часто «погружение» происходит до 2 уровня.
В данной форме представления процесса наименования блоков – глагол, отглагольное прилагательное и т.д. Для обозначения стрелок обычно используются существительные.
Нотация eEPC.
extended Event-driven process chain (eEPC) – расширенная цепочка процесса, управляемого событиями. Нотация eEPC была разработана в конце 80-х специалистами компании IDS Scheer AG (Германия). eEPC относится к классу work flow нотаций (описания потоков работ).
Иллюстрация процесса с использованием данной нотации является наиболее “приятной глазу”, поскольку каждый элемент процесса отображается специальным знаком или формой. Данная нотация позволяет описывать сразу несколько уровней процесса, что упрощает восприятие процесса.
Таблица — Основные значения для описания процесса.
пример описания процесса в нотации eEPC
Если процесс описывается исключительно для внутреннего пользования компании, могут быть использованы и другие способы представления информации. Однако представленные нотации можно считать “единым” языком, используемым при описании БП, а правильное и уместное их использование для описания БП – профессиональным этикетом.
Автоматизация БП
Цель автоматизации — закрепить описанные бизнес-процессы. В период развития информационных технологий постановка бизнес-процессов в компании стала значительно проще. Существуют разные методы автоматизации, доступные компаниям разного уровня. На рынке существует множество программных решений, позволяющих автоматизировать отношения фирмы с внешним миром. Так для организации взаимодействия с поставщиками и клиентами, участвующими в цепочке создания стоимости, а также для обеспечения корректного перетока информации между подразделениями компании используют CRM (customer relationship management) и BPM ( business project management) системы.
CRM — это программа, цель внедрения которой состоит в сборе информации от поставщиков и клиентов и ее аналитике для увеличения эффективности бизнеса. Также CRM системы являются инструментом для автоматизации для анализа маркетинговой стратегии компании, воронки потребителей, взаимоотношений с клиентами и др. Подобные программы оптимально использовать, если компания работает с широкой сетью поставщиков или покупателей, собирает о них информацию (big data) на регулярной основе и упорядочивает ее определенным образом для дальнейшего анализа. Пример аналитики CRM.
Некоторые CRM также позволяют собирать данные о степени готовности и объеме продукции компании.При выборе CRM следует обратить внимание на специфику бизнеса компании, интеграцию ПО с другими используемыми в деятельности организации продуктами. Также важно учитывать, что для организации процессов в компании с применением CRM понадобиться время: важно не только перенести имеющиеся данные, что может быть довольно сложной и длительной процедурой, но и научить сотрудников использовать CRM, дать им привыкнуть к нововведению.
Если собирать метрики нет необходимости, внутри компании достаточно использовать программы для организации работы и взаимоотношений между сотрудниками либо подразделениями — project management systems. Такие программные решения позволяют в т.ч. мониторить время сотрудников проведенное в интернете, сроки подготовки документов и ход работы над проектами.
Ответственному за постановку процесса в компании следует быть готовым к тому, что внедрение бизнес-процессов может быть воспринято “в штыки” сотрудниками. Сгладить данный процесс можно за счет постепенной имплементации ПО в работу, организацию обучения по его использованию, объяснения необходимости внедрения такой системы. Порой может помочь даже информирование об успешных кейсах, покажите, как другие компании автоматизировали процессы и на какие показатели это повлияло.
На практике некоторые компании начинают подкреплять поставленные процессы административным ресурсом. Несомненно, в этом есть смысл, однако наказание сотрудников за невыполнение каких-либо действий может иметь место при соблюдении некоторых условий:
- новый поставленный процесс согласован и одобрен руководителем,
- все ответственные за его выполнение сотрудники уведомлены о своей вовлеченности и знают каким-образом они должны участвовать в процессе, какие инструменты и формы отчетности для этого используются.
Однако более действенно применять инструменты контроля в комплексе с элементами поощрения. На первых порах следует дополнительно мотивировать, и не обязательно материально, сотрудников на организацию работы новым образом.
Три типа адаптации к окружающей среде | Образование
Древнегреческий философ Гераклит создал теорию о том, что вещи постоянно меняются, и ему приписывают поговорку «Единственная постоянная — это изменение». Такова ситуация в естественном мире, в котором обитают организмы. Организмам необходимо найти способы адаптироваться к условиям, которые постепенно или внезапно отличаются от ранее существовавших. Если они этого не сделают, они умрут. Типы адаптации классифицируются с помощью наблюдаемых или измеримых средств, но генетические изменения лежат в основе всех адаптаций.
Адаптация
Организмы, от микробов до растений и животных, обитают в окружающей среде, которая может меняться, становясь более сухой, горячей, холодной, кислой, темной и солнечной — с почти бесконечным числом переменных. Организмы с генетическими преимуществами, такими как мутация, которая помогает им выжить в новых условиях, передают изменение потомкам, и оно становится преобладающим в популяции, что выражается в адаптации. Три основных типа адаптации, основанные на том, как выражаются генетические изменения, — это структурные, физиологические и поведенческие адаптации.У большинства организмов есть комбинации всех этих типов.
Структурный
Внешний вид организма формируется за счет структурных адаптаций. У песцов пустыни большие уши для теплового излучения, а у песцов — маленькие уши, чтобы сохранять тепло тела. У тюленей есть ласты для плавания в воде, а у енотов есть отдельные гибкие пальцы для манипуляций с едой. Белые полярные медведи переходят в ледяные поля, а пятнистые ягуары — в крапчатую тень джунглей. У деревьев может быть пробковая кора для защиты от лесных пожаров.Структурные изменения влияют на организмы на разных уровнях, от способа крепления колена до наличия крупных летательных мышц и острого зрения для хищных птиц.
Физиологический
Исходя из химии тела и метаболизма, физиологические адаптации обычно не проявляются извне. Они состоят из таких вещей, как более эффективные почки для пустынных животных, таких как крысы-кенгуру, соединения, предотвращающие свертывание крови в слюне комаров, или присутствие токсинов в листьях растений для отпугивания травоядных.Лабораторные исследования, которые измеряют содержание крови, мочи и других жидкостей организма, отслеживают метаболические пути, или микроскопические исследования тканей организма часто необходимы для выявления физиологических адаптаций. Иногда их сложно обнаружить, если нет общего предка или близкородственного вида, с которым можно было бы сравнить результаты.
Поведенческие
Адаптации, влияющие на поведение организма, называются поведенческими адаптациями. Медведи впадают в спячку, чтобы избежать холода; птицы и киты мигрируют в более теплый зимний климат.Животные пустыни активны ночью в жаркую летнюю погоду. Утром ящерицы ищут солнечное место, чтобы быстрее согреться до рабочих температур. Гнездовой олень притворяется раненым, чтобы увести хищника от своего детеныша. Поведенческие адаптации, связанные с процедурами спаривания, такими как у австралийских шалашников, могут быть удивительно сложными. Часто поведенческие адаптации требуют тщательных полевых и лабораторных исследований, чтобы полностью раскрыть их, и часто также связаны с физиологическими механизмами.Люди используют культурную адаптацию как подмножество поведенческой адаптации, когда люди, живущие в данной среде, изучают способы выращивания необходимых им продуктов питания и приспособления к конкретному климату.
Ссылки
Ресурсы
Биография писателя
Кэролайн Чани начала писать в 1973 году, специализируясь на темах, связанных с растениями, насекомыми и экологией юго-запада. Ее работы публиковались в газетах «Американский натуралист из Мидленда» и Greenwood Press. Чани имеет степень доктора философии по биологии Висконсинского университета в Мэдисоне.
Адаптации: изменения во времени | Национальное географическое общество
1. Создайте справочную информацию о видах на Земле.
Определите позвоночных и беспозвоночных . Попросите студентов привести примеры каждого из них. Попросите их подумать, каких видов на Земле больше. Разделите класс на две группы и проведите мозговой штурм. В течение двух минут одна группа перечисляет как можно больше позвоночных, а другая — беспозвоночных.Возможно, что список позвоночных будет длиннее, чем список беспозвоночных, поскольку это может быть более знакомая категория.
2. Обсудите, почему рептилии могли улететь.
Объясните, что беспозвоночные на самом деле составляют большую группу. Одна группа беспозвоночных, насекомые, является самой большой группой животных на планете, насчитывающей более миллиона названных видов. Девяносто пять процентов видов на Земле — насекомые. По оценкам некоторых ученых, сегодня существует 10 квинтиллионов (10 000 000 000 000 000 000) отдельных насекомых.Точное количество видов, появившихся 220 миллионов лет назад, неизвестно, но мы знаем из ископаемых останков, что летающих насекомых было в изобилии. Спросите: Что все эти насекомые будут значить для рептилий на земле? (потенциальный источник пищи) Если рептилии хотят есть насекомых, как они могут это делать? (прыгать, лазить по деревьям, пытаться летать)
3. Ввести адаптации птерозавров.
Большинство ученых считают, что рептилии лазили по деревьям, чтобы охотиться на насекомых.Около 215 миллионов лет назад птерозавры были одним из видов рептилий, у которых между конечностями и туловищем образовались перепонки, позволяющие им прыгать и скользить. Покажите видеоклип «Летающие монстры: от рептилий до птерозавров». Попросите студентов описать способность этой современной ящерицы перемещаться с одного места на другое. Объясните учащимся, что мембраны ящерицы — это пример адаптации, часть тела, которая изменяется с течением времени и на протяжении многих поколений, помогая какому-либо виду выжить. Предок ранних птерозавров также со временем постепенно адаптировался, обретя способность летать.За миллионы лет его крылья улучшились, тела изменились, и эти животные, называемые птерозаврами, поднялись в небо.
4. Сравните характеристики двух видов птерозавров.
Спроецируйте два изображения птерозавров: Dimorphodon , один из самых ранних известных птерозавров, и Quetzalcoatlus , один из последних существующих птерозавров. В небольших группах попросите учащихся составить список наблюдений за различиями между двумя птерозаврами на основе двух изображений.Учащиеся увидят длинный или короткий хвост, широкий или длинный череп и короткую или длинную шею. Спроектируйте сайт фильма Flying Monsters . Попросите учащихся найти дополнительную информацию для добавления в списки.
5. Обсудите, какие животные нужны для процветания.
Обсудите значение сокращения млн лет назад, , что означает миллионы лет назад. Объясните, что, исследуя этих двух животных, студенты видят две крайности эволюционного процесса: от 200 до 65 миллионов лет назад. Спросите: Что нужно делать Dimorphodon или любому другому животному, чтобы процветать? (избегайте хищников, охотьтесь за едой, находите себе пару и успешно воспроизводите) Объясните учащимся, что человек с определенной особенностью тела или поведением процветал и имел здоровое потомство.Спросите: Если это так, что будет со следующим поколением? (Скорее всего, они имеют характеристики своих родителей.) Что мы видим после того, как это произошло через миллионы лет? (За миллионы лет и репродуктивных циклов этот процесс привел к новым приспособлениям.)
6. Попросите учащихся проанализировать еще две характеристики птерозавров.
Пусть каждая небольшая группа поработает за компьютером. Раздайте каждому ученику рабочий лист «Птерозавры: адаптации во времени».Попросите учащихся ввести информацию о двух птерозаврах, которые уже обсуждались в их таблицах. Затем попросите группы просмотреть дополнительные видео и изображения в своем собственном темпе, чтобы найти описательную информацию о двух других птерозаврах и ввести ее в свои диаграммы.
7. Попросите учащихся обобщить изменения птерозавров с течением времени.
Попросите учащихся использовать содержимое своих таблиц для анализа адаптации птерозавров с течением времени. Задайте им следующие вопросы:
- За миллионы лет эти и другие виды птерозавров эволюционировали.Как бы вы суммировали физические изменения этих птерозавров с течением времени?
- Что более поздние птерозавры смогли сделать лучше, чем более ранние птерозавры?
Половой отбор | Изучайте науку в Scitable
Бейтман, А. Дж. Межполовый отбор в Дрозофила. Наследственность 2 , 349-368 (1948).
Биркхед, Т. Р. и Моллер, А. П. Конкуренция сперматозоидов и половой отбор . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, 1998.
Калхим, С. и Биркхед, Т. Р. Тестес размер птицы: качество по сравнению с количеством — допущения, ошибки и оценки. Поведенческая экология 18 , 271-275 (2007).
Chapman, T., Arnqvist, G. et al. Сексуальный конфликт. Тенденции в экологии и эволюции 3 , 41-47 (2003).
Клаттон-Брок, Т. Х. и Паркер, Г. А. Сексуальное принуждение в обществе животных. Животные Поведение 49 , 1345-1365 (1995).
Кронин Х. Муравей и павлин . Кембридж, Великобритания: Кембриджский университет Пресс, 1991.
Дарвин, К. Происхождение мужчины и отбор по половому признаку . Лондон, Великобритания: Мюррей, 1871 г.
Эберхард, W. Женский контроль: половой отбор посредством загадочного женского выбора . Принстон, Нью-Джерси: Принстон Университет Press, 1996.
Эмлен Д. Дж. Эволюция Оружие животных. Ежегодный обзор экологии , Систематика, и Evolution 39 , 387-413 (2008).
Фишер Р. А. Генетическая теория естественного отбора . Оксфорд, Великобритания: Clarendon Press, 1930.
Гамильтон, В. Д. и Зук, М. Наследие настоящий фитнес и яркие птицы: роль паразитов? Наука 218, 384-387 (1982).
Келлер, Л. и Рив, Х. К. Почему женщины спариваться с несколькими самцами? Гипотеза сперматозоидов, отобранных половым путем. Продвинутые исследования поведения , 24 , 291-315 (1997).
Киркпатрик, М.Половой отбор и эволюция женского выбора. Evolution 82, 1-12 (1982).
Lande, R. Модели видообразования половым путем. селекция по полигенным признакам. Поступления Национальной академии наук, USA 78, 3721-3725 (1981).
LeBoeuf, B. Соревнования между мужчинами и репродуктивный успех морских слонов. Американский Зоолог 14 , 163-176 (1974)
Паркер, Г. Конкуренция спермы и ее эволюционные последствия у насекомых. Биологический Обзоры 45, 525-567 (1970).
Паркер, Г. Половой отбор и половая принадлежность конфликт. В Половой отбор и Репродуктивная конкуренция насекомых . ред. Блюм, М. С. и Блюм, Н. А. (Нью-Йорк: Academic Press, 1979): 123-166.
Prum, R.O. Филогенетический анализ эволюции демонстрационного поведения неотропических манакинов (Aves: Pipridae). Этология 84 , 202-231 (1990).
Штутт, А.Д., Шива-Джоти, М. Т. Травматический осеменение и половой конфликт у постельного клопа Cimex lectularius. Proceedings of the National Academy of Sciences , U.S.A., 98 , 5683-5687 (2001)
Trivers, R.L. Родительские инвестиции и половой отбор. В Половой отбор и Происхождение человека 1871-1971 . изд. Кэмпбелл, Б. (Лондон: Heinemann 1972): 136-179.
Захави, A. Выбор партнера: выбор для гандикапа. Журнал теоретической биологии 53, 205-214 (1975).
История форм жизни на Земле
Рисунок 12.15 : Чарльз Дулитл Уолкотт.
Летом 1909 года американский ученый Чарльз Дулитл Уолкотт (рис. 12.15) находился в Скалистых горах Британской Колумбии, Канада. Он был палеонтологом, ученым, изучающим прошлую жизнь на Земле. Он искал окаменелости. Верхом на лошади он спускался по горной тропе, когда заметил что-то на земле. Он остановился, чтобы поднять его.Это было ископаемое! Он начал копать вокруг и нашел еще больше окаменелостей. Окаменелости, которые нашел Уолкотт, принадлежали к одним из самых странных организмов, которые когда-либо видели. У одного из организмов, сохранившихся в окаменелостях, было мягкое тело, как у червя, пять глаз и длинный нос, как шланг пылесоса (рис. 12.16). Большинство окаменелостей были останками животных, которые не живут сегодня. Сейчас они вымерли, а это означает, что ничто из их вида не осталось в живых и они ушли навсегда.
Рисунок 12.16 : Это причудливое животное с пятью глазами жило во время кембрия. Его окаменелости были обнаружены Чарльзом Уолкоттом.
Организмы в окаменелостях Уолкотта жили в период геологической истории, известный как кембрийский период. Кембрийский период начался около 540 миллионов лет назад. Он положил начало фанерозойскому эону. Это также ознаменовало начало появления на Земле множества новых и сложных форм жизни. Фактически, термин фанерозой означает «время хорошо проявленной жизни». Мы все еще живем в фанерозойском эоне.Однако жизнь на Земле сегодня сильно отличается от жизни 540 миллионов лет назад. В этом уроке рассказывается об истории жизни на Земле. Он покажет вам, как живые существа развивались и менялись за последние 540 миллионов лет фанерозойского эона. Вы узнаете, как виды приспосабливаются и развиваются с течением времени.
Задачи урока
- Опишите, как развиваются адаптации.
- Объясните, как летопись окаменелостей показывает нам, что виды эволюционируют с течением времени.
- Опишите общее развитие форм жизни на Земле за последние 540 миллионов лет.
Оценка предшествующих знаний
Убедитесь, что вы можете ответить на следующие вопросы, прежде чем начать этот урок.
- Что такое окаменелость?
- Как делится геологическое время?
- Как живые организмы зависят от окружающей среды?
Разнообразие Земли
Рисунок 12.17 : На Земле существует удивительное разнообразие организмов.
Известно, что в настоящее время на Земле обитает более 1 миллиона видов растений и животных (Рисунок 12.17). Ученые считают, что есть еще миллионы, которые еще не открыты. Посмотрите вокруг и вы заметите, что организмы на этой планете имеют невероятную вариацию . Одна из самых замечательных особенностей организмов Земли — это их способность выживать в своих особых условиях. Например, у белых медведей толстые шубы, которые помогают им согреться в ледяной воде, в которой они охотятся (рис. 12.18). У оленей губчатые копыта, которые помогают им ходить по заснеженной земле, не поскользнувшись и не упав.У растений, которые живут в засушливой пустыне, есть особые стебли и листья, которые помогают им экономить воду.
Рисунок 12.18 : Многие животные, такие как белый медведь, обладают особенностями тела, которые помогают им жить в определенных условиях.
Другие организмы обладают особенностями, которые помогают им охотиться за пищей или избегать того, чтобы быть пищей для другого организма. Например, когда зебры в стаде убегают от львов, темные полосы зебры сбивают с толку львов и мешают им сосредоточиться только на одной зебре во время погони.У колибри длинные тонкие клювы, которые помогают им пить нектар из цветов. В некоторых растениях содержатся ядовитые или неприятные на вкус вещества, которые не позволяют животным их съесть.
Адаптации и эволюция
Характеристики организма, которые помогают ему выжить в данной среде, называются адаптациями . Адаптация развивается, когда определенные вариации в популяции помогают одним членам выжить лучше, чем другим (рис. 12.19). Часто изменение происходит из-за мутации или случайного изменения генов организма.Выжившие передают благоприятные черты своему потомству .
Рисунок 12.19 : Объяснение того, как развиваются адаптации.
Чтобы лучше понять адаптацию, представьте себе популяцию дубов. Представьте себе, что большинство деревьев легко уничтожается определенным грибком, но время от времени есть одно дерево, которое обладает естественной способностью выживать после грибка. Это одно дерево демонстрирует разновидность, которая дает ему больше шансов выжить в окружающей среде.У него также больше шансов выжить, чтобы дать семена и потомство. Он будет воспроизводить и продолжать свой вид, в то время как другие деревья погибнут. Дерево с естественной способностью противостоять грибку передаст эту черту своему потомству. Остальные деревья не будут жить и иметь потомство. В конце концов, популяция изменится, и большинство отдельных деревьев смогут выжить после грибка. Это адаптация. Адаптации — это наследственные черты, которые организм получает от родителей.Со временем черты, которые помогают организму выжить, становятся более распространенными. Со временем исчезают черты, мешающие выживанию.
Изменения и адаптации у вида накапливаются с течением времени. В конце концов, потомки сильно отличаются от своих предков и могут стать совершенно новым видом. Изменения вида с течением времени называются эволюцией. Мы узнаем об эволюции из летописи окаменелостей. Это показывает нам, что многие формы жизни, которые живут сегодня, развились из более ранних, различных форм жизни. Например, окаменелости лошадей показывают нам, что около 60 миллионов лет назад лошади были намного меньше, чем сегодня (рис.12.20). Окаменелости также показывают нам, что зубы и копыта лошадей менялись несколько раз, поскольку лошади адаптировались к изменениям в окружающей среде.
Рисунок 12.20 : Лошадь эволюционировала за последние 60 миллионов лет. Сегодняшние лошади намного крупнее прежних.
Изучение летописи окаменелостей
Подобно организмам, которые были представлены в окаменелостях Уолкотта, многие организмы, которые когда-то жили на Земле, теперь вымерли. Общие условия окружающей среды Земли менялись много раз со времен кембрия, и многие организмы не обладали способностями выживать в этих изменениях.Те, кто пережили изменения, передали черты своим потомкам. Они дали начало видам, которые живут сегодня.
Мы изучаем окаменелости, чтобы узнать, как виды реагировали на изменения за долгую историю Земли. Окаменелости показывают нам, что простые организмы доминировали над жизнью на Земле в течение первых 3 миллиардов лет. Затем, между 1 и 2 миллиардами лет назад, на Земле появились первые многоклеточные организмы. Формы жизни постепенно эволюционировали и усложнялись. В кембрийский период животные стали более разнообразными, и сложными.Мы иногда называем эту часть фанерозойского эона кембрийским взрывом, имея в виду время, когда Земля «взорвалась» невероятным количеством новых сложных форм жизни.
фанерозойский эон
Фанерозойский эон разделен на три отрезка времени, называемых эрами — палеозой, мезозой и кайнозой (Таблица (12.1). Они охватывают период от 540 миллионов лет назад до настоящего времени. Мы живем сейчас в кайнозойской эре. В таблице ниже показано, как жизнь изменилась на протяжении длительного периода фанерозойского эона.Обратите внимание, что разные типы организмов развивались в разное время. Однако все организмы произошли от общего предка. Постепенно жизнь стала более разнообразной, и от этого общего предка произошли новые виды. Большинство современных организмов произошли от видов, которые сейчас вымерли. Чтобы получить представление о том, как организм может превратиться от одного общего предка к множеству различных типов, подумайте обо всех различных типах собак. Все собаки произошли от общего предка-волка. Сегодня существуют сотни разновидностей собак, которые выглядят по-разному.
Эра | Миллионы лет назад | Основные формы жизни |
---|---|---|
Кайнозой | 0,2 (200000 лет назад) | Первые люди |
35 | Первые травы; луга начинают доминировать над землей | |
Мезозой | 130 | Первые цветы |
150 | Первые птицы на Земле | |
200 | Первые млекопитающие на Земле | |
251 | Начало эпохи динозавров | |
Палеозой | 300 | Первые рептилии на Земле |
360 | Первые земноводные на Земле | |
400 | Первые насекомые на Земле | |
475 | Первые растения и грибы начинают расти на суше | |
500 | Первая рыба на Земле |
Эпохи фанерозойского эона разделены событиями, называемыми массовыми вымираниями.Массовое вымирание происходит, когда большое количество организмов вымирает за короткий промежуток времени. Между палеозоем и мезозоем почти 95% всех видов на Земле вымерли. Причина или причины этого исчезновения все еще обсуждаются.
Между мезозоем и кайнозоем вымерло около 50% всех видов животных на Земле. Это массовое вымирание 65 миллионов лет назад привело к исчезновению динозавров. Хотя есть и другие гипотезы, большинство ученых считают, что это массовое вымирание произошло, когда гигантский метеорит ударил Землю с энергией самого мощного ядерного оружия.В результате удара поднялось огромное облако пыли. Когда частицы осыпались дождем на поверхность, они нагревали атмосферу до тех пор, пока она не становилась такой же горячей, как в кухонной духовке, жарящей животных. Пыль, оставшаяся в атмосфере, блокировала солнечный свет на год или более, вызывая глубокое замораживание и прекращение фотосинтеза. Сера от удара смешалась с водой в атмосфере, образуя кислотный дождь, который растворил раковины крошечного морского планктона, составляющего основу пищевой цепи. Из-за того, что наземные растения и планктон производили мало пищи, животные голодали.Углекислый газ также был выпущен в результате удара и в конечном итоге вызвал глобальное потепление. Формы жизни не могли пережить резкие перепады температур.
Климат Земли менялся много раз в течение фанерозойского эона. Незадолго до начала фанерозоя большая часть Земли была холодной и покрыта ледниками (рис. 12.21). Однако с началом фанерозоя климат изменился на теплый и тропический (рис. 12.22). На смену ледникам пришли тропические моря.Это привело к кембрийскому взрыву многих новых форм жизни на Земле. В течение фанерозоя климат Земли прошел по крайней мере 4 основных цикла между временами холодных ледников и временами теплых тропических морей. Некоторые организмы пережили экологические изменения климата; другие вымерли, когда климат изменился сверх их возможностей.
Рисунок 12.21 : Незадолго до фанерозоя многие части Земли были покрыты ледниками. После того, как Земля начала нагреваться и таяли многие ледники, на Земле произошел взрыв новой жизни.Ледники на этой картинке взяты из настоящего. Однако сегодня на Земле ледники встречаются гораздо реже, чем в другие времена в истории Земли.
Рис. 12.22 : Фанерозойский эон часто характеризовался временами теплого тропического климата. Возраст динозавров был особенно мягким для большей части Земли. Это позволило растениям и животным распространиться на больших территориях. На этой картинке показаны растения в современном тропическом лесу. Возможно, похожими были растения фанерозоя.
Краткое содержание урока
- Адаптации — это благоприятные черты, которые наследуются организмами. Адаптации развиваются из вариаций внутри популяции и помогают организмам выживать в данной среде.
- Изменения в населении накапливаются с течением времени; это называется эволюцией.
- Летопись окаменелостей показывает нам, что современные формы жизни произошли от более ранних различных форм жизни. Это показывает нам, что первые организмы на Земле были простыми бактериями, которые доминировали на Земле в течение нескольких миллиардов лет.
- Примерно 540 миллионов лет назад на Земле развились более сложные организмы. В течение фанерозойского эона все виды растений и животных, которые мы знаем сегодня, эволюционировали.
- Многие виды организмов, которые когда-то жили, теперь вымерли. Общая среда Земли, особенно климат, менялась много раз, и организмы тоже меняются с течением времени.
Контрольные вопросы
- Опишите, что подразумевается под адаптацией.
- Первые животные на Земле имели мягкие тела.Постепенно эволюционировали многие виды животных, у которых были твердые внешние части тела, называемые экзоскелетами. Как экзоскелет может быть благоприятной адаптацией?
- Объясните, почему неблагоприятные черты обычно не передаются потомству.
- Перечислите порядок, в котором основные виды животных появились на Земле.
- Как климат мог повлиять на способность растений расти на больших площадях в течение определенного времени?
- Одной из причин массовых вымираний является падение метеорита или кометы.Какие могут быть дополнительные причины массовых вымираний?
Словарь
- приспособление
- Признак, который организм наследует и помогает ему выжить в естественной среде обитания.
- эволюция
- Изменение свойств организма с течением времени, результатом чего часто является появление нового вида.
- ледников
- Большие листы льющегося льда.
- палеонтолог
- Ученый, изучающий прошлые формы жизни Земли.
- тропический
- Теплый и влажный климат.
- вариант
- Имея много отличий.
Морские организмы и адаптации — Science Learning Hub
Адаптация — это эволюционный процесс, в результате которого организм становится все более приспособленным для жизни в определенной среде обитания. Это не быстрый процесс! Естественный отбор на протяжении многих поколений приводит к тому, что полезные признаки становятся все более распространенными в популяции. Это происходит потому, что особи с этими чертами лучше адаптированы к окружающей среде и, следовательно, с большей вероятностью выживают и размножаются.
Адаптация — также общий термин для описания этих полезных или адаптивных качеств. Другими словами, адаптация — это свойство организма, которое позволяет ему жить в определенной среде обитания.
Различные типы адаптации
Морские организмы адаптировались к большому разнообразию сред обитания и отличительным условиям окружающей среды в морской среде. Адаптации многочисленны и разнообразны, но обычно их можно разделить на 3 основные категории: структурные, физиологические и поведенческие.
Структурные адаптации
Структурные (или морфологические) адаптации — это физические характеристики организма. К ним относятся вещи, которые вы можете видеть, например его форма или покрытие тела, а также его внутренняя организация. Ниже приведены несколько способов, которыми морские организмы адаптировали свои физические характеристики к конкретной среде обитания.
Морская вода намного плотнее воздуха — в результате в ней находится огромное количество микроскопических организмов. Моллюски, как и многие другие двустворчатые моллюски, являются фильтраторами.Они адаптировали специальные сифонные конструкции для фильтрации этих организмов и любых других частиц пищи из окружающей воды.
У эстуариев довольно разные условия — приливы, волны и колебания солености ежедневно влияют на животных и растения, которые там живут. Многие животные, например моллюски, приспособлены к жизни в этих условиях. У них прочные панцири, которые защищают их от воздействия волн, пересыхания и любопытных клювов хищников.
Прибрежным растениям для выживания необходимы особые приспособления.Например, многие виды водорослей прочно прикрепляются к камням, поэтому их не уносит волнами. Их листообразные листья жесткие и кожистые, что помогает защитить их от разрываемых волнами или высыхания на солнце.
Дельфины — млекопитающие, но они очень отличаются от млекопитающих, живущих на суше, поскольку они приспособлены к жизни в воде. У них обтекаемая форма и плавники вместо ног. У них также есть дыхательные отверстия на макушках. Они используют их для дыхания, а не через рот и нос.
Физиологические адаптации
Физиологические адаптации связаны с тем, как работает метаболизм организма. Эти адаптации позволяют организму регулировать свои телесные функции, такие как дыхание и температуру, и выполнять особые функции, такие как выделение химических веществ в качестве защитного механизма.
Некоторые морские млекопитающие, например киты, мигрируют на большие расстояния и могут проводить время в арктических, тропических и умеренных водах. Чтобы справиться с этими температурными изменениями, они являются эндотермическими или «теплокровными».Это означает, что они способны поддерживать постоянную температуру тела, не зависящую от окружающей воды.
У тихоходных видов есть приспособления, которые помогают защитить их от хищников. Например, многие морские организмы могут двигаться только медленно или не все. Это означает, что они не могут легко уйти от мобильных хищников, и у них есть другие приспособления, которые защищают их от поедания. Они могут включать химическую защиту их кожи, например, морские звезды.
Поведенческие адаптации
Поведенческие адаптации — это приобретенные или унаследованные формы поведения, которые помогают организмам выжить, например, звуки, издаваемые китами, позволяют им общаться, перемещаться и охотиться на добычу.Личинки крабов используют звуки, чтобы помочь им найти подходящие места обитания, чтобы они могли осесть и метаморфизировать (превратиться во взрослую форму).
Колонии мшанок встречаются в большом количестве на континентальном шельфе Новой Зеландии. Они выглядят как растения, но на самом деле состоят из сотен крошечных отдельных животных, которые объединились, чтобы более успешно находить пищу и выжить от хищников,
Идея деятельности
В действии, Где я живу? студенты узнают о характеристиках трех морских сред обитания (гавань, пляж для серфинга и каменистый берег) и сопоставляют растения и животных с каждой средой обитания в соответствии с их адаптивными особенностями.
Полезная ссылка
Узнайте, что таится на дне океана, из этого видео на YouTube от Te Papa. Какие морские существа приспособились к этой глубокой тьме?
% PDF-1.3 % 80 0 объект > эндобдж xref 80 283 0000000016 00000 н. 0000006009 00000 н. 0000006860 00000 н. 0000007069 00000 н. 0000010987 00000 п. 0000011414 00000 п. 0000011639 00000 п. 0000011745 00000 п. 0000011767 00000 п. 0000013039 00000 п. 0000013060 00000 п. 0000014094 00000 п. 0000014205 00000 п. 0000014226 00000 п. 0000014855 00000 п. 0000014876 00000 п. 0000015445 00000 п. 0000015466 00000 п. 0000015981 00000 п. 0000016002 00000 п. 0000016559 00000 п. 0000016581 00000 п. 0000017186 00000 п. 0000017208 00000 п. 0000017927 00000 н. 0000031280 00000 п. 0000031359 00000 п. 0000032111 00000 п. 0000032292 00000 н. 0000032474 00000 п. 0000032655 00000 п. 0000032848 00000 н. 0000033030 00000 н. 0000033212 00000 п. 0000033400 00000 п. 0000033583 00000 п. 0000033765 00000 п. 0000033951 00000 п. 0000034134 00000 п. 0000034317 00000 п. 0000034503 00000 п. 0000034687 00000 п. 0000034871 00000 п. 0000035057 00000 п. 0000035243 00000 п. 0000035427 00000 п. 0000035613 00000 п. 0000035798 00000 п. 0000035982 00000 п. 0000036168 00000 п. 0000036353 00000 п. 0000036537 00000 п. 0000036723 00000 п. 0000036908 00000 п. 0000037092 00000 п. 0000037277 00000 п. 0000037462 00000 п. 0000037646 00000 п. 0000037831 00000 п. 0000038016 00000 п. 0000038200 00000 н. 0000038385 00000 п. 0000038571 00000 п. 0000038755 00000 п. 0000038940 00000 п. 0000039126 00000 п. 0000039310 00000 п. 0000039496 00000 п. 0000039682 00000 п. 0000039866 00000 п. 0000040052 00000 п. 0000040238 00000 п. 0000040423 00000 п. 0000040609 00000 п. 0000040795 00000 п. 0000040980 00000 п. 0000041165 00000 п. 0000041353 00000 п. 0000041539 00000 п. 0000041725 00000 п. 0000041910 00000 п. 0000042096 00000 п. 0000042290 00000 н. 0000042476 00000 п. 0000042670 00000 п. 0000042852 00000 п. 0000043039 00000 п. 0000043225 00000 п. 0000043410 00000 п. 0000043595 00000 п. 0000043778 00000 п. 0000043961 00000 п. 0000044145 00000 п. 0000044330 00000 п. 0000044516 00000 п. 0000044700 00000 п. 0000044885 00000 п. 0000045070 00000 п. 0000045255 00000 п. 0000045441 00000 п. 0000045627 00000 п. 0000045810 00000 п. 0000045994 00000 п. 0000046179 00000 п. 0000046363 00000 п. 0000046547 00000 п. 0000046733 00000 п. 0000046918 00000 п. 0000047103 00000 п. 0000047288 00000 п. 0000047471 00000 п. 0000047655 00000 п. 0000047840 00000 п. 0000048023 00000 п. 0000048206 00000 п. 0000048392 00000 п. 0000048577 00000 п. 0000048763 00000 н. 0000048948 00000 н. 0000049132 00000 п. 0000049316 00000 п. 0000049499 00000 п. 0000049682 00000 п. 0000049867 00000 п. 0000050053 00000 п. 0000050239 00000 п. 0000050423 00000 п. 0000050607 00000 п. 0000050792 00000 п. 0000050974 00000 п. 0000051158 00000 п. 0000051343 00000 п. 0000051528 00000 п. 0000051712 00000 п. 0000051894 00000 п. 0000052075 00000 п. 0000052259 00000 п. 0000052441 00000 п. 0000052626 00000 п. 0000052811 00000 п. 0000052997 00000 п. 0000053184 00000 п. 0000053365 00000 п. 0000053549 00000 п. 0000053735 00000 п. 0000053921 00000 п. 0000054106 00000 п. 0000054291 00000 п. 0000054476 00000 п. 0000054661 00000 п. 0000054845 00000 п. 0000055031 00000 п. 0000055215 00000 п. 0000055400 00000 п. 0000055582 00000 п. 0000055766 00000 п. 0000055951 00000 п. 0000056137 00000 п. 0000056322 00000 п. 0000056506 00000 п. 0000056691 00000 п. 0000056876 00000 п. 0000057060 00000 п. 0000057244 00000 п. 0000057429 00000 п. 0000057614 00000 п. 0000057799 00000 н. 0000057984 00000 п. 0000058169 00000 п. 0000058354 00000 п. 0000058539 00000 п. 0000058724 00000 п. 0000058908 00000 п. 0000059093 00000 п. 0000059278 00000 п. 0000059462 00000 п. 0000059647 00000 п. 0000059832 00000 п. 0000060014 00000 п. 0000060199 00000 п. 0000060384 00000 п. 0000060569 00000 п. 0000060754 00000 п. 0000060939 00000 п. 0000061120 00000 п. 0000061306 00000 п. 0000061491 00000 п. 0000061676 00000 п. 0000061862 00000 п. 0000062047 00000 п. 0000062232 00000 п. 0000062418 00000 п. 0000062604 00000 п. 0000062789 00000 п. 0000062973 00000 п. 0000063157 00000 п. 0000063339 00000 п. 0000063524 00000 п. 0000063711 00000 п. 0000063896 00000 п. 0000064080 00000 п. 0000064262 00000 п. 0000064447 00000 н. 0000064632 00000 н. 0000064816 00000 п. 0000065002 00000 п. 0000065187 00000 п. 0000065370 00000 п. 0000065555 00000 п. 0000065741 00000 п. 0000065925 00000 п. 0000066111 00000 п. 0000066295 00000 п. 0000066480 00000 п. 0000066665 00000 п. 0000066851 00000 п. 0000067037 00000 п. 0000067222 00000 п. 0000067407 00000 п. 0000067590 00000 п. 0000067775 00000 п. 0000067961 00000 п. 0000068147 00000 п. 0000068331 00000 п. 0000068517 00000 п. 0000068701 00000 п. 0000068886 00000 п. 0000069072 00000 н. 0000069257 00000 п. 0000069443 00000 п. 0000069628 00000 п. 0000069815 00000 п. 0000070000 00000 н. 0000070185 00000 п. 0000070373 00000 п. 0000070559 00000 п. 0000070744 00000 п. 0000070931 00000 п. 0000071117 00000 п. 0000071305 00000 п. 0000071491 00000 п. 0000071676 00000 п. 0000071862 00000 п. 0000072048 00000 п. 0000072233 00000 п. 0000072419 00000 п. 0000072605 00000 п. 0000072791 00000 п. 0000072976 00000 п. 0000073161 00000 п. 0000073347 00000 п. 0000073533 00000 п. 0000073719 00000 п. 0000073903 00000 п. 0000074089 00000 п. 0000074275 00000 п. 0000074459 00000 п. 0000074644 00000 п. 0000074830 00000 н. 0000075016 00000 п. 0000075200 00000 н. 0000075385 00000 п. 0000075569 00000 п. 0000075755 00000 п. 0000075940 00000 п. 0000076126 00000 п. 0000076312 00000 п. 0000076496 00000 н. 0000076682 00000 п. 0000076866 00000 п. 0000077052 00000 п. 0000077240 00000 п. 0000077427 00000 н. 0000077610 00000 п. 0000077793 00000 п. 0000077975 00000 п. 0000078163 00000 п. 0000078345 00000 п. 0000078529 00000 п. 0000078710 00000 п. 0000078891 00000 п. 0000006102 00000 п. 0000006838 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 81 0 объект > эндобдж 361 0 объект > транслировать HS = hQIK)! R) T%.(th3pM {qiq (t [(, 1 {w _
План урока | Адаптация среды обитания
Коралловые рифы
Коралловые рифы — это подводные экосистемы, созданные структурами карбонита кальция, выделяемыми кораллами. Сами кораллы — животные; они беспозвоночные и близки к анемонам и студням. Среды обитания, которые они создают в течение длительных периодов времени, считаются одними из самых биоразнообразных сред обитания на Земле. Хотя большинство коралловых рифов неглубокие и тропические, в некоторых частях мира есть также холодноводные кораллы и глубоководные кораллы.Для целей этого мероприятия мы будем использовать термин «коралловые рифы» только для обозначения мелководных тропических экосистем коралловых рифов.
Животные, которые хорошо выживают в коралловых рифах, будут иметь приспособления, позволяющие им жить в среде обитания с множеством структур. Рыбки будут маленькими и стройными, что позволит им перемещаться между кораллами или прятаться в трещинах. Эти рыбы часто ярко окрашены, рекламные сообщения о том, какого они пола или защитных механизмов. Беспозвоночные, обитающие на коралловых рифах, включая сами кораллы, либо медлительны, либо неподвижны, с приспособлениями, которые удерживают их прикрепленными к рифу, чтобы их не унесло течением.
Сэнди Боттом
Песчаное дно и есть песчаное дно нашего океана! Хотя он может и не иметь великолепной окраски кораллового рифа, это также яркая среда обитания. Очень маленькие животные живут между песчинками, в то время как более крупные животные, такие как скаты и различные виды камбал, зарываются под ним, чтобы заманить добычу в засаду. (SaveMortonBay.org)
Песчаное дно лишено структуры коралловых рифов, поэтому у этих животных есть приспособления, позволяющие им жить в одном плане.Рыба, найденная на песчаном дне, будет плоской, ее брюшко будет лежать на песке, а глаза — вверху. Часто они будут тусклого нейтрального цвета, который будет сливаться с песком. Беспозвоночные в этой области плохо плавают, поэтому они останутся на полу.
Открытый океан
Открытый океан или пелагическая зона — это весь столб воды, который существует между поверхностью моря почти до самого дна. Пелагиали занимает 1 330 миллионов км3 (320 миллионов миль3) со средней глубиной 3.68 км (2,29 миль) и максимальная глубина 11 км (6,8 миль) (Charette MA and Smith WHF 2010). В зависимости от глубины пелагическая зона делится на пять слоев: эпипелагический, мезопелагический, батипелагический, абиссопелагический и гадопелагический. Эпипелагический слой является верхним слоем и получает наибольшее количество солнечного света, в то время как гадопелагический слой (названный в честь греческого подземного мира Аид) находится только в самых глубоких океанских желобах и является домом для наименьшего количества жизни. Батипелагический, абиссопелагический и гадопелагический слои схожи в отсутствии света; на самом деле многие биологи объединяют их в единую зону.Все животные, участвующие в этой деятельности, могут быть найдены в эпипелагической зоне.
Большинство позвоночных в этой среде обитания хорошо умеют плавать. Они часто бывают крупными, как киты или акулы, или плавают стаями, как анчоусы. В этой среде обитания не так много возможностей для маскировки, поэтому цвета подчиняются правилам контр-затенения: более темный наверху со светлым брюшком. Это позволяет животным сливаться с темным океаном внизу, когда на них смотрят сверху вниз, но сливаться с залитой солнцем водой наверху, когда за ними шпионят снизу.Многие беспозвоночные здесь — планктон: плавающий в свободном состоянии с ограниченной способностью плавать.
Информация о животных
Хотя из каждого правила есть исключения, таблица на стр. 2 дает общее представление о том, где можно найти этих животных.