§ 50. Приспособленность — результат действия факторов эволюции

В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Эти признаки обусловливают хорошую, но не абсолютную приспособленность организмов к тем условиям, в которых они живут.

Приспособленность к условиям среды может быть весьма совершенной, что повышает шансы организмов на выживание и оставление большего числа потомков. Например, совершенны приспособления стрижа к полету, а дятла — к жизни в лесу. Характер приспособлений к жизни в своеобразной среде различен. Стриж на лету ловит мелких насекомых: у него широкий рот и короткий клюв. Дятел добывает из-под коры личинок насекомых: у него крепкий длинный клюв и длинный язык. О приспособленности организмов к окружающей среде свидетельствует множество различных примеров.

Покровительственная окраска. Покровительственная окраска развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов. Такая окраска делает организмы менее заметными на фоне окружающей местности. Ночные бабочки днем могут погибнуть от насекомоядных птиц, но, поскольку окраска их крыльев сливается с той поверхностью, на которой они проводят день, многие насекомые остаются незамеченными и успешно переживают неблагоприятное для них время. У открыто гнездящихся птиц (глухарь, тетерев, рябчик и др.) самка, сидящая на гнезде, почти неотличима от окружающего фона. На Крайнем Севере многие животные окрашены в белый цвет (белый медведь, белая куропатка и др.).

У некоторых животных мы встречаем яркий узор (окраска у зебры, тигра, жирафа, змей и др.) — чередование светлых и темных полос и пятен. Эта расчленяющая окраска как бы имитирует чередование пятен света и тени.

Маскировка. Маскировка — приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами. Например, гусеницы некоторых бабочек по форме тела и окраске напоминают сучки (рис. 62). Поверхность крыльев бабочки серый монах по структуре и цвету напоминает поверхность ствола сухого дерева. Насекомых, живущих на коре дерева (жуки, усачи и др.), можно принять за лишайники.

Рис. 62. Покровительственная форма гусеницы (напоминающая сучок) защищает ее от врагов

Мимикрия. Мимикрия — подражание менее защищенного организма одного вида более защищенному организму другого вида (или предметам среды). Это подражание может проявляться в форме тела, окраске и т. д. Так, некоторые виды неядовитых змей и насекомых похожи на ядовитых (рис. 63). Строение и форма тела некоторых цикад, сверчков, личинок кузнечиков напоминают муравьев и др.

Рис. 63. Мимикрия.
Слева — таракан очень похож на божью коровку, которая несъедобна: справа — муха шмелевка подражает земляному шмелю

Мимикрия — результат отбора сходных мутаций у различных видов. Она помогает незащищенным животным выжить, способствует сохранению организма в борьбе за существование.

Предупреждающая (угрожающая) окраска. Виды нередко обладают яркой, запоминающейся окраской. Раз попытавшись отведать несъедобную божью коровку, жалящую осу, птица на всю жизнь запомнит их яркую окраску.

Некоторые животные демонстрируют угрожающую окраску лишь при нападении на них хищников. Окраска спины обыкновенного хомяка похожа на цвет выгоревшей травы. Это покровительственная окраска. При нападении лисы или собаки хомяк переворачивается вверх брюхом и защищается укусами сильных резцов. Хищник, нападающий на этого грызуна, надолго запомнит не только крепкие зубы и пронзительное верещание зверька, но и яркую окраску его брюшка.

Совершенство приспособлений и их относительный характер. Из всех рассмотренных выше примеров и огромного количества других, о которых можно было бы рассказать, видно, что живые существа, как правило, хорошо соответствуют условиям их обитания. Как же возникают столь совершенные адаптации? Решающую роль в их возникновении играет непрерывно действующий естественный отбор. Из большого разнообразия фенотипов, а значит, и генотипов в популяциях отбираются наиболее соответствующие данным условиям. Лишь в результате очень длительного эволюционного процесса появляются организмы, хорошо адаптированные к изменившимся условиям. Ч. Дарвин писал: «. можно сказать, что естественный отбор ежедневно, ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно, невидимо, где бы и когда бы только ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа».

Естественный отбор и случайные процессы ведут, как правило, к расхождению — дивергенции признаков у родственных видов. В то же время отбор может приводить и к конвергенции — схождению признаков у очень далеких видов. Убедительный пример — сходство в строении глаза у высших позвоночных и головоногих моллюсков (рис. 64). Этот орган не был унаследован позвоночными и моллюсками от общих предков. Он развился из совершенно различных эмбриональных зачатков (такие органы называют аналогичными).

Рис. 64. Пример сходства в строении глаз.
А — строение глаза головоногого моллюска = каракатицы; Б — строение глаза млекопитающего

Кроме естественного отбора и наследственной изменчивости, в поддержании и формировании приспособлений существенную роль играют изолирующие механизмы, препятствующие широкому проникновению генетического материала из других видов.

Следует помнить, однако, что все приспособления носят относительный характер, т. е. они помогают организму выжить лишь в данных конкретных условиях. При изменении же этих условий приспособление может перестать быть полезным.

Так, при переходе предков современных кротов, слепышей и других видов к жизни под землей отбор на остроту зрения, несомненно, ослаб. На смену ему пришел отбор на большую защищенность глаза от механических повреждений, от засорения пылью. Это привело к уменьшению относительных размеров глаз, к смещению их в глубь черепа. Таким образом, рудиментарные органы мы также можем рассматривать как результат действия естественного отбора.

1. Объясните, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором; какую роль играют в этом гены, изменчивость, естественный отбор.
2. На примерах животных и растений вашего края объясните, как возникает приспособленность.
3. Многие мухи похожи на пчел и жужжат, как пчелы. Какие можно выдвинуть гипотезы для объяснения этого? Как их можно проверить?
4. Как возникла приспособленность к раннему цветению у раннецветущих растений?
5. Используя знания из курса зоологии, назовите черты приспособленности к среде обитания у рыб и птиц.

Источник: http://www.tepka.ru/biologia10-11/51.html

Насекомые и их знакомые, описание коллекции

С января 2014 года выходит второе издание серии Насекомые и их знакомые.

В этой статье — буклет серии, общее описание коллекции, примеры насекомых, которые выходят.

Соберите коллекцию самых удивительных насекомых, паукообразных и других членистоногих пяти континентов. Вы сможете рассмотреть их со всех сторон благодаря новейшей системе консервации и узнать все их секреты, собрав уникальную, единственную в своем роде подборку.

Наши эксперты нашли для вас самых необычных насекомых, паукообразных и других членистоногих, встречающихся в живой природе.

Для хранения тщательно отобранных великолепных экземпляров мы предлага­ем эксклюзив­ный футляр, разработанный специально под эту коллекцию.

Футляр — подарок ко второму номеру журнала.

Далее будет и футляр для хранения больших членистоногих.

Впервые самые страшные и притягательные существа на нашей Земле.

Паук в окаменелой природной смоле.

Для хранения насекомых, паукообразных и других члени­стоногих коллекции используется новая и в то же время древняя система консервации. Новая — поскольку для этой цели впервые применяется синтетическая смола, древняя — поскольку в естественных условиях насекомые хранятся в застывшей смоле миллионы лет.

Паук плетет паутину на дереве. Из коры сочится смола, падая капельками на ветви.

Паук повисает на пау­тине и приближается к смоле на опасное расстояние.

Паук садится на ветку, приземлившись точно на смолу, и попадает в ловушку.

Уже мертвого паука целиком заливает новыми каплями смолы.

Соберите свою коллекцию членистоногих пяти континентов, составленную для вас ведущими специалистами в этой области.

Примеры насекомых коллекции:

Жук-златка

Обязан названием блестящей и переливчатой металлической окраске. В основании второй пары лапок находятся чувствительные тепло­вые рецепторы, помогающие находить свежие пожарища, где жук-златка откладывает яйца.

Из них появляются личинки, питающиеся дре­весиной мертвых и ослабленных деревьев.

Сколопендра

Настоящий хищник мира членисто­ногих.

Молниеносно схватив жертву, сколопендра впивается в нее парой хелицер и впрыскивает яд. Если даже у человека укус сколопендры вызывает сильную боль, представьте, что чувствует животное весом всего в несколько грамм.

Жук-олень

Размер впечатляющих мандибул самцов может превышать длину тела жука.

Однако использует он это страшное орудие исключительно для борьбы с себе подобными, отстаивая свою территорию, либо сражаясь за самку.

Золотой скорпион

Древние легенды гласят, что скорпион кончает жизнь самоубийством, если его окружает кольцо огня. Это не так. Скорпион не чувствителен к собственному яду, к тому же самоубийство идет вразрез с животным инстинктом самосохранения.

Перелётная саранча

Названная так за свою способность преодолевать тысячи километров, саранча издревле считалась стихийным бедствием.

Время от времени, представители этого вида образуют огромные стаи, пожирающие посе­вы на своем пути, вызывая тем самым голод во многих странах.

Слоник-букарка

Его сложно спутать с кем-то другим.

Этот медленный и непово­ротливый жук снабжен длинным, увенчанным двумя коленчатыми антеннами носом , который на самом деле является продолжением головы.

Чёрный таракан

Родственник нежеланных соседей человека, живущих в печах, плитах и в других теплых, укромных местах.

Несмотря на огромные крылья, эти тараканы не летают

Это не простое насекомое: оно никогда не бросает свою кладку на произвол судьбы.

Тигровый паук

Нить этого паука очень тонка, ее толщина не превышает нескольких тысячных миллиметра.

При этом она прочнее стали и эластичнее нейлона: ее можно вытянуть в четыре раза против изначальной длины.

Азиатская фонарница

Из-за оригинальной формы головы это насекомое трудно спутать с каким-то другим.

Для большинства фонарниц характерна вытянутая в длинный конус лобная часть головы. Сходство ее с фонарем у некоторых видов и определило название этих насекомых.

Шершень

Насекомое, относящееся к отряду перепончатокрылых, опасно для человека.

Эта оса жалит очень больно, а количество яда, вводимого шершнем, значительно превосходит количество яда пчелы.

Изумрудный жук

Блестящая зеленая окраска этого насекомого ничем не уступает драгоценному камню, давшему ему имя.

На Филиппинах и в Японии встречаются другие виды этого семейства зеленоватой, синей и золотистой окраски.

Паук-птицеяд

Хотя практически все пауки имеют ядовитые железы, большинство видов безобидны для человека.

Укус птицеяда вызывает сильную боль, но редко приводит к смертельному исходу. Однако укусы некоторых видов, на­пример, американского каракурта, ежегодно уносят жизни нескольких человек.

Африканский рогач

Как и его родственник, изумрудный жук, это насекомое характеризуется блестящим окрасом, еще более ярким, поскольку оно часто находится среди цветов.

Питается этот жук пыльцой, лепестками и нектаром. Его отличительная черта — раздваивающийся
рогоподобный вырост.

Гигантский скорпион

Мощные клешни позволяют этому скорпиону легко удерживать беспозвоночных, состав­ляющих основную часть его рациона.

На этих клешнях есть тонкие осязательные волоски, соединенные с нервной системой, позволяющие скорпиону получать информа­цию об окружающем мире.

Источник: http://www.toybytoy.com/toy/Insects_and_their_friends_collection_description

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

В ЕГЭ этот вопрос встречается очень часто, и, видимо, вызывает у многих учащихся трудности … итак,

Гомологичные и

аналогичные органы

«Гомологичный» — означает одинаковый.

Гомологичные органы — органы, сходные между собой по происхождению, строению, но выполняющие разные функции. Появление их — результат дивергенции.

Дивергенция означает расхождение. Расхождение может происходить из-за смены условий окружающей среды или из-за эволюционных процессов.

Пример гомологичных органов у растений :

• подземные корни растения,
• воздушные корни растений

Разная среда обитания (разные условия) определяют появление гомологичных органов.

• заросток у простейших растений,
• эндосперм голосемянного растения,
• зародышевый мешок у покрытосемянных растений

Это пример появления гомологичных органов в процессе эволюции (освоении суши).

Гомологичные органы у животных:

• лапы у животных,
• крылья у птиц,
• лапки у крота,
• л асты или плавники у водных представителей.

Кости этих конечностей схожи, но функции различны: лапы — для передвижения по земле, крылья — для полета, лапки крота — чтобы землю рыть, ну а ласты и плавники — естественно, для плавания.

«Аналогичный» — соответственный.

Аналогичные органы — органы и части животных или растений, сходные в известной мере по внешнему виду и выполняющие одинаковую функцию, но различные по строению и происхождению.

Происхождение определяется зародышевыми листками и тканями, образующими эти органы:

• Конечности:
  Крылья птиц, как и лапы (ноги) млекопитающих — видоизменённые передние конечности, образованы мезодермой,
  крылья насекомых — образования из эктодермы и имеют хитиновый состав
• Органы дыхания:
  жабры ракообразных и трахеи насекомых — образованы эктодермы — наружного слоя
  жаберные щели, внешние жабры, внутренние жабры и плавательный пузырь рыб — образованы из энтодермы,
  лёгкие позвоночных — образуются из энтодермы
  
• Наружные покровы:
  у насекомых образован хитином,
  у рыб чешуя в наружном слое содержит дентин, относящийся к костному веществу
  кожа рептилий и птиц очень сходна, т.к. не имеет желез и образует чешую или перья
  кожа млекопитающих очень отличается от всех других животных, но вот волосы гомологичны и перьям, и чешуе

Аналогичные органы у животных

Обтекаемая форма тела у водных млекопитающих — китов, дельфинов и у рыб

Например, крылья бабочки и крылья птицы. Внешне схожи, и функция у них одна — приспособление к полету, но и строение, и происхождение различаются очень существенно.

Соответственно, если у неродственных организмов есть аналогичные органы, то это называется конвергенцией.

Аналогичные органы у растений

Колючки на побегах (видоизменения побегов) и колючки — листья у голосемянных.

Чтобы все особенности аналогичных и гомологичных органов были более понятны, сведем их все в таблицу:

Источник: http://distant-lessons.ru/gomologichnye-i-analogichnye-organy.html

iScience.ru новости науки

Как убегают тараканы

Когда тараканы спасаются от угрозы, они выбирают один из нескольких возможных путей побега, причем делают это вроде бы случайным образом. Но, как показало исследование, опубликованное в «Current Biology» 13 ноября, все не так просто.

«Используя одну из множества возможных траекторий, по нашему мнению, тараканы намеренно создают достаточно непредсказуемости в своих действиях, чтобы хищники не могли предсказать их поведение» — говорит итальянский исследователь Паоло Доминичи. «Они заставляют хищников угадывать»

Тараканы уже давно изучаются как пример для понимания способов побега среди животных. И хотя о нейронных сетях, управляющих поведением тараканов, известно уже многое, их стратегии до сих пор вызывают вопросы.

Хотя насекомые не убегают в случайном направлении, они, тем не менее, достаточно непредсказуемы. В новом исследовании ученые пытались определить типичные модели поведения тараканов в случае угрозы.

Оказалось, что насекомые выбирают одну из множества предпочтительных траекторий. Но их выбор не является полностью случайным, так как направление, с которого приближается угроза, накладывает свои ограничения. К примеру, когда угроза исходит с определенных направлений (скажем, спереди) тараканы в основном предпочитают четыре основных способа побега под определенным углом к угрозе.

Исследователи пока не уверены как именно делается выбор на нейронном уровне, но подозревают, что тараканы не единственные животные, прибегающие к подобному средству. Также в результате исследования возникли вопросы об эволюционных предпосылках развития непредсказуемого поведения.

В более широком смысле результаты показали, что «непредсказуемые» модели поведения в природе все же могут быть довольно структурированы. Животные, показывающие одну модель поведения с множеством вариаций, могут на самом деле лишь выбирать между многими стратегиями.

Для тех же, кто хочет убить таракана, исследователи подсказывают, что чаще всего тараканы убегают под углом 90 или 180 градусов от угрозы. «Именно туда стоит целиться, но мы любим тараканов и не рекомендуем их убивать»

Источник: http://iscience.data/categ2_ru/2008/11/13/kak-ubegayut-tarakany/