Лабораторное занятие: «Приспособленность организмов к среде обитания как результат естественного отбора».
(Наименование ЛР)
Цель работы: выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора.
По завершению лабораторного занятия студент должен уметь выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора.
Продолжительность: 2 аудиторных часа (90 минут).
Оборудование: ТСО, учебник, таблицы, коллекции: «Приспособительные изменения в строении передних конечностей млекопитающих», «Аналогичные органы защиты растений от травоядных животных», «Виды защитных красок»; гербарные экземпляры; таблицы по теме данной лабораторной работы.
Указания к работе.
Приспособление, или адаптация - это способность организма выживать и оставлять потомство в данной среде обитания.
Примеры приспособленности
Причины возникновения |
Виды приспособлений |
Примеры |
1. Защита от врагов |
Покровительственная окраска(делает организмы менее заметными на фоне окружающей среды) |
Белая куропатка, заяц беляк (меняет цвет в зависимости от времени года), окраска самок открытогнездящихся птиц (тетерев, рябчик), зеленый цвет личинок гусениц, окраска ночных бабочек и т.п. |
Маскировка (форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами) |
Гусеница пяденника напоминает веточку по форме и цвету, насекомое палочник очень похоже на палочку сухого тростника, некоторые насекомые полностью повторяют форму и окраску листьев |
|
Мимикрия - подражание менее защищенного организма одного вида более защищенному организму другого вида (или предмету среды) |
Подражание некоторых мух жалоноснымперепонча-токрылым (муха – журчалка - пчела) |
|
Предупреждающая окраска - яркая окраска, предупреждающая о ядовитости живого организма. |
Яркая окраска божьей коровки, мухоморов, многих ядовитых лягушек и т.п. |
|
Угрожающие позы |
Плащеносная ящерица имеет ярко окрашенный капюшон, который раскрывает при встрече с врагом, очковые змеи, некоторые гусеницы (бражника) |
|
Приспособления к условиям среды |
Обтекаемая форма тела |
Рыбы, морские млекопитающие, птицы. |
|
Приспособления к полету |
Перья и крылья птиц, крылья насекомых. |
Приспособления к размножению |
Брачное поведение |
У многих животных (танцы журавлей, поединки оленей) |
|
Приспособления к опылению |
Ветром, насекомыми, самоопыление у растений |
|
Приспособления к переносу семян |
Ветром, животными, водой |
К морфологическим адаптациям относят – покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая окраска.
К этологическим или поведенческим относят – угрожающие позы, запасание корма.
Физиологическая адаптация - совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленных на сохранение относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаз.
- химическое взаимодействие (муравьи выделяют ферменты, которые используются членами семьи для координации деятельности)
- сохранение воды у кактуса
Забота о потомстве - это цепь последовательных рефлексов, выработавшихся в процессе эволюции, обеспечивающих сохранение вида.
- рыбка тилапия носит икру и молодь в своем рту! Мальки спокойно плавают вокруг своей матери, что-то глотают, выжидают. Но стоит возникнуть малейшей опасности, как мать подает сигнал, резко двинув хвостом и по-особому подрагивая плавниками, и... мальки тут же устремляются в убежище — рот матери.
- некоторые виды лягушек вынашивают икру и личинок в специальных выводковых сумках.
- у млекопитающих - в устройстве логовищ, нор и других убежищ для будущего потомства, поддержания чистоты тела детенышей, то этот инстинкт, по-видимому, свойствен всем млекопитающим без исключения.
Происхождение приспособленностей и их относительность
Ч.Дарвин показал, что адаптации возникают в результате действия естественного отбора. Доказательством относительности приспособлений могут служить следующие примеры:
1) полезные органы в одних условиях становятся бесполезными в иных : сравнительно длинные крылья стрижей, приспособленные к стремительному полету, создают определенные сложности при взлете с земли
2) защитные приспособления от врагов относительны: ядовитые змеи (например, гадюки) поедаются ежами
3) проявление инстинктов может также оказаться нецелесообразным: например, защитная реакция (выпускание струи дурно пахнущей жидкости) скунса, направленная против идущего автомобиля
4) наблюдаемое “переразвитие” некоторых органов, которое становятся помехой для организма: вырастание резцов у грызунов при переходе на питание мягкой пищей.
Учащиеся должны твердо усвоить, что учение Дарвина об относительной приспособленности как результате естественного отбора полностью опровергает идеалистические утверждения о божественном происхождении и абсолютном характере органической целесообразности (К. Линней), а также о врожденной способности организма изменяться под влиянием только в полезную для них сторону (Ламарк).
Задание.
1. По гербарным образцам рассмотрите внешнее строение следующих видов растений (Смотрите приложение. таблица 1):
2. В-1. не поедаемых животными: крапива жгучая, боярышник колючий, борщевик сибирский
В-2. раннецветущих: чистяк, гусиный лук, ландыш майский.
3. Определите среду обитания каждого из образцов.
4. Опишите черты приспособленности к условиям среды обитания.
5. Результаты работы занесите в таблицу.
№ |
Название вида |
Среда обитания |
Черты приспособленности к условиям среды |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
6. Изучив все предложенные организмы и заполнив таблицу №2, на основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений и запишите общий вывод. (Смотрите приложение. таблица 2)
В 1.- крот, дятел.
В 2.- камбала, дождевой червь.
Название вида |
Адаптация. |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
Выводы.
Контрольные вопросы.
1. Как возникли данные приспособления и почему они носят относительный характер?
2. При выполнении задания определите:
А). Какие особенности строения первой группы растений защищают их от поедания животными, а второй – обеспечивают ранее цветение?
Б). Определите, с какими факторами связаны приспособительные черты организации.
3. Соотнесите приведённые примеры приспособлений с их характером.
1. Окраска шерсти белого медведя 2. Окраска жирафа 3. Окраска шмеля 4. Форма тела палочника 5. Окраска божьей коровки 6. Яркие пятна у гусениц 7. Строение цветка орхидеи 8. Внешний вид мухи-журчалки 9. Форма цветочного богомола 10. Поведение жука-бомбардира |
1. Покровительственная окраска 2. Маскировка 3. Мимикрия 4. Предупреждающая окраска 5. Приспособительное поведение |
Приложение.
Таблица 1
№ |
Название вида |
Среда обитания |
Черты приспособленности к условиям среды |
1 |
Крапива жгучая |
Лекарственное растение крапива жгучая встречается по всему СНГ, нет ее только на Крайнем Севере. Растет на рыхлых, плодородных и азотокислых почвах. Химический
состав крапивы жгучей. |
Крапива жгучая (Urticaurens L) – это однодомное травянистое однолетнее лекарственное растение от 15 до 35 см в высоту. Отнесено к семейству крапивные. Листья крапивы жгучей - мелкие, темно-зеленые, от 2 до 6 см длины, яйцевидные или овальные, пильчатые, острые, покрытые обжигающими волосками. Цветки зеленые, пазушные, мелкие, в соцветиях или одиночные, неправильные и правильные, в основном с простым околоцветником из трех листиков. Число тычинок колеблется от 6 до 12. Завязь полунижняя или нижняя, 4 – 6 - гнездная, рыльце раздельное, столбик один. Плод жгучей крапивы - сочная или сухая коробочка с множеством семян или, редко - орешек. Цветение крапивы жгучей наблюдается с июня и до конца осени. |
2 |
Боярышник колючий |
Боярышник кроваво-красный растет в Сибири и Восточном Казахстане. Боярышники кроваво-красный и колючий широко культивируются в полезащитных полосах, придорожных насаждениях, парках как декоративное растение. Размножается семенами и порослью. Местообитание. В разреженных лесах, по лесным опушкам, по берегам рек, в лесной и лесостепной зонах. |
Цветки в основном заготавливают с боярышника колючего, растущего на Украине. Сбор производят в начале цветения, срезая щитковидные соцветия ножницами. Боярышник отцветает быстро, в жаркую погоду за 3-4 дня. Обычно цветение обильное, но плоды в значительных количествах образуются не каждый год. Имеют шипы-колючки, что затрудняет сбор ягод во время плодоношения. |
3 |
Борщевик сибирский
|
Борщевик сибирский, несмотря на название, — преимущественно европейский вид, обычный для всей. Средней России. Распространён также в Центральной Европе, Предкавказье и в Западной Сибири (в южной её части доходит до Алтая). Растёт налугах (особенно заливных), по берегам рек и ручьёв, опушкам, придорожным луговинам, а также около жилья и в сорных местах. В горных местностях предпочитает хвойные и лиственные негустые леса, поднимаясь до субальпийского пояса. В естественных условиях размножаетсясеменами. |
Двулетнее илимноголетнее травянистоерастение с вертикальнымкорнем. Корневище мощное стержневое, на срезе светлое.Стебель одиночный, высотой до 180 см, полый, ребристый, опушённый щетинистыми волосками, в верхней части ветвится. Растение обладает слабым, специфическим пряным запахом. Листьякрупные (до полуметра в длину), грубые, шероховатые, перисто-рассечённые, иногда дважды или трижды перистые; нижние — черешковые, верхние — с сильно уменьшенной листовой пластинкой, сидящей на расширенном влагалище.Соцветие — сложный зонтик из 15—30 опушённых лучей. Лепестки желтовато-зелёные; в краевых цветках не увеличены или увеличены незначительно. Цветёт летом, плодоносит с июля по сентябрь. Плод — обычный для зонтичных вислоплодник. |
4 |
Чистяк |
Растет чистяк по сырым местам, на лугах, на лесных опушках, по берегам рек, в оврагах и среди кустарников на Кавказе, в Сибири, на Урале, в Средней Азии, во многих районах европейской части РОССИИ. |
Род растений семейства лютиковых. Многолетние травы, часть корней которых клубневидно утолщена. Стебель обычно укорочен; листья цельные, большей частью мясистые. Цветки одиночные, с жёлтыми или золотисто-жёлтыми лепестками. Плод — многоорешек с вздутымиплодиками. Листья округло-сердцевидной формы и ярко-желтые цветки. Черешки листьев длинные, достигают 10 —12 см, т. е. в 2—3 раза длиннее самого листочка. Цветки чистяка одиночные, состоят из 6—12 лепестков. Высота цветочного стебля 10— 30 см. Корневая часть сильно разветвлена. Цветет ранней весной. |
5 |
|
Гусиный лук растет в тенистых лиственных лесах, рощах и среди
зарослей кустарников. Это растение великолепно приживается на вторичных
местах обитания. В народе его называют желтый подснежник, желтый
подснежный колокольчик, гадючий лук, гусятник, лук
птичий. |
Луковица продолговато-яйцевидная с буровато-серыми оболочками. Голый стебель достигает высоты 10-15 см, реже 25 см. Листьев пять. Соцветие зонтиковидное. Цветков от 2 до 16 на неровных прямостоячих цветоножках. Листочки околоцветника продолговатые или линейно-продолговатые, желтые, внешние — зеленовато-желтые, тупые, величиной с ноготь. Плод — трехгранная коробочка. Цветет в апреле. К вечеру и в непогоду соцветия плотно закрываются, а поскольку лепестки с внешней стороны зеленоватые, они становятся незаметными для глаза. Плоды созревают в мае-июне. |
6 |
Ландыш майский |
Ареал рода охватывает всюЕвропу, Кавказ, Малую Азию,Китай, а также Северную Америку. Ландыш растёт в лиственных исосновых, а также смешанных лесах, на опушках и полянах. Особенно хорошо развивается в пойменных дубравах, на богатой нейтральной почве при хорошем увлажнении. На нетронутых местообитаниях разрастается очень широко, создавая значительные куртины. Теневыносливое растение. Ландыш майский — широко известное лекарственное растение. |
Подземное корневищеползучее, несёт близ верхушки несколько бледных небольших низовых листьев, полускрытых в земле. Корнимелкие, многочисленные. За низовыми листьями следуют два больших, широколанцетных заострённых прикорневыхлиста, между которыми на верхушке корневища находится крупная почка. Из угла низового листа, обхватывающего снизу оба зелёных, выступаетцветоносный стебель, несущийкисть из 6—20 цветков, обращённых преимущественно в одну сторону. Времяцветения — с мая по июнь.Цветки имеют округло-колокольчатый околоцветникбелого (реже бледно-розового) цвета, с шестью отогнутыми лопастями. Плод — оранжево-красная шаровидная ягода 6—8 мм. Ягоды долго сохраняются на растении. Плодоношение — в июне — начале июля. Размножается как семенами, так и вегетативно. |
Адаптация животных
Таблица №2 (животные)
Название вида |
Адаптация. |
Крот |
Кроты — насекомоядные мелких и средних размеров: длина тела от 5 до 21 см; вес от 9 до 170 г. Они приспособлены к подземному, роющему образу жизни. Туловище у них вытянутое, округлое, покрытое густым, ровным, бархатистым мехом. Кротовая шубка имеет уникальное свойство — её ворс растёт прямо, а не ориентирован в определённую сторону. Это позволяет кроту легко двигаться под землёй в любом направлении — ворс свободно ложится и вперёд, и назад. Окрас у крота однотонный, чёрный, чёрно-бурый или тёмно-серый. Линька происходит 3 раза в год: весной, летом и осенью. Конечности укороченные, передние лапы лопатообразно расширены; когти крупные, уплощённые сверху. Задние конечности обычно слабее передних. Хвост короткий. Голова небольшая, удлинённая. Нос вытянут в подвижный хоботок. Шея снаружи почти не заметна. Ушные раковины отсутствуют. Глаза неразвиты — лишены хрусталика и сетчатки, а глазные отверстия крошечные, закрытые подвижными веками; у некоторых видов глаза зарастают. Хорошо развиты обоняние и осязание. |
Дятел |
Все особенности строения тела дятла приспособлены к его образу жизни; своими цепкими когтями он держится на отвесных стволах дерева, а хвост предохраняет его от соскальзывания вниз; крепкий, острый клюв как нельзя лучше приспособлен к долблению; наконец, язык, благодаря своей тонкости, проникает в любое отверстие и может следовать за всеми изгибами проточенного насекомым хода. Подавляющее большинство видов этого семейства — типичные лазающие птицы, вся жизнь которых проходит на деревьях. И дятлы хорошо приспособлены к такой жизни: у большинства видов хвост более пригоден для лазания по деревьям, чем для полета |
Камбала |
Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в водной среде и сглаживают его форму. С вязи с переходом на донный образ жизни, тело камбалы уплощенная. 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. |
Дождевой червь |
Кожа покрыта слизью, что уменьшает трение, и облегчает дыхание, наличие щетинок на брюшной стороне, помогает передвигаться, наличие кольцевых и продольных мышц, что позволяет передний конец с помощью кольцевых мышц сделать тонким и протиснуть в щели в почве и закрепляясь щетинками и подтягивая задний конец и утолщаясь двигается вперед. При необходимости в плотной почве он проедает себе дорогу, пропуская почву через пищеварительный тракт. Не имеет органов зрения. |
Таблица «Отличительные особенности»
Название растения |
Отличительные особенности |
Растения не поедающие животными |
|
Крапива жгучая |
Крапива жгучая (Urticaurens L) – это однодомное травянистое однолетнее лекарственное растение от 15 до 35 см в высоту. Листья крапивы жгучей - мелкие, темно-зеленые, от 2 до 6 см длины, яйцевидные или овальные, пильчатые, острые, покрытые обжигающими волосками. |
Боярышник колючий |
Обычно цветение обильное, но плоды в значительных количествах образуются не каждый год. Имеют шипы-колючки на стеблях, что затрудняет сбор ягод во время плодоношения. |
Борщевик сибирский |
Двулетнее или многолетнее травянистое растение с вертикальным корнем. Корневище мощное стержневое, на срезе светлое. Стебель одиночный, высотой до 180 см, полый, ребристый, опушённый щетинистыми волосками, в верхней части ветвится. Растение обладает слабым, специфическим пряным запахом. |
Раннецветущие растения |
|
Чистяк |
Многолетние травы, имеют клубневидные корни. Стебель обычно укорочен; листья цельные, большей частью мясистые. Цветки одиночные, с жёлтыми или золотисто-жёлтыми лепестками. Плод — многоорешек с вздутымиплодиками. Цветет ранней весной. |
Гусиный лук |
Многолетнее растение, имеет луковицы. Стебель высотой 10-15 см, реже 25 см. Листьев пять. Соцветие зонтиковидное. Цветков от 2 до 16 на неровных прямостоячих цветоножках. Листочки околоцветника продолговатые или линейно-продолговатые, желтые, внешние — зеленовато-желтые, тупые, величиной с ноготь. Плод — трехгранная коробочка. Цветет в апреле. К вечеру и в непогоду соцветия плотно закрываются, а поскольку лепестки с внешней стороны зеленоватые, они становятся незаметными для глаза. Плоды созревают в мае-июне. |
Ландыш майский |
Многолетнее растение, имеет корневища. Время цветения — с мая по июнь. Цветки имеют округло-колокольчатыйоколоцветник белого (реже бледно-розового) цвета. Соцветия не имеют нектара, но выделяют пахучие вещества. Плод — оранжево-красная шаровидная ягода 6—8 мм. Ягоды долго сохраняются на растении. Плодоношение — в июне — начале июля. Размножается как семенами, так и вегетативно. Все органы растений ядовиты. |
Таким образом, приспособленность в органическом мире – следствие естественного процесса эволюционного развития. Явление преадаптации, лишний раз подчеркивает приспособительный характер эволюции, основанный на отборе полезных наследственных изменений и прогрессивных преобразований существующих структур в процессе освоения новых условий среды. У крота и дождевого червя наблюдается дегенерация зрительных органов. У дятла и камбалы формируются различные виды идиоадаптаций.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.