Теория эволюции
Оценка 4.6

Теория эволюции

Оценка 4.6
Лекции
doc
биология
Взрослым
05.01.2017
Теория эволюции
Содержание стр. Введение…………………………………………………………………………...3 1.Возникновение адаптаций - результат действия естественного отбора…….4 1.1.Средства пассивной защиты………………………………………………….4 1.2.Приспособительная окраска………………………………………………….4 1.3.Предостерегающая окраска…………………………………………………..7 1.4.Мимикрия……………………………………………………………………...8 1.5.Сложные адаптации…………………………………………………………10 1.6.Физиологические адаптации………………………………………………..12 2.Классификация адаптаций…………………………………………………….13 2.1.Адаптации в разных средах…………………………………………………16 2.2.Масштаб адаптаций………………………………………………………….18 2.3.Относительный характер адаптаций……………………………………….19 Заключение……………………………………………………………………….21 Список литературы………………………………………………………………23 Адаптация – это приспособление организма к определенным условиям среды за счет комплекса признаков – морфологических, физиологических, поведенческих. С эволюционной точки зрения важно не простое описание множества различных адаптаций, а классификация их по происхождению, принадлежности к разным аспектам среды, масштабу.
теория эволюции.doc

 

Содержание

стр.

Введение…………………………………………………………………………...3

1.Возникновение адаптаций - результат действия естественного отбора…….4

1.1.Средства пассивной защиты………………………………………………….4

1.2.Приспособительная окраска………………………………………………….4

1.3.Предостерегающая окраска…………………………………………………..7

1.4.Мимикрия……………………………………………………………………...8

1.5.Сложные адаптации…………………………………………………………10

1.6.Физиологические адаптации………………………………………………..12

2.Классификация адаптаций…………………………………………………….13

2.1.Адаптации в разных средах…………………………………………………16

2.2.Масштаб адаптаций………………………………………………………….18

2.3.Относительный характер адаптаций……………………………………….19

Заключение……………………………………………………………………….21

Список литературы………………………………………………………………23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Адаптация – это приспособление организма к определенным условиям среды за счет комплекса признаков – морфологических, физиологических, поведенческих.

С эволюционной точки зрения важно не простое описание множества различных адаптаций, а классификация их по происхождению, принадлежности к разным аспектам среды, масштабу.

В эволюционном смысле понятие «адаптация» должно относиться не столько к отдельной особи, сколько к популяции и виду. Изменения же в пределах отдельной особи в ответ на те или иные изменения окружающей среды происходят в пределах унаследованной каждой особью нормы реакции. Это и изменения ориентации хлоропластов в клетке под влиянием света, и изменения интенсивности транспирации и дыхания растений в течение суток, и т. п. С эволюционной точки зрения адаптацией во всех этих случаях будет способность организмов данного вида меняться в соответствии с действием внешнего фактора, т. е. норма реакций данного признака или свойства. Конкретные же адаптивные проявления реакций в процессе отдельного онтогенеза иногда называются акклимациями, а групповые изменения в пределах нормы реакций вида, сходные у групп особей,- модификациями.

Цель работы: Изучить адаптации и их классификации.

Задачи:

1.     Рассмотреть возникновение адаптаций как результат действия естественного отбора.

2.     Дать классификацию адаптаций.

 

 

 

 

 

1.Возникновение адаптаций - результат действия естественного отбора

1.1.Средства пассивной защиты

К средствам пассивной защиты относятся такие структуры и особенности, которые лишь своим присутствием определяют большую вероятность сохранения жизни особи в борьбе за существование.

У животных часто развиваются твердые покровы - своеобразные защитные образования типа панцирей. Хитиновый покров членистоногих, достигающий у жуков и ряда ракообразных исключительной твердости; прочные раковины моллюсков; костный покров рептилий, формирующий настоящие панцири у черепах, лишь некоторые примеры такого рода. Богатые кремнеземом оболочки клеток развиваются у многих злаков, кристаллы щавелевокислого кальция встречаются внутри клеток некоторых растений; и те и другие образования служат хорошей защитой [1].

У многих растений и животных развиваются защитные образования в виде игл и колючек: у растений (кактусы, шиповник, боярышник и др.) такие образования служат эффективной защитой от поедания травоядными животными, у животных (ежи, дикобразы и др.) - защитой от хищников. Эту же роль выполняют волоски на поверхности листьев и стеблей, например у крапивы, борщевика, дубровника, шалфея и др. Волоски нередко содержат органические кислоты, алкалоиды и сильно действующие вещества, которые вызывают воспалительные процессы либо в пищеварительном тракте у животных (при поедании), либо в кожных покровах при прикосновении (стрекательные клетки крапивы).

1.2.Приспособительная окраска

Приспособительная окраска - одно из важных пассивных средств защиты организмов (рис. 1). Не рассматривая подробно все многообразие форм приспособительной окраски, приведем примеры покровительственной и предостерегающей окраски и мимикрии - подражательной окраски и соответствующего поведения [4].

http://proznania.ru/books/str/0504/01.jpg

Рис. 1. Гнездо и яйца (A. Vanellus vanellus) чибиса и гага (Б. Somateria mollisima) на гнезде (из X. Котта, 1950). Благодаря покровительственной окраске и яйца и птица малозаметны

Покровительственная окраска часто особенно важна для защиты организма на ранних этапах онтогенеза - яиц, личинок, птенцов и т. д. Так, яйца у птиц, открыто гнездящихся в траве или на земле, всегда имеют пигментированную скорлупу, соответствующую по цвету окружающему фону. У крупных птиц, хищников, а также у видов, чьи яйца находятся в закрытых гнездах или закапываются в почву (как у рептилий), покровительственная окраска не развивается [3].

Велика роль покровительственной окраски в сезонно меняющихся условиях. Например, многие животные средних и высоких широт зимой бывают белой окраски, что делает их незаметными на снегу (песец, заяц, горностай, белая куропатка). У ряда животных наблюдается быстрое (в течение нескольких минут) приспособительное изменение окраски тела, что достигается перераспределением пигментов в хроматофорах кожи или других покровов тела у камбалы, агамовой ящерицы, хамелеона и других животных.

http://proznania.ru/books/str/0504/02.jpg

Рис. 2. Схема действия расчленяющей окраски: А - сплошная окраска, Б - расчленяющая; В - животное с расчленяющей окраской на соответствующем фоне малозаметно (из X. Котта, 1950)

Интересной разновидностью криптической (скрывающей) окраски является расчленяющая окраска, связанная с чередованием на теле темных и светлых пятен. Например, зебры и тигр плохо видны на расстоянии 50-70 м даже на открытой местности из-за совпадения полос на теле с чередованием тени и света в окружающей местности. Расчленяющая окраска нарушает впечатление о контурах тела. При этом не только контур животного сливается с окружающим фоном (рис. 2), но и затрудняется определение очертания жизненно важных органов, например глаз у позвоночных животных. У многих неродственных животных наблюдается одинаковая маскировка глаза темными пятнами и полосами [4].

Эффект любой формы покровительственной окраски повышается при сочетании ее с соответствующим поведением. Например, выпь гнездится в камышах. В минуты опасности она вытягивает шею и поднимает вверх голову. В такой позе выпь трудно заметить даже на расстоянии в несколько метров. В момент опасности многие насекомые, рыбы, амфибии, птицы замирают, принимая позу покоя. Это в большей мере характерно для животных, не обладающих средствами активной защиты от врагов (рис. 4). Успех сочетания криптической окраски с позой покоя продемонстрирован в опытах с насекомыми богомолами: преимущественно истреблялись те особи, у которых покровительственная окраска не сочеталась с позой покоя.

http://proznania.ru/books/str/0504/04.jpg

Рис. 4. Критическая окраска, поведение и форма тела бражника. Окрашенная по принципу противотени гусеница (5) в случае опасности замирает (Л), становясь малозаметной (из X. Котта, 1950)

1.3.Предостерегающая окраска

Очень яркая окраска бывает характерна для хорошо защищенных, ядовитых, обжигающих, жалящих и т.п. форм. Яркая окраска заранее предупреждает хищника о несъедобности объекта их нападения. Биологическая роль такой окраски хорошо изучена в экспериментах. Индивидуальные «пробы и ошибки» в конце концов заставляют хищника отказаться от нападения на жертву с яркой окраской (рис. 11.5). Отбор способствовал не только выработке ядовитых секретов, но и сочетанию их с яркой (обычно красной, желтой, черной) окраской [2].

http://proznania.ru/books/str/0504/05.jpg

Рис. 5. Динамика поедания пчел 18 жабами в двух экспериментах (рисунок по данным X. Котта, 1950).

Перед началом каждого эксперимента животные неделю голодали. Между I и II экспериментами прошло две недели. III - суммарные данные по двум экспериментам. Видно, что к 7-му дню в каждом эксперименте жабы выучились избегать поедания пчел. Это нежелание иметь дело с пчелами сохранялось у некоторых жаб на две недели

Формирование покровительственной окраски - результат взаимодействия элементарных факторов эволюции.

Наследственные изменения особей по окраске тела или органов, вначале случайные по отношению к окраске фона, могут в некоторых условиях приносить успех в размножении. Даже частичное случайное совпадение окраски животных с цветом окружающих предметов повышает шансы особи в отношении оставления потомства [5].

1.4.Мимикрия

Интересные примеры адаптаций дает изучение подражания, мимикрии (от греч. mimikos - подражательный) животных и растений, определенным предметам неживой и живой природы. Нередко подражание выступает в виде простой маскировки - наличия не только защитной окраски, но и подражательного сходства с какими-либо предметами. Например, гусеницы пяденицы в позе покоя удивительно сходны с сухой веткой.

Мимикрия - сходство беззащитного и съедобного вида с одним или несколькими представителями генетически не родственных видов, хорошо защищенных от нападения хищников.

При мимикрии различают модель (объект, которому подражают) и имитатор (подражатель). При бейтсовской мимикрии (Г. Бейтс, 1862) модель должна быть или несъедобной, или иметь какие-либо другие защитные свойства, включая предостерегающую окраску. Например, пестрые ярко окрашенные (апосематическая окраска) бабочки семейства геликонид неприятного запаха и поэтому несъедобны для большинства птиц. В тех же районах встречаются представители семейства белянок, которые не имеют неприятного запаха, но обладают окраской, сходной с таковой геликонид [4].

Птицы принимают их за несъедобных геликонид и не трогают. Явление подражательного сходства у незащищенных форм с защищенными широко распространено не только среди тропических насекомых. Для этой формы мимикрии важно, чтобы численность имитатора была меньше численности модели. В противном случае мимикрия не приносит пользы для имитатора, так как хищник быстро обнаруживает подлог. Можно сравнить этот тип мимикрии с маленьким предприятием, подделывающимся под рекламу какой-либо крупной фирмы.

Это общее правило иногда нарушается. Так, в подмосковных лесах численность имитаторов-мух может превышать численность моделей (ос и шмелей). Это несоответствие даже привело к критике описанного примера. Однако оказалось, что пример был правильный в принципе, число ос и шмелей превышает число мух (имитаторов) в первую половину лета, когда молодые слетки насекомоядных птиц обучаются различать съедобных и несъедобных насекомых. Когда же во второй половине наступает массовое размножение мух-имитаторов, птицы уже вполне «обучены» неудачной охотой на ос и шмелей.

При мюллеровской мимикрии (Ф. Мюллер, 1865) возникает сходство между двумя (и более) несъедобными видами. Накопление опыта хищниками о несъедобности жертв происходит в каждом поколении путем «проб и ошибок». Если окраска двух несъедобных видов окажется в чем-то сходной, то такое сходство бывает полезным для обоих видов: хищник, не особенно различающий эти виды, будет скорее «выучиваться» избегать мимитических форм. Например, среди бабочек Danaidae, Neotropidae, Heliconidae, Acraeinae, встречающихся совместно в некоторых местах Южной Америки, наблюдается взаимное подражание. Такие кольца мимикрии играют важную роль в выживании каждого из входящих в них видов. До выработки условных рефлексов о несъедобности бабочек каждого из указанных семейств так или иначе происходит истребление какого-то количества особей всех видов. Однако при наличии мимикрии каждый из видов подвергается меньшему истреблению [3].

При мюллеровской мимикрии сходство между видами может быть выражено не так ярко, как при бейтсовской. Мюллеровскую мимикрию можно сравнить с двумя (или более) предприятиями, которые для экономии средств пользуются общей рекламой.

В последние годы вскрыто немало интересных примеров мимикрии. Один из них - пример мюллеровской мимикрии у рыб. Морская собачка на ранних стадиях развития выглядит как молодь рыб-кардиналов из семейства Apogonidae, единственный способ защиты которых - образование стаи. На ранних стадиях окраска молоди у морской собачки близка к окраске кардиналов: темные полосы на светлом фоне по бокам тела и темное пятно с яркой окантовкой у основания хвостового плавника. У взрослых особей собачки окраска серо-голубая и монотонная [1].

Взрослые собачки очень ядовиты, тогда как молодь слабо ядовита. Молодь собачки спасается только в стаях кардиналов, а взрослые формы образуют собственные стаи.

Эволюция явлений мимикрии связана с накоплением под контролем естественного отбора мелких удачных мутаций у съедобных видов, которые в конце концов способствовали усилению конвергентного сходства с несъедобным видом в условиях совместного их обитания при бейтсовской мимикрии и сходно направленному давлению отбора в случае мюллеровской мимикрии.

1.5.Сложные адаптации

В развитии эволюционного учения особое значение имело материалистическое объяснение возникновения некоторых сложных адаптаций путем накопления мелких наследственных уклонений. Среди таких адаптаций ниже рассматриваются способность к насекомоядности у растений, развитие глаза как органа зрения, возникновение взаимных приспособлений у насекомых и цветковых растений.

Хищничество для таких автотрофных организмов, как растения, является исключением, но тем не менее даже среди цветковых встречаются сотни видов насекомоядных растений [2].

Развитие насекомоядности у растений первоначально было связано с поглощением продуктов распада мертвых организмов, случайно попавших на поверхность какого-либо органа. Разложение мертвых организмов могло происходить под влиянием бактерий или гидролитических ферментов растения. В дальнейшем эти возможности растений были не только усилены, но и дополнены ловлей живых насекомых, привлекаемых ароматом выделений или окраской растения. Отбор на насекомоядность у растений был связан с развитием и усовершенствованием способов ловли насекомых, т. е. усовершенствованием ловчего аппарата и ферментов.

Исследования показывают, что ферментативные системы, обеспечивающие переваривание животной пищи растениями, подвергаются типичным мутационным изменениям. На этой основе и должен был действовать естественный отбор, в определенных условиях приведший к возникновению и развитию насекомоядности. Несомненно, ловчий аппарат первых насекомоядных в далеком прошлом был примитивным, совершенство и разнообразие ловчих органов растений возникло позже - в процессе естественного отбора более удачных вариантов [2].

Не менее интересны приспособления растений к разнообразным движениям (тропизмы, лазание и т. п.), впервые с эволюционных позиций проанализированные в специальных работах Ч. Дарвина. Интерес Ч. Дарвина к этому вопросу не случаен. Его критики полагали, что принципом отбора нельзя объяснить, в частности, своеобразные особенности лазающих растений.

Подробно рассмотрев формы движения растений, Дарвин пришел к выводу, что способность к движениям, присущая многим растениям, у части видов в ходе эволюции была усилена, если подхватывалась естественным отбором. Предпосылки для этого в виде широкой изменчивости гормонов, определяющих темпы ростовых процессов, существуют внутри каждого вида растений (такие мутации получены и экспериментально). Каждое растение обладает способностью к ростовым движениям в той или иной степени. Эта способность может быть усилена в результате естественного отбора мутаций, связанных с морфологическими, биохимическими и физиологическими признаками [4].

1.6.Физиологические адаптации

Многочисленны примеры физиологических адаптаций. Например, для растений известен комплекс физиолого-биохимических мутаций, приведших к выработке приспособлений, которые связаны с устранением недостатка кислорода: использование кислорода фотосинтеза, нитратов и органических кислот как дыхательного материала, переключение путей метаболизма и т. д. Разнообразны и физиологические механизмы приспособления растений и животных к недостатку воды или неблагоприятным температурам. Отбор во всех этих случаях способствовал выживанию и преимущественному размножению индивидуумов - носителей благоприятных мутаций в соответствующих условиях [4].

Процессы фотосинтеза представляют пример закрепления в эволюции комплекса сложных приспособлений на структурном и биохимическом уровнях. В этом комплексе выделяются следующие этапы: синтез одного органического вещества за счет другого, смена использования состава веществ в качестве доноров электронов для восстановления CO2 (фотоорганотрофия: донор - органическое вещество, фотолитотрофия: донор - неорганическое вещество, фотогидротрофия: донор - вода). Соответственно в этом ряду выделяются следующие группы организмов: гетеротрофы - облигатные гетеротрофы - факультативные фотогетеротрофы - облигатные фотогетеротрофы - облигатные фотоавтотрофы - фоторедукторы - фотосинтетики.

Любой из перечисленных этапов метаболизма состоит из сложного комплекса реакций, каждая из которых подвержена мутационным изменениям (многие такие мутации хорошо изучены: так, по синтезу хлорофилла описано ныне более 200 только ядерных мутаций).

Общим для адаптаций в живой природе является механизм возникновения: во всех случаях достаточно подробного анализа оказывалось, что приспособление возникает не сразу в готовом виде, а длительно формируется в процессе эволюции. Это не оставляет сомнения в том, что приспособления любого масштаба всегда возникают в природе в процессе естественного отбора в пределах вида [4].

После описания примеров адаптаций сформулируем определение понятия «адаптация» и покажем механизм возникновения адаптаций.

 

2.Классификация адаптаций

По происхождению различают преадаптивные, комбинативные и постадаптивные адаптации. В случае преадаптации потенциальные адаптационные явления возникают, опережая существующие условия. Мутационный процесс и скрещивания приводят к накоплению в популяциях скрытого (мобилизационного) резерва наследственной изменчивости. Часть его в будущем может быть использована для создания новых приспособлений (С.М. Гершензон).

Один из примеров превращения ранее существовавших в скрытом виде в генофонде отдельных мутаций в адаптацию был описан выше применительно к явлению индустриального меланизма [5].

При преадаптивном пути возникновения адаптаций с успехом используются прежние особенности организма, возникшие в иных условиях. При этом некоторые сложные приспособления могут возникать, как бы «опережая» условия, при которых эти особенности окажутся адаптациями. Например, наличие швов в черепе млекопитающих облегчает роды, хотя их возникновение не было связано с живорождением.

При возникновении адаптаций комбинативным путем существенно взаимодействие новых мутаций друг с другом и с генотипом в целом. Эффект мутаций зависит от той генотипической среды, в состав которой в будущем они войдут. Скрещивание особей дает разнообразное сочетание мутантного аллеля с другими аллелями того же и других генов. Это приводит к изменению эффекта проявления мутации путем взаимодействия генов. При этом может быть или усиление (комплиментация), или подавление (эпистаз) его выражения в фенотипе; кроме того, обычно мутантный аллель под действием многих генов проявляется градуированно (полимерия). Во всех случаях создается реальная возможность для быстрой смены одних адаптаций другими. Комбинативный путь формирования адаптаций, видимо, наиболее распространенный в природе [1].

Постадаптивный путь возникновения адаптаций связан с редукцией ранее развитого признака и переводом определяющих его реализацию генов в рецессивное состояние (или использованием ранее существующего органа в других целях - не тех, что определили его появление посредством соответствующего давления отбора). При переводе генов, влияющих на развитие редуцируемых органов, в рецессивное состояние (что весьма вероятно) они включаются в скрытый резерв наследственной изменчивости.

Эти гены сохраняются в генофонде популяций и время от времени могут проявляться фенотипически. В случае установления отбором положительной связи между такими генами и новыми условиями среды они могут дать начало развитию новых признаков и свойств.

При постадаптивном пути новые адаптации возникают посредством использования ранее существовавших структур в случае смены их функций. Так, висцеральный скелет у предков позвоночных состоял из жаберных дуг, представленных нерасчлененными кольцами и охватывавших передний конец пищеварительной трубки. Они служили как бы распоркой для пищеварительной трубки, препятствуя ее спадению. В ходе дальнейшей эволюции с усилением функции дыхания жаберные дуги становятся частью системы нагнетания жидкости. В дальнейшей эволюции жаберные дуги принимают на себя функции хватания и превращаются в челюсти.

При классификации адаптаций с нескольких позиций любая адаптация, просмотренная одновременно в свете различных подходов, характеризуется достаточно определенно и четко (табл. 1).

Таблица 1. Классификация адаптаций (по Н.В. Тимофееву-Ресовскому и др., 1969)

Принцип классификации

Группа адаптаций

По происхождению

Возникающие преадаптивным, комбинативным и постадаптивным путями

По принадлежности к разной среде

Генотипические (онтогенетические), популяционно-видовые, биоценотические

По эволюционному масштабу

Специализированные и общие

По характеру возникающих изменений

Упрощающие строение системы, усложняющие строение, сохраняющие строения систем и уровень сложности

По длительности сохранения в онтогенезе

Кратковременные, повторяющиеся и постоянные

Получение такой четкой и определенной характеристики адаптации может показаться имеющим сугубо теоретическое значение. Но, как мы неоднократно подчеркивали, эволюционная теория в обозримом будущем должна стать основой сознательного существования человечества в биосфере, основой направленной переделки и учета возможных последствий вторжения человека в планетарные процессы. И при этом проблема возникновения, формирования, трансформации адаптации живых организмов приобретает неизмеримо большее значение, чем то, которое она сейчас имеет в «биологических» отраслях хозяйства (сельское хозяйство, микробиология, промысловое хозяйство и т. п.) [4].

 

 

2.1.Адаптации в разных средах

По принадлежности к аспектам среды адаптации бывают различными. Любой результат естественного отбора связан с тем или иным изменением биотической среды, которая в соответствии с уровнями организации живого

может быть подразделена на генотипическую, онтогенетическую, популяционно-видовую и биоценотическую. Подразделения среды отличаются и специфическими адаптациями.

Для генотипической среды характерны целостность генотипа особи и взаимодействие генов между собой. Целостность генотипа определяет особенности доминирования генов и развитие коадаптаций. На молекулярном уровне мы встречаем тонкую адаптивную организацию строения и взаимодействия молекул, обеспечивающих эффективное воспроизведение и самоконструирование биополимеров. С точки зрения генетического кодирования ясно, что не все, поскольку существует явление вырожденности генетического кода. Однако должны ли мы признать за явлениями на молекулярном уровне организации жизни только функции генетического кодирования? Не слишком ли мы мало знаем для того, чтобы уверенно говорить об отсутствии других функций у кодонов, скажем УЦУ и УЦЦ, кодирующих одну и ту же аминокислоту серии?

На клеточном уровне исследования мы обнаруживаем многочисленные органеллы со сложной структурой и множеством функций, определяющих слаженный метаболизм клетки и ее функционирование как целого [4].

Адаптации на уровне отдельной особи связаны с онтогенезом - упорядоченными во времени и пространстве процессами реализации наследственной информации, наследственным осуществлением морфогенеза. Здесь, как, впрочем, и на других уровнях, мы встречаем коадаптации - взаимные приспособления. Например, лопатка и тазовая кость подвижно сочленены с головкой плечевой и бедренной костей. Кости, подвижно прикрепленные друг к другу, имеют взаимные приспособления для обеспечения нормальной работы. В основе коадаптации лежат различные корреляции, которые и регулируют онтогенетические дифференцировки.

На онтогенетическом уровне разнообразны комплексные адаптации физиолого-биохимического характера. В условиях повышенной температуры и недостатка воды нормализация жизнедеятельности растений достигается накоплением в клетках осмотически активных веществ, закрытием устьиц.

Повреждающее влияние солей на сильно засоленных почвах в некоторой степени может нейтрализоваться накоплением специфических белков, усилением синтеза органических кислот и т. д [1].

Популяционно-видовая среда проявляется во взаимодействии особей в пределах популяций и вида в целом. Популяционной среде соответствуют надорганизменные, популяционно-видовые адаптации. К популяционно-видовым адаптациям относятся, например, половой процесс, гетерозиготность, мобилизационный резерв наследственной изменчивости, определенная плотность популяций. Для обозначения ряда специальных внутривидовых адаптаций существует термин «конгруэнции» (С.А. Северцов).

Конгруэнции - взаимоприспособления особей, возникающие в результате внутривидовых отношений. Они выражаются в соответствии строения и функции органов матери и детеныша, аппаратов размножения самцов и самок, в наличии приспособлений для отыскания особей противоположного пола, системы сигнализации и разделения труда между особями в стадах, колониях, семьях и т. д.

Чрезвычайно разнообразны способы взаимодействия видов в биогеоценозах. Растения воздействуют друг на друга через изменения не только условий освещенности и влажности, но и выделяя специальные активные вещества, способствующие вытеснению одних и размножению других видов (аллелопатия) [3].

Строго разграничить генотипические, онтогенетические, популяционные и биоценотические адаптации практически трудно.

Адаптации, относящиеся к одной из сред «срабатывают» и на других средах; все адаптации подчиняются принципу мультифункциональности. Это и понятно, так как разные эволюционные среды (генотипическая, популяционная и биогеоценотическая) тесно и неразрывно связаны между собой: особи существуют только в популяциях, популяции населяют конкретные ценозы. Видовой состав биоценоза, определяя характер межвидовых отношений, оказывает влияние и на генотипическую, и на популяционную среды. Действие естественного отбора на популяции приводит к изменениям и в биоценотической среде, меняя характер межвидовых отношений.

2.2.Масштаб адаптаций

По масштабу адаптации делятся на специализированные, пригодные в узколокальных условиях жизни вида (например, строение языка у муравьедов в связи с питанием муравьями, приспособления хамелеона к древесному образу жизни и т. п.), и общие, пригодные в широком спектре условий среды и характерные для больших таксонов. К последней группе относятся, например, крупные изменения в кровеносной, дыхательной и нервной системах у позвоночных, механизмы фотосинтеза и аэробного дыхания, семенное размножение и редукция гаметофита у высших растений, обеспечивающие проникновение их в новые адаптивные зоны.

Первоначально общие адаптации возникают как специализированные, они смогут выводить определенные виды на путь широкой адаптивной радиации, на путь арогенеза. Перспективные общие адаптации обычно затрагивают не одну, а многие системы органов [4].

Существуют и другие подходы к классификации адаптаций. Так, по характеру изменений адаптации бывают связаны с усложнением или упрощением морфофизиологической организации. Например, паразитизм обычно ведет к упрощению и редукции ряда органов. В то же время переход к активному образу жизни связан с развитием и дифференциацией ряда важных органов нападения и защиты. Адаптации, связанные с выработкой социального, общественного образа жизни у высших беспозвоночных и позвоночных, более сложные приобретения, чем адаптации микроорганизмов и растений.

Подобно различиям по эволюционному масштабу, адаптации могут отличаться и по онтогенетическому масштабу (длительность сохранения в онтогенезе). Одни адаптации в онтогенезе имеют кратковременное значение, другие сохраняются и на более длительный срок. Одни ограничиваются зародышевыми стадиями развития, другие носят повторяющийся характер (сезонные изменения в окраске у животных и растений, различного рода модификаций и т. п.), третьи имеют постоянное значение в жизни особи (строение жизненно важных систем и органов). Изучение адаптаций, отличающихся по приуроченности к разным этапам онтогенеза, важно для понимания эволюции онтогенеза.

2.3.Относительный характер адаптаций

Совершенство всякого приспособления определяется внешней средой, поэтому приспособление всегда относительно. Приспособленное к одним условиям, к одному уровню организации, оно перестает быть таковым в других условиях, на других уровнях. Панцирь наземных черепах - надежная защита от многих врагов, но не эффективен против хищных птиц, которые поднимают черепах в воздух и сбрасывают на землю, разбивая панцирь.

В разных условиях степень совершенства конкретных приспособлений всегда оказывается неодинаковой. В этом проявляется отсутствие «стремления» к совершенству, приписывающегося природе некоторыми ранними эволюционными гипотезами. Приспособление в конкретных условиях всегда достигает лишь той степени, которая достаточна сравнительно с приспособлениями конкурирующих форм. Относительность приспособлений выступает не только в пространстве, но и во времени; последнее доказывается фактами вымирания многочисленных органических форм в прошлые эпохи развития биосферы Земли [4].

Теория эволюции показывает, что вне приспособления в живой природе не существует никакой структуры, никакой внутренней целесообразности в строении как отдельных организмов, так и целых видов.

Видимость ее создается в результате смены миллионов поколений естественным отбором, беспрерывно формирующим и поддерживающим самые разнообразные приспособления, начиная с субклеточного и до биогеоценотического уровня. Только потому, что условия, с которыми сегодня сталкивается организм, встречались в истории вида множество раз, в результате отбора оказалась выработанной та или иная приспособительная реакция. В противном случае целесообразность реакции исчезает (например, под влиянием сильных доз радиации, химических мутагенов и т. п.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В широком смысле слова под адаптацией понимается гармония организмов (в том числе и популяций, видов) со средой обитания. В узком смысле под адаптацией понимают специальные свойства, способные обеспечить выживание и размножение организмов в конкретной среде. Из этого ясно, что адаптации являются относительными: адаптация к одним факторам среды не обязательно останется таковой в других условиях.

Для возникновения адаптации необходимо наличие элементарного эволюционного материала - наследственной изменчивости - и элементарных эволюционных факторов, прежде всего отбора. Появление в популяции и биогеоценозе нового удачного фенотипа или особей - носителей удачных мутаций - еще нельзя рассматривать как адаптацию. Появление селективно ценного генотипа является элементарным адаптационным явлением. Так же как появление элементарного эволюционного явления - изменения генотипического состава популяции - еще не есть эволюционный процесс, так и появление элементарного адаптивного явления еще не означает возникновения адаптации. Об адаптации можно говорить лишь после возникновения специализированного признака у популяции (вида) к элементам среды. Достигается это при «подхвате» отбором элементарного адаптационного явления и стойком изменении генотипического состава популяции. В этом случае конкретные полезные уклонения отдельных особей превращаются в норму для популяции в целом.

При формировании адаптаций происходит превращение случайного (элементарного адаптационного явления) в необходимое для популяции и вида формирование признаков и свойств. Случайные наследственные изменения в ходе эволюции направленно (и творчески) перерабатываются отбором для создания адаптаций.

Это положение Ч. Дарвин подтвердил на многих примерах: формировании яркой окраски цветков у насекомоопыляемых растений, удлинении шеи жирафы, формировании млечных желез млекопитающих и т. д. Так, говоря о возникновении сходства насекомого с каким-либо предметом, он писал: «Если принять, что на долю одного из насекомых выпало некоторое сходство с сухим сучком или опавшим листом и что насекомые изменяются в разных направлениях, то, конечно, все те изменения, которые делают его более похожим на такой предмет и благоприятствуют его сокрытию, будут сохраняться, тогда как другие изменения... совсем исчезнут». Первоначальное приобретение насекомым случайного сходства с каким-либо неживым предметом вовсе «нельзя считать невероятным, принимая во внимание почти бесконечное количество окружающих предметов и разницу в форме и окраске существующих насекомых». Приспособления не возникают в готовом виде, а складываются в процессе многоступенчатого отбора удачных вариантов из множества изменившихся особей в чреде поколений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1.Бородюк Н. Р. Адаптация. Новое в приспособлении к окружающей среде. М.: «Глобус», 1998. - 88 с.

2.Воронцов Н. Н. Развитие эволюционных идей в биологии. - М.: Прогресс-Традиция, 1999. - 640 с.

3.Урманцев Ю. А. Природа адаптации (системная экспликация)//«Вопросы философии». - 1998. - № 12.

4.Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. Допущено Министерством образования и науки РФ в качестве учебника для студентов биологического направления и биологических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 2006. - 310 с.

5.www.biofile.ruБиология17514.html

 


Скачано с www.znanio.ru

Содержание стр. Введение…………………………………………………………………………

Содержание стр. Введение…………………………………………………………………………

Введение Адаптация – это приспособление организма к определенным условиям среды за счет комплекса признаков – морфологических, физиологических, поведенческих

Введение Адаптация – это приспособление организма к определенным условиям среды за счет комплекса признаков – морфологических, физиологических, поведенческих

Возникновение адаптаций - результат действия естественного отбора 1

Возникновение адаптаций - результат действия естественного отбора 1

Рис. 1. Гнездо и яйца (A. Vanellus vanellus) чибиса и гага (Б

Рис. 1. Гнездо и яйца (A. Vanellus vanellus) чибиса и гага (Б

Рис. 2. Схема действия расчленяющей окраски:

Рис. 2. Схема действия расчленяющей окраски:

Успех сочетания криптической окраски с позой покоя продемонстрирован в опытах с насекомыми богомолами: преимущественно истреблялись те особи, у которых покровительственная окраска не сочеталась с позой…

Успех сочетания криптической окраски с позой покоя продемонстрирован в опытах с насекомыми богомолами: преимущественно истреблялись те особи, у которых покровительственная окраска не сочеталась с позой…

Рис. 5. Динамика поедания пчел 18 жабами в двух экспериментах (рисунок по данным

Рис. 5. Динамика поедания пчел 18 жабами в двух экспериментах (рисунок по данным

Птицы принимают их за несъедобных геликонид и не трогают

Птицы принимают их за несъедобных геликонид и не трогают

Однако при наличии мимикрии каждый из видов подвергается меньшему истреблению [3]

Однако при наличии мимикрии каждый из видов подвергается меньшему истреблению [3]

Хищничество для таких автотрофных организмов, как растения, является исключением, но тем не менее даже среди цветковых встречаются сотни видов насекомоядных растений [2]

Хищничество для таких автотрофных организмов, как растения, является исключением, но тем не менее даже среди цветковых встречаются сотни видов насекомоядных растений [2]

Предпосылки для этого в виде широкой изменчивости гормонов, определяющих темпы ростовых процессов, существуют внутри каждого вида растений (такие мутации получены и экспериментально)

Предпосылки для этого в виде широкой изменчивости гормонов, определяющих темпы ростовых процессов, существуют внутри каждого вида растений (такие мутации получены и экспериментально)

Любой из перечисленных этапов метаболизма состоит из сложного комплекса реакций, каждая из которых подвержена мутационным изменениям (многие такие мутации хорошо изучены: так, по синтезу хлорофилла…

Любой из перечисленных этапов метаболизма состоит из сложного комплекса реакций, каждая из которых подвержена мутационным изменениям (многие такие мутации хорошо изучены: так, по синтезу хлорофилла…

При возникновении адаптаций комбинативным путем существенно взаимодействие новых мутаций друг с другом и с генотипом в целом

При возникновении адаптаций комбинативным путем существенно взаимодействие новых мутаций друг с другом и с генотипом в целом

В дальнейшей эволюции жаберные дуги принимают на себя функции хватания и превращаются в челюсти

В дальнейшей эволюции жаберные дуги принимают на себя функции хватания и превращаются в челюсти

Адаптации в разных средах По принадлежности к аспектам среды адаптации бывают различными

Адаптации в разных средах По принадлежности к аспектам среды адаптации бывают различными

В основе коадаптации лежат различные корреляции, которые и регулируют онтогенетические дифференцировки

В основе коадаптации лежат различные корреляции, которые и регулируют онтогенетические дифференцировки

Адаптации, относящиеся к одной из сред «срабатывают» и на других средах; все адаптации подчиняются принципу мультифункциональности

Адаптации, относящиеся к одной из сред «срабатывают» и на других средах; все адаптации подчиняются принципу мультифункциональности

Подобно различиям по эволюционному масштабу, адаптации могут отличаться и по онтогенетическому масштабу (длительность сохранения в онтогенезе)

Подобно различиям по эволюционному масштабу, адаптации могут отличаться и по онтогенетическому масштабу (длительность сохранения в онтогенезе)

Теория эволюции показывает, что вне приспособления в живой природе не существует никакой структуры, никакой внутренней целесообразности в строении как отдельных организмов, так и целых видов

Теория эволюции показывает, что вне приспособления в живой природе не существует никакой структуры, никакой внутренней целесообразности в строении как отдельных организмов, так и целых видов

Заключение В широком смысле слова под адаптацией понимается гармония организмов (в том числе и популяций, видов) со средой обитания

Заключение В широком смысле слова под адаптацией понимается гармония организмов (в том числе и популяций, видов) со средой обитания

Так, говоря о возникновении сходства насекомого с каким-либо предметом, он писал: «Если принять, что на долю одного из насекомых выпало некоторое сходство с сухим сучком…

Так, говоря о возникновении сходства насекомого с каким-либо предметом, он писал: «Если принять, что на долю одного из насекомых выпало некоторое сходство с сухим сучком…

Список литературы 1 .Бородюк

Список литературы 1 .Бородюк
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.