Относительный характер приспособленности ежа обыкновенного

Относительность приспособленности организмов

Благодаря маскировке такие гусеницы чаще остальных выживали, превращались в бабочек и рожали, увеличивалось количество бабочек с еще более зелеными гусеницами. Из-за взаимодействия между движущими факторами эволюции (наследственной изменчивостью и естественным отбором) личинки приобрели светло-зеленый камуфляжный цвет.

Пчелоподобные мухи, не имеющие жала, внешне похожи на пчел. Объясните возникновение мимикрии у этих насекомых на основе эволюционной теории.

Во-первых, у одной из мух развилась мутация, которая придала ей небольшое сходство с пчелой. Таких мух несколько реже поедали птицы, они чаще выживали и имели потомство (происходил естественный отбор), поэтому постепенно число мух, напоминавших пчел, увеличивалось. Затем у одной из этих мух развилась мутация, которая сделала ее еще больше похожей на пчелу. Такие мухи благодаря мимикрии чаще, чем другие мухи, выживали и рождались, увеличилось количество мух с еще большим сходством с пчелами. Благодаря взаимодействию движущих факторов эволюции (наследственной изменчивости и естественного отбора) у пчел у мух возникла мимикрия.

На теле зебры, обитающей в африканских саваннах, чередуются темные и светлые полосы. Назовите тип его защитной окраски, объясните его значение, а также относительный характер приспособленности.

Зебра имеет рассекающий окрас. Во-первых, такая окраска скрывает от хищника настоящие очертания животного (непонятно, где кончается одна зебра и начинается другая). Во-вторых, полосы не позволяют хищнику точно определить направление движения и скорость зебры. Относительность: на фоне саванны хорошо видны разноцветные зебры.

Гусеница мотылька живет на ветвях деревьев и в момент опасности превращается в веточку. Назовите вид защитного устройства, объясните его значение и относительный характер.

Тип устройства: Камуфляж. Значение: гусеница, похожая на ветку, менее заметна и с меньшей вероятностью будет съедена птицами. Относительность: на дереве другого цвета или столбе такая гусеница будет хорошо видна.

В процессе эволюции у зайца-беляка развилась способность менять окраску своей шерсти. Объясните, как сформировалось это приспособление к окружающей среде. В чем его смысл и как выражается относительный характер приспособленности?

Значение: у зайца белый мех зимой и серый летом, чтобы быть менее заметным для хищников. Формирование: мутации возникли случайно, придав зайцу такой окрас шерсти; эти мутации сохранялись естественным отбором, так как невидимые для хищников зайцы выживали чаще. Относительность: если заяц выходит зимой на поверхность без снега (скала, огонь), то его очень хорошо видно.

Тип окрашивания: маскирование (слияние с фоном). Значение: птица, сидящая на гнезде, невидима для хищника. Относительность: при изменении фона или перемещении птицы это становится заметным.

Причины приспособленности организмов

Установлено, что особи вида выживут, если будут быстрее изменяться и приспосабливаться к новым требованиям среды. Появление новых признаков и появление нового вида называется филетическим видообразованием.

Сегодня видовое разнообразие заметно сократилось по сравнению с тем, что было несколько тысяч лет назад. Это связано с постоянным изменением климата, ледниковыми периодами, извержениями вулканов, землетрясениями, ухудшением состояния окружающей среды, варварским отношением к людям. В результате выживают наиболее приспособленные организмы, а основная причина приспособляемости принадлежит естественному отбору.

Биологические механизмы возникновения приспособительной окраски

Такая окраска формируется за счет случайных, полезных для тех или иных условий среды, мутаций за время существования популяции.

Появление бабочек с окраской крыльев, очень похожей на фон среды обитания, дает возможность оставаться незамеченными, воспроизводить и передавать этот признак роду.

Процессы случайных мутаций гарантируют, что существа, которые не могут жалить, напоминают ядовитые виды.

Механизм возникновения адаптаций

Каждое приспособление и весь их комплекс в организмах не выглядит законченным. Они формируются постепенно в процессе борьбы за существование путем естественного отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в той или иной среде. Классическим примером, позволяющим проследить механизм возникновения адаптаций, является развитие темной защитной окраски у бабочек вида березовой моли. Чуть более 100 лет назад в Англии были широко распространены яркие березовые мотыльки с небольшим количеством темных пятен. Днем они сидели на стволах берез и были почти незаметны. В связи с развитием промышленности дым и копоть постепенно оседали на стволы берез, а их кора приобретала темный цвет. На этом фоне стали хорошо видны светлые бабочки, активно поедаемые птицами. В результате мутаций некоторые бабочки имеют темную окраску. Она давала им преимущество в борьбе за существование, так как делала их менее заметными для птиц. Темные бабочки сохранились в результате естественного отбора и оставили после себя потомство. Постепенно они вытеснили ярких бабочек в промышленных районах, и выжили они только в сельской местности. Так за относительно короткое время у бабочек выработалось приспособление к новым условиям среды в виде защитной окраски.

Соответственно, для возникновения приспособления необходимо наличие элементарного эволюционного материала (мутации и их сочетания) и движущих сил эволюции (борьба за существование и естественный отбор). Появление в популяции успешного фенотипа — носителя ценных мутаций — еще нельзя считать адаптацией. Необходимо, чтобы случайные полезные отклонения отдельных особей под влиянием естественного отбора стали полезным признаком всей популяции или вида в целом.

Кактусы

Отличный пример выживания в суровых условиях показывают растения, они хорошо чувствуют себя в среде, невыносимой для многих живых существ. Растения распространены в пустынях и полупустынях, горах, саваннах, сухих лесах.

Мощный мясистый стебель позволяет собирать из воздуха много влаги, а колючки не дают ей испаряться. Кроме того, острые шипы отпугивают желающих полакомиться кактусом. Сильно развитые корни, достигающие глубоких подземных вод, насыщают растение водой.

Таким образом, растение полностью подготовлено к жизни в регионах, где осадки выпадают крайне редко. Относительный характер приспособляемости кактуса заключается в том, что при изменении условий, например с наступлением затяжных дождей, растение может погибнуть от чрезмерного поступления воды в организм.

В комнатных условиях все преимущества кактуса теряются и становятся нейтральными. Мощный стебель и шипы больше не будут нести важных для выживания функций, останется только эстетический аспект.

Относительный характер приспособленности белого медведя

На латыни этот медведь называется Ursus maritima, что означает морской медведь. Мех прекрасно приспособлен к холодной воде.

Он не пропускает воду во время плавания и практически полностью задерживает выделение тепла от кожи животного. Но если поместить белого медведя в более теплые условия жизни, чем его бурые сородичи, он погибнет от перегрева.

Горизонтальные ноги

У хамелеонов одни из самых необычных ног в мире. Хамелеоны — единственные животные с полностью горизонтальными ступнями, пальцы которых торчат прямо по обеим сторонам подошвы. Ноги хамелеона иногда называют зигодактильными, как птичьи, но это неточное описание, так как пальцы хамелеона расположены совершенно иначе, чем птичьи. Ни у одного животного на земле нет таких ног, как у хамелеона.

Эти уникальные ножки созданы для одной цели: захвата. Все хамелеоны живут на деревьях или больших кустах, где поскользнуться может означать неприятное падение. Но горизонтальные лапы хамелеона позволяют ему полностью обхватывать пальцами ветки и крепко держаться за них. Кости хамелеона помогают защитить рептилий от хищников. Птицы — главные хищники хамелеона — охотятся, нападая на свою добычу и унося ее в когтях. Но хватка хамелеона делает очень трудным отрывать его от ветки даже крупным птицам.

Когда дело доходит до выживания в лесу, немногие животные вооружены лучше, чем хамелеон с его полным арсеналом специализированного снаряжения.

Относительный характер приспособленности верблюда

Верблюжий горб — его гордость! В засушливых условиях там скапливается драгоценная вода. Конечно, не в прямом смысле вода, это молекулы Н2О, связанные с липидами, жировыми клетками.

Животное может долго переносить голод, лежать на теплом песке и сводить пот к минимуму. Дело было не только в том, что кочевники в Сахаре путешествовали на верблюдах. Но к сожалению, в снежных условиях этот выносливый красавец не справится с передвижением, питанием и поддержанием температуры тела.

Черты приспособленности к среде обитания и их результат

Например, тело лягушки сочетается с цветом воды, травы и делает ее невидимой для хищников. Заяц-беляк зимой меняет цвет с серого на белый, что помогает ему быть незаметным на фоне снега.

Мастер маскировки — хамелеон. Но, к сожалению, представление о том, что он подстраивается под цвет того места, где находится, несколько упрощает реальную картину. Изменение окраски этой удивительной ящерицы — реакция на воздействие температуры воздуха, солнечных УФ-лучей и даже настроения.

И вместо маскировки божья коровка использует другую цветовую стратегию – отпугивает. Его насыщенный красный цвет с черными точками сигнализирует о том, что это насекомое может быть ядовитым. Это не так, но какая разница, если такой ход способствует выживанию?

Голова дятла — прекрасный пример формирования определенной формы тела, строения и функции органов. У птицы мощный, но упругий клюв, очень длинный тонкий язык и амортизирующая система, предохраняющая мозг от повреждений при ударах клюва птицы о ствол дерева при сильнейших ударах.

Странное открытие — «агрессия» у растений. Листья крапивы являются хорошей защитой от травоядных. Камелия имеет видоизмененные листья и корни, благодаря чему сохраняет влагу в условиях пустыни. Способ питания росянки, поедание мух, позволяет ей получать питательные вещества весьма нехарактерным для растения способом.

Примеры приспособленности организмов

Лошадь может быстро бегать благодаря широким и удобным копытам. Кошки умеют бесшумно подкрадываться и втягивать когти. Птицы облегчили свои тела для полета, избавились от мочевого пузыря, одного яичника, зубов и обзавелись крыльями с другим оперением.

Насекомые — гусеницы приспособились становиться похожими на лист растения, веточку. У крокодилов возле глаз есть специальные железы, которые помогают удалять избыток соли. У верблюда в горбах накапливается жир, который при расщеплении выделяет воду. Белый медведь сохраняет тепло слоем подкожного жира и густым мехом, широкие лапы позволяют ходить по тонкому льду.

Хамелеоны

Хамелеоны проводят большую часть своего времени на деревьях; гибкие конечности помогают хамелеонам взбираться на них. Пальцы животных срослись, образуя две почти противоположные группы (похожи на клешню), хвост закрученный и длинный — все это позволяет легко хвататься за ветки и передвигаться по ним.

Относительный характер приспособляемости хамелеона заключается именно в его окраске. Естественный окрас животного максимально маскирует его под окружающую среду, делая невидимым для хищников. Но хамелеоны часто меняют цвет, используя его как средство общения.

Некоторые виды способны перекрашиваться практически в любой цвет. Так они выражают свою реакцию на изменение освещения, влажности или появление других животных. В момент опасности «ящерица» испытывает стресс и может стать ярко-красной или желтой, выдавая себя, а не сливаясь и прячась.

Относительный характер приспособленности

Приспособляемость — это наличие у животных или растений признаков, соответствующих их образу жизни и среде, в которой они находятся. Например, тело рыб обтекаемо и покрыто слизью для облегчения передвижения в воде. Арктические медведи имеют белый цвет, чтобы максимально слиться с окружающей средой.

Однако развитые вспомогательные механизмы у представителей живой природы не абсолютны, а относительны. Почему фитнес относителен? Все просто. Если организм приспосабливается к конкретным условиям окружающей среды, он может быть не готов к тому, что другие условия обычно меняются быстрее, чем организмы, которым для этого требуется как минимум пара поколений.

Относительный характер приспособленности проявляется еще и в том, что можно войти в сеть других, имея надежное средство защиты от некоторых врагов (яркие краски, шипы или яд). Так яд многих змей действует на мелкую добычу, отпугивает крупных млекопитающих, но не останавливает ежей и мангустов, питающихся змеями. Подробные примеры мы рассмотрим ниже.

Виды приспособленности организмов

Морфологические адаптации

Они заключаются в функциях конструкции. Любимым примером приспособления Дарвина был дятел, способный лазать по стволам деревьев и ловить насекомых в щелях.

Другие примеры:

1. Разная форма клюва (влияет на способ кормления).
2. Строение ног различных видов крылатых (у водоплавающих они снабжены перепонками для плавания, у бегающих видов очень сильные ноги).
3. Тело акулы в виде торпеды придает ей высокие гидродинамические свойства.
4. Плотность меха животных на севере защищает от сильного холода (як).
5. Плоское тело донных рыб, помогающее им передвигаться по дну (морские птицы).
6. Гибкость тела в пещерах, что позволяет им добывать пищу в узких, небольших полостях (хорьки).
7. В тундровых и горных районах растения часто имеют стелющиеся формы или напоминают подушки, что придает организмам устойчивость к сильным порывам ветра. Зимой их легко удается укрыть снежным покрывалом и им не страшны сильные морозы.
8. Некоторые животные имеют светлую окраску (тигр). Этот цвет напоминает чередование света и тени в окружающей среде и делает их незаметными в зарослях. Многие виды насекомых имеют защитную окраску. В снегу незаметны белые медведи, на фоне пустыни — желтые ящерицы.
9. В зависимости от условий освещения хамелеоны могут менять цвет.
10. Предупреждающая окраска. Обычно подобная окраска характерна для жалящих насекомых.
11. Предупреждающая окраска как подражание неродственным видам (многие неопасные змеи внешне очень похожи на ядовитых).
12. Камуфляж – сходство формы тела с природными объектами, позволяющее ускользать от хищников. Например, в водорослях практически невозможно отличить иглофиш.

Физиологические адаптации

Они способствуют непосредственной реакции живого организма на воздействие негативного фактора внешней среды.

Способность поддерживать относительно постоянную температуру тела позволила теплокровным организмам занять экологические ниши, недоступные обитателям тропиков, Арктики и пустыни. Эта способность является результатом теплопродукции и теплопередачи.

Особая белково-липидная структура существ, обитающих при очень низких или высоких температурах, позволяет им жить в условиях со схожими температурными режимами.

Многие организмы могут выделять различные вещества, которые служат для нападения и защиты. Например, главной особенностью крапивы является ее острота. Это защитный механизм от травоядных. Сюда же относятся вонючие выделения клопов, яды скорпионов, пауков, змей.

Излучение является основным способом передачи тепла у террариумных животных (змей). Ультрафиолетовые лучи также являются мощным дезинфицирующим средством.

Инфракрасное зрение необходимо совам и оленям для ночной охоты или поиска пищи.

Организмы, обитающие в средах с экстремально высоким уровнем ионизирующего излучения, приобрели радиорезистентность (экстремофилы).

В жаркую погоду основным способом отвода лишнего тепла является испарение жидкости. У самцов некоторых видов обеспечивается также испарение со слизистой оболочки полового члена (верблюды, слоны, ослы). При повышении дискомфортной для организма температуры окружающей среды у животных наблюдается одышка.

При кратковременном воздействии низких температур на животных, для которых мороз не является типичной средой (пустынные крысы), у них учащается дыхание за счет усиления обмена веществ и теплопродукции. Но при длительном пребывании в таких условиях у них наблюдается постепенное урежение дыхания.

Черепахи

Уникальными по своему строению пресмыкающимися являются черепахи. Тело животного находится в плотной оболочке, покрытой кожей или роговыми щитками. Он немного похож на раковину, так как состоит из верхней и нижней части.

Черепаха не просто помещается внутрь панциря, она представляет с ним единое целое. Верхняя часть «каркаса» сращена с позвоночником животного, нижняя часть образована ключицами и брюшными ребрами. Черепаху невозможно вытащить из «дома», не парализовав ее.

В случае опасности животное прячет голову и конечности внутрь. Как в этом случае проявляется относительный характер приспособленности? Хищники не могут прогрызть панцирь или выковырять из него черепаху. Но орлы поднимают его высоко над землей, бросают так, что панцирь трескается, а потом поедают свою добычу.

Приспособленность растений к опылению насекомыми

Растения производят цветы для привлечения насекомых. Открывают их обычно только тогда, когда пролетает конкретный вид насекомого, с которым «взаимодействует» растение. Днем воздух наполнен запахом липы, клевера и других растений, опыляемых пчелами.

Гвоздики и петунии опыляются бабочками, поэтому интенсивное выделение пахучих веществ из них начинается с наступлением сумерек. Приспособлением к опылению специфическими насекомыми является также расположение частей околоцветника и их форма. Соцветие — это приспособление цветковых растений, которое значительно увеличивает шансы на опыление.

Организмы и внешняя среда

Каждый вид живых существ имеет свою среду обитания. В его границах действуют различные факторы, имеющие особые характеристики, такие как определенная температура воздуха, соленость почвы или воды, определенные обитатели.

Чтобы выжить в той или иной среде, организм должен адаптироваться к ней. Кто сделает это максимально эффективно, тот сможет выжить и иметь потомство. Растения, животные и даже люди разработали различные инструменты, помогающие им адаптироваться.

Эти инструменты формировались постепенно. Виды, имевшие какие-то преимущества в строении или окраске, лучше других выживали в определенных условиях. Полезные свойства передавались по наследству и становились более выраженными. Со временем желаемые черты стали характерны для всех представителей вида или популяции.

Голова с капюшоном

Многие виды хамелеонов, в том числе вуалевый хамелеон и хамелеон калумма, имеют головы с капюшоном или вуалью. Эта шапка образована костным гребнем на задней части черепа хамелеона. Шапка-хамелеон эволюционировала, чтобы служить двум основным целям. Во-первых, колпачок помогает хамелеонам набирать воду. Поскольку хамелеоны часто живут в сухом климате, а их рацион состоит в основном из насекомых, не содержащих много воды, им нужна вся возможная помощь, чтобы избежать обезвоживания. По мере того, как роса собирается на шапке хамелеона, капли в конечном итоге скользят по краям шапки и попадают в уголки рта ожидающего хамелеона.

Вторая функция шляпок-хамелеонов связана с размножением. У самцов-хамелеонов капюшоны обычно крупнее и острее, чем у самок. Когда приходит время спаривания, хамелеонам иногда приходится драться с другими самцами, чтобы получить доступ к самкам. Самец хамелеона с большим капюшоном кажется крупнее, чем он есть на самом деле, и может пугать других самцов. Женщины-хамелеоны также предпочитают партнеров с большими капюшонами. Этот половой отбор гарантирует передачу генов больших хамелеонов с капюшоном и то, что будущие поколения хамелеонов также будут иметь черепа с капюшоном.

Изменяющая цвет кожа

Как и его голова с капюшоном, знаменитая меняющая цвет кожа хамелеона служит нескольким целям. Во-первых, это помогает рептилии сливаться с окружающей средой. Естественный, неизменный цвет кожи хамелеона варьируется в зависимости от того, где он обитает. Некоторые хамелеоны песочно-коричневого цвета, сливающиеся с корой и ветвями, в то время как другие, живущие на лиственных верхушках деревьев, имеют различные оттенки зеленого. Если цвет среды обитания хамелеона меняется со светло-зеленого на темно-зеленый, он соответствующим образом меняет цвет своей кожи, помогая ему слиться с хищниками и избежать обнаружения.

Хамелеоны также используют свою кожу для контроля температуры. Как и все рептилии, хамелеоны хладнокровны, то есть они нагревают свое тело солнечными лучами. Чтобы ускорить этот процесс, хамелеоны иногда затемняют кожу, так как более темные цвета помогают быстрее поглощать тепло. Некоторые виды хамелеонов могут сделать свою кожу почти полностью черной.

Одной из важнейших функций хамелеона, меняющего кожу, является общение. В брачный период самцы хамелеонов часто показывают самок и раскрашивают их кожу яркими красками. Самцы хамелеонов меняют цвет с ярко-оранжевого и красного на желтый и светло-голубой в виде ярких полос или ярких пятен, чтобы произвести впечатление на самок. Эти цвета указывают на то, что самец готов к спариванию. Самцы-хамелеоны также пытаются запугать других самцов своей окраской. Красный, оранжевый, фиолетовый и черный представляют эти агрессивные цвета у хамелеонов. Хамелеон может изменить цвет на другой, чтобы сообщить другому самцу, что он готов к бою, или попытаться напугать другого самца и заставить его уйти до начала боя.

Каковы враги хамелеонов?

Хамелеоны, ящерицы, наиболее известные тем, что меняют цвет и сливаются с фоном, находятся в самом низу пищевой цепи и выработали несколько механизмов выживания. У него независимо подвижные глаза, что позволяет ему смотреть в разные стороны одновременно. Они также могут быстро бегать, когда птица или змея находятся в…

Поворотные глаза

Одной из самых интересных физических характеристик хамелеона являются его странные вращающиеся глаза. Эти глаза двигаются независимо друг от друга и вращаются почти на 360 градусов. Поскольку эти глаза расположены по бокам головы хамелеона и поскольку хамелеоны могут переключаться между монокулярным зрением (где они видят изображения, собранные только одним глазом) и бинокулярным зрением (где они видят изображения, собранные обоими), хамелеоны могут видеть почти все вокруг их в том числе прямо за вами. Это особое зрение позволяет хамелеонам успешно охотиться на быстро движущихся насекомых, таких как мухи или жуки, когда они проходят мимо. Когда хамелеон обнаруживает добычу одним глазом, он поворачивает оба глаза, чтобы зафиксировать цель. Затем он стреляет своим длинным липким языком, чтобы заманить добычу в ловушку.

Поскольку глаза хамелеона так далеко выступают из головы, им нужна особая защита. Хамелеоны разработали специальные капюшоны, которые закрывают большую часть каждого глаза, оставляя открытым только зрачок. Эти веки защищают мягкие ткани глаз.

Относительный характер приспособленности крота

Живет это животное в основном на земле. У него обтекаемая форма тела, мощные лопатообразные конечности с развитыми когтями. Он очень ловко роет туннели длиной в несколько метров.

И в то же время он совершенно не ориентируется на поверхностях: его зрительная система неразвита, и он может передвигаться только ползком.

Приспособленность и репродуктивный успех

В некоторых случаях отбор самок основывается на характеристиках, связанных с общим обликом самцов. Так, у бабочек Colias (C eurytheme и C philodice) самки выбирают самцов на основе кинетики полета. Предпочтительные самцы достигают наибольшего успеха в спаривании, а также обладают лучшими способностями к полету. У лягушки Physalaemus pustalosus в Панаме самки отдают предпочтение крику определенного типа. Самцы, издающие такие звонки, с большей вероятностью спариваются. Эти успешные самцы также старше и крупнее, так что в этом случае, как и в случае с бабочками Колиа, большую роль играет приспособленность

В то же время считается, что обширный класс демонстрационных характеристик самцов не приносит владельцам никакой пользы и даже может губительно сказаться на их жизнеспособности. Например, общепризнано, что длинные хвосты некоторых самцов райских птиц снижают их приспособленность. Брачные крики самцов панамских лягушек повышают вероятность их истребления хищниками — летучими мышами (Trachops cirrhosus).