Виды адаптации животных в экосистемах

Введение

Адаптация – это способность организмов приспосабливаться к изменяющимся условиям среды для обеспечения своего выживания и развития. Она является одной из основных причин разнообразия живых организмов на Земле. Адаптации могут проявляться на физиологическом, морфологическом и поведенческом уровнях. Физиологические адаптации связаны с изменениями во внутренних функциях организма, морфологические адаптации – с изменениями в структуре и форме органов, а поведенческие адаптации – с изменениями в поведении и действиях организма.

Нужна помощь в написании работы?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Содержание

• Слайд 1

• Слайд 2

  «Чтобы выжить, надо быстро изменяться» (Л. Кэролл «Алиса в Зазеркалье»)

• Слайд 3

  • К. Линней: виды созданы Богом и уже приспособлены к среде обитания.
  • Ж.Б. Ламарк: формирование приспособленности стремлением организмов к самоусовершенствованию.
  • Ч. Дарвин: объяснил происхождение приспособленности в органическом мире с помощью естественного отбора.
  • Попытайтесь объяснить образование длинной шеи у жирафа с точки зрения К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина.

• Слайд 4

  • Обтекаемая форма тела позволяет дельфину развивать в воде v=40 км/ч
  • Сокол – сапсан в погоне за добычей развивает v= 290 км/ч
  • Скорость пингвина в толще воды 35 км/ч

• Слайд 5

  • Иглы у дикобраза и ежа
  • Панцирь у черепахи и броненосца

• Слайд 6

  • Удивительное сходство с веточками наблюдается у палочников.
  • Гусеницы некоторых бабочек напоминают сучки, а тело некоторых бабочек – лист.

• Слайд 7

• Слайд 8

  Покровительственная окраска развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов. Такая окраска делает организмы менее заметными на фоне окружающей местности.

• Слайд 9

  У открыто гнездящихся птиц самка, сидящая на гнезде почти неотличима от окружающего фона. Соответствует фону и пигментированная скорлупа яиц. Интересно, что у птиц, гнездящихся в дупле, на деревьях, самки нередко имеют яркую окраску, а скорлупа светлая.

• Слайд 10

  • Птенец серебристой чайки
  • Малый вальдшнеп

• Слайд 11

  Очень яркая окраска (обычно белая, желтая, красная, черная) характерна для хорошо защищенных ядовитых, жалящих форм. Несколько раз попытавшись отведать клопа-«солдатика», божью коровку, осу птицы в конце концов отказываются от нападения на жертву с яркой окраской.

• Слайд 12

  • Бабочка вице-король повторяет форму и окраску крыльев ядовитой бабочки-монарха.
  • Муха копирует облик и поведение пчелы
  • Это сходство беззащитного или съедобного вида с хорошо защищённым и обладающим предостерегающей окраской

• Слайд 13

  • Молочная змея успешно имитирует окраску кораллового аспида
  • Как правило, численность копируемых особей во много раз выше, чем копирующих.

• Слайд 14

  • Совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий
  • Накопление жира пустынными животными перед наступлением засушливого сезона. Верблюд может обходиться без воды, теряя при этом до 40 % веса тела.
  • Железы, выделяющие растворы солей, расположены у самых глаз крокодила, и кажется, будто хищник плачет.

• Слайд 15

  • Летучие мыши используют эхолокацию для ориентации в пространстве и определения местоположения объектов вокруг, при помощи высокочастотных звуковых сигналов.
  • Анабиоз — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

• Слайд 16

  • Характерная черта поведения опоссума — способность притворяться мертвыми при опасности, в этой «игре» опоссум просто неподражаем.
  • Лягушка лапатоног. Земноводное пустыни, живущее большую часть жизни в норах, выходит ночью на охоту, когда спадёт жара.

• Слайд 17

  • Речной бобр запасает до 20 куб.м. корма
  • Самец колюшки строит гнездо с 2 выходами – забота о безопасности потомства

• Слайд 18

  • Бурундук
  • Забота о потомстве у пингвинов

• Слайд 19

  • Связаны с образованием в организме определенных веществ, облегчающих защиту от врагов или нападение на других животных
  • Скорпионы используют свой яд, чтобы убить или парализовать добычу, чтобы ее можно было съесть, или для защиты от врагов.
  • Нападая, скунс задирает хвост, выгибает спину и стучит передними лапками. Если враг не отстает, зверек поворачивается спиной и, подняв хвост, выпускает струю отвратительно пахнущей жидкости.

• Слайд 20

• Слайд 21

  • Ядовитых змей, опасных для многих животных, поедают мангусты.
  • Ёж защищается от лисы иголками и сворачивается в клубок, но если рядом ручей, лиса скатывает его в воду, где мыщцы ежа разжимаются и он становится лёгкой добычей.

• Слайд 22

  • Все приспособления у организмов вырабатываются в конкретных условиях их среды обитания.
  • Если условия среды меняются, приспособления могут утратить свое положительное значение, они обладают относительной целесообразностью

Посмотреть все слайды

Выявление приспособлений у организмов к среде обитания

Основные примеры показаны в таблице.

Приспособления к водной среде

Форма тела:

• приплюснутая (пиявка);

• схожая с каплей;

• трубообразная;

• напоминающая торпеду (кальмар). 

Тело максимально снижает трение благодаря специфике покровов:

• слизь;

• мягкий верхний слой (кит);

•  гладкий твёрдый корпус (морская черепаха). 

Конечности:

• ласты (тюлень);

• плавники (дельфин);

• перепонка.

Адаптации, помогающие двигаться в воде:

• окружающая тело перепонка, «зонт»;

• «водоструйный мотор»;

• хвост с плавником.

Дыхательные органы разнообразны:

• жабры;

• трубка для дыхания (ранатра);

• заборники;

• образование пузыря, служащего заменой лёгкому.

Главный принцип окраса выражается в степени световой яркости в воде. Донные рыбы часто имеют окрас, схожий с оттенком дна (камбала). Они также изменяет окрас исходя из оттенка фона.

Приспособления к воздушной среде

Специфика строения летающих видов:

• обтекаемое тело;

• облегчённая структура (полые кости);

• опорные плоскости;

• перепонки и крылья;

• облегчённые конечности (меньший вес, более короткие мышцы).

Особенности бегающих видов:

• сильные, но лёгкие конечности;

• меньше пальцев (лошадь);

• защищающие роговые копыта;

• более короткие передние и мощнейшие задние конечности (кенгуру).

Лазающие существа обладают разными адаптациями:

• тонкое удлинённое тело (змея);

• когти-крючки, острые когти (ленивец);

• мощные пальцы;

• хватательные конечности, даже подобный хвост;

• сильные мышцы (гиббон, орангутан);

• выросты: усики (плющ). 

Лазающие виды иногда обладают и признаками полёта (летучая мышь). Нередко у птиц есть способность к бегу и полёту.

Могут сочетаться адаптационные признаки к жизни в разных средах (земноводные). Способностями к полёту обладают иногда и водные существа (летучие рыбы).

Приспособления к почве

Покровы обитателя подземелья обеспечивают лёгкость продвижения:

• слизь, обеспечивающая скольжение в земле;

• шерсть, легко заглаживающаяся вперёд и назад (крот);

• короткая шерсть;

• шёрстяной покров устойчив к истиранию.

Специфичность конечностей и формы тела:

• тело удлинённое и тонкое (геофил);

• копательные зубы (слепушонка) и конечности;

• обтекаемость тела без выступов (крот);

• укороченные конечности.

Специфика органов чувств подземного жителя:

• малые уши (либо их нет);

• усиленное осязание;

• отсутствие глаз либо их очень малый размер (крот).

Почва тяжёлая и имеет высокую плотность, а помимо этого в ней может содержаться мало влаги и воздуха. Данные особенности среды также вызывают приспособительные адаптации:

• мощная костно-мышечная структура, защищающая от сдавливания (крот);

• система лакун, накапливающая воздух;

• мясистость стебля, толстый эпидермис для запаса влаги в засуху (кактусы);

• колючки, ребристость стебля, восковой налёт на нём для задержки влаги (кактусы);

• развитый корень.

Организменная среда обитания

Для существ, ведущих приспособленческий образ жизни (паразитов, например, малярийный плазмодий), организм, заселяемый ими, является особой средой. У хозяина происходит выработка разных реакций защиты. 

Паразиты в ответ находят методы приспособления к подобным реакциям, и тем самым осуществляется постоянный процесс взаимной приспосабливаемости. Чем проще организация существ, тем больше среди них паразитов (простейшие, растения, грибы).

Физиологические адаптации

Физиологические адаптации – это изменения внутренних функций и процессов организма, которые позволяют ему адаптироваться к различным условиям среды. Они обеспечивают нормальное функционирование организма и его выживание в различных экологических условиях.

Физиологические адаптации могут проявляться на уровне органов, тканей и клеток организма. Они могут быть временными или постоянными, в зависимости от изменений в среде и потребностей организма.

Примеры физиологических адаптаций включают изменение температуры тела, регуляцию обмена веществ, адаптацию к недостатку кислорода и изменение реакции на стрессовые ситуации.

Например, у животных, живущих в холодных условиях, может быть развит слой подкожного жира, который помогает сохранять тепло. У растений, растущих в засушливых условиях, может быть развита способность сохранять воду и устойчивость к недостатку влаги.

Физиологические адаптации играют важную роль в выживании и развитии организмов, позволяя им адаптироваться к изменяющимся условиям среды и успешно справляться с различными стрессовыми ситуациями.

Примеры адаптаций у животных.

Вот еще несколько Примеры как животные адаптировались к конкретной среде, в которой они живут.

Примеры земельной адаптации.

Оболочки некоторых эмбрионов животных, таких как рептилии и птицы, являются примерами адаптации к земной среде. Твердая оболочка предотвращает гибель зародыша, обеспечивая физическую защиту вне тела

Мех у млекопитающих является еще одной важной адаптацией, поскольку позволяет им защитить свои жизненно важные органы и поддерживать функцию в холодном климате…

Примеры водной адаптации.

Плавники и плавники различных видов рыб и водных млекопитающих развивались как приспособления для лучшего выживания в воде. Точно так же встречаются межпальцевые мембраны амфибий и птиц (ремни между их ‘пальцы ног’) имеют одинаковое адаптивное назначение.

Примеры световой адаптации.

У многих ночных животных развились глазные яблоки, которые позволяют им видеть ночью. Отсутствие света означает, что им нужна эта способность избегать хищников и находить свои собственные источники пищи. Однако некоторые животные пошли другим путем. У золотой крота есть глаза, но они полностью закрыты, поскольку проводят все свое время под землей и больше не нуждаются в них…

Примеры адаптации к температуре.

Накопление и поддержание жира под кожей — тип адаптации в холодном климате. Согласно правилу Аллена., Животные, которые живут в холодных областях, имеют более короткие конечности, уши, хвосты и морду, чем животные, которые живут в более теплых областях. Это так, тогда он может сохранить тепло. В более теплом климате животные, такие как лисица феннек (см. Ниже), имеют большие уши по противоположной причине. Эти большие придатки используются для охлаждения тела..

Зачем нужна физиологическая адаптация?

Условия жизни в некоторых уголках планеты не совсем комфортные, тем не менее там существуют различные представители живой природы. Есть несколько причин, почему эти животные не покинули неблагоприятную среду.

Прежде всего, климатические условия могли измениться, когда определенный вид уже существовал на данной территории. Некоторые животные не приспособлены к миграциям. Возможен также вариант того, что территориальные особенности не позволяют мигрировать (острова, горные плато и т. д.). Для определенного вида изменившиеся условия обитания все равно остаются более подходящими, чем в любом другом месте. И физиологическая адаптация является лучшим вариантом решения проблемы.

Значение адаптаций для выживания и развития организмов

Адаптации играют важную роль в выживании и развитии организмов. Они позволяют организмам приспособиться к различным условиям среды и успешно существовать в них. Вот несколько причин, почему адаптации так важны:

Обеспечение выживания

Адаптации позволяют организмам выживать в экстремальных условиях, таких как высокие или низкие температуры, недостаток пищи или воды, высокая соленость или кислотность среды и т.д. Они позволяют организмам адаптироваться к этим условиям и выживать даже в самых неблагоприятных ситуациях.

Увеличение шансов на размножение

Адаптации также помогают организмам увеличить свои шансы на размножение. Они могут включать в себя различные морфологические, физиологические и поведенческие изменения, которые делают организмы более привлекательными для партнеров или улучшают их способность к размножению. Например, у птиц мужской пол может иметь яркие и красочные оперения, чтобы привлечь самок, а у растений могут быть различные механизмы опыления, чтобы обеспечить успешное размножение.

Повышение конкурентоспособности

Адаптации также помогают организмам стать более конкурентоспособными в своей среде. Они могут включать в себя различные механизмы защиты от хищников, улучшение способности к поиску пищи или уклонению от опасности, а также улучшение способности к захвату ресурсов и использованию их эффективно. Это позволяет организмам выживать и преуспевать в конкурентной среде, где ресурсы ограничены.

В целом, адаптации являются ключевым фактором в выживании и развитии организмов. Они позволяют организмам приспособиться к различным условиям среды, увеличить свои шансы на размножение и стать более конкурентоспособными. Без адаптаций организмы не смогли бы выжить и развиваться в разнообразных и изменчивых условиях окружающей среды.

Что представляют физиологические адаптации, примеры, зачем нужны

Под физиологическими вариантами способности к приспособлению подразумевается нормальная реакция организма живого существа на изменения в условиях окружающей среды.

В случае с телом человека наиболее наглядными примерами служит увеличение мышечной массы у лиц, регулярно испытывающих значительные физические нагрузки (что может быть связано как с профессиональной деятельностью, так и с регулярными занятиями спортом), а также гипертрофия миокарда у тех же спортсменов.

Под этим понятием также может подразумеваться и особенность работы ферментативных систем, способность к поддержанию стабильной температуры тела, липидного, минерального или белкового обмена.

Ярким примером физиологического приспособленчества может служить способность многих живых существ к поддержанию стабильной температуры тела, не зависящей от окружающих условий. Это позволило теплокровным животным заселить недоступные для холоднокровных регионы.

Биохимические адаптации

Этот тип адаптаций связан с образованием определенных веществ, облегчающих защиту от врагов или нападение на другие организмы. Сюда можно отнести яды змей, скорпионов, пауков и некоторых других животных, облегчающие им охоту; антибиотики грибов и бактерий, защищающие их от конкурентов; токсины растений, предохраняющие их от поедания; пахучие вещества клопов и некоторых других насекомых, отпугивающие врагов и т. п. Сюда же можно отнести образование ферментов, разрушающих ядохимикаты и лекарственные препараты, используемые человеком и приводящие к появлению устойчивых к этим веществам форм бактерий, грибов и других организмов. К биохимическим адаптациям относится и особая структура белков и липидов у термофильных (устойчивых к высоким температурам) и психрофильных (холодолюбивых), позволяющая организмам существовать в горячих источниках, вулканических почвах или в условиях вечной мерзлоты. (подробнее об этом в статье Биохимические адаптации)

Виды адаптаций

Существуют следующие виды адаптаций организмов: морфологические, физиологические, биохимические, поведенческие (этологические).

Морфологические адаптации — особенности окраски и строения тела, повышающие выживаемость организмов в данной среде. Из большого числа морфологических адаптаций наиболее значимыми являются средства пассивной защиты: покровительственная и предостерегающая окраска, мимикрия. Они повышают шанс особей выжить и оставить потомство.

Покровительственная окраска — окраска тела организмов, позволяющая им слиться с фоном среды и стать менее заметными для врагов. Покровительственная окраска бывает однотонной или расчленяющей. Например, зеленые гусеница и кузнечик почти не заметны на фоне листьев и травы. Заяц беляк, песец, горностай не видны на фоне белого снега. Хамелеон и камбала могут менять окраску под цвет среды путем перераспределения пигментов в кожных покровах. Тигры едва заметны даже на небольшом расстоянии из-за совпадения полос на их теле с чередованием света и тени в среде.

Предостерегающая окраска — яркая, хорошо заметная окраска тела у несъедобных или имеющих средства защиты организмов. Хищник, пытающийся съесть такую жертву, получает отпор и в дальнейшем не трогает особей с такой окраской. Божья коровка имеет ярко-красную окраску с черными точками, которая является сигналом ее токсичности. Осы, пчелы и шмели чередованием ярких желтых и черных полос предупреждают о наличии у них жала. Ядовитые змеи обычно имеют хорошо заметный, контрастный рисунок на теле.

Мимикрия (от греч. mimikos — подражательный) — подражание незащищенных и съедобных видов представителям видов, имеющих средства защиты или несъедобных. При этом объектом подражания могут быть как животные, так и растения. Вид-подражатель вводит в заблуждение хищника и повышает свой шанс выжить. Некоторые мухи (большеголовка, сирфида, журчалка) и бабочки (стеклянница) подражают шершням и пчелам. В лесах Амазонии среди ядовитых бабочек геликонид встречаются очень на них похожие съедобные бабочки из семейства белянок.

К средствам пассивной защиты также относятся твердые покровы (раковины моллюсков, панцири черепах) и иглы (ежи, дикобразы). У растений эту роль играют колючки (барбарис, шиповник, боярышник, акация) и жгучие железистые волоски (крапива, шалфей, борщевик).

Физиологические адаптации — особенности процессов жизнедеятельности, благоприятные для жизни в данной среде. Это адаптации по поддержанию постоянной температуры тела: потоотделение, тепловая одышка, мышечная дрожь, расширение и сужение сосудов кожи и др. К недостатку кислорода у жителей высокогорий выработалась адаптация в виде повышенного количества эритроцитов и гемоглобина в крови. У ныряющих водных животных в мышцах содержится большое количество миоглобина, связывающего кислород. К физиологическим адаптациям можно отнести способность животных и растений поддерживать водный баланс в организме при разной обеспеченности среды водой.

Биохимические адаптации — особенности химического состава тела и биохимических реакций, позволяющие организму реагировать на изменения окружающей среды. При увеличении освещенности ускоряется процесс фотосинтеза у растений. При низкой температуре среды у животных усиливается энергетический обмен. Для привлечения насекомых-опылителей у растений синтезируются эфирные масла, придающие цветкам аромат.

Поведенческие (этологические) адаптации — особенности поведения отдельных организмов или их групп, направленные на выживание и размножение в данной среде. Ряд поведенческих реакций у организмов носит врожденный характер (инстинкты). Они проявляются в виде активного сооружения гнезд или нор, насиживания яиц, заботы о потомстве, брачных игр, сезонных миграций и др. В течение жизни у особей появляются приобретенные адаптации (условные рефлексы). Это выбор мест для ночевки, защиты от холода или жары, объединение в стаи для успешной охоты, выбор троп к водопою и др.

Виды физиологической адаптации

Адаптацию организма различают генотипическую и фенотипическую. В основе генотипической лежат условия естественного отбора и мутаций, которые привели к изменениям в организмах целого вида или популяции. Именно в процессе этого типа адаптации были сформированы современные виды животных, птиц и человека. Генотипическая форма адаптации является наследственной.

Фенотипическая форма адаптации обусловлена индивидуальными изменениями в конкретном организме для комфортного пребывания в определенных климатических условиях. Также может развиваться вследствие постоянного воздействия агрессивной среды. В результате организм приобретает устойчивость к ее условиям.

Приспособительное поведение

Приспособительное поведение — действия, направленные на избежание отрицательных факторов окружающей среды. Является одним из эффективных способов адаптации к среде обитания.

Виды приспособительного поведения приведены в таблице.

Виды приспособленности	Значение	Примеры
Замирание	Защита от поедания травоядными животными	Земноводные, птицы, некоторые жуки
Угрожающая поза	Защита от поедания	Ушастая круглоголовка, бородатая ящерица
Запасание корма	Переживание бескормицы	Сойка, кедровка, бурундук, белка
Формирование брачных пар	Воспроизведение потомства и совместный уход за ним	Птицы, волки

Все виды приспособлений организмов носят относительный характер. Даже самая эффективная адаптация может оказаться бесполезной или даже откровенно вредной при смене условий. К примеру, сокол, идеально приспособленный к стремительному полёту, совершенно не может передвигаться в воде или в густом лесу.

Что мы узнали?

В кратком докладе по биологии для 11 класса можно рассказать, что приспособленность у живых организмов возникла в ходе эволюции. Её основная задача — помочь организму выжить в конкретной среде и оставить после себя потомство. Адаптации могут иметь самые различные формы и разделяются по морфологии, физиологии и поведению организмов.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Виды приспособленности организмов

Морфологические адаптации

Они заключаются в особенностях строения. У Дарвина излюбленным примером адаптации был дятел, который способен лазать по стволам деревьев и вылавливать насекомых в трещинках.

Иные примеры:

1. Разная форма клювов (влияет метод питания).

2. Строение ног у различных видов крылатых (у водоплавающих они снабжены перепонками для плавания, бегающие виды птиц имеют очень сильные ноги).

3. Тело акулы в виде торпеды обеспечивает ей высокие гидродинамические характеристики.

4. Густота шерстяного покрова у животных севера, защищающая от сильного холода (як).

5. Плоское тело придонных рыб, которое помогает им передвигаться по дну (морские коровки).

6. Гибкость тела у норных, позволяющее добывать пищу в узких, малых полостях (хорёк).

7. В тундре и горных регионах растения часто обладают стелющимися формами либо они напоминают подушки, что обеспечивает организмам устойчивость к резким ветряным порывам. В зимний период они с лёгкостью способны укрываться снежным покровом и им не страшен сильнейший мороз.

8. Отдельным животным присущ яркий окрас (тигр). Подобная окраска похожа на чередование света и тени в окружающей среде и придаёт им малозаметность в зарослях. Покровительственной окраской обладает множество видов насекомых. Незаметны в снегу белые медведи, на фоне пустыни – ящерицы жёлтого окраса.

9. Исходя из условий освещения могут изменять окрас хамелеоны.

10. Предостерегающая окраска. Обычно подобный окрас свойственен жалящим насекомым.

11. Предупреждающая окраска как подражание неродственным видам (многие неопасные змеи сильно схожи с ядовитыми).

12.  Маскировка – похожесть формы тела на объекты природы, дающая возможность спасаться от хищников. Например, почти нельзя различить в водорослях рыбу-иглу.

    

    

    

Физиологические адаптации

Они способствуют незамедлительной реакции живого организма на действие негативного фактора среды.

Возможность поддерживать относительно постоянную температуру тела позволила теплокровным организмам занять экологические ниши, которые недоступны для обитателей тропиков, Заполярья, пустыни. Такая способность – результат теплопродукции и теплоотдачи.

Особенная белково-липидная структура существ, обитающих при очень низких либо высоких температурах, позволяет им жить в условиях с подобными температурными режимами.

Многие организмы могут выделять разные вещества, служащие для нападения и защиты. Например, основной особенностью крапивы является её жгучесть. Это механизм защиты от травоядных. Сюда же относятся пахучие жидкости клопов, яды скорпионов, пауков, змей.

Излучение является основным методом тепловой отдачи у террариумных животных (змеи). Ультрафиолетовые лучи также являются мощным дезинфицирующим фактором. 

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

Организмы, живущие в средах с крайне высоким уровнем ионизирующего излучения, приобрели радиорезистентность (экстремофилы).

В жару главным методом отведения излишней теплоэнергии служит испарение жидкости. У самцов некоторых видов добавочно предусмотрено её испарение со слизистой полового члена (верблюды, слоны, ослы). При некомфортном для организма повышении температуры окружающей среды, у животных наблюдается одышка.

При кратковременном влиянии пониженных температур на животных, для которых мороз – не типичная среда (песчанки), их дыхание учащается из-за усиленного обмена веществ и теплопродукции. Но при долгом нахождении в подобных условиях у них происходит постепенное замедление дыхания.