31. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭВОЛЮЦИИ

Многообразие видов, приспособленность организмов к среде обитания

• Каковы движущие силы эволюции?
• Каков механизм возникновения приспособления организмов к условиям существования?

Каждая группа организмов оптимально приспособлена к тем условиям среды, в которых она обитает. Эта приспособленность — результат действия движущих сил эволюции в данных условиях существования. Приспособленность повышает шансы организмов на выживание и оставление потомства, т. е. помогает таким особям выиграть борьбу за существование и передать свои гены следующим поколениям.

В ходе естественного отбора в любой популяции сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям этой популяции оптимальные приспособления к условиям обитания. Для обозначения приспособлений к разным условиям жизни, которыми популяции отличаются друг от друга, Ч. Дарвин использовал термин адаптации (от лат. adaptation — приспособление). Поскольку условия обитания организмов разнообразны, столь же разнообразны и адаптации к ним. Приспособления затрагивают внешние и внутренние признаки и свойства организмов, особенности размножения и поведения, т. е. существует множество различных форм приспособлений организмов к окружающей среде.

Морфологические адаптации. Эти адаптации связаны с особенностями строения тела. У Дарвина любимым примером подобных адаптаций служил дятел. В своей книге «Происхождение видов путём естественного отбора» Дарвин писал: «Можно ли привести более разительный пример приспособления, чем дятел, лазящий по стволам деревьев и вылавливающий насекомых в трещинах коры?» Ярким примером адаптаций к разным типам питания является разнообразная форма птичьих клювов (рис. 111).

Плоская форма тела придонных рыб и торпедообразное тело акул, густой шерстный покров у северных млекопитающих, гибкое тело у норных животных — это примеры морфологических адаптаций у животных.

Подобные формы адаптаций существуют и в растительном царстве. В высокогорных районах и в тундре большинство растений представлены стелющимися и подушковидными формами, которые устойчивы к сильным ветрам, зимой легко укрываемы снегом и потому не повреждаются в сильные морозы.

Покровительственная окраска. Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов для многих видов животных. Благодаря ей животные становятся менее заметными. Эти адаптации очень важны для видов, не имеющих эффективных средств защиты от хищников, а также для самих хищников, которым необходимо скрываться в засаде. Неразличимы в траве зелёные кузнечики, в пустыне — песочно-жёлтые ящерицы, на снегу — зайцы-беляки.

Сливаются с общим фоном местности самки птиц, гнездящихся на земле. У некоторых животных существует характерная яркая окраска, образованная чередованием светлых и тёмных полос или пятен (тигры, леопарды, пятнистые олени, детёныши кабана) (рис. 112). Такая окраска имитирует чередования света и тени в окружающей природе и делает животных менее заметными в густых зарослях.

Маскировка. Хорошим средством защиты от врагов служит маскировка — соответствие формы тела объектам неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников. В классе насекомых существует отряд Привиденьевые, или Палочники, представители которого поразительно похожи на палочки, ветки или листья (рис. 113). Даже у такого крупного животного, как выпь, форма и окраска тела таковы, что позволяют ей, стоя в камышах, оставаться почти незаметной для хищников.

Предостерегающая окраска. У ряда животных вместо покровительственной окраски развивается предостерегающая, или угрожающая. Как правило, такая окраска характерна для жалящих или имеющих ядовитые железы насекомых (осы, шмели).

Мимикрия. Многие безобидные животные в процессе эволюции приобрели сходство с ядовитыми видами. Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищённым и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам называют мимикрией (от греч. mimikos — подражательный). Наиболее ярким примером служат мухи-журчалки, которые расцветкой и формой тела напоминают ос.

Физиологические адаптации. Они связаны с перестройкой обмена веществ. Без таких адаптаций невозможно поддержание гомеостаза — относительного постоянства химического состава и интенсивности течения физиологических процессов — в постоянно меняющихся условиях внешней среды. Человек не может долго обходиться без пресной воды из-за особенностей своего солевого обмена, но птицы и рептилии, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, которые позволяют им быстро избавляться от избытка солей в воде.

Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование. Затаивание или отпугивающее поведение при приближении врага; запасание корма на неблагоприятный период года; сезонные миграции — это далеко не полный перечень разнообразных типов поведения, возникающих в ходе эволюции в качестве приспособлений к конкретным условиям существования.

Особую важность имеют поведенческие адаптации, связанные с продолжением рода. Брачные отношения: выбор партнёра, образование семьи, а также забота о потомстве — являются врождёнными и видоспецифичными, т. е. у каждого вида существует свой набор рефлексов полового и детско-родительского поведения (рис. 114).

Относительный характер адаптаций. Все виды адаптаций полезны лишь в конкретных условиях окружающей среды. При изменении условий приспособления могут потерять свою ценность или даже стать вредными, т. е. адаптации обладают относительной целесообразностью. Например, устойчивость к тем или иным ядохимикатам у насекомых будет бесполезной, если человек уже перестал их применять. Белая зимняя окраска зайцев становится опасной в периоды оттепелей или в малоснежные зимы. Если внешние условия изменятся очень резко, новые адаптации не успеют сформироваться, что приведёт к вымиранию больших групп организмов.

Многообразие видов как результат эволюции. Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых подвидов и видов, т. е. к видообразованию. Этот важнейший начальный этап эволюционного процесса называют микроэволюцией.

Запомнить: адаптации: морфологические, физиологические, поведенческие; покровительственная окраска, маскировка, предостерегающая окраска, мимикрия; относительная целесообразность адаптаций; микро-эволюция

Выводы

Каждая группа организмов оптимально приспособлена к тем условиям среды, в которых она обитает. Существует множество различных форм приспособленности организмов к окружающей среде: морфологические и физиологические адаптации, покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предостерегающая окраска и др. Все виды адаптаций полезны лишь в конкретных условиях окружающей среды.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

1. Что такое адаптация?
2. Каков механизм возникновения адаптации?
3. В чём суть физиологической адаптации?
4. Как объяснить возникновение мимикрии у животных?
5. Какова роль покровительственной окраски?

Выполни задание

1. Охарактеризуйте основные виды адаптаций.
2. Приведите примеры адаптаций у животных и растений вашего края.

Обсуди с товарищами

1. Почему любая адаптация имеет относительный характер?
2. С чем связан тот факт, что у животных, заботящихся о своём потомстве, всегда рождается небольшое количество детёнышей?

Выскажи мнение

Как вы считаете, если эволюционный процесс, в ходе которого образуются новые подвиды, виды, называют микроэволюцией, то какие эволюционные преобразования относят к категории макроэволюции?

ПРОВОДИМ ИССЛЕДОВАНИЕ

Лабораторная работа

Выявление у организмов приспособлений к среде обитания

Цель: научиться выявлять относительный характер адаптаций у организмов.

Материалы и оборудование: живые объекты, предложенные учителем; информационные карточки об изучаемых объектах (систематическое положение, среда обитания).

Ход работы

1. Рассмотрите объекты (форма тела, окраска, видоизменение органов) и изучите информацию о них, определите среду их обитания.
2. Определите наличие морфологических адаптаций, связанных с условиями жизни.
3. Результаты исследования оформите в виде таблицы:
4. Определите, будут ли иметь адаптивное значение выявленные особенности строения объектов, если организмы поместить в новые, отличающиеся от прежних условия.
5. Изучив все предложенные организмы и заполнив таблицу, на основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений и запишите общий вывод.

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Не только люди могут похвастаться огромным разнообразием профессий. Аналоги многих из них демонстрируют представители животного царства. Среди животных встречаются «каменщики», «плотники», «портные», «инженеры путей сообщения», «производители консервов» и «представители многих других профессий».

Некоторые стенные пчёлы изготавливают из глинисто-известковой земли и собственной слюны почти полное подобие римского цемента и строят из него на камнях настолько прочные жилища, что их можно разрушить лишь с помощью металлического инструмента.

Среди птиц прекрасными «каменщиками» являются ласточки. Деревенские ласточки строят свои гнёзда в обжитых людьми местах или по соседству с ними. Гнёзда обычно сделаны из жирной земли (чернозёма), которую птица собирает клювом и перемешивает со слюной для придания земле твёрдости, а также с шерстью и стебельками травы. Такое гнездо весит около 300 г, а так как клюв у ласточки очень мал, для постройки одного домика ей приходится совершать до пятисот вылетов.

Некоторые перепончатокрылые насекомые (наездники или осы) изготавливают «консервы» для выкармливания своих личинок. На «консервы» идут жуки, сверчки, гусеницы, кузнечики и другие насекомые. Наездник откладывает в тело жертвы яйцо. Вылупившаяся личинка может в течение долгого времени питаться своим «домом», поедая при этом именно те части тела жертвы, без которых та остаётся живой, а значит, «продукт питания» сохраняет свежесть... Благодаря такому поведению некоторые наездники приносят большую пользу сельскому хозяйству, уничтожая вредных гусениц.