Задание 3.

а. Прочитайте статью о насекомом и заполните таблицу.

б. Сделайте вывод о значении приспособленности организмов к среде обитания.

Божья коровка.

 

Тело божьей коровки полушарообразное или яйцевидное, более или менее выпуклое. Голова короткая с 11, реже 10 членистыми сяжками, прикрепляющимися по бокам переднего края головы и могущими подгибаться под голову. Брюшко состоит из 5 свободных члеников. Как взрослые божьи коровки, так и их личинки питаются тлями; некоторые божьи коровки, равно как их личинки, питаются растениями. В случае опасности жуки поджимают сяжки под голову, а ноги под туловище, притворяются мёртвыми и выпускают желтоватый сок, прежде употреблявшийся против зубной боли. Виды, имеющие более длинные ноги, в таких случаях стараются спастись бегством. Жуки зимуют под корой деревьев, под корнями и т. п. Весной самки откладывают желтоватые яички на листьях; из яичек вылупляются удлиненные, сзади заострённые личинки. Личинки божьих коровок часто имеют яркую окраску, бывают усажены бородавками и шипами; сяжки их 3-членистые, на каждой стороне головы находится по 3-4 простых глазка; ноги их довольно длинны. Куколки прикрепляются к листьям задним концом тела. Большая часть божьих коровок весьма полезна тем, что потребляет множество тлей, вредящих растениям, только очень немногие из них (напр. Epilachna), питаясь растительной пищей, бывают вредны.

Задание 4. Определите среду обитания растения или животного, предложенного вам для исследования. Выявите черты его приспособленности к среде оби­тания. Выявите относительный характер приспособленности. Полученные данные занесите в таблицу «Приспособленность организмов и её относи­тельность».

Изучив все предложенные организмы и заполнив таблицу, на осно­вании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникно­вения приспособлений и запишите общий вывод.

Задание 5.

На основании изложенного ниже материала заполните таблицу

 

С глубокой древности натуралистов поражала гармония живых существ с окружающими их условиями жизни.

В процессе эволюции животным, растениям, грибам и т.д. предстояло выдержать не только жесткую конкурентную борьбу с соперниками, но и «спасаться» от врагов. Интересный способ самообороны можно наблюдать у крапивы двудомной (жгучей): эпидермис растения сплошь покрыт особыми заостренными ядовитыми клетками с хрупкими стенками, пропитанными кремнеземом. Каждая такая клетка возвышается на специальном многоклеточном основании и содержит в основном муравьиную кислоту. При малейшем касании растения ядовитая клетка производит укол, ее поверхностный хрупкий вырост обламывается и яд впрыскивается в посягнувшего на него «врага». Такое приспособление эффективно спасает крапиву от поедания травоядными животными.

У кишечнополостных животных есть так называемые «крапивные» клетки. Они названы по аналогии с ядовитыми клетками крапивы. Такие клетки еще называют стрекательными или книдами. При раздражении проплывающим животным особого чувствительного волоска, клетка с силой выстреливает нитью, усаженной направленными назад, как у гарпуна, шипиками. Уколы нити ядовиты и мгновенно парализуют мелких животных. Данное приспособление является у кишечнополостных средством самозащиты и нападения (так как они практически все – хищники).

Голожаберные моллюски – отдельная группа в классе брюхоногих. Утрата раковины чаще всего наблюдается у плавающих и наземных форм в связи с невыгодной для моллюска ее тяжестью. Хотя у голожаберных и нет тяжелой раковины, передвигаются они по субстрату очень медленно. При этом благодаря яркой окраске они хорошо заметны. Казалось бы, какая легкая добыча для рыб и прочих хищников, однако эти моллюски имеют серьезное средство самообороны. Так, у моллюсков из семейства Эолид стрекательные клетки (книды) расположены на концах спинных жабр. Если хищник схватит моллюска, то получит ожог от выстрела ядовитыми нитями стрекательных клеток. Так эти моллюски спасаются от неминуемой гибели. Но хорошо известно, что у самих моллюсков такие клетки не образуются…

Ярким и интересным примером является появление членистых конечностей у предков современных насекомых. Еще в начале палеозойской эры (более 570 млн. л. н.) предки нынешних членистоногих предприняли массовый «десант» из водной среды – на сушу. Иссушающее действие солнца в новой среде обитания вызвало защитное отвердевание покровов (иначе они с неизбежностью погибли бы от обезвоживания тела). Это не могло не сказаться на резком снижении подвижности древних животных. Кроме того, в наземной среде они в полной мере испытали на себе почти непреодолимое действие гравитации. Такие «тяжелые» условия способствовали постепенному совершенствованию опорно-двигательного аппарата членистоногих. Конечности современных членистоногих, представляющие собой систему подвижно соединенных друг с другом рычагов с большим числом степеней свободы, способны к разнообразным и совершенным движениям. Практически у всех членистоногих захват пищи осуществляется конечностями. В процессе эволюции ближайшие ко рту ножки, утратив двигательную функцию, специализировались на проталкивании пищи в рот, а затем на ее захвате и измельчении. Это привело к развитию мощной мускулатуры в головном отделе тела. У наиболее развитых из членистоногих – насекомых, такое скопление нервного вещества привело к формированию головного мозга!

Итак, членистые конечности обеспечивали передвижение; наличие челюстей позволяло питаться иными способами, отличными от фильтрации (способа питания многощетинковых кольчатых червей – наиболее вероятных предков членистоногих). Но это только решение одной проблемы, тогда как, оказавшись на суше, предки членистоногих столкнулись с еще бÓльшим количеством проблем. Это и необходимость строжайшей экономии воды и более эффективного газообмена; сложности с наружным оплодотворением (половые продукты на воздухе быстро высыхают); невозможность быстрого роста из-за хитинизированного покрова и принципиальная невозможность достижения больших размеров тела; незначительные пищевые ресурсы и изобилие врагов и конкурентов в новой среде обитания и т.д.

Вода – природный минерал (минерал – природное химическое соединение, образованное в земной коре естественным путем). Ценные свойства воды определили ее значительную роль в жизни организмов. Например, высокая теплоемкость, из-за которой ее температура при нагревании и охлаждении изменяется незначительно. Поэтому большинству водных обитателей не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение. Сила сцепления между молекулами воды весьма велика, благодаря чему вода может подниматься по сосудам и трахеидам растений, хотя земное тяготение, противоборствуя этому, тянет ее вниз.

Интересен пример с растением под названием «стрелолист» (род семейства Частуховых). Это растение, относящееся к многолетним водным или болотным травам, растет почти повсеместно в водоемах со стоячей или медленно текущей водой, по берегам. У водных форм стрелолиста встречаются листья трех типов: подводные – лентовидные; плавающие – длинночерешковые, овальные или яйцевидные; воздушные – стреловидные. Данное явление носит название гетерофиллия (от лат. hetero – разный; греч. phýllon – лист) – различия в форме, размерах и структуре листьев на одном и том же растении. Такая уникальная способность стрелолиста и других растений к развитию листьев разных форм в различных условиях освещенности – наследуется.

Растения способны как к поглощению, так и к испарению воды. Транспирация (испарение растениями воды) происходит через устьица. Существует огромное разнообразие форм растений, обеспечивающее (в зависимости от дефицита или избытка воды в окружающей среде) усиленное или экономное ее испарение. Например, такие суккуленты (от лат. suсculentus - сочный), как агава, алоэ (имеющие сочные листья) или молочай, кактус (сочный стебель), накапливают большое количество воды, поэтому способны переживать высокие температуры. Если растения теряют воду быстрее, чем корни подносят ее из почвы, то растение начинает увядать. Совершенно очевидно, что в условиях дефицита воды следует резко притормозить транспирацию. И действительно, устьица при этом несколько прикрываются, что уменьшает потерю воды. Однако полного прекращения испарения воды не происходит ни у одного растения! И даже в тех случаях, когда ее надо экономить…

Ярким и интересным примером гармоничных взаимоотношений некоторых цветковых растений (пролески, гусиного лука, хохлатки, чистотела, фиалки и др.) и муравьев является мирмекохория (от греч. mýrmēx — муравей и chōréō — распространяюсь). Мирмекохория связана с поеданием муравьями придатков (ариллоидов или карункулов) на семенах, остающихся при этом неповрежденными. В поиске пищи муравьи находят такие семена и волокут их в муравейник. После этого лакомство съедается, а выброшенное семя благополучно прорастает в богатой питательными веществами почве. В обычных условиях от такого сотрудничества выигрывают обе стороны — у муравьев есть стабильный источник пищи, а семена растений разносятся далеко (одна колония муравьев разносит десятки тысяч семян за вегетационный период на расстояние до 1000 м от муравейника), что снижает конкуренцию между материнским растением и его потомством.

Опираясь на данные закономерности приспособленности организмов к условиям среды, исследователи установили, что размеры семян чаще всего определяются величиной запаса питательных веществ и связаны с особенностями их распространения, а также условиями прорастания. Так, крупные семена содержат большой запас питательных веществ, необходимых для всходов в условиях сомкнутого растительного покрова. В мелких семенах содержится меньший запас питательных веществ (в данном случае благодаря небольшим размерам семена этих растений легче переносятся ветром подальше от родительского растения). Очевидно, запас питательных веществ является необходимым условием для развития проростка. Однако в природе встречаются такие растения, семена которых настолько мелки, что похожи на пылинки! Это семена некоторых представителей семейства орхидных: венерина башмачка, ятрышника, любки и др., произрастающих в лесной зоне Северного полушария с умеренным климатом. В них запас питательных веществ практически отсутствует…