Вид и видообразование. Критерии вида. Основные формы видообразования: географическое, экологическое. Видообразование – это процесс возникновения новых видов. В настоящее время на земном шаре обитает несколько миллионов разнообразных видов, а за всё время существования Земли, как считают учёные, их было в 50–100 раз больше. В результате обмен генами между изолированными популяциями прекращается, накапливаются межпопуляционные различия, что в дальнейшем может привести к превращению таких популяций в самостоятельные генетические системы, сначала виды, а затем и более крупные таксоны. В зависимости от изолирующего механизма, можно выделить два основных пути видообразования: географическое и экологическое. Видообразование протекает очень медленно, в течение сотен тысяч и миллионов лет в результате смены сотен тысяч поколений. В пределах ареала исходного вида осуществляется экологическое видообразование. Оно может происходить несколькими способами. Один из них – быстрое возникновение новых видов путём кратного увеличения числа хромосом (полиплоидизация). Характерные признаки и свойства, которыми одни виды отличаются от других, называют критериями вида. Существует несколько основных критериев вида. Морфологический критерий заключается в сходстве внешнего и внутреннего строения организмов. С его помощью легко определяются особи неблизких видов. Генетический критерий. Иногда среди очень похожих особей обнаруживаются группы, которые не скрещиваются друг с другом. Это так называемые виды-двойники, которые встречаются практически во всех крупных систематических группах и отличаются друг от друга числом хромосом. Физиологический критерий отражает сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида: одинаковые способы питания, размножения, сходные реакции на внешние раздражители, одинаковые биологические ритмы (периоды спячки или миграции). Биохимический критерий определяется сходством или различием строения белков, химического состава клеток и тканей. Например, отдельные виды низших грибов отличаются друг от друга способностью синтезировать разные биологически активные вещества. Экологический критерий характеризуется определёнными формами взаимоотношений организмов данного вида с представителями других видов и факторами неживой природы, т.е. теми условиями, в которых этот вид встречается в природе. Например, близкие виды дуба растут на разных почвах: один вид встречается только на известняковой почве, другой – на песчаной, а третий растёт на выходах магматических пород. Географический критерий определяет область распространения, т.е. ареал вида. У разных видов размер ареалов сильно отличается. Таким образом, для определения видовой принадлежности организма необходимо использовать все критерии в совокупности, потому что отдельные критерии у разных видов могут совпадать. Популяция – это совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определённую территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от особей других подобных совокупностей. Именно популяция является элементарной единицей эволюции. Разные виды растений и животных обладают изменчивостью. Это эволюционный механизм адаптации видов и их приспособления к условиям. Полезные признаки накапливаются в генотипе и служат основой расхождения видов, обитающих в разных условиях. Черты сходства свидетельствуют о конвергенции – приобретении сходных признаков в аналогичных условиях. Черты различия говорят о противоположном процессе – дивергенции – накоплении различий в разных условиях обитания. Одного морфологического критерия недостаточно для определения принадлежности особи к определенному виду, так как существует фенотипическая изменчивость, не связанная с геномом. Близкородственные виды могут скрещиваться с образованием гибридов. Изменчивость видов происходит под действием условий внешней среды. Часть 2. Изучение животных. 1. Рассмотрите рисунки двух животных разных видов одного рода. Сравните их. 2. На основании сравнения, составьте морфологическую характеристику двух животных одного рода, заполните таблицу. Признак для сравнения название:_____ Распространение животного Окрас меха Длина животного Масса животного Строение конечностей Уши Тип питания Видовое название:____ Видовое Результаты эволюции: приспособленность организмов и видообразование. Лабораторная работа № 8. Тема. «Описание приспособленности организма и её относительного характера». Цель. Научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания. Доказать, что эти приспособления имеют относительный характер. Оборудование. Рисунки и фотографии животных различных мест обитания. Ход работы: 1. Рассмотрев фотографии и прочитав текст, определите среду обитания растения и животного, предложенных вам для исследования. Выявите черты приспособленности к среде обитания. 2. Выявите относительный характер приспособленности (подумайте, всегда ли обеспечивают выживаемость организма отмеченные приспособления). 3. На основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений (сделайте запись после таблицы). 4. Заполнить таблицу по результатам работы. Выбрать для описания 2-3 вида животных и найти у них черты приспособления к данной среде обитания. (Можно взять для описания виды, предложенные в приложении, можно выбрать свои виды растений и животных). Полученные данные занесите в таблицу. Таблица «Приспособления у живых организмов к среде обитания. Вид растения (животного) Ёж Среда обитания Приспособления к среде обитания 1. 2. 3. … Кактус Относительный характер приспособлений По результатам проделанной работы сформулируйте вывод. Рекомендации для формулировки вывода: 1. Обратить внимание на цель работы. 2. Ответить на вопросы: - Что такое приспособленность? - В чем выражается относительность приспособленности? Ёж — хищное ночное животное небольших размеров (длина тела 20—30 см, масса — 700—800 г) с коротким хвостом (длина — 3 см). Обитает он в основном в смешанных и широколиственных лесах, но проникает также в тайгу и степь. Ежа можно встретить в запущенных садах, парках и даже в хлебных полях, граничащих с лесом. Днем он прячется под кучей хвороста и листвы среди кустарников, ночью выходит кормиться. За ночь еж проходит иногда до 3 км. В темноте он находит пищу при помощи тонкого обоняния, хотя, в известной мере, ему помогают зрение и слух. Пищей ежу служат жуки, дождевые черви, мокрицы, моллюски, тритоны, лягушки, жабы, ящерицы, змеи, мыши, полевки, землеройки, а также ягоды, желуди, опавшие спелые плоды яблонь, груш и других деревьев. В случае опасности еж свертывается в клубок, прижимая голову к брюху и втягивая лапки и хвост под себя: получается колючий шар с торчащими во все стороны иглами. Иглы ежа — это видоизмененные волосы, расположенные только на спине: мордочка и брюшко покрыты обычной шерстью. При встрече с лесными зверями (волком, куницей, лисой), еж фыркает и подпрыгивает, стараясь уколоть врага. Если это не помогает, он свертывается в клубок, подставляя нападающему хищнику свою колючую спину. Часто, наколов морду иглами, нападающий оставляет ежа в покое. Но так бывает не всегда. Есть у ежа враги, от которых его не спасают ни иглы, ни свертывание в клубок. Так, во время ночной охоты на ежа успешно нападает филин. Ему не страшны иглы зверька, потому что пальцы лап этой птицы покрыты прочной чешуей. Мягкое оперение филина делает его полет бесшумным и позволяет настигать свою добычу врасплох. Нет спасения ежу и от лисицы, которая осторожно подкатывает его лапой к берегу лесной лужицы или болотца и сбрасывает в воду. Вода проникает к брюшку ежа, и он расправляет спину, вытягивает мордочку и плывет к берегу. Тут его поджидает лисица, вонзается острыми зубами в незащищенную иглами голову и загрызает ежа. А вот при встрече с гадюкой еж выходит победителем. Он хватает ее за хвост и сразу свертывается в клубок. Гадюка при первой же попытке укусить своего врага наталкивается на иглы. Тем временем еж постепенно втягивает под себя гадюку и затем съедает ее. Возможно, яд гадюки на ежа не действует, так как еж не чувствителен ко многим ядовитым веществам. Он поедает, например, шпанских мушек, которые содержат кантаридин, смертельно действующий на других животных, ест дурно пахнущих клопов, не боится яда пчел, шмелей, едкой крови божьих коровок, волосатых гусениц. Как известно, дикие кактусы предпочитают засушливые полупустынные регионы, даже пустыни, Северной и Южной Америки, Африки, Азии. Кроме того, встречаются кактусы в Крыму и на побережье Средиземного моря. Резкие колебания дневной и ночной температур. Известно, что в пустынях днем очень жарко, а ночью прохладно, нередки случаи с суточным перепадом до 50 градусов. Рыхлые почвы. В большинстве своем кактусы встречаются на рыхлых, бедных гумусом, но богатых минеральными веществами (песок, гравий) землях. Причем почва обычно имеет кислую реакцию. Однако некоторые виды прекрасно чувствуют себя нас клонах скал, более жирных почвах тропических лесов. Интересен тот факт, как произошло приспособление кактуса к среде обитания в процессе эволюции. Так, например, из-за малого количества осадков это семейство обладает мясистым стеблем с толстым эпидермисом, в котором и запасается влага на время засухи. Кроме того, кактусы для предотвращения испарения влаги обзавелись: колючками (вместо привычных для нас листьев); окутывающими стебель мелкими волосками; восковым налетом на стебле; ребристостью стебля, выраженной в большей или меньшей мере у различных видов. Помимо этого, адаптации кактуса к среде обитания подверглась и корневая система у многих видов семейство кактусовых. Она хорошо развита: встречаются корни, глубоко уходящие в почву, или широко распространяющиеся у поверхности земли для сбора утреннего конденсата влаги. То, что большинство кактусов любят солнце – миф. Всего лишь 70% видов переносят попадание прямых солнечных лучей, остальные любят притемненные места. Поэтому многое растения гибнут, когда их высаживают на солнечные участки или выставляют на хорошо освещенные подоконники. Оптимальным вариантов их искусственного прорастания являются восточные части помещения, где яркое солнце сменивается умеренным притенением. Второе, чего не любят кактусы – это резких перепадов температуры. Растение способно выдержать температуру от -10 до +35 градусов. Однако, если такие изменения слишком резкие, кактусы могут погибнуть. Смена климатических условий должна быть постепенной. Третий враг кактусов – избыток влаги. Колючая культура живет за счет поглощения влаги из воздуха. Однако её избыток порождает грибок и бактерии. Поэтому кактусы любят хорошо проветриваемые места. Не стоит часто их опрыскивать и поливать. Достаточно раз в день проветрить квартиру. Это три вредоносных фактора, которые препятствуют нормальному росту кактуса. Если сбалансировать освещение, температуру и влажный режим, растение не только будет хорошо развиваться, но и порадует своим цветением. Результаты эволюции: приспособленность организмов и видообразование. Лабораторная работа № 8. Тема. «Описание приспособленности организма и её относительного характера». Цель. Научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания. Доказать, что эти приспособления имеют относительный характер. Оборудование. Рисунки и фотографии животных различных мест обитания. Ход работы: 1. Рассмотрев фотографии и прочитав текст, определите среду обитания растения и животного, предложенных вам для исследования. Выявите черты приспособленности к среде обитания. 2. Выявите относительный характер приспособленности (подумайте, всегда ли обеспечивают выживаемость организма отмеченные приспособления). 3. На основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений (сделайте запись после таблицы). 4. Заполнить таблицу по результатам работы. Выбрать для описания 2-3 вида животных и найти у них черты приспособления к данной среде обитания. (Можно взять для описания виды, предложенные в приложении, можно выбрать свои виды растений и животных). Полученные данные занесите в таблицу. Таблица «Приспособления у живых организмов к среде обитания. Вид растения (животного) Ёж Среда обитания Приспособления к среде обитания 1. 2. 3. … Кактус Относительный характер приспособлений По результатам проделанной работы сформулируйте вывод. Рекомендации для формулировки вывода: 1. Обратить внимание на цель работы. 2. Ответить на вопросы: - Что такое приспособленность? - В чем выражается относительность приспособленности?
