Жизненные формы животных
Разные организмы распределены по различным местообитаниям отнюдь не беспорядочно: между ними и средой имеется соответствие. Оно проявляется в сходстве строения и образа жизни организмов, обитающих в сходных условиях, но принадлежащих к различным ветвям эволюционного древа: между ними отсутствует родственная связь, которой можно было бы объяснить возникновение общих признаков или свойств. Экологическое положение организмов как бы запечатлевается в них самих.
|
Сходные жизненные формы могут возникать у систематически очень далеких друг от друга видов: тушканчиков и кенгуру, дельфинов и рыб, птиц и летучих мышей, червей и змей и т. д.
Компактное тело, короткий хвост, короткие конечности (причем передние очень мощные и похожие на лопату), подслеповатые глаза и короткий, словно подстриженный, мех говорят о том, что перед нами подземный зверек, ведущий роющий образ жизни. Это может быть лесной крот, степной слепыш, австралийский сумчатый крот или другое млекопитающее, ведущее сходный образ жизни.
Роющие насекомые – медведки также имеют компактное тело, мощные передние конечности и по внешнему виду напоминают маленького крота.
Сходство между этими далекими друг от друга животными затрагивает преимущественно те органы, которые непосредственно контактируют с внешней средой, и гораздо слабее проявляется в строении внутренних систем.
Сходные жизненные формы могут возникать в результате параллелизма (возникновение сходных признаков на общей организационной основе). Хороший пример параллельных изменений дает эволюция дикобраза. Два разных вида этого колючего млекопитающего эволюционируют независимо друг от друга вАфрике и в Южной Америке. Более 70 млн лет назад, когда они обитали вместе, их общий предок был похож на большую, покрытую шерстью крысу. Когда два континента разошлись, популяция разделилась на две части, каждая из которых развивалась независимо от другой. Однако, поскольку условия существования обеих новых популяций были сходны, развитие дикобразов шло параллельными путями. Несмотря на то что они самостоятельно жили более 70 млн лет, и американский и африканский дикобразы очень близки по строению и образу жизни и занимают сходные ниши в сообществах.
Биологические ритмы жизни.
Биологические ритмы – циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Способность организмов к циклическим изменениям (образа жизни, скорости физиологических процессов, особенностей внешнего и внутреннего строения) также возникла в процессе эволюции путем естественного отбора. Живые организмы способны измерять время, то есть обладают «биологическими часами», которые управляют биологическими ритмами – суточными, месячными, сезонными. В результате естественного отбора произошло закрепление таких ритмов организмов, которые наилучшим образом отвечают условиям их существования.
Со временем любые экологические условия изменяются. Эти изменения могут иметь различный характер: быть циклическими, т. е. повторяющимися через более или менее равные промежутки времени, направленными, т. е. изменяющимися лишь в определенную сторону, или хаотическими, т. е. неопределенными, плохо предсказуемыми. Ни строение организма, ни его поведение не могут соответствовать внешним условиям, не изменяясь при этом вместе с ними.
Наиболее известны суточные, сезонные и лунные ритмы. Суточный ритм свойствен большинству физиологических процессов (время сна и бодрствования, частота деления клеток, колебания температуры тела, интенсивность обмена веществ и энергии у животных и человека). Он проявляется в состоянии и поведении живых организмов, при этом меняется двигательная активность животных, положение листьев и цветочных лепестков у растений. У животных обнаружены нейро-гуморальные центры, координирующие суточную периодичность физиологических процессов.
Сезонные ритмы. Смена времен года является периодически повторяющимся, циклическим изменением, так же как и чередование темного и светлого времени суток, прилива и отлива. Многократное воздействие циклических изменений привело к возникновению у организмов характерных физиологических ритмов, которые сами по себе также являются циклическими. Таковы, например, ежегодное сбрасывание листвы листопадными деревьями, приливно-отливный ритм перемещения животных, обитающих в зоне прилива (например, крабов), сезонные линьки млекопитающих.
Способ переживания организмом циклических изменений в окружающей среде зависит от продолжительности его жизни. Жизнь дуба, слона, кита или человека вмещает многократную смену времен года, а с ними – чередование голодовок и, наоборот, изобилия пищи, суровых испытаний и полного благополучия. Короткая продолжительность жизни способствует высокой специализации организмов, т. е. их приспособленности к строго определенным условиям. Так, некоторые насекомые (например, майский жук) вылетают из куколок лишь после появления листьев или цветков на растениях определенных видов. Все остальное время года они проводят глубоко в почве, где сезонные изменения незаметны.
Многие виды птиц, млекопитающих, рыб сохраняют активность в течение всего года. Они менее специализированы и обладают рядом свойств, позволяющих им справляться с трудностями, возникающими при сезонных или иных изменениях условий жизни. Пресмыкающиеся, например змеи, зимуют, прячась в укромных местах. Другие поступают иначе: у животных, обитающих в условиях суровой зимы, к наступлению холодов мех становится гуще и длиннее. В ряде случаев меняется и его окраска, как это происходит, например, у зайца-беляка. Такие приспособления помогают животным не только уберечься от холода, но и маскироваться от врагов.
Из всех сезонных изменений образа жизни наиболее замечательны те, что связаны с миграциями — массовыми переселениями в иные климатические области. Это, например, ежегодные перелеты птиц, миграции северных оленей и т. д.
Растениям и прикрепленным животным этого, конечно, не дано, зато именно у них наиболее ярко проявляются сезонные изменения строения. Некоторые растения, живущие в засушливых районах, образуют в течение одного года три поколения листьев, причем листья каждого из поколений отличаются характерными особенностями строения: во время влажного сезона образуются сравнительно крупные листья, в более засушливый сезон они опадают, а на смену им приходят мелкие листья или чешуйки; иногда исчезает и такая листва, и в самое засушливое время на зеленом стебле растения остаются лишь колючки.
В различных участках обитания на фоне сезонных изменений внешних условий могут происходить их разнонаправленные, случайные колебания, влияющие на жизнедеятельность организмов. Как правило, таким изменениям наиболее подвержены климатические условия. Большинство организмов могут сравнительно легко переносить колебания условий жизни, не выходящие за рамки привычных и случающихся в районах, которые давно освоены данным видом.
Чрезвычайно суровые условия (очень холодные зимы, длительные засухи и т. п.) могут приводить к гибели части особей. В этих случаях в преимущественном положении оказываются те группы организмов, которые обладают более широкими границами распространения и более высокой скоростью размножения.
Письменная работа с карточками:
1. Какая жизненная форма характерна для таких животных как лесной крот, степной слепыш, австралийский сумчатый крот? Почему они похожи и имеют сходную жизненную форму?
2. Приведите примеры жизненных ритмов у растений? Как сформировались данные ритмы?
3. Приведите примеры жизненных ритмов у различных млекопитающих.
- Суточные и сезонные биологические ритмы.
Карточка у доски:
1. Что такое жизненная форма животных?
2. Приведите примеры животных имеющих сходную жизненную форму?
3. Каким образом формируются сходные жизненные формы у неродственных видов?
4. Что такое биологические ритмы жизни?
5. Приведите примеры суточных ритмов у животных.
6. Приведите примеры сезонных ритмов у растений.
7. Приведите примеры сезонных ритмов у птиц.
8. Приведите примеры сезонных ритмов у млекопитающих.
9. Каким образом формируются сезонные ритмы?
Тестовое задание:
1. Что такое жизненная форма животных:
1. Адаптация организма к среде обитания.
2. Систематическая категория, в которую объединены родственные виды.
3. Сходные приспособления различных видов к жизни в одинаковых условиях.
4. Внешний вид организма.
2. Какие животные имеют сходную жизненную форму:
1. Слепыш.
2. Крот.
3. Лесная мышь.
4. Дождевой червь.
3. Каким образом формируются сходные жизненные формы у неродственных видов:
1. Были сформированы изначально.
2. Жизнь в определенной среде приводит к упражнению органов, они развиваются и эти изменения передаются по наследству.
3. В результате естественного отбора.
4. В результате стремления приспособиться к жизни в данной среде.
4. Что такое биологические ритмы жизни:
1. Сезонное изменение климатических факторов.
2. Суточное изменение климатических факторов.
3. Циклические изменения биологических процессов и явлений.
4. Биологические часы, измеряющие время и существующие в любом живом организме.
**5. К суточным ритмам относятся:
1. Движения лепестков цветов.
2. Изменение температуры тела человека.
3. Интенсивность обмена веществ.
4. Интенсивность размножения многоклеточных животных.
**6. Сезонные ритмы у растений проявляются в явлениях:
1. Осенний листопад.
2. Интенсивность фотосинтеза.
3. Интенсивность транспирации.
4. Цветение.