Приспособленность организмов к среде их обитания целесообразна.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: «Изучение приспособленности организ­мов к среде обитания»

Задачи: создание условий для осознания учащимися понятий «приспособленность», «целесообразность», «адаптация», «относительность приспособленности»; развитие интереса к учебной и научной информа­ции, касающейся проблемы многообра­зия адаптационных особенностей у пред­ставителей живой природы; формирование умений учащихся применять знания об эволюционных закономерностях возник­новения адаптации (о направленности и специфике действия факторов эволюции) для объяснения механизма возникнове­ния конкретной приспособленности, для прогнозирования следствий и формули­рования выводов; развитие рефлексивной активности учащихся на основе анализа алгоритма решения проблемы и оценива­ния значимости открытий, служащих до­казательством эволюционного развития органического мира.

Цель работы: рассмотреть примеры приспособленности организмов к среде обитания, выяснить характер (специфику) адаптации; оценить степень ее целесооб­разности; использовать знания о движущих силах эволюции для объяснения механизма возникновения приспособленности.

Оборудование: лупа, пинцет, препа­ровальная игла.

Инструктивная карточка № 1

Материал: набор семян и плодов рас­тений, иллюстрации растений и их плодов: бузины красной, одуванчика обыкновенно­го, чистотела большого, представителей семейства Орхидные (см. рис. 1).

Рис. 1. Растения и их плоды: 1 — бузина красная; 2 — одуванчик обыкновенный, 3 — чистотел большой, 4 — ве­нерин башмачок настоящий и ятрышник пятнистый

Ход работы

1. Внимательно прочитайте следующую информацию.

С глубокой древности натуралистов поража­ла гармония живых существ с окружающими их условиями жизни. Ярким и интересным приме­ром гармоничных взаимоотношений некоторых

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.

Приспособленность организмов - свойство, позволяющее им существовать и размножаться в условиях среды. Целесообразность - максимальное соответствие формы (организации, структуры) или функции органа, системы органов или целостного организма его назначению.

Приспособленность организмов к среде их обитания целесообразна.

цветковых растений (пролески, гусиного лука, хохлатки, чистотела, фиалки и др.) и муравьев является мирмекохория (от греч. myrmex — му­равей и choreo — 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.

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 не большим 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...

2. Как вы думаете, в чем здесь заключает­ся проблема, и как бы вы сформулировали проблемный вопрос? Сформулируйте гипо­тезу, объясняющую данное противоречие.

Как бы вы проверили истинность собствен­ного суждения?

3. Для компетентного ответа на проблем­ный вопрос вам помогут анализ изложен­ной выше информации, иллюстративный и раздаточный материал, а также проведение исследования по следующему плану:

а) внимательно рассмотрите объекты исследования (натуральные и/или иллюс­тративные материалы);

б) определите условия сред обитания, вызывающие появление конкретных при­способлений у объектов;

в) опишите характерные черты исследу­емых объектов, способствующие их адапта­ции к условиям среды;

г) используя знания о движущих силах эволюции и об основных генетических закономерностях, проанализированную информацию, а также собственные наблю­дения, опишите возможный путь возникно­вения конкретных черт адаптации;

д) оцените целесообразность черт при­способленности объектов исследования к условиям среды обитания и обоснуйте свое мнение;

е) полученные результаты внесите в таблицу.

Комментарий к работе с текстом Противоречивость данной информации заключается в представлении о питательных веществах в семени как не обходимом условии его прорастания и новой информацией о практически полном отсутс­твии их в семенах наших северных орхидей.

Тем не менее целесообразность такого положения дел обосновывается приспо­собленностью к распространению семян в условиях сомкнутого лесного сообщества, где практически отсутствует ветер. Мини­мального движения воздуха в лесу будет достаточно для того, чтобы легчайшие се­мена отлетели подальше от материнского растения, что обеспечит, скорее всего, их проросткам шанс на выживание.

Рис. 2. 1 — кактус карнегия; 2 — агава сизаль; 3 — элодея; 4 — стрелолист обыкновенный (фотография и схема­тический рисунок)

Вода — природное вещество, 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 этому вода может подниматься по сосудам и трахеидам растений, хотя земное тяготение, противоборствуя этому, тянет ее вниз. С глубокой древности натуралистов поража­ла гармония живых существ с окружающими их условиями жизни. Интересен пример с рас­тением под названием «стрелолист» (род се­мейства частуховых). Это растение относится к многолетним водным или болотным травам. Оно 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. Такое явление носит название гетерофиллия (от лат. hetero — разный; греч. phyllon — лист) — разли­чия в форме, размерах и структуре листьев на одном и том же растении. Эта 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, обеспечивающих (в зависимости от де­фицита или избытка воды в окружающей среде) усиленное или экономное ее испарение. Напри­мер, такие суккуленты (от лат. succulentus — соч­ный), как агава, алоэ (имеющие сочные листья) или молочай, кактус (сочный стебель), накап­ливают большое количество воды, поэтому благополучно выживают в жаркий сезон года. Если растение теряет 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. Однако полного прекращения испарения воды не происходит ни у одного растения! И даже в тех случаях, когда ее надо экономить...