Урок "Приспособление - результат действия факторов эволюции"

МБОУ «Сапрыкинская ООШ»

Урок по биологии

«Приспособление – результат действия факторов эволюции»

(Урок – конференция)

класс - 9

Учитель: Копцева И.В.

Сапрыкино - 2015

Тема урока: «Приспособление – результат действия факторов эволюции»

Задачи урока:

1. Формирование знаний о развитии и единстве живой природы, о взаимосвязи природных и социальных явлений, о методах познания закономерностей живой природы

2. Развитие образно-предметного мышления при анализе модельных опытов, наблюдательности, активности, самостоятельности в познании объектов и процессов живой природы

3. Укрепление моральной ответственности, бережного отношения к природе в различных видах трудовой деятельности

Актуализация знаний

Вступительное слово учителя. Русский ботаник Климент Аркадьевич Тимирязев сделал интересные вычисления. Он подсчитал, что каждый год одно растение одуванчика производило около 100 семян. Если из всех этих семян выросли бы растения и снова дали по 100 семян каждое, и так продолжалось бы из года в год, то для 10-го поколения одного растения одуванчика потребовалась бы площадь в 15 раз больше поверхности всей суши. Наша планета покрылась бы желтыми головками одуванчиков, и ни одно семя другого растения уже не смогло бы прорасти на земле.

Карл Линней как-то высказал любопытную мысль о том, что три мухи могут съесть лошадь за столько-же дней, что и лев. Каждая муха (самка) за 5 дней может отложить 20 тыс. личинок; 3 мухи способны отложить 60 тыс. личинок. Сколько же надо еды, чтобы прокормить 60 тыс. мух? Ясно, что если все это множество личинок начнут есть лошадь, то они, пожалуй, съедят ее быстрее, чем лошадь.

Вопрос: почему подобные явления мы не наблюдаем в естественных условиях?

Ответ: потому что особи в течение всей жизни находятся в постоянной борьбе за существование: с особями такого же вида; с особями других видов, с неблагоприятными условиями среды.

Вопрос: почему же не все особи погибают в результате борьбы за существование?

Ответ: каждая особь имеет те или иные полезные признаки, которые обеспечивают их выживание в борьбе за существование в определенных условиях внешней среды.

Совокупность морфологических, поведенческих, популяционных и других особенностей данного биологического вида, обеспечивающая возможность специфического образа жизни в определенных условиях внешней среды носит название адаптация. Адаптацией называют также сам процесс выработки приспособлений организмов к условиям их существования. Адаптации формируются на протяжении всех стадий жизненного цикла особей вида. Механизм эволюционного процесса развития адаптаций – одна из центральных проблем биологии.

Материалистическое решение проблемы развития адаптаций, или приспособленности, впервые предложил Ч.Дарвин. Он показал, что адаптации возникают в результате действия естественного отбора. Совершенство любой конкретной адаптации относительно, так как всегда возможны и более совершенные адаптации к данной среде обитания.

Объяснение возникновения приспособленности, данное Ч.Дарвиным, в корне отличается от понимания этого вопроса Ламарком, который полагал, что все живые организмы обладают врожденным внутренним стремлением к совершенству своей организации. Он полагал, что когда изменяются условия жизни, у животных появляются новые потребности. Изменение потребностей вызывает изменение привычек, направленных на удовлетворение этих потребностей. В результате одни органы, необходимые в новых условиях, упражняются и развиваются, а другие, ставшие ненужными, уменьшаются и постепенно отмирают.

Какие же адаптации существуют в природе? Заслушаем сообщение. (во время выступления докладчиков остальные ученики заполняют таблицу)

Примерное содержание выступлений учащихся

1-й докладчик. Покровительственную окраску (маскирующую) имеют все животные, хотя у многих есть и другие средства защиты. Лось вооружен мощными копытами, сила удара которых огромна.

Грачи, крачки, бакланы живут колониями: большая численность птиц и их «драчливый нрав» отпугивают хищников. Эти птицы обычно бывают либо белыми, либо черными, да и при общественном гнездовании защитная окраска оказалась бы бесполезной, ибо она не может скрыть сотни совместно гнездящихся птиц.

Птицы нехищные, безоружные, со съедобным мясом и медленным полетом, а особенно гнездящиеся на земле могут избежать гибели, лишь становясь невидимками. Например, козодои одеты в мягкие пепельно-серые тона, расцвечены темными пятнами или испещрены мелкими бурыми черточками. Они сидят плотно друг к другу, прижавшись к земле, и позволяют врагу приблизиться к себе почти вплотную.

Покровительственно окрашены и многие водные животные. Рыбы, живущие в верхних слоях воды, имеют серебристую чешую, которая блестит и переливается в отраженных лучах солнца. У рыб, живущих среди подводных растений, цвет чешуи и кожи зеленоватый, а у тех, что плавают около морского дна, среди подводных камней и в иле – темный цвет с пятнами.

Иногда животные принимают форму окружающих предметов – листа, сучка и т.д. Бабочка-каллима, живущая в Индонезии, очень красива: крылья ее сверху яркого темно-синего цвета с оранжевой каймой, снизу они окрашены в желтоватый цвет сухого полусгнившего листа, а жилки придают ей еще большее сходство с листом. Сядет такая бабочка на дерево, сложит свои крылышки и станет похожей на засохший листок.

2-й докладчик. Есть и такие животные, которые изменяют цвет тела в любую минуту и теряются в окружающей их среде. Например, африканская ящерица хамелеон. Это малоподвижное животное целыми днями сидит на ветке высокого дерева или кустарника. Хватательные, похожие на клещи лапы крепко зажимают ветки деревьев, а кончик длинного и мускулистого хвоста, обвившегося вокруг веток, помогает удерживать тело на дереве. Заметив своими вращающимися в разные стороны глазами летящее насекомое, хамелеон выбрасывает длинный язык с утолщением на конце и сидит неподвижно. Когда насекомое прилипнет к покрытому слизью языку, хамелеон быстро втягивает его в рот и съедает добычу. Хамелеоны не защищены ни броней, ни ядом. Они не могут спастись, закапываясь в землю и убегая. Они съедобны и имеют много врагов. Хищные птицы, зверьки, цапли, аисты, змеи, люди охотятся за этими безвредными ящерицами. Правда, при приближении враг хамелеоны надуваются и шипят, но их грозный вид никого не пугает. И единственное их спасение – затеряться среди ветвей и листьев, так как по испанской пословице: «Замеченный хамелеон – погибший хамелеон». Способность хамелеона менять окраску поистине замечательна. Когда животное спокойно, оно окрашено в желтоватый цвет с красноватыми полосками вдоль боков; при раздражении кожа хамелеона становится зеленоватой, а полосы беловатыми. Иногда животное становится красновато-бурым, на теле появляются пятна и тени разных тонов, потом они исчезают, окраска светлеет – создается впечатление, будто по телу беспрерывно проходят облака. Эта маскировка настолько совершенна, что стоит от животного отойти подальше, как оно буквально исчезает из поля зрения.

3-й докладчик. Многие животные не прячутся, а, наоборот, выставляют себя напоказ и как бы провоцируют нападение врагов на себя. Окрашены они ярко, вызывающе, но, не смотря на бросающуюся в глаза внешность, спокойно сидят на ветках, листьях, ползают по зеленым стеблям и цветкам растений. У многих гусениц шкурка яркая, покрытая разноцветными полосками и бугорками. Хорошо заметен и маленький красный жучок – божья коровка. Откуда же такое счастливое чувство безопасности? Какой талисман охраняет этих животных? Они или ядовиты, или несъедобны, или могут ужалить, а их яркие краски предупреждают об угрозе неприятности тех, кого это касается. Несъедобность многих гусениц была бы недостаточна для их защиты, если бы какие-нибудь внешние признаки не показывали птицам, что эта добыча далеко не лакомый кусочек. Но есть ли у птиц врожденная привычка не клевать ярко окрашенных насекомых? Нет. Условный рефлекс не трогать этих насекомых вырабатывается в результате «горького опыта». При этом, конечно, часть окрашенных насекомых становится жертвой молодых неопытных птиц. Этот урок – как бы страховой взнос за безопасность вида в целом.

4-й докладчик. Если у животного нет надежных органов защиты или маскировочной окраски, как ему надежнее спрятаться от врагов? Тут многим помогает подражание другим ядовитым или жалящим животным, т.е. мимикрия. Известны и подражательная окраска и подражательные формы тела – своеобразные «маскарадные костюмы», на всю жизнь надетые для спасения от нападения врагов.

Бабочка-стеклянница удивительно похожа на осу. Крылья ее совершенно прозрачны, так как нет чешуек, покрывающих листья других бабочек, у нее нет. При полете она жужжит, подобно осам, и летает так же стремительно и беспокойно, как они. Известен и редкий случай коллективной мимикрии. Один немецкий ученый, изучавший животный мир африканского побережья, увидел плавающих в воде маленьких сомов. Когда показались хищники, сомы мгновенно собрались в кучку головами внутрь, а заостренными хвостами наружу и образовали большой клубок, напоминающий гигантского морского ежа. Но стоило хищнику удалиться и каждая «игла» такого ежа снова стала морским сомом. Но одних окраски и формы недостаточно для маскировки. Животные должны действовать в соответствии со своим обликом. Так, например, полет некоторых бабочек напоминает падение кружащихся увядающих листьев.

5-й докладчик. Приспособительные инстинкты особенно ярко проявляются у животных с наступлением неблагоприятной погоды. Осенью многие птицы с громкими криками снимаются с насиженных мест и улетают на юг. Но не все. Тетерева и рябчики, которые летом кормились ягодами и семенами, переходят на питание почками и побегами. Галки роются в отбросах, синицы вытаскивают насекомых, укрывшихся в щелях коры, даже если дерево занесено снегом. Но многие птицы делают сбережения на «черный день», своеобразные «сберегательные кассы». Образцом «предусмотрительности « и «бережливости» являются грызуны. Прежде чем наполнить припасами кладовую, бурундук приводит ее в порядок: выбрасывает остатка старых запасов, выстилает дно дупла сухими листьями, а затем уже затаскивает в кладовую лесные орехи, семена диких трав, грибы и прочую снедь, иногда его «клад» весит около 8 кг. Каждый продукт складывается отдельной кучкой и не смешивается с остальными. Отбор производится самый тщательный: в запасах никогда не бывает испорченных орехов или неполновесных зерен. Инстинкт запасания корма распространен среди животных и является важным биологическим приспособлением. Он дает возможность животным пережить неблагоприятное время года. Особенно развит инстинкт у животных, которые населяют места с холодным или неустойчивым климатом.

6-й докладчик. У многих животных в организме откладываются запасы питательных веществ. У многих животных в организме откладываются запасы питательных веществ. Медведи, суслики, летучие мыши с наступлением холодов впадают в спячку. К осени у медведя откладывается жир, богатый витаминами. С приближением холодов сильно ожиревший и обросший густой шерстью медведь ищет надежное убежище в глухих местах леса среди бурелома, коряг и пней, где делает себе берлогу, выстилает ее сухими листьями и мхом и укладывается спать. Снег постепенно заносит берлогу, и она выглядит большим сугробом, из отверстия которого выходит тонкой струйкой пара выдыхаемый воздух. По этим струйкам можно следить за дыханием медведя. Посчитали, что он делает 12 дыхательных движений в 1 мин вместо 30, а температура тела сонного медведя около 30*, т.е. немного ниже нормальной. Медведь дремлет в берлоге до весны, медленно расходуя запасы осеннего жира. Те же медведи, которые не смогли накопить к осени достаточно жира не ложатся в берлогу и бродят по лесам в поисках пропитания. Таких медведей называют шатунами, они почти всегда голодны и очень опасны.

Спячка – один из замечательных примеров тесной зависимости животных от условий внешней среды.

Большинство впадающих в спячку животных обладают способностью в широких пределах изменять температуру своего тела, понижая ее до температуры окружающей среды. К периоду спячки животные накапливают жир и запасы воды в организме, которые тратятся ими во время зимнего сна. Хотя охлаждение и замедляет скорость всех физиологических процессов, животные во время спячки все же теряют от 1/3 до 1/2 веса своего тела. Потому, не имея достаточного запаса питательных веществ, они могут погибнуть от истощения.

7-й докладчик. Как приспособлены животные к условиям знойного сухого лета? Нелегко жить в местах, где поверхность песка нагревается днем до 65-75*С.

Как же спасаются животные от жары? Если в умеренных областях температура тела животного регулируется выделением пота, то в условиях пустынь этого явно недостаточно. Многие животные, населяющие пустыню, имеют длинные ноги (у тушканчиков), щетки из жестких волос (у млекопитающих), роговые чешуйки (у ящериц), хитиновые выросты (у насекомых) – приспособления для быстрого передвижения по сыпучему раскаленному песку и рытья норок.

Пустынные птицы с быстротой молнии взвиваются в воздух за пролетающими насекомыми. При быстром движении животные мгновенно прикасаются к почве и не обжигают конечностей. Кроме того, при беге создается встречный поток воздуха, который охлаждает тело.

В самый сухой период черепахи, желтые суслики и песчанки впадают в летнюю спячку, пока обильные дожди не возродят к жизни растительность пустынь. У сусликов летняя спячка переходит в зимнюю, и они спят по 7-8 месяцев в году.

Большинство животных в жаркие часы дня скрываются в норках под хилыми кустиками. Если температура почвы достигает 59*, то под кустиками в полутени – 39*, в середине куста - 38*, а на высоте 5 см от песка – 31*.

Рассказ учителя (относительный характер приспособленности)

Итак, каждый организм в процессе эволюции способен приобретать полезные признаки для существования, т.е. приспосабливаться. Но это еще не означает для него всеобщей выживаемости. Например, черви-паразиты имеют ряд приспособлений для жизни в теле хозяина (присоски, крючочки, упрощенная пищеварительная система). При перенесении этих червей в другие условия среды они неизбежно становятся не полезными, а вредными. С другой стороны, все особи неизбежно вступают в борьбу за существование между собой, с особями других видов и с неорганической природой. А еще в жизни каждой особи имеет место случай: болезни, эпидемии, хозяйственная деятельность человека, что может вызвать преждевременную гибель. Следовательно, любое приспособление носит относительный характер.

Выводы (запись на доске; формулируются учащимися и корректируются учителем).

1. Общая приспособленность организмов к условиям существования складывается из множества отдельных адаптаций самого разного масштаба.

2. Все адаптации возникают в ходе эволюции в результате естественного отбора на базе наследственных вариаций и их комбинаций.

3. Развитие органического мира идет по пути возникновения все новых адаптаций.

4. В одних случаях адаптации осложняются, в других резко упрощаются (паразиты).

5. Многие адаптации возникают на глазах человека.

6. Любая адаптация относительна.

7. Адаптации – результат эволюции