Тема: Животные и среда обитания

Дата____

Урок №____

Биология

8 класс

Тема: Животные и среда обитания

Цель Сформировать у учащихся целостное представление о многообразии сред обитания животных и механизмах их адаптации к различным экологическим факторам

Задачи

Обучающая: Познакомить учащихся с особенностями различных мест обитания, их экологическими факторами и приспособлениями существ к условиям среды.

Развивающая: Развивать у учащихся умение устанавливать причинно-следственные связи между условиями местообитания и морфофункциональными особенностями представителей фауны, формировать навыки анализа и сравнения адаптаций организмов к разным экологическим условиям. Воспитательная:

Воспитывать бережное отношение к природе, понимание важности сохранения естественных местообитаний братьев меньших и экологического равновесия.

Универсальные учебные действия (УУД)

Личностные УУД: Формирование экологического мышления, понимания ценности многообразия фауны, осознание личной ответственности за сохранение биоразнообразия и естественных местообитаний существ.

Регулятивные УУД: Умение самостоятельно определять цели своего обучения, планировать пути их достижения, соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль и коррекцию в процессе образовательной деятельности.

Познавательные УУД: Умение работать с различными источниками биологической информации, анализировать и оценивать информацию, преобразовывать её из одной формы в другую, устанавливать причинно-следственные связи между строением организмов и условиями их обитания.

Коммуникативные УУД: Умение организовывать совместную деятельность с учителем и сверстниками, работать в группе, формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение.

Метапредметные УУД: Умение применять полученные знания в повседневной жизни, при изучении других предметов (географии, химии, физики), а также в процессе изучения природных явлений. Ожидаемые результаты

Личностные: Сформированность познавательных интересов и мотивов, направленных на изучение живой природы; убежденности в необходимости защиты окружающей природы, собственных взглядов на роль экологических знаний в жизни человека.

Метапредметные: Овладение навыками самостоятельного определения связей между строением существ и местообитанием, умение устанавливать причинно-следственные связи, анализировать, классифицировать, обобщать полученную информацию.

Предметные: Знание основных мест обитания существ, особенностей экологических факторов, влияющих на жизнедеятельность организмов, понимание механизмов адаптации к различным условиям окружающей природы, формирование представлений о жизненных формах и экологических группах организмов.

Ход урока:

1.Организационный момент

Добрый день, ребята! Давайте проверим присутствующих сегодня. (Учитель проводит перекличку по списку класса). Прежде чем мы начнем наше занятие, проверьте, пожалуйста, готовность к занятию.

Напоминаю правила поведения: когда хотите ответить или задать вопрос – поднимайте руку; во время выполнения заданий соблюдайте тишину; уважайте мнение других учеников; активно участвуйте в работе.

2. Актуализация усвоенных знаний

Ребята, на прошлом занятии мы с вами изучали увлекательную тему «Основные этапы эволюции позвоночных животных«. Давайте вспомним ключевые моменты, чтобы связать их с новым материалом.

Вспомните, пожалуйста, какие основные классы позвоночных существ мы изучили? Верно: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Каждый из этих классов имеет свои уникальные приспособления к определённым условиям существования. Подумайте и скажите, почему рептилии смогли более успешно освоить сушу по сравнению с амфибиями? Кто помнит? Совершенно верно – это связано с развитием сухой кожи с роговыми чешуями, которая препятствует испарению влаги, а также с появлением внутреннего оплодотворения и амниотического яйца, что сделало их размножение независимым от водной стихии. А какие приспособления позволили птицам освоить воздушную сферу? Действительно, это перьевой покров, полые кости, воздушные мешки, высокий уровень обмена веществ, теплокровность и другие адаптации к полёту. Теперь вспомните, какие особенности млекопитающих обеспечили им широкое распространение по планете? Правильно: высокий уровень развития нервной системы, теплокровность, живорождение, вскармливание детёнышей молоком и разнообразные адаптации к различным территориям обитания.

Итак, эволюция позвоночных существ шла по пути освоения различных мест обитания: от водной к наземно-воздушной, от наземно-воздушной к почвенной и другим. При этом каждая группа животных выработала специфические адаптации к условиям своего обитания. Эти знания будут нам очень полезны сегодня.

Вступительное слово учителя

Сегодня мы начинаем изучение новой темы, которая называется «Животные и среда обитания». Эта тема является одной из ключевых в понимании биологического разнообразия и законов существования живых организмов в природе.

Животные, обитающие в разных уголках нашей планеты: белый медведь на льдине в Арктике, – верблюд в песках пустыни Сахара, глубоководные рыбы, обитающие на дне океана, где никогда не проникает солнечный свет. Кажется, что между этими существами нет ничего общего, верно? Однако все они объединены одним: каждое из этих существ идеально приспособлено к условиям своей среды обитания. Задумывались ли вы когда-нибудь, почему у белого медведя такая густая шерсть и толстый слой подкожного жира? Или почему верблюд может неделями обходиться без воды? А почему у глубоководных рыб такие необычные формы тела и часто есть  светящиеся органы? Все эти особенности – результат длительного процесса адаптации к тем условиям, в которых живут эти организмы.

Удивительные приспособления выработались у них в процессе эволюции. Знаете ли вы, что некоторые животные способны выживать при температуре -70C, другие – при +50C? А есть организмы, которые могут существовать на глубине 11 километров под водой, где давление превышает тысячу атмосфер! Каждое существо занимает свою уникальную экологическую нишу – совокупность всех условий среды и ресурсов, необходимых для его существования.

Запишите, пожалуйста, тему урока в тетрадь: «Животные и среда обитания». Эта тема имеет огромное практическое значение.

«Приспособление — это не слабость, а высшая форма силы, где выживает не сильнейший, а самый гибкий» — Сергей Новиков, 1890–1955, русский, советский натуралист и преподаватель естествознания

Среда обитания — это совокупность условий, в которых живёт организм, получает всё необходимое для жизни: пищу, воду, кислород, убежище, а также взаимодействует с другими живыми существами и окружающими объектами. Для животных среда обитания — не просто «место», это пространство, где происходит их рождение, развитие, питание, размножение и защита от врагов. Среда обитания оказывает непосредственное влияние на внешнее строение, поведение, образ жизни и физиологию существа. Например, рыбы, обитающие в воде, имеют обтекаемую форму тела и жабры для дыхания в воде, тогда как у наземных — развиты лёгкие и органы передвижения по суше (лапы, крылья и др.).

На организмы в среде обитания воздействует множество условий, которые называются экологическими факторами. Все эти факторы делятся на три большие группы:

Абиотические факторы — это факторы неживой природы. К ним относятся температура воздуха и воды, освещённость, влажность, давление, состав почвы и воды, движение воздуха или воды и др. Например, температура влияет на активность фауны, освещённость определяет их суточную активность (дневные и ночные существа), а влажность влияет на водный баланс.

Биотические факторы — это влияние живых существ друг на друга. Это может быть положительное влияние (например, сотрудничество или симбиоз), отрицательное (хищничество, паразитизм, конкуренция), или нейтральное. Например, волк охотится на зайца — это хищничество. Кукушка откладывает яйца в чужие гнёзда — это паразитизм. Фауна одного вида может конкурировать за пищу, воду или место обитания.

Антропогенные факторы — это влияние деятельности человека на природу. Например, вырубка лесов, загрязнение воды и воздуха, строительство дорог и городов, охота и отлов. Эти факторы часто являются причиной изменения местообитания зверей или даже исчезновения отдельных видов.

Организмы не одинаково реагируют на различные значения экологических факторов. Учёные установили некоторые закономерности, описывающие эти реакции.

Закон оптимума гласит: для каждого экологического фактора существует определённый диапазон значений, при котором организм чувствует себя наилучшим образом — это зона оптимума. Если условия отклоняются от оптимальных, жизнедеятельность животных ухудшается, может замедлиться рост, снизиться репродуктивная способность и выживаемость. Например, для большинства млекопитающих комфортная температура — около +20 C. При отклонении от этих условий организм тратит больше энергии на поддержание гомеостаза. Закон оптимума — экологический закон, заключающийся в утверждении, что любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы. Результаты действия переменного фактора зависят, прежде всего, от силы его проявления, или дозировки.

Закон лимитирующего (ограничивающего) фактора (закон Либиха) утверждает: жизнедеятельность организма ограничивается тем фактором, значение которого ближе всего к пределам выносливости. То есть, даже если все другие условия идеальны, один неблагоприятный фактор может сдерживать развитие организма. Например, в пустыне может быть достаточно тепла и солнечного света, но недостаток воды делает эту среду крайне сложной для большинства живых существ. Закон ограничивающего фактора, или Закон минимума Либиха — один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Таким образом, территория проживания и экологические факторы оказывают комплексное влияние на фауну. Животные вырабатывают разнообразные адаптации, чтобы выживать в различных условиях. Понимание этих закономерностей помогает объяснить, почему одни виды встречаются повсеместно, а другие — строго ограничены определённой территорией.

Основные среды жизни и адаптации животных

Водная среда и адаптации гидробионтов (особенности строения и физиологии водных животных) Водная среда — одна из древнейших природных систем, в которой зародилась жизнь на Земле. Обитатели водоёмов — от микроскопических планктонных организмов до крупных млекопитающих, таких как киты — имеют множество уникальных приспособлений. Основные особенности: плотность воды выше, чем у воздуха, она создаёт сопротивление движению, ограничивает светопроникновение и замедляет колебания температур. Поэтому морские и пресноводные представители фауны обладают обтекаемой формой тела, редуцированными или полностью отсутствующими конечностями (например, у рыб и змееобразных видов), а также жаберным дыханием. Плавники, слизистый покров, лёгкий скелет — всё это способствует быстрому и энергосберегающему передвижению в водной толще. Некоторые формы (например, у акул) имеют специальные органы чувств — боковую линию, позволяющую улавливать колебания воды. Осморегуляция также играет важную роль: пресноводные организмы удаляют лишнюю воду, поступающую через кожу, а морские — наоборот, сохраняют влагу, избегая обезвоживания.

Наземно-воздушная среда и приспособления животных к жизни на суше Обитание на суше требует от организмов совершенно иного набора биологических характеристик. Здесь воздух более разрежен, температура колеблется значительно сильнее, а вода доступна не всегда. Представители фауны, освоившие наземно-воздушное пространство, развили у себя прочный скелет для поддержания массы тела и различные типы конечностей для передвижения (лапы, крылья, копыта). У наземных позвоночных преобладает лёгочное дыхание. Кожа у сухопутных существ часто покрыта чешуёй, перьями или шерстью, что снижает испарение влаги и защищает от перепадов температур. Некоторые виды запасают воду (например, верблюды), другие — активны только ночью, когда прохладнее (многие пустынные формы жизни). Осязание, зрение и слух играют важную роль в ориентации в пространстве, поиске пищи и защите от врагов.

Почва как среда обитания (морфофизиологические адаптации почвенных обитателей) Подземный мир — это уникальная экосистема с ограниченным доступом к свету, кислороду и ресурсам. Населяющие её формы жизни — черви, личинки, насекомые, некоторые млекопитающие — приспособлены к условиям постоянной темноты, высокой влажности и плотной сферы. У таких существ часто редуцированы органы зрения или они полностью отсутствуют (например, у крота). Взамен развиваются другие системы восприятия: обоняние, осязание, чувствительность к вибрациям. Тело почвенных обитателей вытянутое, гибкое, обтекаемой формы, что облегчает продвижение в узких проходах. Конечности — если они есть — короткие, с мощными когтями или выростами для копания. Обмен газов осуществляется через кожу или с помощью простых лёгочных мешков, что эффективно при жизни в окружении с пониженным содержанием кислорода.

Живые организмы как среда обитания (паразиты и симбионты) Некоторые виды используют другие живые существа в качестве места обитания — таких форм называют паразитами или симбионтами. Паразиты (например, ленточные черви, вши, блохи) получают питание за счёт хозяина и часто наносят ему вред. У них отсутствуют ненужные органы (пищеварительная система, органы чувств), зато развиты присоски, крючья, челюсти для закрепления на теле хозяина. Они часто производят огромное количество яиц, чтобы повысить шанс выживания потомства. Симбионты, напротив, вступают во взаимовыгодные отношения с другими организмами. Например, бактерии в кишечнике жвачных животных помогают переваривать клетчатку, а сами получают стабильную питательную среду. У таких форм жизни наблюдаются адаптации к определённой «экосистеме» тела хозяина: устойчивость к условиям внутри организма, способность выживать в его химическом веществе. Этот тип взаимоотношений требует от организмов высокой степени специализации и тесной взаимосвязи с другими живыми системами. Вывод: Каждый тип жизненного пространства предъявляет свои требования к обитателям.

Приспособления к различным условиям сформировались в ходе длительной эволюции и позволяют существам не просто выживать, а активно развиваться, заселяя всё многообразие природных зон планеты.

Теплокровность, способность к терморегуляции Влажность Способность сохранять воду, защитные оболочки Питание Способность перерабатывать различные виды пищи Освещенность Дневные и ночные виды, фотосинтетическая активность Движение Способности к передвижению в разных условиях (плавание, бег) Экологические группы животных по отношению к различным факторам среды

Адаптации животных к температуре (пойкилотермные и гомойотермные животные) Температурный режим оказывает значительное влияние на процессы жизнедеятельности у различных представителей фауны. По способности поддерживать постоянную температуру тела организмы делятся на пойкилотермных (переменнокровных) и гомойотермных (постояннокровных).

Пойкилотермные — это существа, температура тела которых зависит от внешней обстановки. К ним относятся земноводные, пресмыкающиеся, рыбы, большинство беспозвоночных. Например, лягушка в холодную погоду становится малоподвижной и прячется в укрытие, а летом — активна. Для защиты от замерзания некоторые амфибии и насекомые способны впадать в состояние анабиоза.

Гомойотермные, наоборот, поддерживают стабильную температуру тела, независимо от окружающей природы. Это — птицы и млекопитающие. У них хорошо развиты терморегуляторные механизмы: теплоизоляция за счёт шерсти или перьев, физиологическая регуляция (например, потоотделение или дрожь), изменение поведения (перелёты, спячка). Такие существа могут обитать в регионах с резкими температурными перепадами, включая Арктику и пустыни

Приспособления к влажности (гигрофилы, мезофилы, ксерофилы) Водный баланс организма — ключевой фактор выживания. Существ, обитающих в разных условиях по влажности, классифицируют как гигрофилов, мезофилов и ксерофилов.

Гигрофилы — влаголюбивые формы жизни. Обычно они обитают в болотистых или влажных лесах, рядом с водоёмами. Их кожа часто тонкая и проницаемая, как, например, у дождевых червей или амфибий, что способствует поглощению влаги из окружающей среды.

Мезофилы предпочитают умеренные условия с равномерным увлажнением. Это — наиболее широкая экологическая группа, включающая обитателей лугов, лесов и сельскохозяйственных угодий. Они способны переживать кратковременную засуху, но не приспособлены к экстремальной сухости.

Ксерофилы — обитатели засушливых районов, таких как пустыни. Они имеют особые анатомические и физиологические приспособления для экономии влаги: концентрированная моча, способность добывать воду из пищи, активность в ночное время. Например, тушканчики и верблюды могут долго обходиться без питья, а у многих пресмыкающихся кожа покрыта чешуёй, минимизирующей испарение.

Животные и световой режим (дневные, сумеречные, ночные)

Свет — важнейший экологический фактор, влияющий на поведение и активность существ. По типу суточной активности обитателей разделяют на дневных, сумеречных и ночных. Дневные существа активны в светлое время суток. У них хорошо развито цветное зрение, например, у многих птиц и приматов. Они ориентируются по солнечному свету и часто зависят от температурных колебаний дня.

Сумеречные (крепускулярные) — наиболее активны на рассвете и в вечерние часы. Такой ритм позволяет избегать хищников и перегрева. Сюда относятся, например, олени и зайцы.

Ночные формы активны в темноте. У них — острое обоняние, слух и адаптированное к слабому освещению зрение. К примеру, у сов глаза устроены так, что позволяют видеть даже при минимальном свете, а летучие мыши ориентируются с помощью эхолокации. Подобные адаптации обеспечивают равномерное распределение активных организмов по времени суток, снижая конкуренцию.  Отношение к пище и способы питания (хищники, растительноядные, всеядные)

Питание — один из главных факторов, определяющих поведение и биологические особенности видов. По характеру пищи фауну делят на хищников, растительноядных и всеядных.

Хищники питаются другими представителями фауны. У них развиты острые зубы, когти, органы чувств, необходимые для поиска и поимки добычи. Примеры: волки, орлы, тигры.

Растительноядные употребляют только растительную пищу. Их пищеварительная система приспособлена к перевариванию клетчатки. Часто у них мощные челюсти и длинный кишечник. Пример — коровы, слоны, улитки.

Всеядные способны потреблять как растительные, так и животные продукты. Такая универсальность позволяет адаптироваться к разным условиям. Типичные представители — медведи, вороны, человек. Питание тесно связано с экологической нишей: каждый тип питания соответствует определённому уровню пищевой цепи и вносит вклад в поддержание равновесия в экосистеме

Жизненная форма — это внешний облик и особенности строения организма, которые сформировались в процессе адаптации к определённым условиям окружающей среды. Это понятие включает совокупность признаков: строение тела, образ жизни, поведение, способы передвижения, дыхания и питания. Все эти особенности позволяют обитателю конкретной экосистемы выживать и успешно размножаться. Она не обязательно связана с принадлежностью к какому-то определённому виду или группе. Разные представители фауны могут иметь схожий внешний вид и образ жизни, даже если они далеки по происхождению, потому что они приспособились к одинаковым условиям окружающей обстановки. Например, тела акулы и дельфина имеют обтекаемый вид, хотя один — рыба, а другой — млекопитающее. Это пример того, как различные виды зависят от местообитания.

Типы биотических взаимоотношений (хищничество, паразитизм, конкуренция, мутуализм, комменсализм) Во всех экосистемах живые организмы постоянно вступают в самые разнообразные связи друг с другом. Эти связи называются биотическими взаимоотношениями. Они играют важнейшую роль в поддержании баланса и устойчивости природных сообществ

. Существуют разные типы взаимодействий, зависящие от того, выгодны ли они одной или обеим сторонам

Хищничество — это тип отношений, при котором один организм (хищник) поедает другого (добычу). Это взаимодействие полезно для охотника, но губительно для жертвы. Пример: лиса охотится на зайца. Хищничество помогает регулировать численность популяций и не позволяет одному виду чрезмерно размножаться.

Паразитизм — это ситуация, при которой один организм (паразит) живёт за счёт другого (хозяина), нанося ему вред. Например, клещ питается кровью млекопитающего. В отличие от хищников, паразиты часто не убивают своего хозяина, так как зависят от него для продолжения жизни.

Конкуренция — это соперничество между особями или группами за ограниченные ресурсы: пищу, воду, укрытия, партнёров для размножения. Конкуренция бывает как внутривидовой (между представителями одного рода), так и межвидовой (между разными видами). Она может привести к вытеснению одного типа другим или к формированию новых адаптаций.

Мутуализм — это взаимовыгодное сотрудничество двух организмов. Пример — птицы, поедающие паразитов с тела крупных млекопитающих. Одна сторона получает пищу, другая — защиту от вредителей. Такой тип связей способствует выживанию обеих сторон.

Комменсализм — это форма взаимодействия, при которой один участник получает пользу, а другому это безразлично, то есть он не получает ни вреда, ни пользы. Например, рыбы-прилипалы прикрепляются к акулам и питаются остатками пищи. Акула от этого не страдает и не получает выгоды.

Внутривидовые и межвидовые взаимодействия животных Взаимоотношения между обитателями природы могут происходить как внутри одного вида, так и между представителями разных видов. Внутривидовые связи важны для формирования социальных структур и установления иерархий. Например, у волков есть альфа-самец и альфа-самка, которые ведут стаю и принимают решения. Внутривидовые связи могут выражаться в совместной охоте, защите потомства, передаче сигналов, а иногда и в борьбе за лидерство или территорию.

Межвидовые взаимодействия более разнообразны. Это может быть симбиоз, конкуренция, охота, паразитизм. Эти связи формируют сложную паутину взаимоотношений в природе. Например, сова охотится на грызунов — это хищничество. Пчёлы опыляют цветы — это взаимовыгодный симбиоз (мутуализм), в результате которого пчёлы получают нектар, а растения — возможность размножаться. Роль экологических взаимоотношений в формировании адаптаций животных Постоянные взаимодействия с другими организмами влияют на то, какие черты развиваются у того или иного существа. Эти связи способствуют формированию адаптаций — специальных приспособлений, помогающих выжить и размножаться. Например: Хищники развивают острые зубы, когти, хорошие органы чувств (зрение, слух, обоняние), чтобы эффективнее охотиться. Жертвы, наоборот, вырабатывают маскировку, быстроту реакции, колючки или ядовитые вещества. Паразиты теряют некоторые органы (например, органы чувств или пищеварения), потому что получают всё необходимое от хозяина. Зато у них хорошо развиты присоски, крючья или другие приспособления для прикрепления. Конкуренция может привести к дивергенции — расхождению признаков, чтобы виды не мешали друг другу. Например, два типа птиц могут питаться различными насекомыми или обитать в разных частях дерева. Таким образом, биотические отношения — это важный эволюционный двигатель. Постоянные взаимодействия между существами ведут к появлению новых признаков и улучшению уже существующих. В результате такого взаимодействия природа становится более разнообразной, устойчивой и сбалансированной.

Человек сильно влияет на природу. Это влияние называется антропогенным воздействием. Оно может быть прямым, когда человек сам уничтожает представителей фауны (например, охота, браконьерство, отлов ради шкур или мяса), и косвенным, когда вред наносится среде, в которой обитают живые существа. Прямое воздействие — это когда, к примеру, люди вырубают лес, и тем самым разрушают места, где раньше жили лоси, белки и птицы. Косвенное воздействие проявляется, когда реки загрязняются промышленными отходами, в результате чего гибнут рыбы и другие водные обитатели, даже если человек к ним не прикасался. Одним из самых ярких примеров косвенного влияния можно назвать выхлопные газы автомобилей, выбросы с заводов, мусор на природе. Всё это ухудшает качество воздуха, воды и почвы, что делает жизнь в таких условиях трудной или вовсе невозможной для многих типов. Также нередко человек завозит чужеродные виды — то есть таких существ, которые раньше не обитали в данной местности.

Рефлексия

Домашнее задание Подготовить мини-проект «Экологический портрет» любого животного (на выбор ученика), в котором описать особенности его среды обитания и адаптации к ней