"Биология. Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы". В.И. Сивоглазов (гдз)

Приспособленности организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора

Вопрос 1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.
Все признаки живых организмов приспособлены к условиям их существования. Приспособленностью отличаются внутреннее и внешнее строение организмов, поведение животных и т.п.
Так, например, интенсивность размножения выше у тех существ, потомство которых в своей массе погибает. Треска, не заботящаяся о своем потомстве, мечет за период нереста около 5 млн икринок. Самка маленькой морской рыбки, пятнадцатииглой колюшки, самец которой охраняет гнездо с икринками, мечет всего несколько десятков икринок. Слониха, потомству которой в природе почти ничто не угрожает, в течение своей долгой жизни приносит не более 6 слонят, а вот человеческая аскарида, абсолютное большинство потомства которой гибнет, в течение года откладывает по 200 000 яиц каждые сутки. Ласты тюленей, преобразованные из лап их сухопутных предков, прекрасно приспособлены к передвижению в воде. Жирафы живут в саванне и поедают листья деревьев на большой высоте, в чем им помогает длинная шея. Ветроопыляемые растения производят огромное количество мелкой, сухой, очень легкой пыльцы. Рыльца пестиков их цветков большие и имеют перистую форму. Все это помогает им эффективнее опыляться. А у насекомоопыляемых растений пыльцы гораздо меньше, она крупная и липкая, цветки у них имеют нектарники и яркую окраску для привлечения насекомых-опылителей.
Яркие примеры приспособленности — покровительственная окраска и мимикрия. Мимикрия — подражание опасным видам — наблюдается у многих животных. Например, некоторые безобидные неядовитые змеи приобрели значительное сходство с ядовитыми сородичами, что помогает им избегать нападения хищников.
Таких примеров можно привести множество, так как каждое живое существо обладает большим количеством признаков, приобретенных в процессе приспособления к конкретным условиям обитания.

Вопрос 2. Почему одни животные имеют яркую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, - покровительственную?
Двум типам окраски соответствуют два варианта стратегии поведения. При одном из них животное стремится остаться незамеченным, пытаясь избежать встречи с хищником или подкрадываясь к жертве. Для этого используется покровительственная окраска, позволяющая сливаться с фоном. С другой стороны, животные, которые являются опасными или ядовитыми, часто всячески это подчеркивают. Они используют яркую демаскирующую окраску, предостерегающую: «не ешь меня». Кроме ядовитых организмов, эту стратегию применяют мимикрирующие под них безобидные виды. Организмы могут иметь демаскирующую окраску и по совершенно иной причине — в связи со стремлением привлечь партнера для размножения (яркая окраска многих самцов птиц, рыб, рептилий, бабочек и т. д.). В этом случае задача продолжения рода приходит в противоречие с инстинктом самосохранения, но оказывается для организма более значимой.
То есть любое приспособление помогает выживать только в тех условиях, в которых оно формировалось. Стоит условиям измениться, и ранее полезный признак превратится во вредный и приведет к гибели. Например, прекрасно летающий стриж имеет очень длинные узкие крылья. Однако такая специализация крыла привела к тому, что стриж не может взлетать с ровных поверхностей и, если ему не с чего спрыгнуть, погибает.

Вопрос 3. В чем состоит сущность мимикрии?
Сущность мимикрии (от греч. mimikos — подражательный) заключается в том, что безобидные животные в процессе эволюции приобретают сходство с опасными (ядовитыми) видами. Это позволяет им избегать нападения хищников. Примером служат некоторые неядовитые змеи: существует вид полоза, который расцветкой похож на смертельно опасного аспида и отличается от него лишь чередованием полос. Кроме окраски мимикрирующие животные обладают характерным поведением: мухижурчалки ведут себя подобно осам, имитируя агрессию.

Вопрос 4. Распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных? Приведите примеры.
Естественный отбор влияет не только на внешние признаки организма, но и на поведение. Это относится, прежде всего, к врожденным (инстинктивным) формам поведения. Такие формы очень разнообразны: способы добывания пищи, проявления страха и агрессии, половое поведение, родительское поведение и т. д. Паук плетет сеть, пчела строит соты, кошка в момент опасности принимает угрожающую позу, бурундуки делают запасы и впадают в спячку на зиму и т.д. Очень сложны брачные ритуалы (различия в брачном поведении), строгое следование которым является для животных одним из путей предотвращения межвидового скрещивания.

Вопрос 5. Каковы биологические механизмы возникновения приспособительной (скрывающей и предупреждающей) окраски у животных?
Биологическим механизмом, обеспечивающим возникновение приспособительной окраски, является естественный отбор. В процессе эволюции в популяции, которая в силу разнообразия генофонда отличалась очень широким спектром окраски, преимущественно выживали и оставляли потомство те особи, которые были менее заметны на фоне окружающей среды. В результате доля соответствующих генотипов постоянно росла. В дальнейшем данный фенотип, а следовательно, и генотип закреплялся в популяции с помощью стабилизирующего отбора. В случае предостерегающей окраски происходили аналогичные процессы. Например, птицы исходно легче находят и поедают ярких насекомых. Если эти насекомые оказываются ядовитыми, ТО птицы быстро обучаются их не трогать и предпочитают более скромно окрашенную добычу. Тем самым особи с яркой окраской, которую легко идентифицировать как ядовитую, сохраняются и оставляют потомство. Со временем данный признак закрепляется в популяции.

Вопрос 6. Являются ли физиологические адаптации факторами, определяющими уровень приспособленности организма в целом?
Физиологические адаптации играют огромную роль в поддержании работоспособного состояния организма в изменяющихся условиях внешней среды. Они характеризуют приспособленность вида в целом, так как обеспечивают выполнение жизненно важных функций. Например, птицы и рептилии обладают специальными железами, обеспечивающими быстрое выделение избытка солей. Верблюд способен запасать большое количество жира в своем горбу. У дельфинов и летучих мышей развилась способность к эхолокации. У многих змей ферменты слюнных желез преобразовались в яд. В мозге человека получили развитие зоны, связанные с движениями пальцев, речью, мышлением.

Вопрос 7. В чем сущность относительности любого приспособления к условиям обитания? Приведите примеры.
Любая адаптация позволяет приспособиться к условиям окружающей среды, но только к каким-то определенным. При изменении (особенно при резком изменении) этих условий адаптация может оказаться бесполезной и даже вредной. Стоит условиям измениться, и ранее полезный признак превратится во вредный и приведет к гибели. Например, прекрасно летающий стриж имеет очень длинные узкие крылья. Однако такая специализация крыла привела к тому, что стриж не может взлетать с ровных поверхностей и, если ему не с чего спрыгнуть, погибает.
Относительный характер приспособительности можно рассмотреть также на следующем примере: в промышленных районах Европы, где вследствие интенсивного развития промышленного производства погибли светлоокрашенные лишайники, покрывавшие стволы деревьев, темноокрашенные особи бабочек вытеснили светлоокрашенных особей. Это явление получило название индустриального меланизма. Дело в том, что светлые насекомые очень хорошо заметны на темном фоне стволов и преимущественно поедаются птицами. А в сельских районах наоборот — темные насекомые хорошо заметны на светлых стволах, и именно они уничтожаются птицами. Таким образом, естественный отбор положил начало дивергенции (расхождению) внутри вида, что может привести сначала к появлению подвидов, а затем и новых видов. Или белая окраска животных, рассчитанная на снежный покров, будет выдавать их в случае внезапного таяния снега. Таким образом, все адаптации имеют относительную целесообразность. В особо резкой форме эта проблема стоит перед организмами, населяющими сушу, где условия могут меняться очень быстро. В океане условия окружающей среды более стабильны, и мы можем встретить здесь виды, не претерпевшие значительных изменений на протяжении сотен миллионов лет (акулы, многие моллюски).