Стратегії адаптацій організмів.

Урок 11

Тема: Стратегії адаптацій організмів.

Працюємо за підручником: Біологія і екологія (рівень стандарту ): підручник для 11 класу закл.заг.серед.освіти/ В.І.Соболь. –  Камянець-Подільський: Абетка, 2018 – 256с.: іл.

https://pidruchnyk.com.ua/1244-biologi-11-klas-sobol.html

План

1.     Стратегії адаптацій організмів.

Зміст

Організм є складною інтегрованою біологічною системою, збереження гомеостазу якої досягається завдяки процесу адаптації під час взаємодії організму та середовища. Усі процеси, які відбуваються в організмі, забезпечують підтримання стану рівноваги у відповідь на вплив середовища. Тому в біологічній науці виник напрям вивчення сукупності еволюційних пристосувань, які забезпечують відновлення структури, функцій організму та спрямовані на виживання виду, - стратегій адаптацій організмів. Для кожного типу стратегії характерний свій комплекс адаптивних ознак.

Стратегії адаптацій організмів. Науковці довели, що здатність організмів витрачати різну кількість ресурсів на розмноження сформувалася в процесі природного добору і є специфічною ознакою виду. За розміром затрат енергії, потрібної для розмноження, види організмів можна поділити на дві групи: рудерали (r-стратеги) і конкуренти (К-стратеги) (рис. 15).

У першому випадку незалежно від індивідуальної пристосованості організмів умови середовища призводять до випадкової загибелі особин певного виду. Так виникає r-стратегія, притаманна, наприклад, більшості комах, гризунів, однорічних рослин (рис. 16). Ці організми мають невисоку тривалість життя, короткі життєві цикли, невеликі розміри, високу народжуваність, зазвичай одне розмноження протягом життя, здатність до переживання несприятливих періодів у стані спокою. За рахунок великої чисельності й швидкого розвитку r-стратеги першими займають нові середовища мешкання. Більшість потомків цих організмів не виживають, тому їхня чисельність дуже сильно коливається в часі.

За швидких змін умов навколишнього середовища більшу перевагу отримують r-стратеги, а за стабільних умов краще пристосованими виявляються К-стратеги.

У другому випадку особини популяцій виду у більшому ступені виживають завдяки індивідуальній пристосованості, вступаючи в міжвидову або внутрішньовидову конкуренцію. Таку сукупність пристосувань називають K-стратегія. Організми, які мають таку стратегію адаптації, характеризуються низькою смертністю на ранніх етапах розвитку і високою тривалістю життя. Завдяки високій пристосованості практично все потомство виживає, тому їхня чисельність коливається дуже слабо. Їм властива підвищена захищеність від хижаків, різні форми турботи про потомків. Така стратегія адаптацій характерна, наприклад, для великих ссавців, деревних рослин (рис. 17).

Ботанік Леонтій Раменський (1938) і незалежно від нього еколог Філіп Ґрайм (1979) запропонували розрізняти три основні типи рослин стосовно забезпеченості ресурсами (інтенсивності стресу) та порушень екосистеми, складником якої є ці рослини. Чинниками порушень може бути інтенсивний випас худоби, розорювання степу, землетруси, виверження вулканів, лісові пожежі, кислотні дощі тощо. Схематично систему стратегій адаптацій Раменського-Ґрайма можна зобразити у вигляді рівностороннього трикутника, літери в кутах якого (C, S, R) позначають три первинні типи стратегій, а комбінації двох і трьох літер - перехідні (вторинні) типи (рис. 18). Систему стратегій Раменського-Ґрайма успішно використовують не лише в ботаніці, а й у зоології та мікробіології. Далі ми наведемо опис трьох основних типів стратегій:

Тип С (англ. competitor - конкурент) - віолент. Це зазвичай великі за розмірами організми, які витрачають значну частину енергії на підтримання життя дорослих особин, маючи низьку народжуваність і смертність. Такі організми переважають в екосистемах і є конкурентоспроможними за сприятливих умов і відсутності порушень (рис. 19). За погіршення умов (висихання ґрунту, засолення тощо) або за порушень екосистеми такі організми гинуть, не маючи пристосувань для переживання дії цих чинників.

Тип S (англ. stress-tolerant - стійкий до стресу) - патієнт. Це організми, здатні за рахунок спеціальних адаптацій переживати сильний стрес. Вони мешкають або в умовах дефіциту ресурсів, або в умовах, які обмежують споживання цих ресурсів (посуха, брак світла або ресурсів мінерального живлення, зависокі чи занизькі температури тощо), тому не мають великої конкуренції з іншими видами (рис. 20).

Тип R (лат. ruderis - бур'янистий) - експлерент. Ці організми заміщають віолентів під час сильних порушень середовищ мешкання внаслідок послаблення конкуренції. До цього типу зокрема відносять однорічні рослини, які утворюють велику кількість насіння. Воно або зберігається в ґрунті, або має пристосування для поширення. Ці організми також можуть використовувати ресурси в стабільних середовищах мешкання, але в період, коли вони виявляються тимчасово незатребуваними іншими видами (рис. 21).

 

Завдання до уроку:

1.     Повторити матеріал §3 (стор.12-14)

https://pidruchnyk.com.ua/1244-biologi-11-klas-sobol.html

2. Дати усну відповідь на питання:

2.1. Схарактеризуйте різні підходи до класифікації стратегій адаптації організмів.

2.2. Наведіть приклади організмів з різними стратегіями адаптацій.

3.  Поміркуйте та дайте письмову відповідь в зошиті:

Порівняйте стратегії адаптацій системи Раменського-Ґрайма.

4.В зошиті поясніть ключові терміни та поняття:

стратегії адаптації організмів

5.Фотозвіт відправити на електрону пошту  nataalex088@gmail.com

Бажаю успіху)))

 

Додаткові матеріали:

 

https://www.youtube.com/watch?v=ofwIxd-LTmI

https://www.youtube.com/watch?v=ojBdbDUe48c

 

Урок 12

Тема: Поняття про екологічно пластичні та екологічно непластичні види.

1. Зміст уроку

Що характеризує екологічну пластичність виду?

Екологічна пластичність виду - це здатність організмів виду до існування в певному діапазоні значень екологічного чинника. Це характеристика пристосованості організмів виду до змін чинників середовища існування. Кількісно екологічна пластичність виражається діапазоном чинника середовища, в межах якого даний вид зберігає життєдіяльність. Що ширшим є діапазон коливань чинника, в межах якого даний вид може існувати, то більшою є його екологічна пластичність, то ширшими є його діапазон витривалості й поширеність.

Види, які можуть виживати в широкому діапазоні змін умов існування, називають екологічно пластичними. Наприклад, бурий ведмідь вирізняється широкою пластичністю у використанні кормових компонентів, що дає йому змогу заселяти різні території. До екологічно пластичних видів належать також вовк звичайний, горобець польовий, кульбаба лікарська, очерет звичайний. Широкою екологічною пластичністю вирізняються діатомові водорості, які за масштабом географічного поширення і ступенем біопродуктивності не мають собі рівних. Екологічно пластичними є й види-агресори (наприклад, змієголов звичайний, борщівник Сосновського, ротан-головешка).

Екологічно непластичні види - види з вузьким діапазоном екологічної пластичності до чинників середовища. Такі організми погано пристосовуються навіть до незначних змін умов існування і вузько спеціалізовані до умов середовища життя. Наприклад, форель струмкова віддає перевагу швидким річкам з чистою й прохолодною водою, багатою на кисень. Екологічно непластичними видами є також коала сірий, який вживає листя й молоді пагони лише деяких видів евкаліптів, велика панда - вид, який тепер відносять до родини Ведмежі і який живиться бамбуком (іл. 7). До цієї групи належать симбіонти, мешканці великих морських глибин, печер.

Отже, екологічну пластичність виду характеризує певний діапазон витривалості до коливань екологічного чинника та поширеність у середовищі існування.

Що визначає екологічну пластичність виду?

Адаптивний потенціал (від лат. potentia - сила) - міра пристосувальних можливостей виду в мінливих умовах довкілля. Ця здатність має спадковий характер, і міра її прояву залежить від біотичного потенціалу, що відображає здатність популяцій до розмноження й виживання за оптимальних умов. Пластичність видів визначається нормою реакції, тобто здатністю генотипу залежно від умов середовища формувати в онтогенезі різні фенотипи.

Різні види мають різну екологічну пластичність, що формується в процесі еволюції на основі генетичної пластичності (англ. genetic flexibility) - здатності генотипів змінюватися й забезпечувати пристосованість до змін навколишнього середовища.

Високий адаптивний потенціал мають екологічно пластичні види. Саме такі види здатні заселяти нові місця проживання або ті, які дуже змінилися. В умовах руйнування екосистем вони завдяки екологічній пластичності встигають набути нових адаптацій і виживають. Екологічно непластичні види з низьким адаптивним потенціалом і високою спеціалізацією за цих умов вимирають.

Отже, екологічну пластичність виду визначають генетична пластичність та адаптивний потенціал.

Які види беруть участь в адаптивній радіації груп?

Адаптивна радіація - еволюційний процес виникнення в межах певної систематичної групи форм, пристосованих до різних умов існування. Цей процес властивий для будь-якої систематичної групи, яка існує вже тривалий час. Згідно з правилом адаптивної радіації, що його сформулював відомий американський палеонтолог Г. Ф. Осборн (1857-1935) ще у 1902 р., історичний розвиток будь-якої групи супроводжується її розділенням на окремі філогенетичні стовбури, що розходяться в різних адаптивних напрямах від якогось вихідного середнього стану. Класичним прикладом адаптивної радіації є урізноманітнення плацентарних ссавців, що розпочалося одразу після вимирання динозаврів наприкінці мезозойської ери (близько 66 млн років тому). У ті давні часи ці ссавці були дрібними комахоїдними істотами, подібними до землерийок. Саме ці тварини еволюціонували в сучасні групи бігаючих, літаючих, плаваючих ссавців (іл. 8).

Адаптивна радіація плацентарних ссавців

Вихідними видами в адаптивній радіації є зазвичай екологічно пластичні види. Згідно з правилом походження від неспеціалізованих предків (Е. Кон, 1904), нові великі групи беруть початок не від вищих представників предкових груп, а від порівняно неспеціалізованих. Ссавці виникли не від високоспеціалізованих, а від неспеціалізованих видів рептилій. Квіткові рослини виникли не від голонасінних, а від неспеціалізованих насінних папоротей. Причиною походження нових груп від неспеціалізованих предків є те, що відсутність спеціалізації визначає можливість виникнення нових пристосувань.

Отже, адаптивна радіація пов'язана з пластичними видами і дає змогу новим групам рівномірно зайняти простір і різні місця існування.

 

Завдання до уроку:

1.     Опрацювати § 2 (стор.8-11) за посиланням

https://pidruchnyk.com.ua/1244-biologi-11-klas-sobol.html

2.Дати усну відповідь на питання:

2.1. Перелічіть властивості адаптацій.

2.2. Поясніть відносний характер адаптацій.

2.3. Сформулюйте закономірності формування адаптацій.

2.4. Сформулюйте висновок про значення преадаптацій та адаптацій в еволюції органічного світу.

3.Виконати самостійну роботу

Самостійна робота з таблицею. Адаптивний потенціал

За допомогою таблиці порівняйте запропоновані види та обґрунтуйте судження про адаптивний потенціал екологічно пластичних та непластичних видів.

Ознака	Ведмідь бурий	Коала сірий
Екологічна пластичність
Поширеність
Рівень спеціалізації
Адаптивний потенціал

3.     Скласти опорний конспект «Закономірності формування адаптацій»

4.     Фотозвіт відправити на електрону пошту  nataalex088@gmail.com

Бажаю успіху)))

 

Додаткові матеріали:

https://www.youtube.com/watch?v=HcWQUzWDPoc