La relativité des signes adaptatifs. L'émergence des appareils

Sections: La biologie

Objectif:pour former des connaissances parmi les étudiants sur l'adaptabilité des organismes à l'environnement.

Tâches:

pédagogique: la formation de connaissances sur les différents modes d'adaptation des organismes à l'environnement;

développer: la capacité de travailler avec un manuel, d'analyser, de comparer, de mettre en évidence l'essentiel, de penser logiquement

pédagogique: promouvoir l'éducation esthétique, la formation d'une vision du monde scientifique.

Matériel: tableau «Fitness et sa nature relative», photographies, dessins, collections d'organismes végétaux et animaux, présentation.

Pendant les cours

Sous la forme d'une conversation frontale, il est proposé de répondre aux questions.

1. Comment expliquer l'adaptabilité du vivant à son environnement?

2. Comment est née la variété des espèces existant dans la nature?

3. Pourquoi y a-t-il une augmentation de l'organisation des êtres vivants au cours de l'évolution?

Aux questions: quelle explication de l'aptitude des organismes était répandue au XVIIIe siècle? Comment Lamarck a-t-il expliqué ces phénomènes? - les élèves donnent facilement des réponses, dont l'enseignant résume la remarque sur les contradictions entre faits scientifiques, révélant la perfection du monde organique, les explications proposées alors.

Les étudiants en groupes reçoivent des devoirs et différents objets pour le travail:

Considérez les fruits et les graines de bouleau, de pin, de pissenlit, de pavot et autres, et déterminez la nature de leur capacité d'adaptation à la distribution.

Les élèves notent les résultats du travail dans le tableau.

Chaque groupe d'élèves fait un rapport sur les résultats de leur travail en faisant la démonstration d'objets. Ensuite, sur la base des résultats des groupes, des généralisations sont faites sur les différents aménagements dans le même environnement.

Une grande attention devrait être accordée à l'explication de l'occurrence des adaptations selon la doctrine de Darwin de la sélection naturelle en comparaison avec l'explication de Lamarck.

Il est nécessaire de s'assurer que les élèves peuvent expliquer correctement du point de vue de l'enseignement de Darwin comment telle ou telle adaptation est née.

La description de la formation de longues jambes et d'un long cou selon Lamarck et Darwin est lue et analysée.

Les élèves sont ensuite invités à expliquer l'événement:

• coloration blanche des animaux polaires;
• aiguilles de hérisson;
• coquilles de mollusques;
• arôme de rose sauvage;
• similitudes d'une chenille de papillon avec un noeud

En répondant, les élèves expliquent les faits sur la base de l'enseignement de Darwin, des comparaisons avec une interprétation possible des mêmes exemples selon Lamarck révèlent son essence idéologique.

L'attention principale est portée à l'élucidation des raisons pour lesquelles la théorie de Lamarck était impuissante à expliquer l'origine de l'évolution organique, ce qui a été brillamment fait par Charles Darwin.

L'adaptation, ou adaptation, est la capacité d'un organisme à survivre et à laisser sa progéniture dans un habitat donné.

Exemples de fitness

À adaptations morphologiques inclure - coloration protectrice, déguisement, mimétisme, coloration d'avertissement.

À éthologique ou comportementalinclure - postures menaçantes, stockage de la nourriture.

L'adaptation physiologique est un ensemble de réactions physiologiques qui sous-tendent l'adaptation du corps aux changements des conditions environnementales et visent à maintenir la constance relative de son environnement interne - l'homéostasie.

Interactions chimiques (les fourmis sécrètent des enzymes qui sont utilisées par les membres de la famille pour coordonner les activités)

Conservation de l'eau dans un cactus

Prendre soin de la progéniture est une chaîne de réflexes successifs développés dans le processus d'évolution, assurant la préservation de l'espèce.

Le poisson tilapia porte du caviar et des juvéniles dans sa bouche! Les alevins nagent calmement autour de leur mère, avalent quelque chose, attendent. Mais dès que le moindre danger survient, la mère donne un signal, bougeant brusquement sa queue et tremblant d'une manière particulière avec ses nageoires, et ... les alevins se précipitent immédiatement vers l'abri - la bouche de la mère.

Certains types de grenouilles transportent des œufs et des larves dans des poches spéciales à couvain.

Chez les mammifères - dans la construction de tanières, de terriers et d'autres abris pour les futurs descendants, en maintenant la propreté du corps des jeunes, cet instinct est apparemment caractéristique de tous les mammifères, sans exception.

L'origine du fitness et sa relativité

Charles Darwin a montré que les adaptations résultent de l'action de la sélection naturelle. Les exemples suivants démontrent la relativité des adaptations:

1) les organes utiles dans certaines conditions deviennent inutiles dans d'autres: les ailes relativement longues des martinets, adaptées au vol rapide, créent certaines difficultés lors du décollage du sol

2) les dispositifs de protection contre les ennemis sont relatifs: les serpents venimeux (par exemple, les vipères) sont mangés par les hérissons

3) la manifestation d'instincts peut également être irréalisable: par exemple, une réaction défensive (relâchant un jet de liquide nauséabond) d'une mouffette dirigée contre une voiture qui marche

4) le «surdéveloppement» observé de certains organes, qui devient une gêne pour l'organisme: la croissance des incisives chez les rongeurs lors du passage à la nourriture molle.

Les étudiants doivent fermement comprendre que la doctrine de Darwin de l'aptitude relative à la suite de la sélection naturelle réfute complètement les déclarations idéalistes sur l'origine divine et la nature absolue de l'opportunisme organique (K. Linnaeus), ainsi que la capacité innée du corps à changer sous l'influence uniquement dans une direction qui leur est utile (Lamarck ).

1. Un exemple de coloration protectrice est:

a) la similitude de la forme et de la couleur du corps avec les objets environnants;

b) imitation du moins protégé le plus protégé;

c) alternance de rayures claires et sombres sur le corps du tigre.

2. La couleur vive des coccinelles, de nombreuses espèces de papillons, de certaines espèces de serpents et d'autres animaux avec des glandes odorantes ou venimeuses est appelée:

a) déguisement;

b) démonstration;

c) mimétisme;

d) avertissement.

3. La variété des adaptations s'explique par:

a) uniquement par l'influence des conditions environnementales sur le corps;

b) l'interaction du génotype et des conditions environnementales;

c) uniquement par les caractéristiques du génotype.

4. Un exemple de mimétisme:

b) couleur rouge vif de la coccinelle;

c) similitude de la couleur de l'abdomen d'un hoverfly et d'une guêpe.

5. Un exemple de masquage:

a) coloration verte de la sauterelle chanteuse;

b) similitude de la couleur de l'abdomen de l'hoverfly et de la guêpe;

c) couleur rouge vif chez une coccinelle;

d) similitude de coloration de la chenille et du papillon de nuit avec un nœud.

6. Toute aptitude des organismes est relative, car:

a) la vie se termine par la mort;

b) une adaptation est souhaitable dans certaines conditions;

c) il y a une lutte pour l'existence;

d) l'adaptation peut ne pas conduire à la formation d'une nouvelle espèce.

Bibliographie

1. Mamontov S.G. Biologie générale: manuel. pour les étudiants du secondaire spécialisé étude. institutions - 5e éd., effacé. - M.: Plus haut. shk., 2003.
2. Biologie générale: manuel. pour goujon. Éduqué. institutions d'environnements. prof. éducation / V.M. Konstantinov, A.G. Rezanov, E.O. Fadeeva; ed. V.M. Konstantinov. -M.: Centre d'édition "Academy", 2010.

4. L'aptitude des organismes et sa nature relative

La forme physique est l'opportunité relative de la structure et des fonctions du corps, qui est le résultat de la sélection naturelle, qui élimine les individus inadaptés. Les symptômes proviennent de mutations. S'ils augmentent la vitalité de l'organisme, sa fertilité, et permettent d'élargir la gamme, alors de tels traits sont «captés» par sélection, fixés dans la progéniture et deviennent des adaptations.

Types d'appareils.

La forme corporelle des animaux leur permet de se déplacer facilement dans l'environnement approprié, rend les organismes invisibles parmi les objets. Par exemple, la forme profilée du corps du poisson, la présence de longs membres dans une sauterelle.

Le déguisement est l'acquisition de la ressemblance d'un organisme avec un objet environnemental, par exemple, ressemblant à une feuille sèche ou à une écorce d'arbre d'ailes de papillon. La forme du corps du phasme le rend invisible parmi les branches des plantes. Le poisson-aiguille n'est pas visible parmi les algues. Chez les plantes, la forme de la fleur: la position sur la pousse favorise la pollinisation.

La coloration protectrice cache l'organisme dans l'environnement, le rendant invisible. Par exemple, couleur blanche chez un lièvre, vert chez une sauterelle. Coloration démembrante - l'alternance de rayures claires et sombres sur le corps crée l'illusion du clair-obscur, brouille les contours de l'animal (zèbres, tigres).

La coloration d'avertissement indique la présence de substances toxiques ou d'organes de protection spéciaux, le danger de l'organisme pour un prédateur (guêpes, serpents, coccinelles).

Le mimétisme est une imitation d'un organisme moins protégé d'un type d'organisme plus protégé d'une autre espèce (ou objets de l'environnement), qui le protège de l'extermination (mouches guêpes, serpents non venimeux).

Le comportement adaptatif chez les animaux est une posture menaçante qui avertit et effraie l'ennemi, le gel, le soin de la progéniture, le stockage de la nourriture, la construction de nids, des terriers. Le comportement des animaux vise à protéger et à préserver des ennemis et des effets néfastes des facteurs environnementaux.

Les plantes ont également développé des adaptations: les épines les protègent contre la consommation; la couleur vive des fleurs attire les insectes pollinisateurs; différents moments de maturation du pollen et des ovules empêchent l'auto-pollinisation; une variété de fruits favorise la dispersion des graines.

Toutes les adaptations sont de nature relative, puisqu'elles opèrent dans certaines conditions auxquelles l'organisme est adapté. Lorsque les conditions changent, l'adaptation peut ne pas protéger le corps de la mort et, par conséquent, les signes cessent d'être adaptatifs. Une spécialisation étroite peut être la cause de décès dans les conditions modifiées.

La raison de l'apparition d'adaptations réside dans le fait que les organismes qui ne remplissent pas ces conditions meurent et ne laissent pas de progéniture. Les organismes qui ont survécu dans la lutte pour l'existence ont la possibilité de transmettre leur génotype et de le fixer en générations.

5. Spéciation

La microévolution est un processus évolutif qui a lieu au sein d'une espèce, conduisant à son changement et à l'émergence d'une nouvelle espèce. Le processus de spéciation commence dans les populations; par conséquent, une population est une structure évolutive élémentaire.

Les populations idéales sont régies par la loi de Hardy-Weinberg, la loi de l'équilibre génétique, selon laquelle le rapport des fréquences d'occurrence des gènes dominants et récessifs reste inchangé de génération en génération. La population idéale répond aux exigences suivantes:

a) taille illimitée de la population;

b) libre passage d'individus - panmixia;

c) l'absence de processus de mutation et de sélection; d) absence de migration des individus - isolement de la population.

Dans les populations, les fréquences des gènes A et a correspondent à la formule

où p est la fréquence d'apparition du gène A; c est la fréquence d'apparition du gène a. Dans une population idéale, les fréquences d'apparition des combinaisons génotypiques AA: Aa: aa restent inchangées et correspondent à la formule:

p 2 (AA) + 2pa (Aa) + a 2 (aa) \u003d 1.

Cependant, dans les populations réelles, les conditions d'une population idéale ne sont pas réunies. SS Chetverikov a constaté que le processus de mutation dans les populations est en cours, mais les mutations sont principalement récessives et cachées chez les hétérozygotes. Avec une homogénéité phénotypique externe, il existe une hétérogénéité génotypique de la population. SS Chetverikov a conclu que les populations naturelles sont saturées de mutations, ce qui est une réserve cachée de variabilité héréditaire et conduit à une violation de l'équilibre génétique. Un changement aléatoire non dirigé de la fréquence des allèles dans une population est appelé dérive génétique.

Dans des conditions naturelles, il y a une fluctuation périodique du nombre d'individus, qui est associée à des phénomènes saisonniers, des changements climatiques, des catastrophes naturelles, etc. Les fluctuations du nombre d'individus dans une population sont appelées vagues de population. Ils ont d'abord été découverts par S.S.Chetverikov. Les vagues de population sont l'une des causes de la dérive génétique, qui provoque les phénomènes suivants: une augmentation de l'homogénéité génétique (homozygotie) de la population; concentration d'allèles rares; préservation des allèles qui réduisent la viabilité des individus; changement dans le pool de gènes dans différentes populations. Tous ces phénomènes conduisent à des transformations évolutives de la structure génétique de la population, et par la suite à un changement d'espèce.

Méthodes de spéciation.

Un facteur important de l'évolution est l'isolement, qui conduit à la divergence des caractères au sein d'une même espèce et empêche le croisement d'individus. L'isolement peut être géographique ou écologique, d'où la distinction entre deux modes de spéciation.

Spéciation géographique - de nouvelles formes d'organismes apparaissent en raison de la rupture de l'aire de répartition et de l'isolement spatial. Dans chaque population isolée, le pool de gènes change en raison de la dérive et de la sélection des gènes. Vient ensuite l'isolement reproductif, qui conduit à la formation de nouvelles espèces.

Les raisons de la rupture de la zone peuvent être la construction de montagnes, les glaciers, la formation de rivières et d'autres processus géologiques. Par exemple, divers types de mélèzes, de pins et de perroquets australiens se sont formés à la suite de la rupture de la chaîne.

La spéciation écologique est une voie de spéciation, dans laquelle de nouvelles formes occupent différentes niches écologiques au sein d'une même zone. L'isolement se produit en raison de l'écart entre le moment et le lieu de croisement, le comportement animal, l'adaptation aux différents pollinisateurs dans les plantes, l'utilisation de différents aliments, etc. Par exemple, les espèces de truites Sevan ont des frayères différentes et les espèces de renoncules sont adaptées à la vie dans des conditions différentes.

La spéciation géographique et écologique se déroule selon le schéma:

isolement d'une population - "accumulation de mutations -" isolement - "divergence des caractères -" formation d'une sous-espèce - "isolement reproductif -" formation d'une espèce.

Ces processus sont très longs. Le moteur de la spéciation est la sélection naturelle motrice et perturbatrice.

6. Macroévolution

La macroévolution est une évolution supraspécifique aboutissant à la formation de taxons plus grands (familles, ordres, classes, types). Elle n'a pas de mécanismes spécifiques et se déroule de la même manière que les mécanismes de microévolution. La macroévolution a lieu dans des intervalles de temps historiquement énormes et n'est pas disponible pour une étude et une observation directes. A. N. Severtsov et I. I. Shmalgauzen ont établi deux directions principales du processus évolutif: le progrès biologique et la régression biologique.

La régression biologique est caractérisée par un rétrécissement de la zone; diminution du nombre d'espèces; une diminution du nombre de populations et une diminution des unités systématiques; la prédominance de la mortalité sur les naissances.

Cela conduit à une réduction du nombre d'espèces dans un genre, du nombre de genres dans une famille (parfois jusqu'à un), des familles dans un ordre (un), etc. Certaines espèces, genres et familles sont complètement éteints. Par exemple, une diminution du nombre de prêles et de lymphoïdes. Le tigre Ussuri est au bord de l'extinction.

Moyens de réaliser des progrès biologiques.

Créé par A. N. Severtsov et associé à toutes sortes de transformations dans la structure des organismes.

L'aromorphose est l'arogenèse, ou progrès morphophysiologique, accompagnée de changements majeurs dans la structure des organismes, une augmentation du niveau de leur organisation. Les aromorphoses sont de nature générale et ne s'adaptent pas à des conditions particulières. Ils permettent de maîtriser de nouveaux habitats, d'élargir la gamme. À la suite des aromorphoses, des taxons aussi grands que des types et des classes sont apparus.

Idioadaptation - allogenèse, accompagnée de l'acquisition par le corps d'adaptations privées aux conditions environnementales, habitat sans changer le niveau d'organisation. Le développement de nouveaux environnements de vie est en cours. Les changements qui en résultent sont de nature adaptative, parfois une spécialisation étroite à une condition spécifique. En conséquence, il y a une divergence de caractères au sein d'un groupe systématique et des taxons plus petits se forment: ordres, familles, genres. Chez les individus de différents groupes taxonomiques, une convergence peut être observée - la convergence des caractères résultant de l'adaptation de différents organismes au même habitat (papillons et oiseaux, baleines et poissons). C'est ainsi que naissent des organes analogues.

Parfois, il y a un développement indépendant de traits similaires dans des groupes d'organismes étroitement liés - parallélisme. Par exemple, développement de nageoires chez les pinnipèdes (morses et phoques).

Règles d'évolution.

1. L'évolution est irréversible. Tout groupe systématique ne peut pas revenir à l'ancêtre d'origine. Parfois, des atavismes apparaissent, mais ils sont isolés. Les amphibiens ne peuvent plus donner naissance aux poissons dont ils ont évolué.

2. L'évolution est progressive et vise le développement des adaptations à toutes les conditions d'existence.

3. Chaque augmentation du niveau d'organisation - aromorphose - s'accompagne d'adaptations particulières - idioadaptation, dans des cas particuliers - dégénérescence.

Ils ont une structure similaire en raison de leur existence dans des conditions similaires et de la sélection naturelle également dirigée. 5 MICROEVOLUTION ET MACROEVOLUTION évolution spéciation de la sélection naturelle Le concept des processus de micro et macroévolution. La théorie de l'évolution et les principes de la systématique biologique. La monophilie est à l'origine d'un taxon d'un ancêtre commun. Selon les idées modernes, ...

Nombre d'espèces idr 5. Le rôle de l'homme dans l'augmentation de la productivité des agrocénoses: sélectionner des variétés de plantes et de races animales hautement productives, les cultiver avec les dernières technologies, en tenant compte de la biologie des organismes (besoin de nutriments, besoins des plantes en chaleur, humidité, etc.), combattre les maladies et ravageurs, travaux agricoles en temps opportun, etc. 6. ...

L'azote et la matière organique sont obtenus à partir de la plante. Ce phénomène s'appelle la symbiose. Ticket numéro 23 1. 1. Sélection - la science de la sélection de nouvelles variétés de plantes et de races animales. Race (variété) - une population créée artificiellement par l'homme, caractérisée par des caractéristiques biologiques héréditaires, des caractéristiques morphologiques et physiologiques, une productivité. 2. Ch. Darwin - ...

Équilibre dans la biosphère, diversité biologique. Création de parcs nationaux, réserves de biosphère, surveillance, etc. 3. Les caractéristiques de la classe et de la famille sont les mêmes, la différence est dans la forme. La racine est plus puissante dans le jardin, les feuilles sont plus grosses dans la forêt, dans la fraise le bord des feuilles est moins denté, le fruit est plus gros dans la fraise. Numéro de billet 5 1. H20 - le plus simple. Dans la cellule, H2O est dans deux états, en libre (95%) ...

Expliquant, sur la base de la sélection naturelle, l'origine des espèces en tant que processus grandiose et englobant de changement séquentiel des adaptations, la théorie de Darwin a également expliqué le phénomène de la structure expéditive des formes organiques. Les formes d'adaptation en tant que reflet de l'opportunisme sont infiniment diverses: la vessie natatoire dans le corps du poisson est remplie d'air et allège son poids corporel; il est plus commode de surmonter les marécages sur de longues pattes avec des orteils largement espacés, comme un héron, ou avec de larges sabots, comme un orignal; les animaux sauteurs ont des membres postérieurs plus développés (kangourou, sauterelle, grenouille). Chez les animaux menant une vie souterraine, les membres sont en forme de pelle et adaptés pour creuser la terre. Il existe des adaptations opportunes chez les plantes et les animaux pour les fluctuations quotidiennes et annuelles de la température et de l'humidité.

Les partisans des vues idéalistes et les ministres de l'Église voyaient dans les phénomènes de l'aptitude des organismes et de leur structure expéditive une expression de l'harmonie générale de la nature, supposément émanant de son créateur. La théorie de Charles Darwin rejette toute participation à l'émergence des adaptations des forces surnaturelles, elle a prouvé de manière convaincante que tout le monde animal et végétal depuis son apparition s'est amélioré sur la voie des adaptations opportunes aux conditions de vie: à l'eau, à l'air, à la lumière du soleil, à la gravité. ... L'harmonie étonnante de la nature vivante, sa perfection sont créées par la nature elle-même: la lutte pour la survie. Cette lutte est la force qui donne la force aux racines, la beauté sophistiquée des fleurs, provoque une étrange mosaïque de feuillage et aiguise les dents, donne une force puissante aux muscles, à l'acuité visuelle, à l'audition et au sens de nombreux animaux.

La forme physique en tant qu'expression de détermination se manifeste dans tout. Par exemple, les prédateurs ont des griffes, des crocs, des becs, des dents venimeuses, desquelles il est très difficile pour la victime de s'échapper. Mais dans la lutte pour la vie, des moyens de protection ont également été développés: certains répondent à la force par la force, d'autres sauvent leurs jambes, d'autres ont une coquille, une coquille, des aiguilles, etc. De nombreux insectes faibles et sans défense, inoffensifs ou comestibles, au cours des longues années de l'action de la sélection naturelle a adopté la couleur et la forme des frelons, des guêpes, a commencé à ressembler à des formes toxiques ou non comestibles. Leur couleur ou forme imitative est en même temps protectrice, car elle coïncide avec le fond de l'environnement: elle rend les prédateurs invisibles et les aide à se faufiler sur les proies, l'espèce poursuivie permet de se cacher des ennemis. Si les insectes poursuivis par les oiseaux n'avaient pas la couleur de l'herbe verte ou de l'écorce des arbres, ils seraient exterminés par les oiseaux. Le plumage de la perdrix de la toundra se confond avec le ton des rochers et des pics couverts de lichens, la bécasse est imperceptible parmi les feuilles de chêne séchées et tombées, etc. taches ressemblant à des yeux; au moment du danger, il soulève la partie avant du corps, effrayant les oiseaux.

Diverses adaptations excluent la possibilité d'auto-pollinisation dans la plupart des plantes, leur permettent de répandre des fruits et des graines, ou, grâce aux épines, résistent à être mangées par les herbivores. Le parfum et la couleur vive des fleurs sont apparus comme des dispositifs pour attirer les insectes, qui, visitant les fleurs, pollinisent ces plantes de manière croisée, ou comme une adaptation pour une absorption plus efficace de la lumière du soleil d'une certaine longueur.

Coloration protectrice. Une coloration protectrice se développe chez les espèces qui vivent ouvertement et peuvent être accessibles aux ennemis. Cette couleur rend les organismes moins visibles sur le fond de la zone environnante. Certains ont un motif lumineux (couleur chez un zèbre, un tigre, une girafe) - une alternance de rayures et de taches claires et sombres. Cette couleur démembrante imite l'alternance des taches de lumière et d'ombre.

Déguisement. Le déguisement est un dispositif dans lequel la forme du corps et la couleur de l'animal se confondent avec les objets environnants. Par exemple, les chenilles de certains papillons ressemblent à des nœuds dans la forme et la couleur du corps.

Mimétisme. Le mimétisme est une imitation d'un organisme moins protégé d'un type d'organisme plus protégé d'un autre type. Cette imitation peut se manifester par la forme du corps, la couleur, etc. Ainsi, certains types de serpents et d'insectes non venimeux sont similaires aux venimeux. Le mimétisme est le résultat de la sélection de mutations similaires dans différentes espèces. Il aide les animaux non protégés à survivre, contribue à la préservation de l'organisme dans la lutte pour l'existence.

Coloration d'avertissement (menaçante) Les espèces ont souvent une coloration vive et mémorable. Après avoir essayé de goûter une coccinelle non comestible piquant une guêpe, l'oiseau se souviendra de leur couleur vive pour la vie.

(Basé sur des matériaux de la page personnelle d'Andrey Ivanov)

Dans la doctrine de la sélection naturelle, Darwin a non seulement prouvé matériellement l'adéquation des organismes (leur structure expéditive), mais a également montré sa nature relative. Ainsi, mise en garde et coloration protectrice, divers autres dispositifs de protection ne fonctionnent pas sur tous les poursuivants, mais, ayant des adaptations, les individus sont moins susceptibles d'être attaqués. Les propriétaires de la piqûre - guêpes, abeilles, frelons - sont facilement mangés par les moucherons et les guêpes. Un poisson volant, sautant hors de l'eau dans les airs, s'échappe habilement des poissons prédateurs, mais cela est utilisé par l'albatros, qui dépasse sa proie dans les airs. La carapace de tortue est une bonne défense, mais l'aigle la soulève en l'air et la jette sur les rochers; la carapace se brise et l'aigle mange la tortue.

Chaque animal et plante ne peut pas être entièrement adapté à toutes les conditions qui se sont développées tout au long de la vie sur Terre. Toute adaptation persiste tant qu'elle est soutenue par la sélection naturelle, mais disparaît dès qu'elle cesse d'être utile. Un exemple de changement dans les adaptations est le développement d'une coloration protectrice chez le papillon de nuit.

Ainsi, la base de la théorie de Darwin est la doctrine de la sélection naturelle - le facteur principal et directeur de l'évolution. Dans la lutte pour l'existence sur la base de la variabilité héréditaire, il y a un changement successif des adaptations et la survie du plus apte, la diversité des formes de la nature vivante augmente, le processus de spéciation a lieu et le développement progressif général du monde végétal et animal a lieu. Dans cette théorie, deux problèmes ont été résolus: le mécanisme de la spéciation et l'origine de l'opportunisme du monde organique.

L'adaptabilité des organismes à la suite de l'évolution (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biology in tables. M., 2000)

Sections: La biologie

Objectifs de la leçon:

• répétition et consolidation des connaissances sur les forces motrices de l'évolution;
• pour former le concept de l'adaptabilité des organismes à l'environnement, des connaissances sur les mécanismes de l'émergence de la forme physique à la suite de l'évolution;
• poursuivre le développement des compétences pour utiliser les connaissances des lois théoriques pour expliquer les phénomènes observés dans la nature vivante;
• pour acquérir des connaissances spécifiques sur les caractéristiques adaptatives de la structure, la couleur du corps et le comportement des animaux.

Équipement:

Tableau «L'aptitude et sa nature relative», photographies, dessins, collections d'organismes végétaux et animaux, fiches pour réaliser des tests, présentation.

1. Répétition du matériel étudié:

Sous la forme d'une conversation frontale, il est proposé de répondre aux questions.

a) Nommez la seule force motrice dirigeante de l'évolution.
b) Quel est le fournisseur du matériel de sélection dans la population?
c) On sait que la variabilité héréditaire, qui fournit le matériel de sélection, est aléatoire et non dirigée. Comment la sélection naturelle devient-elle directionnelle?
d) Expliquez d'un point de vue évolutif l'expression suivante: «Ce ne sont pas des gènes individuels qui sont sélectionnés, mais des phénotypes intégraux. Le phénotype agit non seulement comme objet de sélection, mais joue également le rôle de transmetteur d'informations héréditaires dans les générations ».

Au fur et à mesure que la question est posée, son texte s'affiche à l'écran (la présentation est utilisée)

2. L'enseignant amène la conversation à la formulation du sujet de la leçon.

Dans la nature, il existe un écart entre la capacité des organismes à se reproduire indéfiniment et des ressources limitées. Est-ce la raison ...? lutte pour l'existence, à la suite de quoi survivent les individus les plus adaptés aux conditions environnementales. (En affichant le diagramme à l'écran, les élèves écrivent dans un cahier)

Ainsi, l'un des résultats de la sélection naturelle peut être appelé le développement d'adaptations dans tous les organismes vivants - adaptations à l'environnement, c.-à-d. L'aptitude est le résultat de l'action de la sélection naturelle dans les conditions d'existence données.

(Message du sujet de la leçon, entrée dans le cahier)

Pensez et essayez de formuler quelle est l'essence de l'adaptation aux conditions environnementales? (Avec les élèves, l'enseignant donne une définition de la condition physique, qui est écrite dans un cahier, affichant une diapositive)

L'aptitude des organismes ou l'adaptation- un ensemble de caractéristiques de leur structure, de leurs processus physiologiques et de leur comportement qui offrent à une espèce donnée la possibilité d'un mode de vie spécifique dans certaines conditions environnementales.

Quelle est, selon vous, l'importance de la forme physique pour les organismes?

Valeur:l'adaptation aux conditions environnementales augmente les chances de survie des organismes et laisse un grand nombre de descendants. (Ecrire dans un cahier, afficher une diapositive)

La question se pose, comment se forment les adaptations? Essayons d'expliquer la formation de la trompe d'un éléphant du point de vue de C. Linnaeus, J.B. Lamarck, C. Darwin.

(Sur l'écran se trouve une photo d'un éléphant et le libellé de la question posée)

Réponses estimées des élèves:

Selon Linnaeus: la forme physique des organismes est une manifestation de la détermination originelle. Dieu est la force motrice. Exemple: les éléphants, comme tous les animaux, ont été créés par Dieu. Par conséquent, tous les éléphants ont une longue trompe à partir du moment où ils surgissent.

Selon Lamarck: l'idée de la capacité innée des organismes à changer sous l'influence de l'environnement extérieur. La force motrice de l'évolution est le désir des organismes de perfection. Exemple: les éléphants, lorsqu'ils recevaient de la nourriture, devaient constamment étirer leur lèvre supérieure pour obtenir de la nourriture (exercice). Ce trait est hérité. C'est ainsi qu'est née la longue trompe des éléphants.

Selon Darwin: parmi les nombreux éléphants se trouvaient des animaux avec des troncs de différentes longueurs. Ceux qui avaient un tronc légèrement plus long réussissaient mieux à se nourrir et à survivre. Ce trait a été hérité. Ainsi, peu à peu, une longue trompe d'éléphants s'est levée.

Quelle explication est la plus réaliste? Essayons de décrire le mécanisme d'adaptation. (Diagramme à l'écran)

3. Variété d'adaptations.

Sur les tables des élèves, des dessins, des collections illustrant les différentes adaptations des organismes à l'environnement. Travaillez en binôme ou en groupe. Les élèves décrivent les adaptations, les nomment eux-mêmes ou avec l'aide d'un enseignant. Ces appareils apparaissent à l'écran au fur et à mesure que la conversation progresse.

1. Adaptations morphologiques (modifications de la structure corporelle).

• silhouette profilée chez les poissons et les oiseaux
• sangles entre les orteils chez les animaux aquatiques
• manteau épais chez les mammifères nordiques
• corps plat chez les poissons benthiques
• forme rampante et en forme d'oreiller chez les plantes des latitudes nordiques et des régions de haute montagne

2. Déguisement: la forme du corps et la coloration se confondent avec les objets environnants (diapositive).

(Hippocampe, phasme, chenilles de certains papillons).

3. Coloration protectrice:

développé chez des espèces vivant ouvertement et pouvant être accessibles aux ennemis (œufs dans les oiseaux nicheurs ouverts, sauterelles, plies). Si le fond du milieu n'est pas constant, selon la saison de l'année, les animaux changent de couleur (lièvre blanc, lièvre brun).

4. Coloration d'avertissement:

Très brillant, typique des formes vénéneuses et piquantes (guêpes, bourdons, coccinelles, crotales). Souvent combiné avec un comportement intimidant démonstratif.

5. Mimétisme:

similitude de couleur et de forme corporelle d'organismes non protégés avec des organismes protégés (un hoverfly et une abeille, des serpents tropicaux et des serpents venimeux; les fleurs de muflier ressemblent à des bourdons - les insectes tentent d'établir une relation de mariage, ce qui contribue à la pollinisation; œufs pondus par un coucou). Les imitateurs ne sont jamais plus nombreux que les espèces d'origine. Sinon, la coloration d'avertissement perdra sa signification.

6. Adaptations physiologiques:

adaptabilité des processus de vie aux conditions de vie.

• accumulation de graisse par les animaux du désert avant le début de la saison sèche (chameau)
• glandes qui éliminent l'excès de sel chez les reptiles et les oiseaux vivant au bord de la mer
• conservation de l'eau dans les cactus
• métamorphose rapide chez les amphibiens du désert
• thermolocalisation, écholocalisation
• un état d'animation suspendue partielle ou complète

7. Adaptations comportementales:

changements de comportement dans certaines conditions

• prendre soin de la progéniture améliore la survie des jeunes animaux, augmente la stabilité de leurs populations
• la formation de couples séparés pendant la saison des amours et en hiver, la formation de troupeaux. Faciliter l'alimentation et la protection (loups, nombreux oiseaux)
• comportement dissuasif (scarabée bombardier, mouffette)
• décoloration, imitation de blessures ou de mort (opossums, amphibiens, oiseaux)
• comportement prudent: hibernation, stockage des aliments

8. Adaptations biochimiques:

associée à la formation dans le corps de certaines substances qui facilitent la protection des ennemis ou l'attaque d'autres animaux

• venins de serpents, scorpions
• antibiotiques de champignons et de bactéries
• cristaux d'oxalate de potassium dans les feuilles ou épines de plantes (cactus, ortie)
• structure spéciale des protéines et des lipides en thermophile (résistant aux températures élevées)

et psychrophile (aimant le froid), qui permet aux organismes d'exister dans les sources chaudes, les sols volcaniques, les conditions de pergélisol.

La nature relative des adaptations.

Il est proposé de faire attention à la table: le lièvre. Invisible pour les prédateurs dans la neige, clairement visible sur le fond des troncs d'arbres. Avec les élèves, d'autres exemples sont donnés: les papillons de nuit collectent le nectar des fleurs légères, mais ils volent aussi dans le feu, bien qu'ils meurent en même temps; les serpents venimeux sont mangés par les mangoustes, les hérissons; si un cactus est abondamment arrosé, il mourra.

Quelle conclusion peut-on tirer?

Conclusion: toute adaptation n'est souhaitable que dans les conditions dans lesquelles elle s'est formée. Lorsque ces conditions changent, les adaptations perdent de leur valeur ou même nuisent au corps. Par conséquent, la forme physique est relative.

Lors de l'étude du sujet, nous nous sommes appuyés sur les enseignements de Charles Darwin sur la sélection naturelle. Il a expliqué le mécanisme de l'émergence de l'adaptabilité des organismes aux conditions de vie et a prouvé que la fitness est toujours relative.

4. Consolidation des connaissances.

des feuilles de test et des cartes-réponses sur les pupitres des élèves.

Option 1.

1. Un phénomène qui sert d'exemple de coloration de camouflage:

a) coloration du cerf sika et du tigre;
b) des taches sur les ailes de certains papillons, semblables aux yeux des vertébrés;
c) la similitude de la couleur des ailes du papillon pierida avec la couleur des ailes du papillon non comestible de l'héliconide;
d) coloration des coccinelles et du doryphore de la pomme de terre.

2. Comment la science moderne explique la formation de l'opportunisme organique:

a) est le résultat du désir actif des organismes de s'adapter à des conditions environnementales spécifiques;
b) elle résulte de la sélection naturelle d'individus qui se sont révélés plus adaptés que d'autres aux conditions environnementales en raison de la présence de changements héréditaires aléatoires;
c) est le résultat de l'influence directe des conditions extérieures sur le développement des caractéristiques correspondantes chez les organismes;
d) il était à l'origine prédéterminé au moment où le créateur a créé les principaux types d'êtres vivants.

3. Phénomène. Un exemple de cela est la similitude de la mouche lion et des guêpes dans la couleur de l'abdomen et la forme des antennes:

a) coloration d'avertissement;
b) mimétisme;
c) coloration adaptative;
d) déguisement.

4. Un exemple de coloration protectrice:

5. Un exemple de coloration d'avertissement:

a) couleur rouge vif d'une fleur rose;


d) similitude de couleur et de forme corporelle.

Option 2.

1. Le principal effet de la sélection naturelle:

a) une augmentation de la fréquence des gènes dans la population qui assurent la reproduction de génération en génération;
b) une augmentation de la fréquence des gènes dans la population, offrant une grande variabilité des organismes;
c) l'apparition dans la population de gènes qui assurent la préservation des caractéristiques de l'espèce dans les organismes;
d) l'apparition dans la population de gènes qui déterminent l'adaptation des organismes aux conditions de vie;

2. Un exemple de coloration protectrice:

a) coloration verte de la sauterelle chanteuse;
b) couleur verte des feuilles de la plupart des plantes;
c) couleur rouge vif chez une coccinelle;
d) similitude dans la couleur de l'abdomen de l'hoverfly et de la guêpe.

3. Un exemple de masquage:

a) coloration verte de la sauterelle chanteuse;
b) similitude de la couleur de l'abdomen de l'hoverfly et de la guêpe;
c) couleur rouge vif chez une coccinelle;

4. Un exemple de coloration d'avertissement:

a) couleur rouge vif de la fleur rose;
b) couleur rouge vif de la coccinelle;
c) similitude de couleur entre l'hoverfly et la guêpe;
d) similitude dans la couleur et la forme du corps d'une chenille de papillon avec un nœud.

5. Un exemple de mimétisme:

a) coloration verte de la sauterelle chanteuse;
b) couleur rouge vif de la coccinelle;
c) similitude de la couleur de l'abdomen de l'hoverfly et de la guêpe;
d) similitude dans la couleur et la forme du corps d'une chenille de papillon avec un nœud.

Carte de réponse:

	1	2	3	4	5
et
b
à
r

Devoirs:

1. paragraphe 47;
2. remplir le tableau du paragraphe 47:

La sélection naturelle a toujours le caractère d'une réaction adaptative aux conditions d'existence. Tous les signes d'organismes vivants sont adaptés aux conditions de leur existence. La structure interne et externe des organismes, le comportement des animaux, etc., diffèrent par leur aptitude.

Ainsi, par exemple, l'intensité de la reproduction est plus élevée chez les créatures dont la progéniture périt dans leur masse. La morue, ne se souciant pas de sa progéniture, pond environ 5 millions d'œufs pendant la période de frai. La femelle d'un petit poisson de mer, épinoche à quinze épines, dont le mâle garde le nid avec des œufs, ne pond que quelques dizaines d'œufs. L'éléphant, dont la progéniture dans la nature ne menace presque rien, n'apporte pas plus de 6 éléphants au cours de sa longue vie, mais le ver rond humain, dont la grande majorité meurt, pond 200000 œufs chaque jour pendant l'année.

Les plantes pollinisées par le vent produisent de grandes quantités de pollen fin, sec et très léger. Le stigmate des pistils de leurs fleurs est gros et plumeux. Tout cela les aide à polliniser plus efficacement. Et les plantes pollinisées par les insectes ont beaucoup moins de pollen, il est gros et collant, leurs fleurs ont des nectaires et des couleurs vives pour attirer les insectes pollinisateurs.

Des exemples frappants de fitness sont la coloration et le mimétisme condescendants. Le mimétisme - imitation d'espèces dangereuses - est observé chez de nombreux animaux. Par exemple, certains serpents non venimeux inoffensifs ont acquis une ressemblance significative avec des parents venimeux, ce qui les aide à éviter les attaques de prédateurs.

La théorie de Darwin explique l'émergence de la forme physique par la variabilité héréditaire et la sélection naturelle.

Cependant, il faut toujours garder à l'esprit que la forme physique est relative. Autrement dit, toute adaptation aide à survivre uniquement dans les conditions dans lesquelles elle s'est formée. Dès que les conditions changent, un trait auparavant utile se transforme en un caractère nuisible et conduit à la mort. Par exemple, un martinet parfaitement volant a de très longues ailes étroites. Cependant, une telle spécialisation de l'aile a conduit au fait que le swift ne peut pas décoller de surfaces planes et, s'il n'a pas de quoi sauter, meurt.

La nature relative de l'aptitude peut également être considérée dans l'exemple suivant: dans les régions industrielles d'Europe, où, en raison du développement intensif de la production, des lichens de couleur claire qui recouvraient les troncs d'arbres sont morts, des individus de couleur foncée de papillons ont déplacé des individus de couleur claire. Ce phénomène s'appelle le mélanisme industriel. Le fait est que les insectes clairs sont très clairement visibles sur un fond sombre et sont principalement mangés par les oiseaux. Et dans les zones rurales, au contraire, les insectes sombres sont clairement visibles sur les troncs clairs, et ce sont eux qui sont détruits par les oiseaux. Ainsi, la sélection naturelle a jeté les bases d'une divergence (divergence) au sein d'une espèce, qui peut conduire d'abord à l'émergence de sous-espèces, puis de nouvelles espèces.

La formation de nouvelles espèces est l'étape la plus importante du processus évolutif.

Le processus évolutif est subdivisé en micro et macroévolution. La microévolution est un processus de réarrangement au sein d'une espèce, conduisant à la formation de nouvelles populations, sous-espèces et se terminant par la formation de nouvelles espèces.

Ainsi, la microévolution est la toute première étape du processus évolutif, qui peut se produire dans des périodes de temps relativement courtes et qui peut être observée et étudiée directement.

En raison de la variabilité héréditaire (mutationnelle), des changements aléatoires du génotype se produisent. Le taux de mutation spontanée est assez élevé et 1 à 2% des cellules germinales ont des gènes mutés ou des chromosomes modifiés. Les mutations sont le plus souvent récessives et rarement bénéfiques pour l'espèce. Cependant, si la mutation entraîne des changements bénéfiques pour tout individu, elle bénéficie alors de certains avantages par rapport aux autres individus de la population: elle reçoit plus de nourriture ou devient plus résistante aux effets des bactéries et virus pathogènes, etc. Par exemple, l'émergence d'un long cou a permis aux ancêtres de la girafe de se nourrir des feuilles des grands arbres, ce qui leur a fourni plus de nourriture que les individus de la population à cou court.

Ainsi, avec l'émergence d'un nouveau trait, le processus de divergence commence, c'est-à-dire la divergence des traits au sein de la population.

Il y a des vagues d'abondance dans une population de n'importe quelle espèce. Les années favorables, la taille de la population augmente: une reproduction intensive a lieu, la majorité des individus jeunes et vieux survivent. Les années défavorables, la taille de la population peut diminuer fortement: de nombreux individus, en particulier jeunes et vieux, meurent, l'intensité de la reproduction diminue. Ces ondes dépendent de nombreux facteurs: le changement climatique, la quantité de nourriture, le nombre d'ennemis, les microorganismes pathogènes, etc. Dans les années défavorables pour la population, des conditions peuvent survenir lorsque seuls les individus qui, à la suite d'une mutation, ont acquis un trait utile, resteront en vie. Par exemple, pendant une sécheresse, les ancêtres à cou court de la girafe pouvaient mourir de faim, et les individus à long cou et leur progéniture commençaient à prévaloir dans la population. Ainsi, dans un laps de temps assez court, suite à la sélection naturelle, une population «à long cou» d'animaux à sabots fendus pourrait apparaître. Mais si des individus de cette population pouvaient se reproduire librement avec des parents «à cou court» des populations voisines, alors une nouvelle espèce ne pourrait pas apparaître.

Ainsi, le prochain facteur nécessaire de la microévolution est l'isolement de la population d'individus avec un nouveau trait issu de la population d'individus ne possédant pas ce trait. L'isolement peut se faire de plusieurs manières.

1. L'isolement géographique comme facteur de spéciation. Cette sorte

l'isolement est associé à l'expansion de l'habitat de l'espèce - l'aire de répartition.

Dans le même temps, les nouvelles populations se retrouvent dans des conditions différentes par rapport aux autres populations: climatiques, pédologiques, etc. Dans la population, des changements héréditaires se produisent constamment, la sélection naturelle agit - à la suite de ces processus, le pool génétique de la population change et une nouvelle sous-espèce apparaît. La libre traversée de nouvelles populations ou sous-espèces entre elles peut être entravée par les ruptures de la chaîne dues aux rivières, montagnes, glaciers, etc. Ainsi, par exemple, sur la base de facteurs géographiques d'isolement d'une espèce de muguet, un certain nombre d'espèces sont apparues sur plusieurs millions d'années. Ce chemin de la spéciation est lent, se déroulant sur des centaines, des milliers et des millions de générations.

2. L'isolement temporaire comme facteur de spéciation. Ce type d'isolement est dû au fait que si la période de reproduction ne coïncide pas, deux sous-espèces étroitement liées ne pourront pas se reproduire et une divergence supplémentaire conduira à la formation de deux nouvelles espèces. Ainsi, de nouvelles espèces de poissons apparaissent si les dates de frai de la sous-espèce ne coïncident pas, ou de nouvelles espèces végétales, si les dates de floraison de la sous-espèce ne coïncident pas.

3. L'isolement reproductif comme facteur de spéciation. Ce type d'isolement se produit lorsqu'il est impossible de croiser des individus de deux sous-espèces en raison d'un écart dans la structure des organes génitaux, de différences de comportement et d'incompatibilité du matériel génétique.

Dans tous les cas, tout isolement conduit à une séparation reproductive - c.-à-d. à l'impossibilité de croiser les espèces émergentes.

Ainsi, le processus de microévolution peut être divisé en les étapes suivantes:

1. Mutations spontanées et début de divergence au sein d'une même population.

2. Sélection naturelle des individus les plus aptes, continuation de la divergence.

3. La mort d'individus moins adaptés sous l'influence des conditions environnementales - poursuite de la sélection naturelle et formation de nouvelles populations et sous-espèces.

4. Isolement des sous-espèces, entraînant l'apparition de nouvelles espèces en raison de la séparation de la reproduction.