Хід роботи:

Заповніть порівняльну таблицю:

Ознаки	Види ресурсів
	Енергія Сонця	Прісна чиста вода	Паливні корисні копалини
Який вид матерії представляє (жива, біогенна, біокосна, косна)?
До якої групи належить за вичерпністю?
Відновний чи не відновний?
Як характеризується за рівнем вивченості?
Як характеризується за можливістю використання?
Як характеризується за впливом виробництва?
Як характеризується за характером використання?
Як характеризується за територіальною приналежністю?

ВИНОВОК: У висновку зазначте, що називають природними ресурсами ?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Як ви охарактеризуєте вказані групи ресурсів за цільовим призначенням та рівнем необхідності для життя людини?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 9

ТЕМА: Порівняння природного і штучного добору. Аналіз пристосувань організмів до умов середовища

МЕТА: Уточнити і систематизувати знання студентів про природний та штучний добір як фактори еволюції. Встановити спільне та відмінне у них. Удосконалювати навички аналізу і синтезу, вміння роботи з літературою. Уточнити і систематизувати знання студентів про біоадаптацію як результат еволюційного процесу. Вчити розпізнавати різні форми пристосування, наводити приклади.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Чарльз Дарвін доводив, що всі без винятку сорти рослин і породи тварин служать для задоволення певних потреб людини – економічних або естетичних При цьому вони відрізняються один від одного насамперед особливостями, які цікавлять людину. У різних сортів буряка листя, плоди і насіння практично однакові, а от коренеплоди різні за формою, кольором, вмістом цукру тощо. У капусти велику різноманітність мають листки, у бузку – квіти і суцвіття, у квасолі – насінини тощо.

Аналізуючи методи роботи селекціонерів, Дарвін прийшов до висновку, що створення нових порід і сортів базується на використанні людиною трьох факторів: мінливості, спадковості, добору. Переконавшись в цьому, він далі довів, що у природі ту ж роль виконують спадкова мінливість і добір. І зумовлюють ці фактори в природі формування видів, еволюцію органічного світу і пояснюють доцільність будови і функцій тварин і рослин.

Добір, який використовує людина, Дарвін назвав штучним. Під цим він розумів процес створення нових порід тварин і сортів культурних рослин шляхом систематичного збереження особин з певними цінними для людини ознаками і властивостями в ряді поколінь і шляхом сприяння їхньому розмноженню. Цієї мети можна досягти не тільки відбором кращих, а і усуненням (елімінацією) тих, що менше задовольняють потребам людини.

Таким чином, механізм штучного добору за Дарвіним включав у себе наступні етапи:

• виділення окремих особин з ознаками, що цікавлять людину, їх схрещування;

• добір особин, що успадкували від батьків бажані для людини ознаки;

• розмноження особин з корисними для людини ознаками;

• розвиток бажаної ознаки, її закріплення.

При створенні культурних форм спочатку діяв несвідомий добір, а потім – методичний. Виділяють наступні форми штучного добору: масовий, що зводиться до виділення з вихідного матеріалу цілої групи особин з бажаними для селекціонера ознаками, та індивідуальний, який зводиться до виділенні окремих особин з цікавими для селекціонера ознаками і одержання від них потомства.

У природі Дарвін відкрив природний добір. На противагу штучному, коли нагромаджуються ознаки, корисні для людини, у процесі природного добору нагромаджувалися ознаки, корисні для окремого організму чи виду, до якого він відноситься. У процесі еволюції природний добір робить організми все більш пристосованими до тих умов, у яких існують особини даного виду. Таким чином, природний добір – це виживання найбільш8 пристосованих і загибель найменш пристосованих до даних конкретних умов існування. Оскільки умови ці змінні, то доцільність природного добору не абсолютна: при зміні умов ці пристосування можуть стати невигідними, шкідливими, і привести навіть до загибелі особин. Проте для виду в цілому від цього буде лише вигода.

Особливою формою добору є статевий добір. Він може полягати у тому, що самці борються за прихильність самок або конкурують між собою за певними зовнішніми ознаками. В першому випадку боротьба пряма: турніри оленів, морських слонів тощо. В другому випадку конкуренція менш жорстка: співи птахів, забарвлення шерсті або пір’я, поява спеціальних утворень в період підготовки до спарювання тощо. Це проявляється, зокрема, у формі статевого диморфізму: особини статі, яку обирають, зафарбовані яскравіше, більші за розмірами, краще співають і таке інше.

Виділяють наступні форми природного добору: рушійний (або прямий чи провідний), стабілізуючий та розриваючий (або дизруптивний).

Рушійний добір описав Дарвін, а сучасне формулювання і трактовку розробив Дж. Сімпсон. Його сутність полягає в тому, що він обумовлює постійну зміну пристосувань видів відповідно до зміни умов довкілля. Наприклад, вторинноводні тварини (кити, тюлені тощо) могли виникнути від предка, що жив на суходолі у вологій місцевості, тому з часом пристосовувався до підняття рівня води аж до переходу до водного способу життя.

Стабілізуючий добір описав І.І.Шмальгаузен. Сутність цієї форми добору полягає в тому, що у незмінних умовах існування відсікаються форми, що носять крайній прояв ознаки. Тоді збільшується кількість особин, які мають прояв ознаки в межах середньої норми реакції. Наприклад, комахи-запилювачі чітко пристосовані до будови квітки того виду рослин, з якої вони збирають нектар. Конюшину, зокрема, дуже важко запилити бджолі, а от джмелю – до снаги.

Розриваючий добір спрямований проти проміжних форм. Якщо умови зовнішнього середовища суттєво змінилися і це призвело до загибелі значної частини особин виду, то, як правило, гинуть ті особини, що несли середній прояв ознаки, близький до норми реакції. Тоді переваги отримують носії крайніх проявів ознаки. Це в кінцевому результаті може призвести навіть до формування різних підвидів. Наприклад, на невеликих островах Океанії, де панують сильні вітри, представлені комахи і птахи або зовсім безкрилих форм, або з великими крилами, що можуть протистояти силі вітру. Середньокрилих форм немає взагалі, бо вони не змогли б боротися з силою вітру.

Природний добір – процес історичний. Його дія виявляється через багато поколінь, коли малопомітні індивідуальні зміни підсумовуються, комбінуються, стають характерними адаптивними ознаками груп організмів: популяцій, видів. З цього приводу Дарвін писав: «Висловлюючись метафорично, природний добір щодня, щогодини розслідує по усьому світу дрібні зміни, відкидаючи погані, зберігаючи і складаючи гарні, працюючи нечутно, невидимо, де б і коли б тільки не сталася для цього нагода, над удосконаленням кожної органічної істоти стосовно умов її життя, органічних та неорганічних».

Обставини, що сприяють природному добору:

а) кількість особин та їх різноманітність;

б) частота мутацій;

в) інтенсивність розмноження;

г) частота зміни поколінь;

д) розміри ареалу та відмінності умов існування виду всередині нього;

е) ізоляція, що унеможливлює вільне схрещування.

Відкривши природний добір, Дарвін зміг матеріалістично пояснити біологічну доцільність, яка властива живим організмам. Вона має відносний характер: будова і функції організмів не можуть бути доцільними взагалі, поза зв’язком з тими умовами, де живе організм. Наприклад, заєць-біляк восени линяє, але за умови відсутності снігу його біле хутро навпаки стає добре помітним, а яйця аскарид, добре захищені від кишкових соків і лужного середовища, швидко гинуть від за відсутності вологи і високої температури.

Природний і штучний добір мають спільні та відмінні ознаки. До перших відноситься те, що основою обох процесів є спадкова мінливість, яка дає матеріал для добору. Також результатом обох процесів є утворення нових форм: породи, сорти, штами утворюються при штучному доборі, а нові види – в природному.

Але істотною відмінністю є те, що в процесі штучного добору людина відбирає ті особини, ознаки яких задовольняють її потреби; для виду ж у цілому вони не лише не корисні, а часто просто шкідливі. Наприклад, як би у природі могли вижити коротконога вівця-меринос або майже безшерсті породи свиней, що до того ж мають масу тіла, яку їм важко утримувати на ногах? У природному ж доборі відбірним фактором є умови середовища існування організмів; добираються будь-які життєво важливі ознаки організмів; як наслідок природний добір діє виключно на користь популяції та виду в цілому, хоч окремим особинам від цього не завжди добре. Наприклад, переможений під час двобою олень не залишить по собі потомства, але в цілому для популяції це вигідно: залишаться нащадки більш сильної особини, носії його генів.

Штучний добір почав діяти з того часу, як людина почала одомашнювати тварин і займатися землеробством, а природний діє протягом всієї історії органічного світу.

Проте вони органічно пов’язані: на сорти і породи, створені внаслідок штучного добору, теж діють умови довкілля, а отже, і природний добір.

Біологічним системам на різних рівнях організації властива адаптація. Під адаптацією розуміється процес пристосування до умов середовища. Всі живі істоти і їхні угруповання пристосовані до географічних, фізичних, хімічних, біологічних умов середовища.

Адаптація виникає і розвивається на базі спадкової програми організму і здатності змінюватися під впливом природного добору. У результаті добору у кожному середовищі існування виживали тільки ті форми організмів, генотипи яких забезпечували існування потомків у даних конкретних умовах. Так з'явилися пристосування організмів до існування в горах, пустелях або в океані, у полярних чи екваторіальних широтах.

З іншого боку, життя в певних умовах пов’язане з коливанням факторів навколишнього середовища на протязі індивідуального життя особини. Генотипом запрограмовано, що всі організми мають адаптивні можливості змінюватися в певних межах, пристосовуватися до змінюваних факторів середовища, як правило, зберігаючи постійність гомеостазу. Часто адаптивні можливості у процесі індивідуального життя зростають у результаті тренування.

У основі адаптацій на рівні клітин, органів і організмів лежать явища подразливості з характерними для нього адекватними реакціями. Без адаптивних реакцій життя ні в якому разі не можливе.

На рівні організму при різкій зміні навколишнього середовища адаптації дозволяють вижити у результаті перебудови фізіологічних функцій і поведінки.Вони спрямовані на підтримання гомеостазу.

При різкому погіршенні умов існування (низька температура, відсутність достатньої вологості тощо) деякі організми переходять в особливий стан анабіозу. При цьому життєві процеси тимчасово припиняються , або вони так уповільнені, що видимі прояви життя відсутні. При настанні сприятливих умов відбувається відновлення нормального рівня життєдіяльності. Явище анабіозу зустрічається у різних формах у багатьох організмів.

Адаптації зберігаються і удосконалюються добором. У цьому проявляється його творча роль. При зміні умов існування адаптації часто втрачають своє пристосувальне значення. Це вказує на їх відносний характер. Пристосованість видів, вироблена добором, не може бути абсолютною, оскільки вона завжди відносна і корисна лише в тих умовах середовища, в яких відбувався природний добір. Наприклад, форма тіла, органи дихання та інші особливості риб корисні лише за умови існування у водному середовищі, а в наземно-повітряному вони навпаки шкідливі.

Будь-які форми добору приводять до адаптації – відповідності будови, функцій, поведінки живих організмів середовищу існування. Нові адаптивні пристосування часто зумовлені наявністю структур, які раніше виконували інші функції. Наявність таких структур, які розширюють або змінюють свої функції, називають перед адаптацією.

Розрізняють адаптації активні і пасивні. До пасивних відносяться інтенсивне розмноження, захисне і попереджувальне забарвлення тощо. До активних – розвиток нервової системи, органів чуттів, органів руху тощо.

Розглянемо деякі прояви пристосованості організмів до умов існування.

- Плідність. Найбільш численне потомство у тих видів, у яких воно масово знищується або вони не проявляють турботи про потомство.

- Захисне забарвлення. Дозволяє злитися з оточенням і жертві, і хижаку.

- Погрозливе забарвлення. Застосовується видами, що мають отруйні залози, жалкі клітини, неприємний запах, отрути тощо. Попереджає хижака: я небезпечний.

- Погрозливі пози. Аналогічно попередньому, але більше притаманні тваринам. Наприклад, кобра розкриває «каптур».

- Наслідування (мімікрія). Форма тіла і забарвлення нагадує інші види, небезпечніші за даний. Наприклад, мухи-осовидки.

- Інстинкти тварин. Харчові, оборонні, статеві, турбота про потомство. Вони є сукупністю складних вроджених реакцій організму у відповідь на зовнішні чи внутрішні подразнення і забезпечують виживання виду в цілому в змінних умовах середовища.