Приспособленность живых организмов в окружающей среде

     Нет ли подобного процесса в природе? Организмы размножаются в геометрической прогрессии, но до половозрелого состояния  доживают относительно не многие. Значительная часть особей погибает, не оставив  потомства совсем или оставив малое. Между особями как одного вида, так и разных видов возникает борьба за существование, под которой Дарвин понимал сложные и многообразные отношения организмов между собой и с условиями окружающей среды. Он имел в виду "не только жизнь одной особи, но и успех ее в обеспечении себя потомством".

     Следствием  борьбы за существование является естественный отбор. Этим термином Дарвин назвал "сохранение благоприятных индивидуальных различий и изменений и уничтожение вредных". Борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости является, по Дарвину, основными движущими силами(факторами) эволюции органического мира. Индивидуальные наследственные уклонения, борьба за существование и естественный отбор в длинном ряду поколений приведут к изменению видов в направлении все большей приспособленности к конкретным условиям существования. Приспособленность организмов всегда относительна. Другим результатом естественного отбора является многообразие видов, населяющих Землю.  

Влияние дарвинизма на развитие биологии. 

     На  основе дарвинизма перестраивались  все отрасли биологической науки. Палеонтология- стала выяснять пути развития органического мира; систематика- родственные связи ипроисхождение систематических групп; эмбриология- устанавливать общее в стадияхиндивидуального развития организмов в процессе эволюции ;физиология человека и животных-сравнивать их жизнедеятельность и выявлять родственные связи между ними.

     В начале 20 в. началось экспериментальное  изучение естественного отбора, быстроразвивались генетика, экология. Идеи Дарвина в России встретили поддержку передовой интеллигенции. В вузах либеральная часть профессуры перестраивала курс зоологии и ботаники всвете дарвинизма. Появились статьи в журналах, освещавшие учение Дарвина. В 1864 г."Происхождение видов" впервые было опубликовано на русском языке.

     Большая роль в развитии биологической науки  на основе дарвинизма принадлежит нашим отечественным ученым. Братья Ковалевские, К. А. Тимирязев, И. И. Мечников, И. П. Павлов, Н. И.Вавилов, А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен, С. С. Четвертиков и многие другие корифеи русской науки положили в основу своих исследований идеи Дарвина.

     Согласно  учению Чарльза Дарвина в условиях естественного отбора выживает самый  приспособленный. Следовательно, именно отбор – основная причина возникновения разнообразных приспособлений живых организмов к среде обитания. Например формирования приспособлений у тетеревиных птиц к жизни в нижнем ярусе леса. У них присутствуют особенности во внешнем строении - короткий клюв, позволяющий склевывать ягоды и семена с лесной подстилки, а зимой с поверхности снега; роговые бахромки на пальцах, обеспечивающие хождение по снегу, способность спасаться от холода, зарываясь на ночь в снег; короткие широкие крылья, дающие возможность быстро и почти отвесно взлетать с земли.

     Допустим, что у предков тетеревиных  птиц описанные выше приспособления не были развиты. Однако при изменении  среды обитания (в связи с похолоданием или в силу каких-то других обстоятельств) они были вынуждены зимовать в лесу, гнездится и кормится на лесной подстилке.

     Непрерывный процесс возникновения новых  мутаций, их комбинация при скрещивании, волны численности обеспечивали генетическую гетерогенность популяции. Поэтому птицы отличались друг от друга рядом наследственных признаков: отсутствием или наличием бахромок на пальцах, размерами крыльев, длиной клюва и т.п.

     Внутривидовая борьба за существование способствовала выживанию особей, у которых признаки внешнего строения больше соответствовали  условиям обитания. В процессе естественного отбора именно эти птицы оставляли плодовитое потомство и численность их в популяции возрастала.

     Птицы нового поколения  вновь несли разнообразные  мутации. Среди мутаций  могли быть и такие, которые усиливали  проявление отобранных ранее признаков. Обладатели этих признаков вновь имели больше шансов выжить и оставит потомство. И так из поколения в поколение на основе усиления, накапливания полезных наследственных изменений совершенствовались черты приспособленности тетеревиных птиц к жизни в нижнем ярусе леса.

     Объяснение  возникновения приспособленности, данное Чарлзом Дарвином, в корне отличается от понимания этого процесса Жаном Батистом Ламарком, который выдвинул идею о врожденной способности организмов изменятся под влиянием среды только в полезную для них сторону. У всех известных ежей острые колючки надежно защищают их от большинства хищников. Трудно представить, что образование таких колючек вызвано прямым влиянием среды. Только действием естественного отбора можно объяснить возникновение такого приспособления: далеким предкам ежа могло бы помочь выжить даже незначительное огрубление волос. Постепенно, в течение миллионов поколений, оставались в живых только те особи, которые случайно оказывались обладателями все более и более развитых колючек. Именно им удалось оставить потомство и передать ему свои наследственные особенности. По этому же пути возникновения иголок вместо волос пошли мадагаскарские «щетинистые ежи» - тенреки и некоторые колючешерстные виды мышей и хомяков.

     Рассматривая  другие примеры адаптации в живой  природе (появление колючек у  растений, различных зацепок, крючков, летучек у семян растений в  связи с распространением их животными), можно предположить, что механизм их возникновения общий: во всех случаях - приспособления возникают не сразу в готовом виде как нечто данное, а длительно формируются в процессе эволюции посредством отбора особей, имеющих признак в наиболее выраженной форме. 

Примеры адаптаций.

      Соответствие  строения органов выполняемым функциям (например, совершенство летательного аппарата птиц, летучих мышей, насекомых) всегда обращало на себя внимание человека и побуждало исследователей использовать принципы организации живых существ при создании многих машин и приборов. Не меньше поражают воображение гармоничные взаимоотношения растений и животных со средой обитания.

      Факты, свидетельствующие о приспособленности  живых существ к условиям жизни, столь многочисленны, что не представляется возможным дать полное их описание .Вот лишь некоторые яркие примеры приспособительной окраски.

      Для защиты яиц, личинок, птенцов особенно важна покровительственная окраска. У открыто гнездящихся птиц (глухарь, гага, тетерев) самка, сидящая на гнезде почти неотличима от окружающего  фона. Соответствует фону и пигментированная скорлупа яиц. Интересно, что у птиц, гнездящихся в дупле, самки нередко имеют яркую окраску (синицы, дятлы, попугаи).

      Удивительное  сходство с веточками наблюдается  у палочников. Гусеницы некоторых  бабочек напоминают сучки, а тело некоторых бабочек – лист. Здесь покровительственная окраска сочетается с покровительственной формой тела. Когда палочник замирает, то даже с близкого расстояния трудно обнаружить его присутствие – настолько сливается он с окружающей растительностью. Всякий раз, попадая в лес, на луга, в поле, мы даже не замечаем, как много насекомых скрывается на коре, листьях, в траве.

      У зебры и тигра темные и светлые  полосы на теле совпадают с чередованием тени и света окружающей местности. В этом случае животные малозаметны  даже на открытом пространстве с расстояния 50-70 м. Некоторые животные (камбала, хамелеон) способны даже к быстрому изменению покровительственной окраски благодаря перераспределению пигментов в хроматофорах кожи. Эффект покровительственной окраски повышается при ее сочетании с соответствующим поведением: в момент опасности многие насекомые, рыбы, птицы замирают, принимая позу покоя.

      Если  фон среды не остается постоянным в зависимости от сезона года, многие животные меняют окраску. Например: обитатели средних и высоких широт (песец, заяц, горностай, белая куропатка) зимой имеют белую окраску, что делает их незаметными на снегу.

      Очень яркая предостерегающая окраска (обычно белая, желтая, красная, черная) характерна для хорошо защищенных ядовитых жалящих  форм. Несколько раз попытавшись отведать клопа-«солдатика», божью коровку, осу птицы в конце концов отказываются от нападения на жертву с яркой окраской. А божью коровку птицы никогда не склевывают из-за выделяемого насекомым ядовитого секрета.

      Интересные  примеры адаптации связанны с мимикрией (от греческого мимос – актер).Мимикрией – называется сходство беззащитного или съедобного вида с одним  или несколькими неродственными видами, хорошо защищенными и обладающими предостерегающей окраской. Некоторые беззащитные и съедобные животные подражают видам, которые хорошо защищены от нападения хищников. Например, некоторые пауки напоминают муравьев, а осовидные мухи внешне схожи с осами. Эти и многие другие примеры говорят о приспособительном характере эволюции.

      Особенно  большое значение имеют приспособления , обеспечивающие защиту  потомства от врагов . Забота о потомстве может проявляться в разной форме. Многие рыбы охраняют икру, откладываемую между камнями, активно отгоняя и кусая приближающихся возможных врагов.

Относительность приспособленности.

      В додарвиновский период развития биологии приспособленность живых существ  служила доказательством бытия  божия: без всемогущего творца сама природа не смогла бы так разумно  устроить живые существа и так  мудро приспособить их к среде. Господствовало мнение, что каждое отдельное приспособление абсолютно, так как соответствует определенной цели, заложенной творцом: ротовые части бабочки вытянуты в хоботок, чтобы она смогла ими достать нектар, спрятанный в глубине венчика; толстый стебель кактусу необходим для запасания воды и др.

      Приспособленность организмов к среде выработана в  процессе длительного исторического  развития под действием естественных причин и не абсолютна, а относительна, так как условия среды обитания часто изменяются быстрее, чем формируются приспособления. Соответствуя конкретной среде обитания, приспособления теряют свое значение при ее изменении. Доказательством относительного характера приспособленности могут быть следующие факты:

• защитные приспособления от одних врагов оказываются не эффективными от других (например, ядовитых змей, опасных для многих животных, поедают мангусты, ежи, свиньи);
• проявление инстинктов у животных может оказаться нецелесообразным (ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, хорошо заметных ночью, но так же летят и на огонь, хотя и гибнут при этом);
• полезный в одних условиях орган становится бесполезным и даже относительно вредным в другой среде (перепонки между пальцами у горных гусей, которые никогда не опускаются на воду);
• возможны и более совершенные приспособления к данной среде обитания. Некоторые виды животных и растений быстро размножались и широко распространялись в совершенно новых для них районах земного шара, куда были случайно или намеренно завезены человеком.

      Таким образом, относительный характер приспособленности противоречит утверждению об абсолютной целесообразности в живой природе.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                               Выводы:

     Эволюционная  теория утверждает, что каждый биологический  вид целенаправленно развивается и изменяется для того, чтобы наилучшим образом приспособиться к окружающей среде. В процессе эволюции многие виды насекомых и рыб приобрели защитную окраску, еж стал неуязвимым благодаря иглам, человек стал обладателем сложнейшей нервной системы. Можно сказать, что эволюция - это процесс оптимизации всех живых организмов.

     Основной  механизм эволюции - это естественный отбор. Его суть состоит в том, что более приспособленные особи  имеют больше возможностей для выживания  и размножения и, следовательно, приносят больше потомства, чем плохо приспособленные особи. При этом благодаря передаче генетической информации (генетическому наследованию) потомки наследуют от родителей основные их качества. Таким образом, потомки сильных индивидуумов также будут относительно хорошо приспособленными, а их доля в общей массе особей будет возрастать. После смены нескольких десятков или сотен поколений средняя приспособленность особей данного вида заметно возрастает.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы.