в чем отличия предостерегающей и покровительственной окраски как они работают
Приспособленность организмов. Приспособительное поведение. Покровительственная окраска и мимикрия
Вопрос 1.
Естественный отбор всегда имеет характер приспособительной реакции 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, копыта лошади являются наиболее удобными для быстрого бега по открытым пространствам, у кошачьих втягивающиеся когти обеспечивают бесшумное передвижение, у водных млекопитающих сформировалось рыбообразное тело для наиболее эффективного перемещения в воде (например, дельфины). у птиц с разной скоростью и характером полета формируется та или иная форма крыла. Среди насекомых, не обладающих активными средствами защиты, широко распространена форма тела, имитирующая объекты фона. Например, богомол, палочник, гусеницы бабочек напоминают веточки и листья растений, среди которых обитают. Некоторые организмы способны принимать окраску, соответствующую фону, на котором они живут, например хамелеон, камбала.
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.
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.
Вопрос 2.
Яркие примеры приспособленности — покровительственная окраска и мимикрия.
Вариант покровительственной окраски — расчленяющая окраска в виде чередования на теле светлых и темных полос и пятен. Зебра и тигр плохо видны уже на расстоянии 50—40 м из-за совпадения полос на теле с чередованием света и тени в окружающей местности. Расчленяющая окраска нарушает представления о контурах тела.
Приспособительное значение имеет также сходство формы тела с окружающей средой. Известны жуки, напоминающие лишайники, цикады, сходные с шипами тех кустарников, среди которых они живут. Насекомые-палочники похожи на небольшую бурую или зеленую веточку. Защиту животных от врагов в ряде случаев обеспечивает предостерегающая окраска. Яркая окраска обычно характерна для ядовитых животных и предупреждает хищников о несъедобности объекта их нападения. Яркая Окраска заранее предупреждает хищника О несъедобности и опасности объекта нападения. Путем «проб и ошибок» хищники быстро приучаются избегать нападения на жертву с предупреждающей окраОКОЙ. Оба этих приспособления ведут к сокращению потерь в популяции данного вида, а следовательно, к успешной борьбе за существование.
Образования в виде твердого хитинового покрова у членистоногих (жуки, крабы), раковин у моллюсков, чешуи у крокодилов, панциря у броненосцев и черепах хорошо предохраняют их от многих врагов. Этому же служат иглы ежа и дикобраза.
Поразительно чувствительны органы химического чувства насекомых. Самцов непарного шелкопряда привлекает запах ароматической железы самки с расстояния 3 км. У некоторых бабочек чувствительность рецепторов вкуса в 1000 раз превосходит чувствительность рецепторов человеческого языка. Ночные хищники, например совы, прекрасно видят в темноте. У некоторых змей хорошо развита способность к термолокации. Они различают на расстоянии объекты, если разница их температур составляет всего 0,2 о С.
Вопрос 3.
Мимикрией называется сходство беззащитного и съедобного вида с одним или несколькими неродственными видами, хорошо защищенными и обладающими предостерегающей окраской. Явление мимикрии распространено у бабочек и других насекомых. Многие насекомые имитируют жалящих насекомых. Известны жуки, мухи, бабочки, копирующие ос, пчел, шмелей. Мимикрия встречается и у позвоночных животных — змей. Во всех случаях сходство чисто внешнее и направлено на формирование определенного зрительного впечатления у потенциальных врагов. Для видов-подражателей важно, чтобы их численность была невелика по сравнению с моделью, которой они подражают, иначе у врагов не будет выработан устойчивый отрицательный рефлекс на предостерегающую окраску. Низкая численность мимикрирующих видов поддерживается высокой концентрацией летальных генов в генофонде.
Вопрос 4.
Для выживания организмов в условиях борьбы за существование большое значение имеет приспособительное поведение.
— э ффективность приспособительной окраски и формы тела резко повышается в сочетании с поведением. Например: способность кошачьих длительное время сидеть в засаде и совершать молниеносные прыжки, способность волка заходить к жертве с подветренной стороны и охотиться в стае, обеспечивает успех хищника;
— запасание некоторыми животными корма на неблагоприятный сезон года (так, полевка-экономка запасает до 10 кг злаков, кореньев и сухой травы) обеспечивает их выживание;
— затаивание в случае опасности организмов, не имеющих активных способов защиты, делает их менее заметными и обеспечивает безопасность.
Вопрос 5.
Приспособительная окраска организмов возникает за счет случайных, удачных для данных условий среды, мутаций. Так, например, появление в популяции бабочек особей, чья окраска крыльев наиболее сходна с фоном, на котором они обитают, позволяет им остаться незамеченными хищниками, оставить потомство И передать ему по наследству этот признак. Организмы, лишенные покровительственной окраски, будут съедены и не смогут оставить потомства, а следовательно, и передать свои признаки и свойства по наследству. Так же случайно возникшая мутация обусловливает схожесть неядовитого организма с ядовитым яркоокрашенным двойником. Особи, лишенные этого признака, будут съедены, и их генотип не будет передан по наследству.
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 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 мимикрии 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 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).
Приспособленность — результат действия естественного отбора
Возникновение приспособленности организмов.
Основная причина появления различных приспособлений живых организмов к среде обитания — это отбор. Например, известно, что куропатка — лесная птица. В зависимости от среды обитания у нее появляются различные приспособления: а) укорачивание клюва в связи с добыванием пищи из-под снега и листовой подстилки: б) появление роговых складок на концах пальцев для облегчения передвижения по толстому снежному покрову; в) расширение, закругление крыльев для быстрого поднятия в воздух (такого строения у предков куропатки не было).
Для дальнейшего распространения плоды и семена растений также претерпели различные изменения. Это крючки, колючки, которыми они прикрепляются к животным, или же легкий пух, который рассеивается ветром.
Появление приспособленности у растений и животных — характерное явление, но в любом случае приспособленность появляется не сразу. В результате длительного эволюционного процесса появляются особи с особыми признаками, приспособленными к условиям внешней среды.
Особенности приспособленности в строении, окраске, форме тела и поведении хорошо заметны на примере водного млекопитающего — дельфина. Заостренная форма тела дает ему возможность легко и свободно передвигаться в воде в разных направлениях. Скорость движения дельфина достигает 40 км/ч. А у птиц показатели приспособленности к полету — это наличие перьев, покрывающих тело; отсутствие ушных раковин и зубов; способность поворачивать голову на 180′; легкость костей; быстрое переваривание пищи в желудке и т. д.
У многих животных приспособленность настолько развита, что их трудно отличить от окружающей среды. Форма тела, окраска рыб, животных, обитающих в густых зарослях водорослей, помогают им успешно скрываться от врагов.
Виды приспособленности:
1. Покровительственная (маскирующая) окраска и ее виды. Покровительственная окраска — приспособленность организмов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов. Птицы, насиживающие яйца на земле (глухарь, куропатка, перепел и др.), сливаются с окружающим фоном. Птица, сидящая на гнезде неподвижно, почти незаметна для своих врагов. Малозаметны и яйца, имеющие пигментированную скорлупу, и вылупляющиеся из них птенцы. У крупных хищников, чьи яйца недоступны для врагов, или у птиц, откладывающих яйца высоко на скалах или закапывающих их. в землю, покровительственная окраска скорлупы не развивается. Гусеницы бабочек обычно зеленые, под цвет листьев, или темные, под цвет коры. Донные рыбы (скат, камбала) часто окрашены под цвет песка.
Животные пустынь имеют, как правило, песочно-желтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна насекомым (саранча), ящерицам, сайгакам, львам. В зависимости от времени года многие животные меняют окраску. Например, песец, заяц-беляк, куропатка зимой имеют белую окраску. У дневных бабочек покровительственная окраска на нижней части крыльев, а у ночных — на верхней части крыльев, поэтому днем они становятся заметными для врагов и могут погибнуть (нижняя часть крыльев светлая). Покровительственную окраску можно наблюдать и по форме насекомых: куколка бабочек на ветке очень похожа на почку; личинка, прикрепленная на ветке в неподвижном состоянии, похожа на ветку дерева и т. д.
Покровительственная окраска особенно полезна на начальных этапах индивидуального развития организма (яйца, личинка, птенец). Необходима покровительственная окраска для медленно передвигающихся животных или перешедших в состояние покоя.
Многие животные способны быстро менять окраску в зависимости от цвета окружающей среды, и эта способность передается по наследству. Например: хамелеон, камбала, агама.
Виды покровительственной окраски:
1. Защитная предупреждающая окраска свойственна ядовитым, жалящим или обжигающим насекомым. Например, божью коровку (красная, желтая, коричневая, темно-красная, полосатая) птицы никогда не склевывают из-за выделяемой ядовитой, горькой желтоватой жидкости (рис. 22). Если птенцы случайно склевывают этого жука, то в следующий раз не подходят к нему. Жук-падальщик выделяет неприятную обжигающую жидкость, имеет ярко-красную полосатую окраску. Окраска пчелы, шмеля, осы, ядовитых змей защищает их от хищников. Защитная окраска зависит и от поведения некоторых насекомых и животных. Иногда ползущие жуки в минуты опасности замирают. Выпь, гнездящаяся в камышах, случайно увидев врага, вытягивает шею, поднимает вверх голову и замирает. Предостерегающая окраска у животных сочетается с поведением, отпугивающим хищника.
2. Привлекающая окраска. Эта окраска особенно важна во время размножения. Яркая окраска красных бабочек, голубокрылых кузнечиков, тушканчиков, оперения самцов птиц привлекает самок в период размножения. В обычные дни окраска сливается с окружающей средой и становится не заметной для врагов (рис. 23).
Рис. 23. Привлекающая окраска: 1 — красная орденская лента; 2 — голубокрылая кобылка; 3 — тушканчик
3. Угрожающая окраска. Во время опасности животные принимают угрожающую позу. Например, кобра в минуты опасности поднимает голову прямо, раздувает шею и принимает угрожающую позу; жук-чернотелка поднимает брюшко и выделяет неприятный запах. Ушастая круглоголовка мгновенно раскрывает кожные складки на голове и замирает с открытым ртом. На раскрытых крыльях богомола есть пятна, похожие на глаза. В случае опасности, раскрывая крылья, богомол отпугивает своего врага. Такие же пятна имеются и у ночных бабочек (рис. 24).
Рис. 24. Угрожающая окраска: глазчатые пятна на крыльях бабочки (1) в позе угрозы похожи на глаза сычика-эльфа (2)
4. Подражающая окраска — мимикрия (греч. mimikos — «подражание»). Это подражание животных и растений живым организмам или определенным неживым предметам среды. Предостерегающая окраска незащищенных организмов имеет сходство с одним или несколькими видами. Например, по форме тела, размеру, яркой окраске таракан схож с божьей коровкой. По форме тела морской конек и рыба-шла напоминают водоросль. Белая бабочка неприятным запахом, яркой окраской подражает несъедобным бабочкам из семейства геликонид (рис. 25), а мухи — осам. Схожесть неядовитых змей с ядовитыми помогает защититься им от врагов и выжить.
Рис. 25. Подражательная окраска: бабочка-белянка (Т) похожа на ядовитую бабочку-геликониду (2)
Примеры подражательной окраски растений.
Подражательная окраска у растений необходима для привлечения или запугивания животных. Обычно на цветке белозора не бывает нектара. Для привлечения насекомых оно похоже на медоносное растение. Насекомые, садясь на цветок, способствуют его опылению. Цветы насекомоядного растения (непентес) имеют яркую окраску. Насекомые, садясь на цветок, мгновенно попадают в «капкан» и погибают. Орхидея по форме цветка и запаху напоминает самку некоторых насекомых, поэтому самцы насекомых невольно садятся на цветок и опыляют его.
Мимикрия возникает «под контролем» естественного отбора. Возникновение ее связано с накоплением мелких полезных мутаций у съедобных видов в условиях их совместного обитания с несъедобными. Одним из главных орудий защиты от врагов и приспособительных признаков является: у жучков и крабов — хитиновый покров, у моллюсков — раковины, у крокодилов — чешуя, у броненосцев и черепахи — панцирь, у ежа и дикобраза — иглы.
Приспособленность. Покровительственная окраска. Защитная окраска. Привлекающая окраска. Угрожающая окраска. Подражательная окраска (мимикрия).
Задание
Встречали ли вы в природе насекомых, замирающих при прикосновении? Обратите внимание на их действия, неподвижность. Обратите внимание на насекомых, выделяющих неприятный пахучий запах. Сравните их. Это задание поможет вам глубже познакомиться с защитной и угрожающей окраской животных.
Постарайтесь выполнить задание.
К какому виду относятся приведенные примеры покровительственной окраски? Занесите соответственно заглавными буквами: «ЗЩ» — защитная; «ПР»— привлекающая; «ПД»— подражательная.
Биология что такое покровительственная, предупреждающая окраска и мимикрия?
явление мимикрии – это предупреждающая окраска животных, которые лишены неприятных свойств, а очень яркий окрас отпугивает врагов и является защитным приспособлением. При этом явлении наблюдается некое «подражание определенным моделям».
Широкое распространение получила мимикрия бабочек, шмелей и ос.
Распространение покровительственной окраски явление в природе неслучайное, но является полезным приспособлением, которое позволяет насекомому становиться незаметным в окружающей среде и защищаться от врагов.
Предупреждающая окраска, вид покровительственной окраски и формы, при которой несъедобные животные обладают яркой, обычно пёстрой, окраской. Такие животные хорошо заметны благодаря контрастным сочетаниям цветов (чёрного, красного, белого; оранжевого, белого, чёрного и т. д.). Из насекомых П. о. обладают клопы-солдатики, жуки (божьи коровки, бронзовки, листоеды, нарывники), бабочки (пестрянки, медведицы, геликониды) и др. Среди позвоночных животных П. о. присуща некоторым рыбам, саламандрам, жабам жерлянкам, птицам (дронго), млекопитающим (американский скунс). Заметность животных с П. о. — их преимущество, поскольку они, будучи узнанными, не подвергаются нападению со стороны хищников. П. о. способствует выживаемости вида в борьбе за существование и является результатом действия естественного отбора.
ПРЕДУПРЕЖДАЮЩАЯ ОКРАСКА, отличительная черта животного, предупреждающая потенциальных хищников об опасности. Может обозначать то, что животное несъедобно или ядовито. (яркая окраска, как у мухоморов или Божьи коровки-семейство жуков)
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Чаще всего, разбирая эту тему, мы говорим «окраска организмов», но в учебниках и ЕГЭ эта тема озаглавлена как
Организмы, находясь в определенной среде обитания, вырабатывают приспособления, способствующие выживанию.
Эти приспособления могут затрагивать внешний вид, строение, особенности размножения, поведение и т.д.
Конечно, ни одно приспособление не делает организм абсолютно неуязвимым и эффективно только в данных условиях, в данной среде обитания, поэтому Ч.Дарвин считал все приспособления относительными.
Например, окраска белого медведя или зайца-беляка довольно эффективна на фоне снега, но в лесу среди зелени она будет бесполезной.
Давайте рассмотрим виды
приспособительной окраски организмов
1) Покровительственная окраска
Животное маскируется в своей среде обитания
зеленая гусеничка на зеленом же листе;
ярко окрашенные рыбки, обитающие в коралловых рифах, что позволяет им сливаться с самими кораллами;
как уже говорили выше, белый окрас шерсти животных севера (медведь, заяц, белый песец);
Обратите внимание, что покровительственная окраска у некоторых животных не постоянна ( модификационная изменчивость) и может меняться с изменением условий — тот же заяц зимой белый, но осенью может становиться чуть ли не рыжеватым — под цвет листвы.
2) Скрывающая окраска
подражание организма неживым объектам или растениям
бабочки, у которых рисунок на внутренней поверхности крыльев точно соответствует тому дереву, на которое они садятся (получается, что снизу они не заметны)
Разновидность скрывающей окраски — расчленяющая
Классическими примерами расчленяющей окраски организмов считаются тигр и зебра — чередование контрастных полос на шкуре — уже на расстоянии 50-70 м эти животные практически не заметны, кроме того, в случае стадных животных ( зебра) она создает ложное впечатление о контурах (границах) тела.
3) Отпугивающая или предостерегающая окраска
яркие цвета тела предупреждают об опасности (ядовитости)
Примеры: чаще всего этот тип приспособления животных характерен для насекомых, земноводных и рептилий:
ядовитые змеи и лягушки
4) Мимикрия
подражание менее защищенных животных более опасным
Про относительность : молодые неопытные птицы хватают божьих коровок и обжигаются их ядом. Научившись от родителей или уже имея печальный опыт неприятного контакта, птицы выбирают уже жуков солдатиков.