Цели занятия

1. Доказать, что адаптации являются важнейшим результатом процесса эволюции.

2. Показать разнообразие и относительный характер приспособлений.

Образовательные задачи урока

1. Сформировать представление о разнообразных типах адаптаций.

2. Познакомить с конкретными приспособлениями у различных организмов.

3. Повторить представителей местной фауны.

Воспитательная задача

Продолжить формирование материалистического мировоззрения.

Развивающие задачи

1. Развитие логического мышления и умения видеть связи между различными явлениями.

2. Развитие наблюдательности.

Ход урока

I. Вступление

Красота и целесообразность живой природы всегда поражала воображение человека. Присмотревшись к окружающему миру, можно легко понять основную причину этого. Каждый организм идеально соответствует тем условиям, в которых он обитает. Почему это так? (Вопрос классу) При ответе на вопрос постарайтесь вспомнить механизмы эволюции, которые вы уже изучали.

Предполагаемый ответ: в результате изменчивости на свет появляются организмы с различными свойствами. В процессе естественного отбора выживают и оставляют потомство преимущественно особи с полезными в данных условиях признаками. Выжившие особи передают эти признаки своим потомкам. Таким образом, главной причиной целесообразности живых организмов с позиций эволюционного учения является естественный отбор. На этом уроке мы рассмотрим различные виды приспособлений, научимся видеть их в окружающей природе.

II. Объяснение нового материала

Приспособления организмов к условиям существования называются по-другому адаптациями. Термин «адаптация» происходит от латинского слова «adaptatio» - приспособление, прилаживание. Адаптации - это совокупность морфологических, физиологических, поведенческих и других особенностей данного вида, которые обеспечивают его выживание в конкретных условиях среды. Адаптации бывают общие, например, конечности для передвижения у наземных позвоночных, и частные - приспособления к конкретным условиям, например, форма этой конечности. На слайде изображен один из возможных вариантов классификации приспособлений. Рассмотрим подробнее основные типы адаптаций и их примеры.

Вы видите на слайде ската. Плоская форма делает его менее заметным на фоне дна.

- Кто еще имеет такую форму?

Ответ: камбала, тоже обитает на дне.

Приспособления, связанные с изменением формы тела, называют морфологическими адаптациями (morphe - форма, вид). Они встречаются очень часто, и их можно разделить на общие и частные. Например, жабры - это общая адаптация, они нужны для дыхания в водной среде большинству водных животных. Частные приспособления помогают выжить в конкретных условиях: перепонки между пальцами у водоплавающих помогают грести, длинная шея у жирафа доставать листья с деревьев, густая шерсть у северных животных спасает от мороза, гибкое тело у норных хищников (приведите примеры) помогает передвигаться под землей, низкорослые растения в горах прячутся под снегом от мороза и ветра и т. д.

Если занятие проводится в режиме пары, то каждый пример обсуждается с учениками: какое преимущество дает это приспособление, у каких животных наблюдается, какие адаптации являются общими, а какие частными и т.п.

Покровительственная окраска делает животное незаметным, так как имитирует цвет окружающего фона. Примеры: самки птиц, а иногда и яйца, которые они насиживают, могут быть окрашены в пестрый цвет (рябчик, вальдшнеп, кряква); зимой шерсть зайца, оперение полярной совы и куропатки становятся белыми, зеленая гусеница не видна на фоне листа.

Самой заметной частью животного часто является его блестящий темный глаз, поэтому у многих птиц через него проходит темная полоса. Интересно, что этот принцип используют бойцы спецназа, нанося на лицо маскирующий грим.

Если животное обитает в зарослях, на пестром фоне, там, где наблюдается чередование темных и светлых участков, то оно имеет расчленяющую окраску, то есть чередование светлых и темных полос или пятен. Такая окраска скрадывает контур тела, и затаившееся животное становится незаметным.

И, наконец, вершина покровительственной окраски - это способность изменять свой цвет в зависимости от фона. Кроме известного всем хамелеона, это умеют делать осьминоги, каракатицы, камбала (если положить ее на шахматную доску, на ней появятся клеточки!) и даже наши травяные лягушки, хотя и не так эффектно. Можно летом поймать двух лягушек одинакового цвета и посадить одну в белый сосуд, а другую в черный. Их окраска спустя несколько часов начнет заметно различаться, подумайте, как. Только не забудьте потом их выпустить!

По щелчку мыши текст уходит, и становится отчетливо видно изображение на заднем плане. Перед вами типичное животное средней полосы - безногая ящерица веретеница. Она хорошо маскируется на буром фоне почвы, и только темный глаз ее выдает.

Маскировка - это сочетание покровительственной окраски и формы тела, которая имитирует части растений (листья, шипы, веточки) или неживые объекты, например камни. Некоторые гусеницы застывают, напоминая сучок, крылья бабочек и палочников могут быть похожи на лист (рассматривается слайд - даже жилкование воспроизводится!). Богомол может быть похож не только на веточку, но и на яркий цветок.

Предостерегающая или угрожающая окраска, характерная для хорошо защищенных организмов, часто сочетается с необычной формой или позой. Цель - устрашить противника или предупредить хищника о ядовитости жертвы. Достаточно птице один раз попробовать дурно пахнущее или едкое насекомое, окрашенное в пестрый черно-красный или черно-желтый цвет, как у него вырабатывается устойчивый условный рефлекс. Контрастная окраска, привлекающая внимание, делает процесс более эффективным.

На слайде приведены изображения клопа-солдатика, божьей коровки, бабочки пестрянки и итальянского клопа. Ученикам предлагается сначала самим узнать насекомых, привести еще примеры.

Сейчас мы рассмотрим самую удивительную адаптацию, которую называют мимикрия (mimicry - подражательный). Это приспособление, при котором неядовитые виды имитируют окраску, поведение, звуки, издаваемые ядовитыми или хорошо защищенными видами.

- Как могло возникнуть такое приспособление?

Предполагаемый ответ. Естественный отбор способствовал выживанию таких особей. Хищники, у которых выработался условный рефлекс не трогать животных с предостерегающей окраской, не едят всех, кто их напоминает, даже если они съедобны.

Необходимо иметь в виду, что условный рефлекс не передается по наследству, каждое поколение животных приобретает эту способность в процессе индивидуального опыта, то есть методом проб и ошибок. Иногда несколько хорошо защищенных видов имеют сходную окраску и внешность. Это особый вид мимикрии. Он выгоден тем, что каждый вид теряет меньше особей в процессе выработки условного рефлекса у хищника, да и птице легче ориентироваться, если все несъедобные насекомые имеет похожую внешность.

Рассмотрим предложенные фотографии. На них нет ни одной осы, все изображенные насекомые являются различными видами мух.

Осам, пчелам и шмелям подражают не только мухи, но и бабочки, а иногда и жуки.

Слайд №8

Чтобы вы в отличие от птиц могли не путать мух с осами, на этом слайде крупным планом показана муха-осовидка, и перечисляются основные ее отличия от осы: заостренная на конце, треугольная в очертании голова; короткие усики с тонкой щетинкой; два крыла (у осы их четыре), другой тип ротового аппарата. Ученикам предлагается вспомнить, к каким отрядам относятся эти насекомые (муха - отряд двукрылые, оса - отряд перепончатокрылые).

Слайд №9

Для закрепления предлагается рассмотреть две фотографии и определить, на которой из них шмель. Отличия шмеля от мухи-шмелевидки аналогичны рассмотренным выше. Ученики должны в первую очередь обратить внимание на количество крыльев у этих насекомых. Затем по щелчку мыши стрелка указывает на нужную фотографию.

Слайд №10

Физиологические адаптации проявляются не во внешнем виде, а в особенностях процессов жизнедеятельности: появление теплокровности у птиц и млекопитающих (общее приспособление к низким температурам); особенности пищеварения в связи с определенным типом пищи (например, у травоядных выращивается специальная микрофлора); различные приспособления к засухе, повышенной солености, жизни в горячих источниках и т.п. При наличии времени приводятся конкретные примеры.

Слайд №11

Биохимические адаптации проявляются в появлении химических веществ, обеспечивающих выживание: яды различных животных, антибиотики грибов и бактерий, токсины и пахучие вещества, а также средства защиты от них (ферменты), термостойкие белки и липиды.

Слайд №12

Особую группу составляют приспособления на уровне поведения: забота о потомстве, брачные ритуалы, социальная организация (одиночная или стайная жизнь). Можно предложить детям придумать свои примеры.

Слайд №13

Иногда в особую группу выделяют приспособления к периодическим изменениям среды: дневной или зимний сон, перелеты, линьки, сбрасывание листьев, миграции, гнездования и т.п.

Слайд №14

Экстремальные условия существования приводят к формированию особых приспособлений: листья превращаются в колючки, а стебли - в запасающий воду орган у кактуса; длинные корни достают до воды у верблюжьей колючки; густой мех и толстый слой жира защищают от мороза обитателей Севера.

Слайд №15

Рассматривая различные адаптации, необходимо помнить, что все они сформировались в конкретных условиях, а значит, являются относительными, то есть действуют не всегда. Если условия меняются, а вид не успевает приобрести новые приспособления, то он вымирает. Адаптации, эффективные против одних врагов (колючки в борьбе с травоядными), совершенно бесполезны против других, например мелких насекомых.

На фотографиях два вида ящериц: коричневая слева - живородящая, зеленая справа - прыткая. Обе они находятся на непривычном для них фоне - голубом, поэтому их покровительственная окраска не действует, обе хорошо заметны.

III. Закрепление

Слайд №16

Сначала предъявляется слайд, потом ученикам предлагается определить по фотографиям тип адаптации и назвать животных.

Слайд №17

Приводится три примера покровительственной окраски: бабочка, жук-листоед, паук.

Слайд №18

Примеры маскировки: рыба, напоминающая кусок коралла или губки; кобылка (прямокрылые), похожая на камень; паук и палочники, маскирующиеся под веточки.

Слайд №19

Предостерегающая окраска: у глазчатого бражника вторая пара крыльев имеет пятна, похожие на глаза крупной птицы; богомол имеет яркую окраску и контрастные пятна, которые в угрожающей позе отпугивают врагов; оса-шершень имеет черно-желтую полосатую окраску и хорошо защищена ядовитым жалом.

IV. Контрольные задания

Дается задание определить тип адаптации на фотографиях, представленных на следующем слайде.

На верхнем снимке муха, похожая на осу, - это пример мимикрии. Снимок слева внизу - зеленый кузнечик, пример покровительственной окраски, справа внизу - морской конек, его форма и окраска похожи на коралл, - это пример маскировки.

На этом слайде изображены две пары фотографий, которые иллюстрируют принцип относительности адаптаций: первая пара - жук-усач, почти не заметен на земле, но на светлом фоне хорошо виден. На второй паре фотографий - лягушка квакша на листе и на асфальте.

Ученики должны сами прийти к соответствующим выводам.

Следующий слайд демонстрирует интересный пример адаптации у нашей местной цикадки пенницы. Вы наверняка видели на траве или ветках ее пенные гнезда. Внутри от глаз хищника прячется личинка, которая и делает это гнездо.

V. Домашнее задание

Выучить материал по учебнику и устно ответить на вопросы в конце параграфа.

Письменно ответить на один из предложенных вопросов:

1. Как в процессе эволюции могла появиться такая адаптация, как длинная шея у жирафа?

2. Как меняется соотношение численности мух осовидок и ос в течение лета и почему?

3. Почему у рыб коралловых рифов так часто встречается яркая окраска?

При создании презентации было использовано 25 авторских фотографий.

Татьяна МАКСИМОВА, учитель биологии химического лицея Тулы