Борьба за существование по дарвину.

4. Формы борьбы за существование.

Особей в популяции появ-ляется во много раз больше, чем может существовать на зани-маемой ею территории. Несоответствие между численностью появляющихся в популяции особей и средствами к их жизни неизбежно приводит к борьбе за существование.

Борьба за существование – слож-ные и многообразные отношения особей внутри видов, между видами и с неорганической природой, имея в виду не только жизнь одной особи, но прежде всего ее плодовитость и успех в обеспечении себя потомством.

Различают три формы борьбы за существование : внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными усло-виями неорганической природы.

Внутривидовая борьба за существование происходит между особями одной популяции любого вида. Эта форма борьбы наиболее напряженная, так как особи одной популяции нуж-даются в одинаковой пище, одинаковых убежищах, подвергаются одинаковым опасностям. Примерами внутривидовой борьбы мо-гут быть состязание между хищниками за добычу, соперничество из–за территории, из–за самки и т. д.

Яркую картину внутривидового состязания можно видеть в популяции одновозрастного хвойного леса. Самые высокие деревья широко раскинутыми кронами улавливают основную массу солнечных лучей; их мощная корневая система поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами в ущерб более слабым соседям. Деревья–победители подавляют рост и развитие других деревьев, вызывают их засыхание и ги-бель, сами же образуют множество семян.

Видовые приспособления, полезные для всей популяции, могут быть вредными для отдельных особей и даже явиться причиной их гибели. Чайки при избыточной численности потомства уничто-жают часть птенцов: поедают их или ударом в голову застав-ляют отрыгивать пищу, которую сразу вслед за этим схватывают взрослые птицы. Иногда синицы затаптывают в подстилку гнезда 1–2 птенцов.

При чрезмерном увеличении численности особей внутривидо-вая борьба в популяции обостряется. Это бывает вызвано ухудшением кормовых условий, слишком высокой плотностью на-селения и т. д. В таких случаях плодовитость особей в популя-ции снижается; нередко вспыхивают эпидемии, приводящие к массовой гибели особей и снижающие численность популяции.

Существует ряд приспособлений, которые помогают особям одной популяции избежать прямого столкновения между собой. Бурый медведь обозначает границы участка, на котором добы-вает себе пищу, царапинами на деревьях. Волк помечает свой индивидуальный кормовой участок мочой. Самцы синицы, зяб-лика возвещают о занятии участка песней. Животные избегают нарушений границ чужих участков. В популяции у животных одного вида можно встретить взаимопомощь и сотрудничество: совместное выкармливание, воспитание и охрану потомства (например, в семьях пчел, табуне лошадей).

Таким образом, внутривидовая борьба сопровождается пони-жением плодовитости и гибелью части особей вида. Однако в целом это способствует совершенствованию вида в течение многих поколений в направлении большей приспособленности к среде обитания, к факторам, вызывающим эту борьбу.

Межвидовая борьба за существование наблюдается между популяциями различных видов. Она протекает обычно очень ост-ро, если виды нуждаются в сходных условиях и относятся к од-ному роду. Серая и черная крысы – разные виды одного рода. В поселениях человека в Европе серая крыса совершенно вы-теснила черную крысу, которая теперь встречается в лесных районах и пустынях. Серая крыса крупнее, лучше плавает и агрессивнее и потому в схватках с черной одерживает верх. Быстрое размножение дрозда–дерябы в некоторых частях Шотландии повлекло за собой сокращение численности другого вида – певчего дрозда. В Австралии обыкновенная пчела, кото-рую привезли из Европы, вытесняет маленькую туземную, не имеющую жала.

В лесу под защитой светолюбивых пород – сосны, березы, осины – сначала хорошо развиваются всходы ели, которые вы-мерзают на открытых местах, но потом по мере смыкания крон молодых елей всходы светолюбивых пород гибнут.

Межвидовая борьба за существование включает односторон-нее использование одного вида другим – отношения типа «хищник – жертва» (рыбы поедают планктон). Формой борьбы за существование в широком понимании являются и благоприятствование одного вида другому без ущерба для себя (птицы и млекопитающие распространяют плоды и семена), взаимное благоприятствова-ние разных видов друг другу (цветки и их опылители).

В лесу, где столь ярки проявления биологического состязания, наблюдается и польза от совместного произрастания растений. Здесь по сравнению с открытыми местами создается свой тепло-вой, водный и воздушный режим: менее резкие колебания темпе-ратуры, более высокая относительная влажность; под пологом деревьев верхних ярусов произрастают теневыносливые кустар-ники, травы, мхи, напочвенные водоросли.

Борьба с неблагоприятными условиями наблюдается в любой части ареала вида в тех случаях, когда внешние условия среды ухудшаются, например: при суточных и сезонных колебаниях температуры или влажности, а также всюду, где особи оказывают-ся в условиях излишнего тепла или холода, сухости или влажности. Про растение в пустыне говорят, что оно «борется с за-сухой». При продвижении на север или при подъеме в горы в неблагоприятных климатических условиях встречаются зачахшие деревья и кустарники, хотя никакие другие растения их не теснят.

Борьба с неблагоприятными условиями также имеет большое значение для эволюции, так как она обостряет внутривидовую борьбу. Так, при недостатке тепла, питательных веществ между особями в популяции растений обостряется борьба за эти фак-торы. Победителями оказываются наиболее жизнеспособные (у них более интенсивно протекают физиологические процессы, обмен веществ). Если эти биологические особенности передаются по наследству, они, в конечном счете, приводят к совершенство-ванию вида.

Использование человеком сложных взаимоотношений в живой природе. При установлении севооборотов со-блюдают правильное чередование культур на полях, с учетом их отношения к почве, к воде, вредителям, болезням и пр. То же самое делают при искусственных лесопосадках (из дуба, березы, бука и др.), например, вносят гифы грибов в почвы, лишен-ные их. Образующаяся микориза – симбиоз мицелия гриба и корней дерева – доставляет дереву влагу и питательные ве-щества из почвы, обеспечивая нормальный рост.

Для искусственного разведения рыбы водоемы сначала осво-бождают от хищных (щука, окунь) и малоценных видов (плотва, колюшка), а потом заселяют высокопродуктивными (карп, сиг и др.). В этом же водоеме создают условия для развития кормовых организмов. При ведении охотничьего хозяйства на научной основе нужно знание нормального соотношения половых и воз-растных групп в стадах и стаях, а также размеры необходимых животным кормовых участков.

При истреблении хищников учитывают их санитарную роль в природе, которая заключается в уничтожении слабых и больных особей среди жертв. Поголовное уничтожение волков в некото-рых районах Канады привело к вспышке эпидемий у оленей и сокращению численности. С уничтожением хищных птиц сначала быстро увеличивается численность дичи (куропаток, рябчиков), но затем наблюдается ее массовая гибель от глистных и других заболеваний.

Для лечения и предупреждения различных инфекционных заболеваний человека и животных применяют антибиотики и фи-тонциды. Те и другие представляют собой вырабатываемые растениями вещества, которые способны угнетать жизнедеятельность вредных для этих растений микроорганизмов. Антибиотики вырабатываются многими низшими грибами, фитонциды – мно-гими цветковыми растениями как приспособления в борьбе с другими видами.

5. Сравнительная характеристика естественного и искусственного отборов.

Основой обоих процессов служит наследственная изменчивость, она доставляет материал для отбора. В результате действия искусственного и естественного отбора создаются новые формы: при искусственном отборе – породы и сорта, а при естествен-ном – виды. Между этими двумя процессами есть существенное различие. При искусственном отборе человек отбирает особей по замеченным признакам и направляет действие отбора в же-лательную ему сторону. При этом особи с отбираемыми приз-наками могут оказаться даже с вредными для организма. Так, лучшие породы свиней или молочного скота не могли бы су-ществовать в природе без заботы человека. При естественном отборе отбирающим фактором являются условия окружающей среды. При этом отбираются любые жизненно важные признаки. В силу этого естественный отбор действует только на пользу популяции и вида в целом.

В результате искусственного отбора создаются породы до-машних животных и сорта культурных растений, приспособлен-ные человеком к его потребностям и намеченным целям. В ре-зультате естественного отбора возникают виды, приспособленные к жизни в определенных условиях окружающей среды.

Искусственный отбор проводится с того времени, как человек стал заниматься земледелием и приручением животных. Естест-венный отбор происходит в течение всей истории органичес-кого мира, со времени появления жизни на Земле. Естественный и искусственный отбор органически связаны: на породы живот-ных и сорта растений, помимо искусственного отбора, продол-жает действовать и естественный отбор.

Фронтальный опрос:

1. Как объяснить многообразие пород домашних животных и сортов культурных растений?

2. Какие формы изменчивости служат исходным материалом для искусственного отбора?

3. Покажите на примерах влияние отбора на направления породо– и сортообразования.

4. В чем состоит творческая роль искусственного отбора?

5. Какая форма изменчивости дает исходный материал для естественного отбора в природе?

6. Что такое стабилизирующий отбор? При каких условиях он преимущественно осуществляется в природе?

7. Как вы представляете себе соотношение между движущей и стабилизирующей формами естественного отбора?

1. Какой смысл вкладывал Дарвин в выражение «борьба за существование»?

9. Какие взаимоотношения существуют между особями одной популяции, между особями разных видов, между особями популяций и условиями среды?

10. Каковы причины и следствия борьбы за существо-вание?

11. Приведите примеры использования человеком взаимосвязей в живой природе.

12. Как объяснить, что естественный отбор начинается в популяции?

13. В чем заключается творческая роль естественного отбора?

14. Каковы движущие силы эволюции видов в природе?

15. Почему приходится создавать новые ядохимикаты против насекомых–вредителей?

Приспособленность организмов и её относительность.

Образование новых видов.

1. Приспособленность организмов и её относительность.

2. Механизм видообразования.

3. Понятие о микроэволюции.

4. Результаты эволюции.

1. Приспособленность организмов и её относительность.

Внешнее и внутреннее строение, инстинкты, поведение животных характеризуются при-способленностью к условиям их жизни. В одной и той же среде разные животные имеют разные приспособления. Крот роет землю конечностями, а слепыш проделывает подземные ходы головой и сильными резцами. Тюлень плавает при помощи ластов, а дельфин - хвос-тового плавника.

Различные приспособления обеспечивают перекрестное опы-ление растений. Нежные весенние ростки ветреницы и голубой перелески переносят температуру ниже нуля благодаря концентрированному раствору сахара в клеточ-ном соке. Низкорослость, мелколистность, поверхностное распо-ложение корней деревьев и кустарников, очень быстрое развитие растительности весной и летом – во всем этом сказывается при-способленность к жизни в тундре.

Из поколения в поколение полезное изменение усиливалось и совершенствовалось под воздействием борьбы за существование и естественного отбора и вело к накоплению признаков сходства с защищенными животными. Каждое приспособление и весь комплекс их вырабатываются на основе наследственной изменчивости в процессе борьбы за существование и отбора в ряду поколений. Приспособленность организмов является результатом действия движущих сил эволю-ции в данных условиях существования.

Относительность приспособленности организмов. Целесо-образность строения и функций организма выражается в его соотношениях только с конкретной внешней средой. Любая при-способленность помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием движущих сил эволюции. Но и в этих условиях она относительна. В яркий солнечный день зимой белая куропатка выдает себя тенью на снегу. Заяц–беляк, не заметный на снегу в лесу, становится вид-ным на фоне темных стволов.

Наблюдения за проявлением инстинктов у животных в ряде случаев показывают их относительную целесообразность. Ночные бабочки летят на огонь, хотя и гибнут при этом. Их влечет к огню инстинкт: они собирают нектар в основном со светлых цветков, хорошо заметных ночью.

Узкая специализация органа может стать причиной гибели организма. Стриж не может взлететь с ровной поверхности, так как у него длинные крылья и очень короткие ноги. Он взле-тает, только оттолкнувшись от какого–то края, как от трамплина.

Приспособления растений, препятствующие поеданию их животными, относительны. Скот обходит растения, защищенные колючками, но верблюжью колючку охотно поедают верблюды, козы, голодный крупный рогатый скот.

Польза симбиоза – сожительства организмов, принадлежа-щих к разным видам, водоросли и гриба в лишайнике, – также относительна. Иногда грибные нити лишайника разру-шают сожительствующие с ними водоросли. У организмов встречаются ненужные органы и признаки (грифельные косточки у лошадей, перепонки между пальцами у горных гусей, которые никогда не опускаются на воду, остатки третьего века у обезьян и человека).

Все эти и многие другие факты говорят, что приспособлен-ность не абсолютна, а относительна.

2. Механизм видообразования.

Образование но-вых видов в природе является важнейшим этапом в процессе эволюции. При изменении условий существования внутри вида идет процесс расхождения признаков – дивергенция, которая приводит к об-разованию новых группировок особей внутри вида. От исходного вида берет начало целый «пучок» форм, но не все они получают дальнейшее развитие. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодо-витое потомство и выживать, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно вымирают в борьбе за существование под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений.

В природе не всегда сохранялись лишь наиболее расходящие-ся, крайние формы, средние также могли выжить и дать потом-ство. Если условия среды не изменяются или мало изменяются в течение длительного времени, то вид остается почти неизменным по сравнению с родоначальным.

Географическое видообразование связано с расширением ареала исходного вида или с расчленением ареала на изолиро-ванные части физическими преградами (горы, реки, изменения климата). При расширении ареала вида его популяции встречаются с новыми почвенно–климатическими условиями, а также с новыми сообществами животных, растений и микроорганизмов. В дальнейшем эволюция популя-ции может привести к возникновению нового вида.

Например, лиственница сибирская далеко продвинулась на восток; ее популяции заселили территорию от Урала до Байкала и оказались в различных условиях. У особей популяции постоян-но возникали мутации, в результате скрещивания появлялись новые комбинации генов; благодаря этим процессам популяция становилась неоднородной. В процессе борьбы за существование и в результате действия естественного отбора выживали и остав-ляли потомство особи с полезными в конкретных условиях обита-ния изменениями. Действие этих факторов на протяжении дли-тельного времени способствовало появлению более резких различий между популяциями и в конечном итоге возникновению биологической изоляции – нескрещиваемости особей разных по-пуляций одного вида. В результате в более суровых условиях под действием движущих сил эволюции сформировался новый вид – лиственница даурская.

В условиях Крайнего Севера подобным образом образовался особый вид мака с небольшими, сильно опушенными листьями, быстрым развитием коротких цветоносов и ранним цветением.

У лесного ландыша сначала был сплошной ареал, но с оледенением он распался на изолированные части; на этих территориях сформировались самостоятельные популяции, при-знаваемые некоторыми учеными за молодые виды.

Повсеместно распространенный в Европе прострел занимает непрерывный ареал с запада на восток. У западной формы листья тонко рассечены и разбросаны, цветки поникшие, благо-даря чему при обилии дождей на западе вода разбрызгивается и не застаивается, а пыльца не смывается. Восточная форма в засушливых условиях характерна более грубо рассеченными, стоячими листьями и стоячими цветками, по которым вода сте-кает к корням. Опытами доказано, что листья восточной формы испаряют воду значительно меньше, чем листья западной. Все эти отличия прострела на западе Европы от прострела на восто-ке носят приспособительный характер. Между западной и вос-точной формами прострела существует непрерывный ряд пере-ходных форм.

В средней полосе России произрастает более 20 видов лютика. Все они произошли от одного вида. Потомки его заселили различные места обитания – степи, леса, поля – и благодаря изоляции обособились друг от друга сначала в подвиды, потом в виды.

Вид синица большая представляет сложный комплекс популя-ций и подвидов, находящихся на разных ступенях изоляции. Ареалы трех подвидов синицы большой – евроазиатского, южно-азиатского и восточноазиатского – образуют кольцо вокруг Центральноазиатского нагорья – кольцевой ареал. Подвиды занимают хорошо очерченные ареалы, но в зонах контакта южноазиат-ские синицы скрещиваются с двумя другими подвидами. Восточноазиатские и евроазиатские, обитая совместно в долинах верхнего Амура не скрещиваются. Обособление ареалов синиц и образование их подвидов связано с наступлением ледника.

В озере Байкал живут многие виды и роды ресничных плоских червей, ракообразных и рыб, больше нигде не встречающиеся, так как озеро отделено от других водных бассейнов горными хребтами уже около 20 млн. лет.

Экологическое видообразование происходит в тех случаях, когда популяции одного вида остаются в пределах своего ареала, но условия обитания у них оказываются различными. Под влия-нием движущих сил эволюции изменяется их генный состав. Через множество поколений эти изменения могут зайти так далеко, что особи разных популяций одного вида не будут скрещиваться между собой, возникнет биологическая изоляция, что характерно, как правило, для разных видов. Например, один вид традескан-ции сформировался на солнечных скалистых вершинах, а дру-гой – в тенистых лесах. В пойме нижней Волги образовались виды житняка, костра, щетинника (мышея), которые дают се-мена до разлива реки или после него. Этим они обособлены от исходных видов, растущих на незаливаемых местах и осеменяю-щихся по преимуществу во время разлива.

Пять видов синиц образовались в связи с пищевой специа-лизацией: синица большая питается крупными насекомыми в садах, парках; лазоревка добывает мелких насекомых в щелях коры, в почках; хохлатая синица питается семенами хвойных деревьев; гаичка и московка питаются преимущественно насеко-мыми в лесах разных типов.

Популяции севанской форели различаются по срокам нереста, местам и глубине нерестилищ (озеро, река).

Видообразование продолжается и в наше время. Вид черный дрозд в настоящее время распадается на две группы, еще не различимые внешне. Одна из них обитает в глухих лесах, другая держится близ жилья человека. Это можно считать началом образования двух подвидов. Популяции и подвиды иногда неразличимы. Географическая изоляция может в дальнейшем присовокупить действие экологической, поэтому трудно установить границы каждого способа видообразования. Образованием нового вида завершается микроэволюция.

3. Понятие о микроэволюции.

Образование новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов – это процесс микроэволюция . Она доступна непосредственному наблюдению и изучению, так как может происходить в исторически короткое время. На разных этапах микроэволюции один способ сменяет другой или они действуют совместно.

4. Результаты эволюции.

Эволюция имеет три тесно связанных важнейших следствия:

постепенное усложнение и повышение организации живых существ;

относительная приспособленность организмов к условиям внешней среды;

многообразие видов.

Фронтальный опрос:

1. Как объяснить возникновение предостерегающей окраски у насекомых?

2. Приведите при-меры, кроме указанных в тексте, относительной приспособленности у растений и животных.

3. Как объяснить относительный характер приспособленности?

4.Что называют дивергенцией?

5.Какими чертами характеризуется микроэволюция?

6. Приведите примеры образо-вания новых видов разными способами и поясните их.

7. Как объяснить одновременное сосуществование в природе низших и высших организмов?

8. Каковы результаты эволюции? Поясните примерами.

Итоговое занятие по разделу:

«Эволюционное учение».

Историческое развитие науки.

2. Развитие эволюционных представлений (работы К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ч.Дарвина).

3. Дарвинский период в развитии теории эволюции.

4. Основные положения учения Ч.Дарвина.

5. Значение дарвинизма.

6. Вид. Критерии вида.

7. Популяция – единица эволюции.

8. Наследственность и изменчивость как движущие силы эволюции.

9. Формы изменчивости.

10. Роль наследственности и изменчивости в эволюционном процессе.

11. Сущность естественного и искусственного отборов.

12. Творческая роль естественного и искусственного отборов.

13. Формы естественного отбора.

14. Формы борьбы за существование.

15. Сравнительная характеристика естественного и искусственного отборов.

16. Приспособленность организмов и её относительность.

17. Механизм видообразования.

18. Понятие о микроэволюции.

19. Результаты эволюции.

Контрольная работа

I вариант

1. Развитие теории эволюции (работы К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ч.Дарвина).

2. Популяция – единица эволюции.

3. Приспособленность организмов и её относительность.

4. Формы естественного отбора.

5. Экологическое видообразование.

6. Дайте определение понятиям «наследственность», «вид», «комбинативная изменчивость».

II вариант

Основные положения теории Ч.Дарвина.

Вид. Критерии вида.

Изменчивость. Виды изменчивости.

Сравнительная характеристика искусственного и естественного отборов.

Географическое видообразование.

Дайте определение понятию «микроэволюция», «популяция», «наследственность».

Сравнение действия искусственного и естественного отборов.

Изменчивость

Борьба за существование – сложные и многообразные взаимоотношения особей внутри вида, между видами и с неблагоприятными условиями неживой природы. Ч. Дарвин указывает, что несоответствие между возможностью видов к беспредельному и ограниченностью ресурсов – главная причина борьбы за существование. Борьба за существование бывает трех видов:

Внутривидовая – приводит к сохранению за счет гибели или неучастия в размножении наименее данного вида.

борьба за территорию
состязание за добычу
внутривидовой каннибализм
борьба за главенство в стае
борьба за обладание самкой

Внутривидовая борьба является самым жестоким видом борьбы, так как особи конкурируют между собой за одинаковые условия существования, одинаковые источники питания, одинаковые возможности размножения. Результатом этой борьбы является преимущественное право на размножение более приспособленных особей и гибель менее приспособленных.

Межвидовая – приводит к победе более жизнеспособных особей или популяции одного вида над менее жизнеспособной особью или другого вида.

Межвидовая борьба – это пример прямой борьбы за существование. Кроме указанных примеров между представителями различных видов может идти борьба за нишу. При этой борьбе никто, никого напрямую не уничтожает, но менее приспособленные к условиям существования оказываются без источника пищи, подходящей территории для размножения. В результате менее приспособленные популяции погибают.

Борьба с неблагоприятными условиями неживой природы – приводит к выживанию в изменившихся условиях неживой природы наиболее приспособленных особей, популяций и видов.

сезонная смена меха (линька) у млекопитающих
летняя и зимняя спячка у животных
сезонные перелеты птиц
видоизменение

Борьба с абиотическими факторами проходит в природе постоянно, так как не бывает в природе абсолютно стабильных условий. Условия среды постоянно меняются и организм вынужден либо приспосабливаться к ним, либо погибнуть.

Естественный отбор – движущий фактор . Он заключается в том, что в борьбе за существование сохраняются и оставляют потомство особи наиболее приспособленные и погибают менее приспособленные. Хорошо изучены различные формы отбора:

Движущий отбор – обеспечивает приспособленность популяции и вида к однонаправленному изменению среды обитания. В результате этой формы отбора отбраковываются особи со средним и одним из крайних проявлений признака. Выживают и размножаются особи с другим крайним проявлением признака.

Ведь конечным результатом отбора является: с одной стороны – преимущественное право на размножение, а с другой стороны, рано или поздно, – гибель организма, и соответственно уничтожение его генов из популяции вида в целом.

Доказательства эволюции

1. Палеонтологические доказательства эволю­ции. Ископаемые остатки - основа восстановления облика древних организмов. Сходство ископаемых и современных организмов - доказательство их родства. Условия сохранения ископаемых остатков и отпечатков древних организмов. Распростране­ние древних, примитивных организмов в наиболее глубоких слоях земной коры, а высокоорганизован­ных - в поздних слоях.Переходные формы (археоптерикс, зверозубый ящер), их роль в установлении связей между си­стематическими группами. Филогенетические ря­ды - ряды последовательно сменяющих друг друга видов (на примере эволюции лошади или слона).

2.Сравнительно-анатомические доказательства эволюции:

1) клеточное строение организмов. Сходство строения клеток организмов разных царств;

2) общий план строения позвоночных живот­ных - двусторонняя симметрия тела, позвоноч­ник, полость тела, нервная, кровеносная и другие системы органов;

3) гомологичные органы, единый план строения, общность происхождения, выполнение различных функций (скелет передней конечности позвоноч­ных животных);

4) аналогичные органы, сходство выполняемых функций, различие общего плана строения и проис­хождения (жабры рыбы и речного рака). Отсутст­вие родства между организмами с аналогичными органами;

5) рудименты - исчезающие органы, которые в процессе эволюции утратили значение для сохране­ния вида (первый и третий пальцы у птиц в крыле, второй и четвертый пальцы у лошади, кости таза у кита);

6) атавизмы - появление у современных орга­низмов признаков предков (сильно развитый воло­сяной покров, многососковость у человека).

3. Эмбриологические доказательства эволюции:

1) при половом размножении развитие организ­мов из оплодотворенной яйцеклетки;

2) сходство зародышей позвоночных животных на ранних стадиях их развития. Формирование у зародышей признаков класса, отряда, а затем рода и вида по мере их развития;

3) биогенетический закон Ф. Мюллера и Э. Гек-келя - каждая особь в онтогенезе повторяет исто­рию развития своего вида (форма тела личинок не­которых насекомых - доказательство их проис­хождения от червеобразных предков).

Критерии вида

Принадлежность особей к тому или иному виду определяется на основании ряда критериев.

Критерии вида – это эволюционно устойчивые таксономические (диагностические) признаки, которые характерны для одного вида, но отсутствуют у других видов. Комплекс признаков, по которому можно надежно отличить один вид от других видов, называется видовым радикалом (Н.И. Вавилов).

Критерии вида делят на основные (которые используются практически для всех видов) и дополнительные (которые трудно использовать для всех видов).

Основные критерии вида

1. Морфологический критерий вида. Основан на существовании морфологических признаков, характерных для одного вида, но отсутствующих у других видов.

Например: у гадюки обыкновенной ноздря находится в центре носового щитка, а у всех других гадюк (носатая, малоазиатская, степная, кавказская, гюрза) ноздря смещена к краю носового щитка.

Виды-двойники

Близкие виды могут отличаться по малозаметным признакам. Существуют виды-двойники, настолько схожие, что использовать морфологический критерий для их разграничения очень трудно. Например, вид комар малярийный на самом деле представлен девятью очень сходными видами. Эти виды различаются морфологически лишь по строению репродуктивных структур (например, окраска яиц у одних видов гладко-серая, у других – с пятнами или полосами), по числу и ветвистости волосков на конечностях у личинок, по размерам и форме чешуек крыла.

У животных виды-двойники встречаются среди грызунов, птиц, многих низших позвоночных (рыб, амфибий, рептилий), многих членистоногих (ракообразных, клещей, бабочек, двукрылых, прямокрылых, перепончатокрылых), моллюсков, червей, кишечнополостных, губок и др.

2. Географический критерий. Основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию (или акваторию) – географический ареал. Например, в Европе одни виды малярийного комара (род Anopheles) населяют Средиземноморье, другие – горы Европы, Северную Европу, Южную Европу.

Однако географический критерий не всегда применим. Ареалы разных видов могут перекрываться, и тогда один вид плавно переходит в другой. В этом случае образуется цепь викарирующих видов (надвид, или серия), границы между которыми часто можно установить только путем специальных исследований (например, чайка серебристая, клуша, западная, калифорнийская).

3. Экологический критерий. Основан на том, что два вида не могут занимать одну экологическую нишу. Следовательно, каждый вид характеризуется своими собственными отношениями со средой обитания.

Дополнительные критерии вида

4. Молекулярно-генетический критерий. Основан на степени сходства и различия последовательностей нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Как правило, для оценки степени сходства или различия используются «некодирующие» последовательности ДНК (молекулярно-генетические маркеры). Однако в пределах одного и того же вида существует полиморфизм ДНК, а разные виды могут характеризоваться сходными последовательностями.

5. Физиолого-биохимический критерий. Основан на том, что разные виды могут различаться по аминокислотному составу белков. В то же время в пределах вида существует белковый полиморфизм (например, внутривидовая изменчивость многих ферментов), а разные виды могут иметь сходные белки.

6. Цитогенетический (кариотипический) критерий. Основан на том, что каждый вид характеризуется определенным кариотипом – числом и формой метафазных хромосом. Например, у всех твердых пшениц в диплоидном наборе 28 хромосом, а всех мягких – 42 хромосомы. Однако у разных видов могут быть очень сходные кариотипы: например, у большинства видов семейства кошачьих 2n=38 . В то же время, в пределах одного вида может наблюдаться хромосомный полиморфизм. Например, у лосей евразийских подвидов 2n=68, а у лосей североамериканских видов 2n=70 (в кариотипе североамериканских лосей на 2 метацентрика меньше и на 4 акроцентрика больше). У некоторых видов существуют хромосомные расы, например, у черной крысы – 42-хромосомная (Азия, Маврикий), 40-хромосомная (Цейлон) и 38-хромосомная (Океания).

7. Репродуктивный критерий. Основан на том, что особи одного вида могут скрещиваться между собой с образованием плодовитого потомства, похожего на родителей, а особи разных видов, обитающих совместно, не скрещиваются между собой, или их потомство бесплодно.

Однако известно, что в природе часто распространена межвидовая гибридизация: у многих растений (например, ивы), ряда видов рыб, земноводных, птиц и млекопитающих (например, волк и собака). В то же время в пределах одного вида могут существовать группировки, репродуктивно изолированные друг от друга.

8. Этологический критерий. Связан с межвидовыми различиями в поведении у животных. У птиц для распознавания видов широко используется анализ песен. По характеру издаваемых звуков различаются разные виды насекомых. Разные виды североамериканских светляков различаются по частоте и цвету световых вспышек.

9. Исторический (эволюционный) критерий. Основан на изучении истории группы близких видов. Этот критерий носит комплексный характер, поскольку включает сравнительный анализ современных ареалов видов (географический критерий), сравнительный анализ геномов (молекулярно-генетический критерий), сравнительный анализ цитогеномов (цитогенетический критерий) и другие.

Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование (табл. 1).

Формы борьбы за существование

Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как все особи вида нуждаются в одних и тех же, причем сильно ограниченных ресурсах - пище, жизненном пространстве, убежищах, местах размножения. Каждый вид обладает комплексом приспособлений, уменьшающих возможность столкновения между особями (разметка границ индивидуальных участков, сложные иерархические отношения в стаде, стае и т.п.). Однако видовые приспособления, приносящие пользу виду в целом, часто наносят вред отдельным особям, приводят их к гибели. Например, зайцы-русаки при недостатке корма отгоняют конкурента от хороших участков выпаса, дерутся, преследуя самку. Внутривидовая борьба играет большую роль в эволюции, приводя к гибели менее приспособленных особей вида, она обусловливает процветание вида в целом, способствует его совершенствованию.

Межвидовая борьба за существование происходит между разными видами. Она протекает остро, если виды относятся к одному роду и нуждаются в сходных условиях. Так, серая и черная крысы - разные виды одного рода, но серая крыса крупнее и агрессивнее и поэтому совершенно вытеснила черную крысу в поселениях человека. Вместе с тем черная крыса лучше лазает, перебегает по канатам с берега на корабли и обратно. Колумб и Магеллан завезли черных крыс из Европы в Америку, а Васко да Гама в Африку. Мореплаватели древнего Дальнего Востока способствовали расселению черной крысы по островам Тихого океана. Серая крыса доминирует внутри континентов, черная - в узкой портовой зоне, на островах и в лесных районах.

Примером борьбы за существование является благоприятствование одного вида другому без ущерба для себя (птицы и млекопитающие распространяют плоды и семена), взаимное приспособление видов друг к другу (цветки и их опылители). Таким образом, межвидовая борьба приводит к эволюции обоих взаимодействующих видов, к развитию у них взаимных приспособлений. Межвидовая борьба усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.

Борьба с неблагоприятными условиями неорганической природы также усиливает внутривидовое состязание, так как особи одного вида конкурируют за пищу, свет, тепло и другие условия существования. Неслучайно про растение в пустыне говорят, что оно борется с засухой. В тундре деревья представлены карликовыми формами, хотя и не испытывают конкуренции со стороны других растений. Победителями в борьбе оказываются наиболее жизнеспособные особи (у них более эффективно протекают физиологические процессы, обмен веществ). Если биологические особенности передаются по наследству, то это в конечном счете приведет к совершенствованию видовых приспособлений к среде обитания.

Образование новых видов - важнейший процесс в эволюции органического мира. Внутри вида постоянно происходят процессы микроэволюции (начальные этапы эволюционного процесса), приводящие к образованию новых внутривидовых группировок - популяций и подвидов. Это происходит потому, что в различных популяциях возникают разные мутации и формируются отличающиеся друг от друга генофонды. Неоднородные условия существования в различных частях ареала вида могут направлять отбор в различных направлениях. Это приводит к дивергенции (расхождению признаков). Сформировавшийся вид становится - генетически замкнутой системой, на этом заканчивается микроэволюция. Однако внутри вида продолжают накапливаться мутации, которые в свою очередь могут стать источником нового направления эволюции. Каждый вид реально существует, но является исторически сложившимся временным звеном в цепи процесса эволюции.

Похожая информация.

Согласно теории Дарвина, борьба за существование - это различные взаимоотношения организмов с окружающими факторами и друг с другом. Другими словами, это не только прямая битва между хищником и жертвой, сопровождающаяся кровопролитием и гибелью.

Дарвин определил три формы борьбы за существование.

Внутривидовое противостояние имеет наиболее острое течение. Это преимущественно связано с тем, что все особи нуждаются в одинаковых и при этом существенно К ним, в частности, относят пищу, убежище, жизненное пространство, территорию для размножения. Каждому виду присущ комплекс приспособлений, способствующих снижению вероятности столкновения особей (сложная система иерархических отношений в стае или стаде, четкая разметка границ собственных территорий и прочее). Вместе с этим такие приспособления, являющиеся полезными для всего вида в целом, часто приносят вред конкретным особям, вызывая их гибель. Так, например, заяц-русак при дефиците корма отгоняет конкурента от хорошего участка, дерется за самку. за существование имеет огромное значение в процессе эволюции. В результате столкновений менее приспособленные представители погибают. Это способствует процветанию вида в целом, обуславливает его совершенствование.

Борьба за существование бывает и межвидовой. Она характеризуется острым течением в случае, когда виды принадлежат к одному роду и, соответственно, нуждаются в похожих условиях. Примером может быть которая намного агрессивнее и крупнее черной. В результате столкновений первая совершенно вытеснила вторую с человеческих поселений. При этом черная крыса, например, обладает другими способностями. Она лучше, чем серая, перебегает по канатам на корабли с берега и обратно.

Так, в Америку черных крыс завез Магеллан и Колумб, а Васко да Гама привез их в Африку. Расселению этого вида по тихоокеанским островам способствовали дальневосточные мореплаватели. Таким образом, борьба за существование привела к тому, что серая крыса населяет территории внутри континентов, а черная - лесные районы, островные области и узкие портовые зоны.

Борьба за существование может представлять собой благоприятствование одних видов другим, не нанося при этом ущерба себе. Так, например, млекопитающие и птицы разносят семена и плоды. Имеет место и взаимное приспособление отдельных видов друг другу (например, опылителей и цветков). В результате борьба способствует эволюции двух видов, обуславливает возникновение взаимных приспособлений.

На усиление борьбы внутри вида оказывается существенное воздействие и противостояние неблагоприятным окружающим условиям неорганической природы. Это проявляется преимущественно в том, что особи внутри одного вида конкурируют за тепло, свет, еду и прочее. Так, например, в тундре деревья имеют карликовую форму, но они не конкурируют с другими растениями. Победителями являются самые жизнеспособные особи, те, у которых наиболее эффективно протекает обмен веществ, прочие физиологические процессы. В случае, если имеет место передача биологических особенностей по наследству, то это приводит к усовершенствованию приспособляемости.

Борьба за существование — движущий фактор эволюции, совокупность взаимоотношений особей животного и растительного мира между собой и с окружающим миром. Ученый Чарльз Дарвин выделил три формы борьбы за существование:

1. Взаимоотношение организмов с неживой природой, или приспособление к абиотическим факторам внешней среды;
2. межвидовую борьбу, к которой относятся взаимоотношения между особями, принадлежащими к разным видам;
3. внутривидовую борьбу, включающую взаимоотношения между особями одного вида.

Форма 1. Взаимоотношение организмов с неживой природой

Взаимоотношение организмов с неживой природой можно показать на следующих примерах.

Растения Севера более морозостойкие, чем южные формы, потому что экземпляры, неспособные вынести низкие температуры, вымерли и потомство сохранилось лишь от тех из них, которые в результате мутационной изменчивости приобрели морозоустойчивость. У травянистой растительности тундры короткий вегетационный период, позволяющий образовывать семена в течение непродолжительного лета. И это следствие того, что растения, которые не успевали образовывать семена за короткий срок северного лета, не могли оставить потомства. И здесь в жизненной борьбе побеждали те, у которых благодаря соответствующим наследственным изменениям оказывался укороченным вегетационный период.

Приспособление к засухам

Еще более короткий вегетационный период у травянистой растительности пустынь, обеспечивающий им созревание за несколько дней весеннего влажного периода.

Представим себе картину из прошлого… На краю пустыни обитало растение со сравнительно продолжительным вегетационным периодом. Семена его относились ветром в сторону пустыни. Они, несомненно, обладали индивидуальными отличиями, сказавшимися в быстроте появления всходов, интенсивности роста и созревания, поэтому не все из них могли выжить и оставить потомство.

У некоторых индивидуальные особенности оказались соответствующими условиям существования, однако и они давали семена, которые тоже не были однотипными. И снова отбор сохранил лишь те растения, которые были наиболее приспособлены к конкретным условиям существования. Более того, семена и этих растений попадали еще дальше в глубь пустыни. Среди растений, выросших из этих семян, снова шел отбор на способность выжить в условиях еще более короткого вегетационного периода. Так сформировались в природе виды растений, обладающие коротким периодом вегетации (эфемеры).

У других растений - обитателей пустынь - отбор шел в иных направлениях, что обеспечивало появление новых признаков, дающих возможность существования в этих условиях. Произрастающий в пустынях Средней Азии саксаул не имеет настоящих листьев. Они превратились в заостренные чешуйки, прижатые к стеблю, или даже в небольшие бугорки на стебле, что предотвращает обильное испарение воды. Таким образом и этот признак - следствие отбора, т.е. выживания тех, кто меньше терял влагу.

Возможно не сразу появилась мутация растений с редуцированными листьями, а сокращение испаряющей поверхности у растений - предков саксаула - прошло через ряд этапов (мутаций). Отбор же сохранял тех, кто лучше выживал, ими оказались растения, которые меньше испаряли влагу.

Интересный пример приводит Дарвин относительно насекомых - обитателей небольших океанических островов. Они или прекрасно летают, или совсем лишены крыльев. По-видимому, несомые внезапными порывами ветра уносились в море, сохранялись лишь те, которые либо могли противостоять ветру, либо совершенно не летали. Отбор в этом направлении привел к тому, что на острове Мадейра из 550 видов жуков 200 видов - нелетающие.

Форма 2. Межвидовая борьба

В результате межвидовой борьбы появились те приспособления, которые необходимы растениям и животным в их сложных взаимоотношениях между собой. Так, у растений появились колючки, шипы, жгучие волоски, горький вкус и т.д.

Можно себе представить, что у древнего предка шиповника шипы отсутствовали. Листья и ветки на кустах этих растений поедали травоядные животные. Но на отдельных кустах стебли имели незначительную шероховатость. Такие кусты объедались менее охотно. В конце концов сохранились те, у которых шипы становились все больше и больше. Точно такой же процесс привел в одних случаях к образованию колючек, в других - к появлению неприятного запаха или вкуса и разнообразных признаков, препятствующих поеданию.

Среди растений, опыляемых насекомыми, больше семян могли образовать те, которые лучше «привлекали» насекомых-опылителей. Здесь играли роль яркая окраска, аромат, обильный сладкий нектар, строение цветка и т.д. В результате те из разновидностей, которые в этом отношении уступали другим, перестали посещаться насекомыми и в конце концов были обречены на вымирание.

Происхождение окраса животных

Насекомые, ящерицы и ряд других видов, скрывающихся между листьями растений, имеют зеленую или бурую окраску, обитатели пустынь - цвет песка. Окраска животных, обитающих в лесах, например леопарда, имеет пятна, напоминающие блики, а у тигра имитирует окраску и тень от стеблей камыша или тростника. Такая окраска получила название покровительственной.

У хищников она закрепилась благодаря тому, что ее обладатели незаметно могли подкрадываться к добыче, а у организмов, являющихся добычей, покровительственная окраска - следствие того, что жертва оставалась менее заметной для хищников. Как же она появилась?

Маскировка помогает скрываться от хищников. Если не смогли найти, листайте на следующую картинку

Многочисленные мутации давали и дают большое разнообразие форм, отличающихся по окраске. В ряде случаев она оказывалась близкой к фону окружающей среды, т.е. скрывала животное, играла роль покровительственной. Те животные, у которых покровительственная окраска выражена слабо, либо оставались без пищи, либо сами становились жертвой.

Иногда животные не только по окраске, но и по форме сходны с какими-либо предметами или другими животными. Такое явление называется мимикрией. Застывшая на ветке дерева гусеница бабочки пяденицы почти не отличима от сучка.

Симбиоз между видами

Особой интенсивности на различных этапах эволюции межвидовая борьба достигала в случаях, когда совершенствование одной группы организмов обусловливало необходимость совершенствования другой, зависимой группы:

Это примеры так называемой сопряженной эволюции, которая является очень важной формой развития, так как приводит к длительному взаимному совершенствованию многих групп животных и растений.

Форма 3. Внутривидовая борьба

Внутривидовая борьба за существование является наиболее напряженной, имеет сложный и наиболее острый характер, потому что особям и популяциям одного вида для существования и оставления потомства необходимы одинаковые условия.

Из животных, относящиеся к одному виду и служащих пищей для определенного вида хищников, жертвой в первую очередь становятся менее приспособленные, например те, у кого наименее выражена покровительственная окраска, более медленный бег и т.п. То же наблюдается и у хищников. Успешнее достается добыча более приспособленному: более ловкому, быстрому, смекалистому и т.д.

Более приспособленные не только имеют преимущество в собственном выживании, но и в обеспечении потомства пищей, а следовательно, и в его выживании. Из приведенных примеров видно, что, например, бабочки, зайцы, лисы, относящиеся к одной популяции, в борьбу между собой непосредственно не вступают, но косвенно между ними возникает соперничество за право выжить и ценою гибели менее приспособленных собратьев выживают более приспособленные.

Борьба между отдельными особями и стадный инстинкт

Но в ряде случаев между особями одной популяции происходит непосредственное состязание. У некоторых видов животных между самцами одной популяции происходит соперничество из-за самки (многие виды пауков, глухари, тетерева, турухтаны, олени, лоси). Победу одерживаю более сильные. К внутривидовой борьбе следует отнести также разделение территории обитания на «охотничьи участки», которые определяются у певчих птиц голосом, у млекопитающих чаще всего пахучими выделениями и т.п.

Чрезмерное увеличение численности популяций может вызвать недостаток корма. В таких случаях у ряда видов (например, мышевидных грызунов) падает плодовитость. Некоторые птицы (синицы, аисты, журавли стерхи) убивают часть потомства, обычно больных и ослабевших птенцов. Непомерный рост численности популяций приводит к вспышкам эпидемий, снижающих численность популяций. Но и при этом выживают наиболее приспособленные, например, имеющие врожденный иммунитет к данным заболеваниям.

У некоторых видов животных выработалось приспособление жить стадами (олени и многие другие копытные) или колониями (чайки), что обеспечивает лучшую защиту от хищников. Хищники могут объединяться для общей охоты (волки).

Следует подчеркнуть, что все формы борьбы за существование тесно между собой переплетаются. Если не вызывает сомнений, что обтекаемая форма тела рыбы обусловлена обитанием в воде, то эта форма сформировалась не в результате воздействия самой воды, а вследствие конкурентной борьбы с другими животными своего и других видов. Одним она обеспечивала возможность настигнуть добычу, другим - ускользнуть от врага.

Изучение борьбы за существование, внутривидовых и межвидовых отношений имеет большое практическое значение для разработки мер по борьбе с вредителями сельского и лесного хозяйства, при разведении полезных видов, для рыбного и охотничьего хозяйства и пр. Достаточно вспомнить разнообразие форм биотических связей, как становится ясной роль их изучения в рациональной деятельности человека в экологических системах.