Устойчивость к ядохимикатам

В чем заключается причина появления у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства и других организмов устойчивости к ядохимикатам?

Причиной появления устойчивости к ядохимикатам у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства и других подобных организмов является проводимый человеком непроизвольный отбор. При использовании ядохимикатов (или антибиотиков) уничтожается почти вся популяция вредителей (возбудителей заболевания). Выживают лишь те особи, которые обладают ранее совершенно бесполезным и не проявляющим себя признаком — устойчивостью к данному яду. Потомство этих особей сохранит такую устойчивость и получит преимущество. В результате признак закрепится в популяции, и вскоре она в целом станет невосприимчива к ядохимикату (антибиотику). Так, например, некоторые возбудители инфекционных заболеваний в настоящее время приобрели устойчивость к препаратам, открытым в середине XX века (пенициллину и другим антибиотикам). Фактически данный пример иллюстрирует действие движущего отбора.

Приспособленность организмов к условиям существования

Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.

В ходе эволюции организмы приобретают различные свойства, позволяющие им более успешно приспосабливаться к условиям обитания. Например, мех животных севера (песцов, медведей) имеет белую окраску, делая их практически незаметными на фоне снега. Насекомые, питающиеся цветочным нектаром, имеют строение и длину хоботка, идеально подходящие для этого. 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. Таких примеров можно привести множество, так как каждое живое существо обладает большим количеством признаков, приобретенных в процессе приспособления к конкретным условиям обитания.

Покровительственная и демаскирующая окраски

Почему одни животные имеют яркую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, — покровительственную?

Двум типам окраски соответствуют два варианта стратегии поведения. При одном из них животное стремится остаться незамеченным, пытаясь избежать встречи с хищником или подкрадываясь к жертве. Для этого используется покровительственная окраска, позволяющая сливаться с фоном. С другой стороны, животные, которые являются опасными или ядовитыми, часто всячески это подчеркивают. Они используют яркую демаскирующую окраску, предостерегающую: «не ешь меня». Кроме ядовитых организмов, эту стратегию применяют мимикрирующие под них безобидные виды. Организмы могут иметь демаскирующую окраску и по совершенно иной причине — в связи со стремлением привлечь партнера для размножения (яркая окраска многих самцов птиц, рыб, рептилий, бабочек и т. д.). В этом случае задача продолжения рода приходит в противоречие с инстинктом самосохранения, но оказывается для организма более значимой.

Сущность мимикрии

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 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: мухи-журчалки ведут себя подобно осам, имитируя агрессию.

Влияние естественного отбора на поведение

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, строгое следование которым является для животных одним из путей предотвращения межвидового скрещивания.

Механизмы возникновения приспособительной окраски

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.

Физиологические адаптации

Являются ли физиологические адаптации факторами, определяющими уровень приспособленности организма в целом?

Физиологические адаптации играют огромную роль в поддержании работоспособного состояния организма в изменяющихся условиях внешней среды. Они характеризуют приспособленность вида в целом, так как обеспечивают выполнение жизненно важных функций. Например, птицы и рептилии обладают специальными железами, обеспечивающими быстрое выделение избытка солей. Верблюд способен запасать большое количество жира в своем горбу. У дельфинов и летучих мышей развилась способность к эхолокации. У многих змей ферменты слюнных желез преобразовались в яд. В мозге человека получили развитие зоны, связанные с движениями пальцев, речью, мышлением.

Сущность адаптаций

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. Например, 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).

Способы видообразования

Перечислите способы видообразования.

Видообразование может происходить за счет постепенного превращения исходного вида в новый либо за счет гибридизации двух видов (например, терн + алыча = слива). Однако гораздо чаще видообразование связано с расхождением (дивергенцией) признаков в популяциях. В итоге вид, ареал которого был разделен на несколько популяций (например, каждая обитает на своем острове), может в итоге образовать несколько новых видов.

Механизмы основных путей видообразования

Охарактеризуйте механизмы основных путей видообразования.

Существуют два основных пути видообразования — географический и экологический. При географическом видообразовании основным фактором является пространственная изоляция, приводящая к разделению ареала вида на отдельные изолированные зоны (и, как следствие, на изолированные популяции). Если условия обитания в этих зонах будут разные, могут постепенно сформироваться новые виды.

Экологическое видообразование происходит в том случае, если между особями одной популяции возникает изоляция в пределах единого ареала. Изолирующими барьерами в этом случае являются различия в способах взаимодействия организмов друг с другом и с окружающей средой (разные способы и места поиска пищи, разные сроки размножения и брачные ритуалы и т. д.).