Підручник з Біології і екології. 11 клас. Соболь - Нова програма

ЯК ПРАЦЮВАТИ З ПІДРУЧНИКОМ?

«Найстрашніше у світі - це бути заспокоєним», - відомі рядки харківського поета Михайла Кульчицького (1919-1943). Можна спокійно спостерігати, як маршрутне таксі викидає клуби смердючого диму, спокійно слухати повідомлення про загибель лебедів від забруднення озера нафтопродуктами, спокійно дивитися на вирубані карпатські полонини і порожні пляшки в лісі під час грибного полювання... А можна щось робити відповідно до своїх сил і можливостей. Ви завершуєте шкільне навчання і вступаєте в життя, яке гостро потребує доброго ставлення до інших людей та природи.

Ця книжка є продовженням підручника «Біологія і екологія (рівень стандарту)» для 10 класу. Ви зрозумієте необхідність пізнання живої природи, її найзагальніші закономірності функціонування та збереження за умов екологічної кризи.

Зміст підручника ґрунтується на засадах продуктивного вивчення біології із застосуванням компетентнісного підходу. Книжка допоможе вам не лише в здобутті теоретичних знань, а й у продуктивній і творчій діяльності та формуванні ставлення до навколишнього світу.

Матеріал підручника поділено на теми й окремі параграфи. Основними частинами параграфів підручника є такі рубрики.

Вступна частина містить епіграф до параграфа, рубрики «Основні поняття й ключові терміни», «Пригадайте!», «Знайомтеся!», «У світі цікавого», «Новини науки», «Поміркуйте!», а також ілюстративні завдання, вступні вправи, класичні експерименти для формування мотивації до навчання. Крім того, подано завдання, кольорові ілюстрації, відомості про живу природу, що є потужним стимулом до діяльності.

«ЗМІСТ» містить матеріал для засвоєння й формування знань, умінь, навичок, способів діяльності та переконань. Великими літерами синього кольору виділено ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ, що організовують найважливішу інформацію, а малими синіми літерами - ключові терміни, що узагальнюють певну частину інформації. Основні поняття й ключові терміни є обов'язковими для запам'ятовування на відміну від понять, поданих курсивом. Матеріал «Змісту» поділений на частини, до яких подається запитання, а в кінці - узагальнювальний висновок. Ілюстративний апарат підручника містить малюнки, рисунки, світлини, таблиці, схеми тощо.

«ДІЯЛЬНІСТЬ» містить матеріал для формування способів продуктивної діяльності, розвитку творчої активності й дослідницьких умінь, здійснення міжпредметних зв'язків тощо. Цей матеріал слугуватиме зміцненню, поглибленню, розширенню знань шляхом самостійного виконання завдань та створення власних освітніх продуктів. У цій частині наводяться теми проектів, творчі завдання, міжпредметні завдання «Біологія + ...» тощо. Для формування практичних й дослідницьких умінь подано самостійні та практичні роботи, дослідницькі завдання.

«СТАВЛЕННЯ» містить завдання для формування світоглядних переконань, емоційно-оцінних норм щодо природи, життя, науки, суспільства та власного здоров'я.

«РЕЗУЛЬТАТ» містить завдання для закріплення, контролю й корекції знань та самооцінювання навчальної діяльності. Вони подаються з поступовим ускладненням та із зазначенням рівня їхньої складності й оцінки в балах. Щиро зичимо вам успіхів у навчанні й добрих справ у житті!

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

Біологічна адаптивність і є життям.

Ганс Сельє

§ 1. АДАПТАЦІЯ ЯК ЗАГАЛЬНА ВЛАСТИВІСТЬ БІОСИСТЕМ

Основні поняття й ключові терміни: АДАПТАЦІЯ. Принцип єдності організмів і середовища.

Пригадайте! Що таке біосистеми?

Знайомтеся!

Основи теорії адаптації закладено канадським ученим Гансом Сельє (1936-1989). Він увів у науку поняття адаптації, виявив фази адаптаційного процесу, сформулював уявлення про загальний адаптаційний синдром і стрес. Що ж таке адаптація?

ЗМІСТ

Чому адаптація є загальною властивістю біосистем?

ЖИТТЯ! ЖИТТЯ! ЖИТТЯ! Якими складними й багатогранними є прояви цього феномену природи. Але, незважаючи на дивовижне різноманіття, для живого характерні певні загальні властивості. Однією із них і є адаптація. Ця властивість живого настільки всеосяжна, що нерідко ототожнюється із самим поняттям життя.

Іл. 1. Дрімлюга звичайна (Caprimulgus europaeus) - лісовий перелітний птах, майстер маскування

У найпростішому тлумаченні під адаптацією розуміють здатність організмів пристосуватися до мінливих умов зовнішнього середовища. Прикладами адаптацій можуть бути: маскування птаха дрімлюги, який в Україні гніздиться по всій території, але мало хто його бачив (іл. 1); формування імунітету проти інсектицидів у комах-шкідників; збільшення сили м'язів людини внаслідок тренувань.

Адаптація реалізується не лише на рівні організму. Її прояви існують на кожному з рівнів організації біосистем і притаманні їм усім.

Клітинними адаптаціями є пристосування на рівні одноклітинних організмів або окремих клітин багатоклітинних організмів. Так, під дією ультрафіолетового випромінювання на мембрани епітеліоцитів синтезується фермент тирозиназа й утворюється меланін; нестача кисню стимулює збільшення кількості мітохондрій і посилення процесу біологічного окиснення; поява нового джерела поживних речовин спричиняє появу нових ферментів у клітинах бактерій.

Іл. 2. Світляк звичайний (Lampyris noctiluca)

Організмовими адаптаціями є морфоанатомічні структури, фізіологічні явища або прояви поведінки організму, що сформувалися в процесі еволюції і підвищують довготривалий репродуктивний успіх організму. Це найбільш вивчена група адаптацій.

До популяційних адаптацій належать: спільне добування їжі зграєю вовків або прайдом левів, зростання в популяціях кількості самок і збільшення плодючості та кількості яєць у кладках птахів у сильно забрудненому середовищі.

Видовими адаптаціями є шлюбні танці журавлів або турнірні бої оленів, результатом яких є добір самців й самок для успішної репродукції виду, нерест у прохідних риб, світлова комунікація у світляків (іл. 2).

Прикладами екосистемних адаптацій можуть бути симбіотичні відносини між видами у біогеоценозах: мікориза орхідей з базидіальними грибами, бактеріориза бульбочкових бактерій роду Rhizobium з бобовими рослинами, мутуалізм риб-клоунів з актиніями.

Отже, АДАПТАЦІЯ (від лат. adaptatio - пристосування) в біології - загальна властивість усіх біосистем щодо формування й розвитку нових біологічних ознак відповідно до змін умов навколишнього середовища.

У чому суть принципу єдності організмів і середовища мешкання?

Біологічні та екологічні системи є відкритими і виявляють свої властивості лише у взаємодії із середовищем. Ці взаємовідносини організовуються у вигляді постійного обміну речовин, енергії та інформації. Середовище для системи, з одного боку, є джерелом речовин (біоелементів), енергії (світлової або хімічної) та інформації про довкілля. З іншого боку, в процесі життєдіяльності система вивільняє в середовище енергію, речовини та інформацію, активно змінюючи його. При цьому система є провідним компонентом цієї взаємодії, а її склад та властивості визначають закономірності взаємодії та її результат. Серед таких закономірностей - принцип єдності організмів і середовища існування, в різний час сформульований К. Ф. Рульє, І. М. Сеченовим та В. І. Вернадським.

Життя розвивається внаслідок постійного обміну речовин та інформації на ґрунті потоку енергії у динамічній єдності організмів й середовища мешкання.

Принцип єдності організмів і середовища існування є основою для того, щоб зрозуміти значення адаптацій. Потік речовин, енергії та інформації, що пронизує біосистеми, є мінливим процесом, а для оптимального функціонування живого велике значення має сталість параметрів внутрішнього середовища. У зв'язку із цим адаптація виконує дві важливі біологічні функції: забезпечення гомео стазу та збереження динамічної рівноваги біосистем.

Оскільки організм і середовище перебувають у динамічній рівновазі, адаптаційні процеси мають здійснюватися постійно впродовж існування біосистеми в просторі й часі. Адаптація як властивість спрямована на підтримання динамічної рівноваги не лише за даних умов середовища (гомеостазис), а й у разі їх зміни в процесі еволюції (гомеорезис).

Отже, адаптація - загальна властивість усіх біосистем підтримувати гомеостаз і динамічну рівновагу за певних умов існування та за їх змін у процесі індивідуального та історичного розвитку.

Як класифікують адаптації організмів?

Термін «адаптація» застосовують і для позначення окремих ознак організмів, що виникли як пристосування будови, життєдіяльності та поведінки. Отже, розрізняють структурні (морфологічні), фізіологічні та етологічні адаптації організмів. Структурні адаптації - це ознаки будови й форми тіла організму, що допомагають йому виживати в природних умовах. Такими адаптаціями можуть бути великі вуха слонів або кроликів для терморегуляції, обтічна форма тіла дельфінів або риб, видозміни вегетативних органів рослин для здійснення додаткових функцій.

Фізіологічні адаптації - це особливості процесів життєдіяльності за конкретних умов існування. Наприклад, потовиділення у багатьох видів ссавців для терморегуляції, секреція отрути у змій або павуків для захисту й живлення, осморегуляція за участі зябр і ректальної залози у бичачої акули (іл. 3). Етологічні адаптації - це видозміни поведінкових реакцій організму у відповідь на зміни в навколишньому середовищі. Наприклад, нічний спосіб життя у багатьох мешканців пустель, загрозливі пози тіла для оборони від хижаків, побудова гнізд або нір.

Іл. 3. Акула-бик (Carcharhinus leucas), яка може жити в прісних водах

Залежно від часу виникнення та значення для життя особин адаптації класи фікують на онтогенетичні та філогенетичні. Онтогенетичні адаптації виникають упродовж індивідуального розвитку, мають неспадковий і короткочасний характер та забезпечують реалізацію норми реакції ознак за конкретних умов існування. Наприклад, формування умовних рефлексів, гормональні зміни під час стресів. Філогенетичні адаптації формуються в процесі еволюції під дією природного добору, мають спадковий довготривалий характер і пов'язані з перетворенням норми реакції ознак (мімікрія, маскування, застережне або захисне забарвлення).

Адаптації класифікують і за іншими принципами. Так, згідно з даними М. В. Тимофєєва-Ресовського розрізняють: за походженням (преадаптивні, комбінативні й постадаптивні), за характером змін (адаптації з ускладненням та адаптації зі спрощенням організації), за еволюційним масштабом (спеціальні та загальні), за тривалістю збереження в онтогенезі (короткочасні, ритмічні й постійні) та ін.

Отже, поняття «адаптація» застосовується в біології для того, щоб позначити загальну властивість біосистем і найрізноманітніші пристосування організмів до умов середовища.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею. Причини різноманітності адаптацій

Наведіть приклади адаптацій (пристосувань) з кожної групи та визначте їхнє значення. Сформулюйте висновок про причини різноманітності адаптацій.

Група адаптацій

Приклади адаптацій

Значення адаптацій

Структурні

Фізіологічні

Етологічні

Біологія + Екологія. Різноманітність адаптацій

Зіставте наведені ілюстрації (I - V) із адаптаціями (1 - 5) та їх значеннями.

Сформулюйте висновок про значення адаптацій в еволюції органічного світу.

1 Забарвлення саламандри плямистої

А Застережне забарвлення

2 Камуфляж листкоподібного гекона

Б Захисне забарвлення

3 Забарвлення куріпки білої

В Приваблювальне забарвлення

4 Подібність бджоловидки звичайної до бджоли

Г Маскування

5 Забарвлення самця вивільги

Д Мімікрія

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Етологія. Поведінкові реакції тварин

У одному з наукових описів зазначено: «Є чимало свідчень дивних адаптивних здібностей восьминогів. До таких розповідей треба ставитися з обережністю: часто спостерігач не може уникнути Сцилли антропоморфізму і приписує піддослідним тваринам людські почуття. У той же час бажано оминути і Харибду механіцизму, коли тварину представляють примітивною системою, що реагує на подразники строго заданим і незмінним чином». Що означає вислів «між Сциллою і Харибдою»? Візьміть до уваги ці застереження і наведіть приклади дивовижних адаптацій восьминогів.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1-6

1. Що таке адаптація? 2. Наведіть приклади адаптацій у різних біосистем. 3. Що таке принцип єдності організмів і середовища існування? 4. Наведіть приклади впливу середовища на організм і організмів - на середовище мешкання. 5. Яке значення адаптацій? 6. Назвіть основні групи адаптацій організму.

7-9

7. Чому адаптація є загальною властивістю біосистем? 8. У чому суть принципу єдності організмів і середовища мешкання? 9. Як класифікують адаптації організмів?

10-12

10. Яке значення адаптацій в еволюції органічного світу?

Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка

Зміст