Вход

Поведение как фактор эволюции. Эколого - географические правила

Контрольная работа* по биологии
Дата добавления: 13 декабря 2008
Язык контрольной: Русский
Word, rtf, 220 кб
Контрольную можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Очень похожие работы
СОДЕРЖАНИЕ 1. Поведение ка к фактор эволюции………………………………………….. 3 2. Экогеографич еские правила и их значения……………………………….. 10 Список исполь зованной литературы…………………………………………. 14 1. Поведение как фактор эволюции Проц ессы , определяющие механизм эволюции называют факторами эволюции . К ним относят изменчивост ь , наследственность , мутационный процесс , изоляцию , популя ционные волны , дрейф генов и естественный отбор . С огласно ко нцепции Ч . Дарвина естественный отбор является основным движущим фактор ом эволюции живых организмов . Предпос ылками такого отбора являются наследственная изменчивость и борьба за существование ; следствием его д ействия - увеличение разнообразия форм и посте пенное усложнение организмов . Генетической осново й естественного отбора является избирательное участие от дельных генотипов в перед аче генов пот омству популяции . В природе наблюдается разна я плодовитость у особей , несущих адаптивные признаки , и у особей без таких преимуще ств . Это процесс дифференцированного (неслучайного , избирательного ) выживания и воспроизведения особей , а следоват е льно , и генотипов в ходе эволюции . В результате действия отбора организмы имеют относительно целесообразное строение и функции , и в то же время они приобр етают новые признаки , что , в свою очередь , может привес ти к возникнове нию новых видов . В процессе есте ственного отбора фо рмируются определенные признаки , одним из кот орых стали рассматривать поведение живых орга низмов. Традиционно поведение животных и зучалось психологами , которые использовали для этого лабораторных животных , например крыс , в условиях , позв олявших полностью контроли ровать получаемую подопытными животными информац ию и возможности их научения . Психологический подход недооценивал врожденные , не зависящие от опыта реакции . Кроме того , обычно н е учитывались и те типы поведения , которые служат ад а птацией вида к типич ной для него природной среде и не все гда проявляются в лабораторной обстановке . Эт и два недостатка были преодолены зоологами последарвиновской эпохи , начавшими изучать пове дение животных с эволюционной точки зрения . Поведение животных зависит от генетической информации , но также может определятьс я обучением , то есть информацией , которую животное получает в течение своей индивидуаль ной жизни . Особенно большую роль играют пр оцессы обучения в жизни высших животных , в частности , млекопитающ их . Несмотря на то , что основные схемы поведения животного передаются по наследству и являются общими для всех представителей данного вида (все кошки ведут себя как кошки , и научить кошку вести себя как медведь невозможно ), всё же некоторые особенности их поведения определяются теми факторами , кот орые действуют уже после рождения животных и которые могут быть разными у разных представителей одного вида . Хорошо известным примером такой индивидуальной модификации по ведения является возникновение условных реф л ексов . Другой феномен этого типа - явление , наз ываемое импринтинг (“запечатление” ). Этот феномен особенно ярко выражен и хорошо изучен у некоторых выводковых птиц , таких , как утки , гуси , и заключается он в том , что в течение краткого чувствительного перио да после вылупления из яиц птенцы запоминают облик первого увиденного ими движу щегося предмета и затем воспринимают его как родителя и всюду следуют за ним . В нормальных условиях такой поведенческий стер еотип обладает высокой приспособительной ценност ью : у тята запоминают мать-утку и в дальнейшем , не путая её ни с кем ( в том числе и с другими утками ), всегда следуют за ней . Но в экспериментальных условиях птенцы могут запомнить любой объе кт (от человека до молочной бутылки ) и в течение всей жизни обращаться с ним как с родной матерью . Этот пример хорошо иллюстрирует возможность индивидуальной и очень тонкой , специфической настройки пов едения в качестве приспособительной реакции . Информация о том , как выглядит утка , может быть передана утенку по наследству , е с ли будет записана в геноме . Эт о безусловно ценная для утенка информация , позволяющая отличать животных своего вида от всех других объектов , но в геноме м ожно записать только информацию об “утке вообще” , но не о матери данного утенка . С помощью импринтинга утенок получае т индивидуальный образец восприятия (понятие об утке-матери ), который нужен только ему и его братьям и сестрам , но не годится для других представителей этого вида уто к . В своей индивидуальной жизни , особенно в период детства (период развития и п одготовки к самостоятельной жизни ) высшие жив отные получают большое количество навыков , пр испосабливающих их к будущей жизни . У мног их животных существуют особые “игровые” формы поведения , которые не имеют ситуативной ц енности , а специально приспособл е ны для целей развития и приобретения индивиду альных навыков . Часть образцов поведения живо тные могут перенимать у других представителей вида благодаря подражанию . При этом родит ели и другие более старшие и опытные представители вида могут специально обуча т ь детенышей тем приемам и способам действий , которым они , в свою очередь , на учились у собственных родителей . Таким образо м , часть поведенческих схем , передающихся у высших животных из поколения в поколение , может быть обусловлена не генетической инф ормаци е й , а механизмами социального наследования . Таким образом , обусловленное в основном генотипом поведение может в какой-то степен и модифицироваться индивидуальным обучением . Но это значит , что общая для всего вида структура умвельта Умвельт - это экол огическая ниша живого существа, в которой адаптировалось это существо. У мвельт - это часть реальности, в которой живет, действует и к которой адапт ируется живое существо, тело которого, в свою очередь, является частью са мого умвельта. может быть достроена и ск орректирована в индивидуальной жи зни животного . Отсюда , в принципе , следует , что не только кошка и слон живут в разных мирах , но даже у двух кошек миры отличаются друг от друга , хотя и очень незначительно . К способам , которые использует природа , чтобы инд ивидуализировать процесс адаптации , следует отнести и модификаци и тела в результате упражнения . У высших животных созревание многих функци й и развитие структуры соответствующих органо в зависят от условий функционирования , и п ри отсутствии функциональной на грузки эти органы нормально не развиваются . Например , кости и мышцы нефункционирующей (парализованно й ) конечности растут медленнее , чем это пр оисходит на здоровой стороне тела . Такая з ависимость от степени функционирования позволяет дополнительно адаптиро в аться к ко нкретным условиям жизни , в которые попадает данная особь . Приспособление , обусловленное генотипом , более надежно , поскольку за ним стоит опыт множества индивидуумов , живших в самых разноо бразных условиях , но оно слишком жестко и годится только д ля типовых ситуаций ; попадание индивида в ситуацию , отличающуюся от стандартной , не дает ему возможности самому адаптироваться к условиям , с котор ыми он лично встретился в жизни . Механизмы индивидуального приспособления дают ему таку ю возможность , процесс адаптации станови тся более гибким , предусматривающим различные варианты развития , но в этом случае оценк а ситуации происходит на базе относительно узкого индивидуального опыта животного , и п оэтому надежность такого типа адаптации ниже . В процессе эволюции природа выбира ет то одну , то другую стратегию приспособл ения , колеблясь между гибкостью и надежностью . Однако , если посмотреть на эволюционное древо в целом , то видно , что с ходом эволюции роль индивидуальных приспособлений ув еличивается : достаточно редки е у прим итивных , возникших в начале эволюции классов животных адаптации путем индивидуальных моди фикаций поведения (обучения ) и строения тела становятся всё более частыми по мере р азвития животного мира и у высших животны х имеют существенное значение для ф о рмирования организма . Итак , на основе вышеизложенног о , можно сказать , что поведен ие — это различные внешние проявления активности живых существ на у ровне целого организма (поведение отдельных о собей ) и на надорганизменном уровне . В осн ове поведения лежит психологическое состояни е организма . П редполагается , что психика животных развивается в эволюции гл авным образом для того , чтобы тело функцио нировало как можно более эффективно . Чем с ообразительнее животное , чем адекватнее его э моциональные реакции на сит уацию , в ко торую оно попало , тем больше шансов на то , что организм животного получит достаточ ное количество пищи , избежит нападения хищник а и т.п . Поэтому в процессе эволюции ст роение тела животных изменяется таким образом , чтобы создать предпосылки для в о зникновения сложных психических реакций . В частности , развивается нервная система , котор ая является субстратом развитой психической д еятельности . С тем , что эволюция тела ведет к развитию всё более сложной и эффективной психики , никто не спорит . Длительны й и временами ожесточённый спор происходил в биологии по противоположному вопросу : может ли психическая деятельность животных определят ь направление эволюционного процесса ? Это спо р между так называемыми ламаркистами и да рвинистами . Жан Батист Ламарк был п ервым биологом , создавшим теорию биологиче ской эволюции и изложившим её в своей книге “Философия зоологии” ( 1809 г .). Каким образом он представ лял себе процесс эволюционных изменений , можн о видеть из его примера с жирафом : жир аф и его предки жили в саванне и питались тем , что срывали листья с растущих там деревьев ; когда-то предки жираф а имели обычную шею , такую же , как и другие жвачные животные , но в течение д лительного времени им приходилось тянуться , ч тобы достать высоко ра с положенные листья ; это приводило к упражнению шейных мышц и некоторому удлинению шеи ; их потомк и получали по наследству уже немного удли ненную шею и вновь упражняли её , достигая чуть больших результатов , которые наследовал ись их потомством ; благодаря мног о к ратному повторению этого процесса , современные жирафы имеют шею , которая позволяет им срывать листья на высоте , недоступной никаким другим животным , что дает им определенные преимуще ства в случаях недост атка корма . Подобных примеров и рассуждений в книге Ламарка много , и из них видно , что объяснение процесса эволюции основывается на следующих предпосылка х : 1. главным фактором , запускающим процесс эволюции , фактором , котор ый начинает действовать , когда никаких измене ний тела ещё нет , и который определяет н аправление изменений , является психический импульс - конкретно направленное желание живо тного (сорвать высоко расположенный лист ), возн икающее в ответ на общебиологическую пищевую потребность (чувство голода ); 2. привычное мн огократное повторение какой-ли бо деятельности (упражнение какой-либо функции ) приводит к изменениям тела , способствующим выполнению этой деятельности (наличие таких индивидуальных и зменений тела при упражнении - это бытовой факт , который наука отрицать не может ); 3. изменения те ла , при обретенные животным в течение и ндивидуальной жизни , в полном объеме или ч астично , передаются потомкам этого животного – это так называемое наследование благоприоб ретенных признаков . Таким образом , процесс эволюции по Ламарку , в ос новном , телеологичен - он направляется целями , возникающими в психике эволюционирующих жив отных - изменения тела не случайны , а соотв етствуют той потребности , которую испытывают представители данного вида животных . Через полвека после выхода в свет книги Ламарка появляется теория эволюции Чарльза Дарвина , в ней главное внимание уделяется действию естественного отбора . В теории Дарвина причинам , по которым возникают первоначальные изменения тела , не придаётся особого значения . Они возникают случайным образом , вне зависимости от то г о , какие потребности испытывает животное (по современной терминологии , это случайные мутации ), но , возникнув , они становятся материалом для естественного отбора . При этом те живо тные (индивиды ), у которых случайные изменения тела благоприятствуют выполнен и ю какой-либо функции , получают преимущества в бо рьбе за существование и имеют больше шанс ов дожить до детородного возраста и остав ить потомков , передав им свою мутацию , по сравнению с теми , кто таких изменений не имеет . Благодаря этому доля индивидов , име ю щих такую благоприятную мутацию , увеличивается от поколения к поколению , что , собственно , и составляет содержание проце сса прогрессивной эволюции . Дарвин никоим образом не спорил с Ламарком . Но ещё через 50 лет (в начале Х Х века ) разгорелся бурный спор ме жду неоламаркистами и неодарвинистами , который прод олжался полвека и в нашей стране приобрёл совершенно неприемлемые в науке формы . По существу , спор шел о том , имеют ли первичные изменения направленный или случайный характер , но поскольку в теории Ламарк а предполагается передача потомкам пр иобретённых изменений , то спор шел , главным образом , вокруг вопроса “наследуются ли при обретенные признаки” . Спор выиграли неодарвинисты , и в современной биологии считается , что приспособительные (направленные ) изменени я тела , возникающие в течение индивидуальн ой жизни , не наследуются , и все обнаружива емые у потомков наследственные изменения явля ются случайными мутациями , которые происходят независимо от индивидуальных изменений тела родителей . Таким образом , взгляд Лама р ка на определяющую роль психики в процессе эволюции признан устаревшим и о провергнутым экспериментально. Но в ходе этого спора из поля зре ния спорящих ушла самая гла вная часть рассуждений . Действител ьно , сколько бы предки жирафа не тянулись к листьям и ка к бы не упражня ли свои шеи , на возникновение у них му таций , обусловливающих наследственное удлинение ш еи , это никак повлиять не может . Они во зникают по причинам , никак с потребностями и поведением животных не связанными . Но , исходя из этой точки зрения , м у тации , приводящие к удлинению шеи , возн икали не только у предков жирафа , но и у других жвачных (коровы , антилопы ) - причём с той же самой частотой , что и у жирафов . Почему же только у жирафов е стественный отбор поддержал накопление и расп ространение этих м утаций ? Ответ очеви ден : потому что предки жирафов тянули шеи к высоко расположенным листьям - для них это было важно , - а предки коров щипал и траву под ногами , и обладание длинной шеей не давало им никаких преимуществ в борьбе за существование . То есть дл я того , чтобы отбор мог проявить себя в усовершенствовании какой-то функции , совершенно необходимо , чтобы соответствующая д еятельность регулярно повторялась , чтобы она была привычной в течение многих поколений . Направление эволюции задается поведением живо т ных , а поведение зависит не то лько от наличия определенных органов (плавник ов , крыльев ), но и от психической компонент ы : желаний , стремлений , навыков , эмоций , то е сть тех психических факторов , которые определ яют стратегию и тактику животного в разли чных ж и зненных ситуациях . Фигурально выражаясь , предки зайцев выбрали стратегию убегать , как только завидят хищника , в это й ситуации у них доминировала эмоция стра ха и стремление к бегству , поэтому у с овременных зайцев раскосые глаза , большие уши и большие сильн ы е лапы . Если бы их предки приняли стратегию обороны (зубами , когтями ), то , по-видимому , зайцы сегодня выглядели бы как саблезубые тигры , заброс или бы морковку и капусту и перешли б ы к более сытной мясной пище . Итак , процесс биологической эволюции можно оп исать следующим образом : возникшая в результате предшествующего развития психика животных оказывает всё большее влияние на поведение животных , которое косвенным образо м - задавая направление естественного отбора - о пределяет в общих чертах вектор дальнейш е й эволюции . И это влияние псих ического фактора на эволюцию животных тем больше , чем более развита психика , то ес ть оно возрастает с ходом эволюции . По-вид имому , его эффект близок к нулю у одно клеточных или примитивных беспозвоночных , но становится важнейш и м фактором прогресс ивной эволюции у млекопитающих . Оставляя в стороне частности , можно сказать , что функци ю и соответствующие этой функции органы с о здает желание функционировать . Т аким образом , материалистическое , е стественнонаучное понимание процесса эвол юции приводит к утверждению , что , начиная с определенного уровня развития , в основе про грессивной эволюции живых существ лежит нечто нематериальное : идея , интенция , направленный к чему-т о жизненный порыв , устре мление . Следовательно , и нтенция (намерение , це ль , устремление ), выраженная в поведении животных , формирует эволюционным п утём инструменты для своего осуществления . 2. Экогеог рафические правила и их значения ЭКОГЕОГР АФИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА - это за кономерности изменчивости организмов (размеров, пигментации и т. п.), связанные с условиями (географи ческими) с реды. Правило Бергмана П равило. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более крупные размеры тела по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. Условия, при которых соблюдается. - Животные гомойотермные. - Сравниваются бл изкородственные виды (или подвиды одного вида). Суть правила. У эндотермных животных общая теплопродукция зависит от объема тела, а ско рость теплоотдачи — от площади его поверхности. При увеличении размеро в организмов объем тела растет быстрее, чем его поверхность. По этой прич ине виды, живущие в холодных регионах (например, белые медведи и киты), име ют, как правило, крупные размеры, тогда как обитатели жарких стран (наприм ер, многие насекомоядные млекопитающие) обычно меньше по размерам. Это я вление, известное как правило Бергмана, наблюдается и в пределах одного вида: например амурская форма тигра с Дальнего Востока круп нее с уматранской из Индонезии . Коне чно, и в приполярных областях водятся мелкие животные, а в тропиках — нас тоящие гиганты, но в этих случаях у них наблюдаются дополнительные присп особления для сохранения или рассеивания тепла. Например, мелкие млекоп итающие умеренных или приполярных зон отличаются колоссальным аппетит ом, позволяющим им поддерживать высокую интенсивность метаболизма . У них короткие выступающие части тела (уши, конечности), что уменьшает теплоот дачу, а зимой они вынуждены впадать в спячку. Крупные млекопитающие жарк их стран, такие как слоны и бегемоты , стал киваются с противоположными проблемами. Слонам помогают очень большие уши, обильно снабжаемые кровью. Постоянно шевеля ушами, слон увеличивает теплоотдачу путем излучения и конвекции . Беге моты лишены потовых желез , и они используют такую же поведенческую стратегию, как крокодилы , — пе ремещаются то на сушу, то в воду, чтобы уменьшить влияние колебаний темпе ратуры. В отношении человека правило в определенной степени применимо, однако и з-за различий в местных диетах и обычаях , миграции и дрейфа генов между популяция ми накладываются ограничения на применимость этого правила. Правило Аллена П равило. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более коротки е выступающие части тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. Условия, п ри которых соблюдается. - Животные гом ойотермные. - Сравниваются близкородственные виды (или подвиды одног о вида). Примечание Суть правила. Большинство закономерностей, наблюдаем ых в мире растений и животных, прямо следуют из теории эволюции , и правило Аллена — не исключение. Теплокровные животные, как и человек, им еют внутренний механизм, поддерживающий температуру тела на постоянно м уровне. По сути, эти животные преобразуют энергию пищи в тепло для подде ржания постоянной температуры своего тела. Тепло переносится из внутренних органов теплокровных животных к более прохладной поверхности тела, откуда рассеивается в окружающую среду. Эт о потерянное тепло животному нужно снова выработать в процессе обмена в еществ (метаболизма), а значит, в его же интересах, чтобы потери тепла были минимальными. Поэтому полярные животные имеют толстый слой меха или под кожного жира для теплоизоляции и уменьшения выноса тепла на поверхност ь. Ясно, что чем меньше площадь поверхности, соприкасающейся с внешней сред ой, тем меньше тепла будет улетучиваться при данной температуре окружаю щей среды. Возьмем в качестве наглядного примера относительные пропорц ии конечностей овцебыка и жирафа (овцебык приспособлен к холодному клим ату, а жираф — к жаркому). Короткие ноги овцебыка в условиях холодного кл имата — эволюционное приспособление: уменьшается поверхность, с котор ой уходит тепло. Правило Аллена иллюстрирует известные законы физики. Вырабатываемое в нутри теплокровных животных тепло переходит в окружающую среду, где тем пература ниже, а оттуда оно улетучивается путем излучения или конвекции . Количество вырабатываемого тепла зависит от объема животного, а количе ство тепла, уходящего в окружающую среду, зависит от площади поверхности животного. Поэтому чем компактнее животное — или, выражаясь научно, чем меньше отношение поверхности к объему , — тем меньше будут потери тепла и тем бо льше тепла сохранится. Так что адаптивная ценность низкого отношения по верхности к объему в северном климате очевидна. ПРАВИЛО ГЛОГЕРА ПРАВИЛО - (по Реймерсу) - географические расы животных в тепл ых и влажных регионах пигментированы сильнее (т. е. особи темнее), чем в хол одных и сухих. В сильно загрязненных местах наблюдается так называемый и ндустриальный меланизм - потемнение животных, поэтому число исключений из П. Г. в последние годы резко увеличилось. П.Г. имеет большое значение в си стематике животных и их экологии. П. Г. назв. в честь установившего его в 1833 г. польского ученого К.Глогера (1803 – 1863). Физиологич. смысл П. Г. неясен, т. к. оно распространяется даже на виды, в едущие ночной образ жизни. Основные положения: · Темная окраска видов в жарком климате (защита от УФ лучей) и светлая – в холодном · Большая масса тела в высо когорных районах · Специфические кожные обр азования (слизистая) для терморегуляции в жарком климате Каждое живо е существо чутко реагирует на цвет окружающей среды. Скажем, овцы, козы, ко ровы, лошади и, само собой разумеется, дикие животные будут иметь более те мный, “густой” окрас шерсти, если они постоянно живут в низинах, болотно-л есных ландшафтах, и более светлые тона в своих “шубах”, если жизнь проход ит на суходолах, в степях, и совсем пепельно-светлые, золотистые одеяния – в пустынях. Особым умением “переодеваться” под ландшафт и полог леса, сада обладают грибы, птицы, насекомые. Настоящим виртуозом в этом плане в ыступает хамелеон, ставший именем нарицательным в перемене “лица”. ПРАВИЛО Д АРЛИНГТОНА ПРАВИЛО - (по Реймерсу) - уменьшение пл ощади острова в 10 раз сокращает число живущих на нем видов (амфибий и репт илий) вдвое. П.Д. необходимо учитывать при определении необходимого разм ера заповедника и др. природной (особо) охраняемой территории. Вот почему все млекопитающие, птицы, особенно хищные, строго обозначают границы сво его обитания и берегут их старательно, вступая даже в смертельные схватк и с посягателями на свою “жилплощадь” со стороны. Мир среди животных под елен и действительно тесен. ПРАВИЛО ЖОРДАНА ПРАВИЛО - (правило числа позвонков) , биогеографич. правило, согласно к-рому у рыб ( сельдей, трески и др.) в водоемах с большой соленостью и низкими темп-рами возрастает число позвонков (в хвостовой части), что служит приспособлени ем к движению в более плотной среде. Правило “дохи” На севере термоизолирующая способность покрова млекопитающих (густота ме ха) и птиц (густота пуха) выше (правило распространяется и на жаркие засушл ивые регионы, где покров защищает от перегрева и потери воды). Список использованной литературы 1. Батуев, А. С. Физиология поведения: Нейробиологические закономерности / А. С. Батуев, В. П. Бабминдра, В. Л. Бианк и, Г. А. Куликов и др. – Л.: Наука, 1987. – 736 с. 2. Бигон, М. Экологи я. Особи, популяции и сообщества / М. Бигон, Дж. Харпер, К. Таунсенд.: В 2-х т. Т. 1. – М.: Мир, 1989. – 667 с. 3. Кейлоу, П. Принципы эволюции. История формирования эволю ционных принципов / П. Кейлоу. – М.: Мир, 1986. – 128 с. 4. Ламарк, Ж.Б. Филос офия зоологии / пер. с франц. С.В. Сапожникова, под ред. и с биогр. очерком В.П. К арпова и вступ. ст. В.Л. Комарова. Т. 1. – М.; Л.: Биомедгиз, 1935. – 330 с.
© Рефератбанк, 2002 - 2024