Биология. Общая биология. 11 класс. Углубленный уровень - Екатерина Захарова

Половой отбор представляет собой конкуренцию самцов за возможность размножения. Этой цели служат пение, демонстративное поведение, ухаживание. Часто между самцами возникают ритуальные поединки, демонстрирующие силу претендентов (рис. 1.16). Иногда они заканчиваются серьёзными травмами одного или обоих животных. У птиц разбивка на пары в период размножения сопровождается токованием. Оно выражается в том, что птица принимает характерное положение тела, в особых движениях, в развёртывании и раздувании оперения, в издавании своеобразных звуков. Например, тетеревы на токах собираются по нескольку десятков на лесных полянах ещё ночью. Разгар тока приходится на раннее утро. Между самцами возникают жестокие драки, а самки в это время сидят на опушках поляны или в кустах. В результате полового отбора потомство оставляют наиболее активные, здоровые и сильные самцы, остальные отстраняются от размножения, и их генотипы исчезают из генофонда вида.

Рис. 1.16. Ритуальные бои самцов оленей в период размножения

Иногда яркий брачный наряд появляется у животных только на период размножения. Самцы остромордой лягушки приобретают в воде красивую ярко-голубую окраску. Яркая окраска самцов и их демонстративное поведение демаскируют их перед хищниками и увеличивают вероятность гибели. Однако это выгодно для вида в целом, так как самки остаются в большей безопасности в период выведения потомства. Связь между неброским внешним видом самок у птиц и заботой о потомстве хорошо видна на примере кулика-плавунчика, обитателя наших северных широт. У этих птиц яйца высиживает только самец. Самка же имеет гораздо более яркую окраску.

Половой диморфизм и половой отбор распространены в животном мире достаточно широко от рыб и вплоть до приматов (рис. 1.17), у которых половой диформизм и различия в половом поведении представителей различных полов лежат не только в репродуктивной стратегии вида, но и продолжают определять впоследствии социальную структуру группы. Эту форму отбора следует рассматривать как частный случай внутривидового естественного отбора.

Рис. 1.17. Половой диморфизм у львов

Опорные точки

• Естественный отбор представляет собой единственный фактор, направленно изменяющий частоту генов в популяциях.

• При изменении условий существования движущая форма естественного отбора вызывает дивергенцию, которая может в дальнейшем привести к появлению новых видов.

• Стабилизирующая форма естественного отбора закрепляет общий уровень приспособленности в неизменных условиях обитания.

Вопросы и задания для повторения

1. Какие существуют формы естественного отбора?

2. В каких условиях внешней среды действует каждая форма естественного отбора? Приведите примеры.

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

4. Что такое половой отбор? Каково его значение для эволюции вида?

Вопросы и задания для обсуждения

1. Как вы считаете, что является главной движущей силой процесса расхождения по признаку формы клюва у дарвиновских вьюрков?

2. Может ли один и тот же фактор среды в различных местах обитания быть причиной движущего и стабилизирующего отбора? Поясните ответ примерами.

1.4.5. Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора

Виды растений и животных удивительно приспособлены к условиям среды, в которых они обитают. Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, обеспечивающих высокий уровень приспособленности вида к среде. В понятие «приспособленность вида» входят не только внешние признаки, но и соответствие строения внутренних органов выполняемым ими функциям. Примером может являться длинный и сложно устроенный пищеварительный тракт животных, питающихся растительной пищей. Соответствие физиологических функций организма условиям обитания, их сложность и разнообразие также входят в понятие приспособленности.

1.4.5.1. Приспособительные особенности строения, окраски тела и поведения животных

По сути, вся структурно-функциональная организация представителей того или иного вида является приспособительной к тем условиям, в которых обитает данная группа. Наиболее демонстративны строение тела и окраска покровов.

Форма тела. У животных приспособительной к среде обитания является форма тела. Хорошо известен облик водного млекопитающего дельфина. Самостоятельная скорость его движения в воде достигает 40 км/ч. Нередко описывают случаи, как дельфины сопровождают быстроходные морские суда, например эсминцы, движущиеся со скоростью 65 км/ч. Объясняется это тем, что животные пристраиваются к носу судна и используют гидродинамическую силу корабельных волн. Но это не их естественная скорость. Плотность воды в 800 раз выше плотности воздуха. Как дельфину удаётся преодолеть её? Помимо других особенностей строения, идеальной приспособленности дельфина к среде обитания и образу жизни способствует форма тела. Торпедовидная форма тела позволяет избежать образования завихрения потоков воды, обтекающих дельфина.

Рис. 1.18. Придонные рыбы имеют уплощённое в спинно-брюшном направлении тело

Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в воздушной среде. Маховые и контурные перья, покрывающие тело птицы, полностью сглаживают его форму. Птицы лишены выступающих ушных раковин, а в полёте обычно втягивают ноги. В результате по быстроте они намного превосходят всех других животных. Например, сокол-сапсан пикирует на свою жертву со скоростью до 290 км/ч. Птицы быстро двигаются даже в воде. Наблюдали антарктического пингвина, плывущего под водой со скоростью около 35 км/ч.

Придонные рыбы имеют уплощённое в спинно-брюшном направлении тело и не выделяются на фоне морского дна (рис. 1.18).

У животных, ведущих скрытный, затаивающийся образ жизни, полезными оказываются приспособления, придающие им сходство с предметами окружающей среды. Причудливая форма тела у рыб, обитающих в зарослях водорослей (рис. 1.19), помогает им успешно скрываться от врагов. Рыбы, ведущие придонный образ жизни, имеют плоское тело.

Рис. 1.19. Причудливая форма тела рыб, обитающих в зарослях

Сходство с предметами среды обитания широко распространено и у насекомых. Известны жуки, своим внешним видом напоминающие лишайники, цикады, сходные с шипами тех кустарников, среди которых они живут. Насекомые-палочники похожи на небольшую бурую или зелёную веточку (рис. 1.20), а некоторые прямокрылые насекомые имитируют лист (рис. 1.21).

Окраска покровов тела. Одним из средств защиты от врагов служит покровительственная окраска. Покровительственной называют окраску покровов тела, обеспечивающую их обладателям успех в борьбе за существование. Различают скрывающую или, наоборот, предупреждающую окраску.

Скрывающая окраска широко распространена среди самых различных животных.

Птицы, насиживающие яйца на земле, сливаются с окружающим фоном (рис. 1.22). Малозаметны и их яйца, имеющие пигментированную скорлупу, и вылупляющиеся из них птенцы (рис. 1.23). Защитный характер пигментации яиц подтверждается тем, что у видов, чьи яйца недоступны для врагов – крупных хищников, или у птиц, откладывающих яйца на скалах или закапывающих их в землю, покровительственная окраска скорлупы не развивается (рис. 1.24).

Гусеницы бабочек часто зелёные, под цвет листьев, или тёмные, под цвет коры или земли. Донные рыбы обычно окрашены под цвет песчаного дна (скаты и камбалы). При этом камбалы способны ещё менять окраску в зависимости от цвета окружающего фона (рис. 1.25). Способность менять окраску путём перераспределения пигмента в покровах тела известна и у наземных животных (хамелеон).

Однотонная маскирующая окраска свойственна как насекомым (саранча) и мелким ящерицам, так и крупным копытным (антилопы) и хищникам (лев). Животные пустынь имеют, как правило, жёлто-бурую или песочно-жёлтую окраску.

Рис. 1.20. Насекомое палочник, похожее на небольшую веточку

Рис. 1.21. Листовка формой тела напоминает лист растения

Рис. 1.22. Птицы, насиживающие яйца на земле, сливаются с фоном

Рис. 1.23. Покровительственная (скрывающая) окраска яиц и птенцов при выведении потомства на земле

Если фон среды неодинаков в разные сезоны года, многие животные меняют окраску. Например, обитатели средних и высоких широт (песец, заяц, горностай, белая куропатка) зимой имеют белую окраску, что делает их незаметными на снегу.