§ 19. Приспособления организмов к жизни в природе

Определения и обозначения

Среда обитания — условия окружающей среды, в которых живёт организм и с которыми он взаимодействует. К ним относятся, например, температура, вода, свет и пища. Условия важно учитывать, чтобы понять, почему организмы отличаются друг от друга. Одни и те же особенности не будут одинаково полезны повсюду.

Приспособление — особенность строения, жизнедеятельности или поведения организма, помогающая ему выживать и размножаться в определённых условиях. Колючки кактуса, густой мех и перелёт птиц — примеры разных приспособлений. Это понятие помогает объяснить, как организм справляется с трудностями среды. Чтобы назвать признак приспособлением, нужно указать, при каких условиях он помогает.

Приспособленность — соответствие организма условиям среды, проявляющееся в наличии полезных для жизни приспособлений. Например, у животного могут сочетаться подходящая окраска, особенности покровов и поведение. Смысл понятия в том, что организму помогает не один волшебный признак, а набор особенностей. Такое соответствие не означает, что организм идеально подходит для любых условий.

Защитная окраска — окраска тела, делающая организм менее заметным или помогающая ему маскироваться. Она может быть похожа на цвет окружающего фона или скрывать очертания тела. Благодаря этому хищнику труднее заметить добычу, а добыче — врага. В некоторых случаях яркая окраска, наоборот, предупреждает об опасности.

Как это устроено

На организм действуют неживые условия — температура, вода, свет и состав среды, — а также другие живые организмы: пища, конкуренты и враги. Они влияют на то, сможет ли организм получить необходимое, избежать опасности и оставить потомство. Поэтому обитателям разных мест нужны разные особенности. Например, признак, полезный в сухой пустыне, может быть ненужным в сыром лесу.

Приспособления строения помогают организму решать конкретные задачи. Покровы могут удерживать тепло или защищать от высыхания, а форма тела — облегчать движение в воде или воздухе. Органы движения соответствуют способу передвижения: плавники помогают плавать, а крылья — летать. Форма рта, зубы или клюв связаны с тем, какую пищу организм добывает и как её использует.

Не все полезные особенности заметны снаружи. Физиологические приспособления связаны с работой организма: например, способность переносить временное охлаждение или экономно расходовать воду. Поведение тоже помогает справляться с условиями: животное может искать укрытие, запасать пищу или менять место обитания. Такие действия полезны, потому что позволяют избежать опасности или дождаться более подходящего времени.

Новые наследственные особенности не возникают потому, что организм захотел измениться. Случайные наследуемые различия есть у организмов одного вида, и некоторые из них в конкретной среде оказываются полезными. Их обладатели чаще выживают и оставляют потомство, передавая особенности детям. За много поколений полезные признаки могут стать распространёнными — так действует естественный отбор.

Приспособленность относительна: она полезна не вообще, а при определённом сочетании условий. Если условия меняются, прежний признак может перестать помогать или даже стать невыгодным. Например, маскировочная окраска скрывает животное на подходящем фоне, но выдаёт его на другом. Поэтому нельзя оценить пользу признака, не зная, где и как живёт организм.

Основные приспособления организмов к условиям среды

Сначала определите, с каким условием связана особенность: например, с цветом фона, температурой или количеством воды. Затем выясните, что именно она позволяет организму делать. Некоторые примеры могут одновременно быть связаны с несколькими особенностями, поэтому важно объяснять их значение в конкретной среде.

Разбор задач

Задача 1. Определите, какое приспособление помогает белому медведю жить в арктической пустыне, и объясните его значение. Условия здесь суровые: низкая температура, снег и лёд. Нужно связать особенности покровов и окраски с тем, как животное сохраняет тепло и охотится.

1. Сначала учитываем холодный климат: густой мех и слой жира под кожей уменьшают потерю тепла. Эти особенности относятся к приспособлениям покровов и строения тела. Поэтому медведю легче сохранять тепло в мороз.
2. Затем рассматриваем окраску: светлая шерсть делает животное менее заметным среди снега и льда. Это помогает медведю подкрадываться к добыче. Окраска полезна именно на светлом фоне.

Ответ: густой мех и слой жира помогают белому медведю сохранять тепло, а светлая окраска маскирует его на снегу и льду. Все эти особенности соответствуют условиям Арктики. Их значение может измениться в другой среде.

Задача 2. Распределите колючки кактуса, перелёт птиц, маскировочную окраску камбалы и яркую окраску осы по видам приспособлений. Чтобы не смешать разные примеры, определите, связана ли особенность со строением, поведением или окраской. Затем выясните, какую задачу она решает. Одно приспособление может помогать несколькими способами, но для ответа назовите главный.

1. Колючки — особенность строения кактуса. Они помогают уменьшить потерю воды и могут защищать растение. Это пример приспособления к недостатку влаги.
2. Перелёт — поведение птиц, которое помогает пережить сезон, когда становится холодно или меньше доступной пищи. Окраска камбалы — защитная, точнее покровительственная: она делает рыбу менее заметной на фоне дна. Яркая окраска осы — предупреждающая, так как сигнализирует врагам о возможной опасности.

Ответ: колючки кактуса — приспособление строения к сухости, перелёт птиц — поведенческое приспособление. Камбала использует покровительственную окраску, а оса — предупреждающую. Так мы различаем способ приспособления и его значение.

Задача 3. Объясните, почему белая зимняя шерсть зайца-беляка может стать невыгодной, если снега нет. Известно, что защитная окраска помогает животному сливаться с фоном. Поэтому нужно сравнить цвет шерсти не с сезоном, а с тем, что окружает зайца в данный момент.

1. На снежной поверхности белая шерсть малозаметна. Благодаря этому хищнику труднее увидеть зайца. В таких условиях окраска помогает ему скрываться.
2. Если снег не выпал, белая шерсть сильнее выделяется на тёмной земле или среди растений. Заяц может стать заметнее для врагов. Значит, польза признака зависит от фона.

Ответ: без снега белая шерсть может выдавать зайца, поэтому маскировка становится хуже. Это показывает, что приспособленность относительна. Один признак не бывает полезен во всех условиях.

Типичные ошибки

Ошибка — думать, что организм сам меняет себя по необходимости, например отращивает нужный мех по желанию. Так считают, потому что легко перепутать пользу признака с причиной его появления. Полезные наследственные различия закрепляются постепенно, а не возникают по просьбе организма. Проверьте себя: объясняете ли вы изменение через наследование и размножение многих поколений?

Защитную окраску иногда путают с предупреждающей. Это происходит потому, что обе связаны с окраской тела и помогают в отношениях с врагами. Маскировка делает организм менее заметным, а яркая предупреждающая окраска, наоборот, привлекает внимание и сообщает об опасности. Спросите себя, скрывается ли организм или предупреждает врага.

Нельзя называть любое полезное свойство приспособлением, не уточнив условия. Такая ошибка возникает, когда оценивают признак сам по себе и не думают о месте обитания. Даже полезная на вид особенность может ничего не давать в другой среде. Для проверки назовите условие и объясните, как именно признак помогает при нём.

Ещё одна ошибка — считать, что приспособление полезно всегда. Так кажется, если помнить только о среде, в которой оно помогает. При её изменении особенность может потерять пользу или стать помехой, как белая шерсть зайца на бесснежной земле. Проверьте себя сравнением: останется ли признак полезным, если изменятся температура, фон или доступность пищи?

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания об уровнях организации живого и основных условиях среды. Нужно уметь различать растения, животных и другие организмы, потому что способы их выживания неодинаковы. Например, растение не может убежать от засухи, поэтому ему помогают особенности корней, листьев и стебля. Представление о среде помогает связать такие особенности с условиями.

Приспособления объясняют, как организмы взаимодействуют друг с другом и участвуют в цепях питания. Маскировка может помогать добыче скрываться, а особенности органов питания — добывать корм. Позже эти знания пригодятся при изучении природных сообществ и влияния человека на них. Если среда меняется, привычные связи и условия жизни организмов тоже могут измениться.

Разные условия помогают понять, почему организмы распределены по природным зонам неравномерно. В пустынях встречаются виды, способные переносить нехватку воды, а в холодных областях — виды с особенностями, помогающими сохранять тепло. Сравнивая приспособления, можно объяснить разнообразие живой природы. Важно учитывать не один признак, а условия жизни организма в целом.

Что запомнить

• Приспособление помогает организму выживать и оставлять потомство в определённых условиях.
• Приспособления бывают связаны со строением, жизнедеятельностью и поведением.
• Защитная окраска помогает маскироваться или предупреждать врагов.
• Мимикрия — сходство беззащитного организма с защищённым или несъедобным.
• Приспособления формируются постепенно и передаются потомкам, если имеют наследственную основу.
• Приспособленность относительна и зависит от условий среды.
• Изменение среды может сделать прежнее приспособление менее полезным.