相対的なフィットネス特性。デバイスのメカニズム。進化論レクチャーノート

自然淘汰の結果の 1 つは、進化過程の自然な誘導力であり、すべての生物における適応の発達、つまり環境への適応と呼ぶことができます。 Ch. Darwin は、どんなに完璧であっても、すべての適応は相対的なものであると強調しました。自然選択は、特定の存在条件 (特定の時間、特定の場所) への適応を形成しますが、考えられるすべての環境条件への適応は形成しません。さまざまな特定の適応は、環境に対する生物の適応性の形態であるいくつかのグループに分けることができます。

動物のフィットネスのいくつかの形態:

1. 保護色とボディ形状 (カモフラージュ)。例：バッタ、シロフクロウ、ヒラメ、タコ、ナナフシ。

2.警告色。例: ハチ、マルハナバチ、てんとう虫、ガラガラヘビ。

3. 恐ろしい行動。例: ボンバルディアビートル、スカンク、アメリカカメムシ。

4. 擬態 (保護されていない動物の外見が、保護されている動物に似ていること)。たとえば、ハナアブはミツバチのように見え、無害な熱帯のヘビは有毒なヘビのように見えます。

植物におけるフィットネスのいくつかの形態:

乾燥適応。例: 葉の軟化、茎 (サボテン、バオバブ) への水分の蓄積、葉を針状に変える。
高湿度への適応。例：葉の表面が大きい、気孔が多い、蒸発率が高い。
昆虫による受粉への適応。例：明るく魅力的な花の色、蜜の存在、香り、花の形。
風受粉への適応。例：花をはるかに超えた葯、小さくて軽い花粉、雌しべが強く思春期である、花びらとがく片が発達していない、花の他の部分を風で吹き飛ばすのを妨げない雄しべの除去。

生物の適応度は、生物の構造と機能の相対的な便宜であり、自然淘汰の結果であり、与えられた存在条件に適応していない個体を排除します。したがって、夏の茶色のノウサギの保護色はそれを見えなくしますが、予想外に雪が降ると、捕食者にはっきりと見えるようになるため、ウサギの同じ保護色は不適切になります. 風で受粉した植物は、雨天では受粉しないままです。

植物や動物は、生息する環境に驚くほど適応しています。「種の適合性」の概念には、外的兆候だけでなく、内臓の構造とそれらが果たす機能との対応も含まれます（たとえば、植物性食品を食べる反芻動物の長くて複雑な消化管）。生物の生理学的機能とその生息地の条件、それらの複雑さと多様性の対応も、フィットネスの概念に含まれています。

適応行動は、生存競争における生物の生存にとって非常に重要です。敵が近づいたときの隠れたり、実証的で恐ろしい行動に加えて、大人や少年の生存を保証する適応行動には、他にも多くの選択肢があります。そのため、多くの動物は、1 年の不利な季節に備えて食物を蓄えます。砂漠では、多くの種にとって、暑さが治まる夜間が最大の活動時間です。

結果の 1 つ (ただし、プロセスの自然な誘導原動力ではない) は、すべての生物の発達と呼ぶことができます。 環境への適応. Ch. Darwin は、どんなに完璧であっても、すべての適応は相対的なものであると強調しました。自然選択は、特定の存在条件 (特定の時間、特定の場所) への適応を形成しますが、考えられるすべての環境条件への適応は形成しません。さまざまな特定の適応は、環境に対する生物の適応性の形態であるいくつかのグループに分けることができます。

動物のフィットネスのいくつかの形態:

保護色と体型（カモフラージュ）. 例：バッタ、シロフクロウ、ヒラメ、タコ、ナナフシ。

警告色. 例: ハチ、マルハナバチ、てんとう虫、ガラガラヘビ。
恐ろしい行動. 例: ボンバルディアビートル、スカンク、アメリカカメムシ。

擬態（保護されていない動物と保護されている動物の外的類似性）。たとえば、ハナアブはミツバチのように見え、無害な熱帯のヘビは有毒なヘビのように見えます。
植物におけるフィットネスのいくつかの形態:

ドライ適応. 例: 思春期、茎 (サボテン、バオバブ) の水分の蓄積、葉を針状に変える。
高湿度への適応. 例：葉の表面が大きい、気孔が多い、蒸発率が高い。
昆虫による受粉. 例：明るく魅力的な花の色、蜜の存在、香り、花の形。
風受粉への適応. 例：花をはるかに超えた葯、小さくて軽い花粉、雌しべが強く思春期である、花びらとがく片が発達していない、花の他の部分を風で吹き飛ばすのを妨げない雄しべの除去。
生物の適応度 - 自然淘汰の結果である、身体の構造と機能の相対的な便宜性。したがって、夏の茶色のノウサギの保護色はそれを見えなくしますが、予想外に雪が降ると、捕食者にはっきりと見えるようになるため、ウサギの同じ保護色は不適切になります. 風で受粉した植物は、雨天では受粉しないままです。

植物や動物は、生息する環境に驚くほど適応しています。「種の適合性」の概念には、外的兆候だけでなく、内臓の構造とそれらが果たす機能との対応も含まれます（たとえば、植物性食品を食べる反すう動物の長くて複雑な消化管）。生物の生理学的機能とその生息地の条件、それらの複雑さと多様性の対応も、フィットネスの概念に含まれています。

適応行動は、生存競争における生物の生存にとって非常に重要です。敵が近づいたときの隠れたり、実証的で恐ろしい行動に加えて、大人や若者の生存を保証する適応行動には、他にも多くの選択肢があります。そのため、多くの動物は、1 年の不利な季節に備えて食物を蓄えます。砂漠では、多くの種にとって、暑さが治まる夜間が最大の活動時間です。

トピック: 生物の環境への適応性とその相対的な性質。

目的：生物の環境への適応性の概念を形成すること、進化の結果としての適応度の出現のメカニズムに関する知識。

授業中。

1.組織的な瞬間。

2. 学習内容の繰り返し。

正面からの会話の形で、質問に答えることが提案されています。

母集団における選択のための材料の供給者は?

進化の背後にある唯一の原動力を挙げてください。

自然界では、生物が無期限に繁殖する能力と限られた資源との間には矛盾があります。これが理由か…？その結果、環境条件に最も適応した個体が生き残ります。

3. 新素材の研究。

1）。フィットネス。

- 進化には 3 つの関連する結果があります。

1.生物の組織の漸進的な複雑化と増加。

2. 種の多様性。

3. 環境条件に対する生物の相対的適応度。

? 生物にとっての適合性の重要性は何だと思いますか?

答え：環境条件への適応は、生物が生き残り、多数の子孫を残す可能性を高めます。

ご存じのとおり、18 ～ 19 世紀の進化論の発展に最も大きく貢献したのは. C. Linnaeus、J. B. ラマルク、C.ダーウィン。

-? 問題は、適応がどのように形成されるかということです。

C.リンネ、J.B.の視点から象の鼻の形成を説明してみましょう。ラマルク、Ch. ダーウィン。

C. リンネ: 生物の適応性は本来の都合の現れです。神は原動力です。例: 象は、すべての動物と同様に、神によって作成されました。したがって、すべての象は、出現した瞬間から長い鼻を持っています。

J.B.ラマルク：外部環境の影響下で変化する生物の生来の能力の考え。進化の背後にある原動力は、生物が完全を目指して努力することです。例: ゾウはエサを得る際、常に上唇を伸ばしてエサを得る必要がありました (運動)。この特性は継承されます。そのため、象の長い鼻がありました。

Ch.ダーウィン : 多くのゾウの中には、さまざまな長さの鼻を持つ動物がいました。幹がわずかに長いものは、採餌と生存に成功しました。この特性は継承されました。それで、徐々に、象の長い幹が現れました。

タスク: -提案されたステートメントを 3 つのカテゴリに分類してみてください。

＃リンネの見解に対応します。

# Lamarck の見解に対応します。

# ダーウィンの見解に対応。

1. 適応は、新しい突然変異の結果として生じます。

2.生物の適応性は、本来の便宜の現れです。

3. 生物は、外部環境の影響下で変化する生来の能力を持っています。

4. 適応は自然選択の結果として固定されます。

5. 進化の原動力の 1 つは、有機体が完全を目指して努力することです。

6. 進化の原動力の 1 つは、生存競争です。

7. 進化の原動力の 1 つは、特定の環境条件下での器官の運動または非運動です。

8. フィットネスの出現の原動力は神です。

9. 個人と環境との相互作用の間に獲得されたサインは継承されます。

答え: リンネ -2.8; ラマルク - 3.5.7.9; ダーウィン - 1,4,6.

Ch. Darwin は初めて、フィットネスの起源について唯物論的な説明をしました。継続的な自然淘汰は、適応の出現において決定的な役割を果たします。それぞれの適応は、何世代にもわたる生存と自然選択のための闘争の過程における遺伝的多様性に基づいて開発されています。

生物の適応性または適応 - 特定の環境条件で特定のライフスタイルの可能性を特定の種に提供する構造、生理学、および行動の一連の機能。

適応メカニズム:

生活条件の変化→個人の遺伝的多様性→自然淘汰→フィットネス。

適応の種類:

1. 形態学的適応 （体の構造の変化）：魚や鳥の流線型の体型。水鳥の指の間のウェビング。北部の哺乳類の厚いコート。底魚で扁平な体。北緯や高山地域の植物で、這うクッション状の形態。

2. 保護着色。 保護色は、公然と生活し、敵に接近できる種で発達します。この着色により、周囲の背景に対して生物が見えにくくなります。例:

極北では、多くの動物が白く塗られています (ホッキョクグマ、白いヤマウズラ)。

–シマウマとトラでは、体の暗い縞模様と明るい縞模様が、周囲の影と光の交互変化と一致しています（50〜70メートルの距離ではほとんど目立ちません）。

公然と巣を作る鳥（ライチョウ、クロライチョウ、ヘーゼルライチョウ）では、巣に座っている女性は周囲の背景とほとんど区別がつきません。

3.変装。 カモフラージュとは、動物の体の形や色を周囲の物体と融合させる装置です。たとえば、一部の蝶の毛虫は、体の形と色が節に似ています。木の樹皮に生息する昆虫（カブトムシ、バーベル）は、地衣類と間違われる可能性があります。ナナフシの体型。海底の背景とヒラメの融合。

4 . 擬態。 擬態とは、より保護された別の種の生物による、より保護されていないある種の生物の模倣です。たとえば、無毒のヘビや昆虫のいくつかの種類は有毒なものに似ています (ハナアブはハチで、熱帯のヘビは有毒なヘビです)。キンギョソウの花はマルハナバチに似ています - 昆虫は受粉に貢献する結婚関係を確立しようとしています. 擬態は、異なる種における同様の突然変異の選択の結果です。保護されていない動物が生き残るのを助け、生存競争における生物の保護に貢献します。

5.警告（脅迫）カラーリング。 よく保護された有毒で刺すような形の明るい警告色: ソルジャーバグ、てんとう虫、スズメバチ、コロラドハムシ、マルハナバチの色、毛虫の黒とオレンジの斑点など。

6. 生理学的適応: 生活条件への生活プロセスの適応性; 乾季が始まる前の砂漠の動物による脂肪の蓄積（ラクダ）; 海の近くに住む爬虫類や鳥類の余分な塩分を取り除く腺。サボテンの節水; 砂漠の両生類における急速な変態; サーマルロケーション、エコーロケーション; 部分的または完全なアナバイオシスの状態。

7. 行動の適応: 特定の条件での行動の変化; 子孫の世話; 繁殖期には別々のペアが形成され、冬には群れで団結し、食物と保護が容易になります（オオカミ、多くの鳥）。恐怖行動（ボンバルディアビートル、スカンク）; 凍結、傷害または死亡の模倣; 冬眠、食料貯蔵。

8. 生化学的適応 敵に対する防御や他の動物への攻撃を促進する特定の物質の体内での形成に関連しています。ヘビ、サソリの毒、真菌の抗生物質、バクテリア; 植物（サボテン、イラクサ）の葉や棘に含まれるシュウ酸カリウムの結晶

9. 非生物的要因 (寒さなど) への適応:

動物：厚い被毛、厚い皮下脂肪、南への逃避、冬眠、冬の食糧貯蔵。

植物では：落葉、耐寒性、土壌中の栄養器官の保存、改変の存在（栄養の供給を伴う球根、根茎など）。

10. 食べ物を手に入れる方法。

動物 : - 背の高い木の葉を食べる（首が長い）。トラップネット（ウェブを織り、他のさまざまなトラップを作成する）の助けを借りて捕獲し、食べ物を待ちます。

狭い穴から昆虫を捕まえるための消化器官の特別な構造。飛んでいる昆虫を捕まえます。ざらざらした食べ物を繰り返し噛む（ねばねばした長い舌、多腔の胃など）

捕食性の哺乳類や鳥による獲物のつかみと保持（捕食性の歯、爪、鉤状のくちばし）。

植物では：根と根毛の集中的な発達→水分とミネラル塩の吸収。幅の広い薄い葉、葉のモザイク→日射吸収。小動物の捕獲と消化→食虫植物。

11.敵からの保護。

動物では：速く走る; 針、シェル; 恐ろしいにおい; ひいきに。警告およびその他の種類の着色; 刺す細胞。

植物では：棘; ロゼットの形で、草刈りには近づきません。有害物質。

12.繁殖効率の確保。

動物 : 性的パートナーの魅力: 明るい羽毛、「角の冠」; 曲; 結婚は踊る。

植物では：花粉媒介者の魅力：ネクター。花粉; 花や花序の鮮やかな色、香り。

13. 新しい領土への定住。

動物 : 群れ、群れ、群れが食物を求めて移動すること、および繁殖に適した条件 (鳥の飛行、カモシカの移動、シマウマ、魚の泳ぎ)。

植物では： 種子と胞子の分散：粘り強いフック、棘。房、ミノカサゴ、風に運ばれるフライヤー。ジューシーなフルーツなど

2. フィットネスの相対的な性質。

Ch. Darwin でさえ、どんなに完璧であっても、すべての適応は相対的なものであると強調しました。フィットネスは相対的であり、適応はそれが形成された条件でのみ生き残るのに役立ちます. 条件が変化すると、以前は有用だった形質が有害なものに変わり、生物の死につながる可能性があります。

次の事実は、適応の相対性の証拠として役立ちます。

白いヤマウズラは、雪の上の影のふりをしています。暗い幹を背景に白いうさぎが見えます。夜の蝶は火に飛びます（夜に光の花から蜜を集めます）。アマツバメの翼は、非常に速く機動的な飛行を可能にしますが、鳥が誤って地面に落ちた場合、離陸することはできません (アマツバメは高い崖にのみ巣を作ります)。降雪が遅れると、冬に間に合うように脱皮したうさぎが、暗い地球を背景にはっきりと見えます。小鳥は、子孫を巣から投げ出したカッコウに餌をやるためにエネルギーを費やし続けています。オスの孔雀の明るい色は、メスでの成功を保証しますが、同時に捕食者を引き付けます。

森林地帯では、ハリネズミは脳炎を含むマダニを他のどの動物よりも多く集めます。針のような「殻」で、ハリネズミはブラシのように、森の草に登った空腹のダニを梳きます。ハリネズミは、針の間に詰まったダニを取り除くことができません。春のシーズン中、各ハリネズミは数万匹のマダニに餌を与えます。したがって、とげのあるカバーはハリネズミを捕食者から確実に保護しますが、ハリネズミ自体からダニを確実に保護します。

したがって、適応度は絶対的なものではなく、相対的なものです。

適応度の相対的な性質は、生きている自然における絶対的な便宜の主張と矛盾します (J.-B. ラマルクの進化論)。

3. 材料を固定します。カード作品。

4. 宿題項目 58、質問。

セクション: 生物学

レッスンの目的:

進化の原動力に関する知識の反復と統合。
環境への生物の適応性の概念、進化の結果としてのフィットネスの出現のメカニズムに関する知識を形成する。
野生生物で観察される現象を説明するために理論法則の知識を使用するスキルの開発を継続する。
動物の構造、体色、行動の適応機能に関する特定の知識を形成すること。

装置：

表「フィットネスとその相対的な性質」、写真、図面、動植物のコレクション、テストを実行するためのカード、プレゼンテーション。

1.学習した資料の繰り返し：

正面からの会話の形で、質問に答えることが提案されています。

a) 進化の唯一の方向性原動力を挙げてください。
b) 母集団の選択のための材料の供給者は?
c) 選択のための材料を提供する遺伝的変異性はランダムであり、方向性がないことが知られています。自然選択はどのようにして方向性を持つようになるのか?
d) 次の表現について進化論的な説明をしてください。表現型は選択の対象であるだけでなく、世代を超えて遺伝情報の伝達者としても機能します。

問題が提起されると、そのテキストが画面に表示されます (プレゼンテーションが使用されます)。

2. 教師は会話をレッスンのトピックの定式化に導きます。

自然界では、生物が無期限に繁殖する能力と限られた資源との間には矛盾があります。これが理由か…？その結果、環境条件に最も適応した個体が生き残ります。 (スキームを画面に出力し、生徒がノートに記入)

したがって、自然選択の結果の1つは、すべての生物における適応の発達、つまり環境への適応と呼ぶことができます。適応度は、与えられた存在条件における自然選択の作用の結果です。

（レッスンテーマメッセージ、ノート記入）

環境条件への適応性の本質とは何かを考え、定式化してみてください。（生徒と一緒に、教師はノートに書かれたフィットネスの定義を与え、画面にスライドを表示します）

生物の適合性または適応- 特定の環境条件で特定のライフスタイルの可能性を特定の種に提供する、それらの構造、生理学的プロセス、および行動の一連の機能。

生物にとってのフィットネスとは何だと思いますか?

意味：環境条件への適応は、生物が生き残り、多数の子孫を残す可能性を高めます。（ノートに書いたり、スライドを見せたり）

問題は、適応がどのように形成されるかということです。 C. Linnaeus、J. B. Lamarck、C. Darwin の視点から象の鼻の形成を説明してみましょう。

（画面には象の写真と出された質問の文言が表示されます）

学生の回答の提案:

リンネによれば、生物の適応性は本来の便宜の表れである。神は原動力です。例: 象は、すべての動物と同様に、神によって作成されました。したがって、すべての象は、出現した瞬間から長い鼻を持っています。

ラマルクによれば、外部環境の影響下で変化する生物の生来の能力の考え。進化の背後にある原動力は、生物が完全を目指して努力することです。例: ゾウはエサを得る際、常に上唇を伸ばしてエサを得る必要がありました (運動)。この特性は継承されます。そのため、象の長い鼻がありました。

ダーウィンによれば、多くのゾウの中には、さまざまな長さの鼻を持つ動物がいた. 幹がわずかに長いものは、採餌と生存に成功しました。この特性は継承されました。それで、徐々に、象の長い幹が現れました。

どちらの説明がより現実的ですか? 適応の発生メカニズムを説明してみましょう。 (画面上のスキーム)

3. さまざまな適応。

学生のテーブルには、環境に対する生物のさまざまな適応を示す図面、コレクションがあります。ペアまたはグループで作業します。生徒は適応について説明し、自分で名前を付けるか、教師の助けを借りて名前を付けます。画面上では、会話の途中でこれらのデバイスが表示されます。

1.形態学的適応（身体構造の変化）。

魚や鳥の流線型の体型
水鳥の指の間の水かき
北方哺乳類の分厚い被毛
底魚の平たい体
北緯と高山地帯の植物の匍匐性でクッションのような形

2. カモフラージュ: ボディの形状とカラーリングが周囲のオブジェクトに溶け込みます (スライド)。

(タツノオトシゴ、ナナフシ、蝶の幼虫)。

3.保護着色：

公然と生活し、敵がアクセスできる可能性のある種で発生します（公然と巣を作る鳥、バッタ、ヒラメからの卵）。一年の季節によって環境の背景が一定でない場合、動物は色を変えます（うさぎ、白うさぎ）。

4. 警告色:

非常に明るく、有毒で刺すような形（ハチ、マルハナバチ、てんとう虫、ガラガラヘビ）の特徴です。多くの場合、実証的な怖がらせる行動と組み合わされます。

5.擬態：

色の類似性、保護されていない生物と保護されている生物の体型 (ハナアブとハナバチ、熱帯のヘビと毒ヘビ。キンギョソウの花はマルハナバチのように見えます。昆虫は受粉に寄与する結婚関係を確立しようとします。カッコウが産む卵) . 模倣者が元の種よりも多いことは決してありません。そうしないと、警告の色が意味を失います。

6. 生理学的適応:

生活条件への生活プロセスの適応性。

乾季が始まる前の砂漠の動物による脂肪の蓄積 (ラクダ)
海の近くに住む爬虫類や鳥類の余分な塩分を取り除く腺
サボテンの節水
砂漠の両生類における急速な変態
熱画像、エコーロケーション
部分的または完全なアナバイオシスの状態

7. 行動の適応:

特定の条件での行動の変化

子孫の世話をすることで、若い動物の生存率が向上し、個体群の安定性が高まります
繁殖期には別々のつがいを形成し、冬には群れで団結します。食物と保護を容易にするもの（オオカミ、多くの鳥）
恐怖行動（ボンバルディアビートル、スカンク）
凍結、損傷または死亡の模倣 (オポッサム、両生類、鳥類)
慎重な行動：冬眠、食物貯蔵

8.生化学的適応：

敵の防御または他の動物への攻撃を促進する特定の物質の体内での形成に関連する

ヘビ、サソリの毒
真菌および細菌性抗生物質
植物（サボテン、イラクサ）の葉や棘に含まれるシュウ酸カリウムの結晶
好熱性（高温に強い）のタンパク質と脂質の特殊な構造

そして好冷性（寒さを好む）、生物が温泉、火山性土壌、永久凍土条件に存在することを可能にします.

備品の相対的な性質。

テーブルに注意を払うことが提案されています：うさぎ。雪の中の捕食者には見えず、木の幹を背景によく見えます。学生と一緒に、他の例が示されています。有毒なヘビはマングース、ハリネズミに食べられます。サボテンに水をたっぷり与えると、サボテンは枯れます。

どのような結論を導き出すことができますか?

結論：適応は、それが形成された条件でのみ適切です。これらの条件が変化すると、適応はその価値を失い、身体に害を及ぼすことさえあります. したがって、フィットネスは相対的です。

このトピックを研究するとき、自然淘汰に関するチャールズダーウィンの教えに頼りました。それは生物の生活条件への適応性が出現するメカニズムを説明し、適応性は常に相対的であることを証明しました。

4.知識の統合。

テストと解答用のカードを備えた学生のテーブルシート。

1 オプション。

1.カモフラージュカラーリングの一例となる現象：

a) ニホンジカとトラの着色。
b）脊椎動物の目に似た、いくつかの蝶の羽の斑点。
c) モンシロチョウの羽の色と食べられないヘリコニッド蝶の羽の色との類似性。
d) てんとう虫とコロラドハムシの色。

2. 現代科学は有機的便宜の形成をどのように説明しているか:

a) 特定の環境条件に適応したいという生物の積極的な欲求の結果である。
b）ランダムな遺伝的変化が存在するため、他の人よりも環境条件に適応していることが判明した個人の自然淘汰の結果です。
c）生物の対応する形質の発達に対する外部条件の直接的な影響の結果です。
d) それは、主な種類の生物の創造者によって、創造の時点で最初にあらかじめ決められていたものです。

3. 現象。その一例は、腹部の色と触角の形におけるライオンハエとスズメバチの類似性です。