1. Посочете явлението – пример за маскировка.

оцветяване калинкии колорадски бръмбари

оцветяване на елен и тигър

петна по крилата на пеперуди, подобни на очите на гръбначните

приликата на цвета на пеперудата пиерида с цвета на неядливата хеликонидна пеперуда

2. Адаптиране, което улеснява прехвърлянето на неблагоприятни абиотични фактори от природата, -

модифициране на листата на берберис в тръни

дълъг корен от камилски трън

пеене на мъжки птици

яркият цвят на оперението на мъжките фазани, патици и пилета

3. Хомоложни органи при животните са

крайници на хлебарка и жаба

крила на птица и пеперуда

лапи на тигър и къртица

предни крайници на къртица и мечка

4. Преходната форма между влечуги и птици бяха:

Археоптерикс

хоацини

чужденци

птеродактели

5. Подобни органи в растенията са:

корен и коренище

корен и корен

лист и чашелист

тичинки и плодник

6. Установяването на преходни форми между най-древните и съвременните групи организми е ... доказателство за еволюцията.

биогеографски

палеонтологичен

сравнително анатомични

ембриологични

7. Филогенетичната връзка на организмите се отнася до ... доказателство за еволюция.

ембриологични

сравнително анатомични

палеонтологичен

молекулярно

8. Приликите и разликите между фауните и флората на различните континенти се считат за... доказателство за еволюция.

ембриологични

сравнително анатомични

палеонтологичен

биогеографски

9. Твърдението, че „пригодността на организмите е проява на първоначалната целесъобразност, според плана на Създателя“, принадлежи на

К. Беру

Ч. Дарвин

J.-B. Ламарк

К. Линей

10. Приспособимостта на растенията към опрашване от вятъра се характеризира с

наличието на къси нишки

наличието на сух прашец

наличието на ярки, венчета от цветя

цъфтеж през нощта

11. Пример за приспособимостта на растенията към сезонните промени в природата е:

модификация на кактусови листа

падане на листата

наличието на ярка венче и нектар

образуване на сочни плодове

12. В процеса на еволюция, умерените земноводни са развили адаптация да издържат на неблагоприятни условия външна среда- това е

1) спряна анимация

склад за храна

обезцветяване

миграция към топли региони

13. Пример за мимикрия е

приликата на формата на тялото на акула и делфин

оцветяване на пчели и земни пчели

сходство на формата на тялото и оцветяването на мухи и оси

зелен цвят на гъсеницата на зелето бяло

14. Нощните пеперуди събират нектар от светли цветя, ясно видими през нощта, но често летят в огъня и умират. Това е доказателство за... тела.

абсолютност

неефективност

относителността

универсалност

филогенетични серии

16. Рудиментът при хората е:

1) приложение

гъста линия на косата

полизърво

опашка

17. Образованието не е ароморфоза

два кръга на кръвообращението при земноводни

гръбначния стълб при хордовите

трикамерно сърце при земноводни

хобота на слона

18. Идиоадаптацията е загубата

корени на витрина

листа от кактус

стъбло и листа на рафлезия

хлорофил в метлата

19. Наличност различни видовесветлинни сигнали в различни видове светулки - това е пример за ... изолация.

географски

Механични

екологичен
4) етологични

20. Хибридите на кон и магаре (муле), магаре и жребец (кос), белуга и стерлатка (бестер) са безплодни - това е пример за ... изолация.

генетичен

географски

механичен

екологичен

Пример

път на еволюция

1) ароморфоза

Б) образуването на схващаща се опашка при маймуните

2) идиоадаптация

Б) появата на акорд

3) дегенерация

Г) появата на хлорофил

Г) превръщането на листата в тръни в кактуса

Д) загуба на листа, корени на пачица

Установете съответствие между критериите за вида и характеристиките на бялата стърчиопашка

Преглед на критерий

А) Храни се с насекоми и червеи

1) морфологичен

Б) остри крила

2) екологичен

Б) кормилни пера 12

D) обикновено се установява близо до вода

Г) малка стройна птица

Д) дълга опашка

Установете последователността на поява на изброените групи животни

нечерепни

риба

влечуги

птици

земноводни

миди

1) В резултат на действието на естествения подбор се запазват индивиди с черти, полезни за просперитета им. 2) При видовете, които живеят открито и могат да бъдат достъпни за врагове, се развива камуфлаж, което прави организмите по-малко видими на фона на околността, например скакалец, глухар, лешник, белишка и др. 3) Гъсеници на някои пеперуди по форма на тялото и цвят напомня на възли - това е пример за предупредително оцветяване. 4) Мимикрия - имитация на незащитени организми от един вид от по-защитени от друг вид, например неотровни змии и насекоми имитират отровни. 5) Всички адаптации са абсолютни и помагат на тялото да оцелее в специфични условия.

Птичето е странно средно голямо водно животно (до 65 см) с опашка, подобна на бобър, и патешки клюн. Между пръстите на лапите на ципата, на задните крака "шпори" с отровни жлези. Птичето се храни с дребни водни животни, главно насекоми. По стръмните брегове на австралийски реки той копае дълги, до 6 м, дупки. В тази дупка женската изгражда гнездо, в което снася 2-4 яйца в мека роговидна ципа.

Кои са основните ароморфози, възникнали при птиците в процеса на еволюция? Обяснете отговора.

ТЕСТ

По биология на тема: "Механизми на еволюцията"

опция.

Изберете един отговор:

1. Назовете явлението – пример за мимикрия.

скакалец зелен цвят

по форма и цвят мухата е подобна на пчела

цветът на гърба на обикновен хамстер е подобен на цвета на изгорялата трева

сходство между очите на главоногите и бозайниците

2. Какво не е приспособяване към условията околен свят?

висока раждаемост

висока смъртност

мимикрия

предупредително оцветяване

3. Орган, хомоложен на човешката опашна кост -

копито

крило

плавник

опашка

4. Преходната форма между земноводни и влечуги бяха:

динозаври

гущери с животински зъби

риба с перки

стегоцефалите

5. Подобни органи при животните са крайниците на бенката и

1) мечки

2) кучета

3) патици

4) гущери

6. Наличието на хомоложни и подобни органи в различни групи организми се отнася до ... доказателство за еволюция.

ембриологични

сравнително анатомични

палеонтологичен

молекулярно

7. Наличието на рудименти и атавизми в различни групи организми се отнася до ... доказателство за еволюция.

ембриологични

сравнително анатомични

палеонтологичен

молекулярно

8. Съществуването на преходни форми (например риба с перки, семенни папрати) се отнася до ... доказателство за еволюция.

ембриологични

сравнително анатомични

палеонтологичен

молекулярно

9. Твърдението, че организмите имат вродена способност да се променят под въздействието на външната среда, принадлежи към

К. Беру

Ч. Дарвин

J.-B. Ламарк

К. Линей

10. Пример за приспособимостта на животните към сезонните промени в природата е

спряна анимация на земноводни

движение на хрилете на костур

нощна дейност на таралежите

4) търсене на плячка от вълци

11. Белите дробове са развили адаптация към

1) защита от хищници

промяна на продължителността на деня

промяна в температурата на околната среда

издържа на сезонна суша

12. Какъв вид адаптация към условията на околната среда се е формирала при водолюбивата птица в процеса на еволюция?

Дълъг врат

плувна мембрана

покритие от пера

способност за летене

13. Сравнителните анатомични доказателства за еволюцията включват

хомоложни и подобни органи

клетъчна структура на живите организми

сходство на ембрионите на гръбначните животни

филогенетични серии

14. Зеленият цвят на скакалец, гъсеници на пеперуда е пример

маскиране

мимикрия

покровителствено оцветяване

предупредително оцветяване

15. Палеонтологичните доказателства за еволюцията включват:

хомоложни и подобни органи

клетъчна структура на живите организми

сходство на ембрионите на гръбначните животни

филогенетични серии

16. Отровните змии са опасни за много животни, но се ядат от мангусти и таралежи. Това е доказателство за... тела.

абсолютност

неефективност

относителността

4) универсалност

17. Дегенерацията е загуба

дебелата козина на слона

крайници при китове

храносмилателни органи при говеда тения

четири пръста на кон

18. Ароморфозата е образование

плавници

хобота на слона

акорди

упоритата опашка на маймуната

19 Идиоадаптацията е

1) възникване на половия процес

2) появата на акорд

3) образуването на хобота на слона

4) увеличаване на мозъчната маса

20. Пространственото разделяне на плодовите мухи, живеещи на Хавайските острови, е пример за ... изолация

етологичен

географски

механичен

екологичен

Свържете пътя с примерите, които го илюстрират.

Пример

път на еволюция

А) появата на многоклетъчност

1) ароморфоза

Б) поява на пълзящо стъбло

2) идиоадаптация

В) загуба на корени, листа, хлорофил в додър

3) дегенерация

Г) образуване на плавници в тюлени

Г) поява на фотосинтеза

Д) образуването на хобота на слона

Ж) образуването на трикамерно сърце

Свържете критериите за вида с характеристиките на африканския щраус

Характеристики на бялата стърчиопашка

Преглед на критерий

А) Растенията са обичайна храна, но понякога яде и дребни животни

1) морфологичен

Б) краката са мощни, двупръсти; свободно оперение

2) екологичен

В) живее в открити савани и полупустини

Г) голяма птица с тегло до 90 кг., До 3 метра височина

Г) клюнът е прав и плосък; големи очи с гъсти мигли

Д) може дълго времеправи без вода, но понякога охотно пие и обича да плува

Установете последователност, която отразява еволюцията на растенията

многоклетъчни водорасли

едноклетъчни водорасли

папрати

псилофити

цъфтеж

бриофити

24. Намерете грешки в дадения текст. Посочете номерата на предложенията, в които са направени, коригирайте ги.

1) Птиците са еволюирали от древни земноводни през мезозойската ера. 2) Фосилната преходна форма е стегоцефалът, който е открит като вкаменелости. 3) Той имаше крила, оперение, слети ключици. 4) Следната алогенеза допринесе за появата на птиците: четирикамерно сърце, постоянна телесна температура и диференциация на дихателните пътища. 5) Находките от преходни вкаменелости са палеонтологично доказателство за еволюцията органичен свят

25. Какви критерии за тип са описани в текста по-долу? Обяснете отговора.

Птицата киви обитава гъстите влажни гори на Нова Зеландия. От всички щраусове кивито е най-малкото (височина 55 см, тегло до 3,5 кг). Крилата практически липсват, остатъците им са скрити в оперението, подобно на косми. Краката са къси и широко раздалечени, така че кивито се движи като играчка с часовников механизъм. Клюнът е дълъг, ноздрите са изместени към края. Кивито се хранят главно с земни червеи, като намират плячка с помощта на обонянието си. Женската обикновено снася едно огромно (до 500 g) яйце в плоско гнездо. Мъжкият инкубира яйцето.

26. Кои са основните ароморфози, възникнали при земноводните в процеса на еволюция? Посочете поне четири ароморфози.

Появата на адаптации в резултат на естествения подбор

Адаптациите са свойствата и характеристиките на организмите, които осигуряват адаптация към средата, в която живеят тези организми. Адаптацията се нарича още процес на адаптация.По-горе разгледахме как някои адаптации възникват в резултат на естествения подбор. Популациите на брезовия молец са се адаптирали към промените външни условияпоради натрупването на тъмни цветни мутации. В човешките популации, населяващи маларийни зони, адаптацията е възникнала поради разпространението на мутацията на сърповидноклетъчните клетки. И в двата случая адаптацията се постига чрез действието на естествения подбор.

В този случай наследствената изменчивост, натрупана в популациите, служи като материал за селекция. Тъй като различните популации се различават една от друга по набора от натрупани мутации, те се адаптират различно към едни и същи фактори на околната среда. По този начин африканските популации са се адаптирали към живота в предразположени към малария райони чрез натрупване на мутации на сърповидно-клетъчна анемия. HbS, а в популациите, населяващи Югоизточна Азия, резистентността към маларията се формира на основата на натрупването на редица други мутации, които в хомозиготно състояние също причиняват заболявания на кръвта, а в хетерозиготно – осигуряват защита срещу малария.

Тези примери илюстрират ролята на естествения подбор във формирането на адаптациите. Трябва обаче ясно да се разбере, че това са специални случаи на относително прости адаптации, които възникват поради селективното възпроизвеждане на носители на единични „полезни“ мутации. Малко вероятно е повечето адаптации да са възникнали по този начин.

Защитно, предупредително и имитиращо оцветяване.Помислете например за такива широко разпространени адаптации като покровителствено, предупредително и имитиращо оцветяване (мимикрия).
Защитно оцветяванепозволява на животните да станат невидими, сливайки се със субстрата. Някои насекоми са поразително подобни на листата на дърветата, на които живеят, други приличат на изсушени клонки или тръни по стволовете на дърветата. Тези морфологични адаптации се допълват от поведенчески адаптации. Насекомите избират да скрият точно онези места, където са по-малко видими.

Неядливи насекоми и отровни животни - змии и жаби, имат ярка, предупредително оцветяване. Хищник, веднъж изправен пред такова животно, свързва този вид оцветяване с опасност за дълго време. Това се използва от някои неотровни животни. Те придобиват поразителна прилика с отровни и по този начин намаляват опасността от хищници. Вече имитира цвета на усойницата, мухата имитира пчелата. Това явление се нарича мимикрия.

Как се появиха всички тези невероятни устройства? Малко вероятно е една-единствена мутация да осигури толкова точно съответствие между крило на насекомо и живо листо, между муха и пчела. Невероятно е, че една-единствена мутация би накарала едно покровителствено оцветено насекомо да се скрие точно върху листата, на които прилича. Очевидно такива адаптации като защитно и предупредително оцветяване и мимикрия са възникнали чрез постепенната селекция на всички онези малки отклонения във формата на тялото, в разпределението на определени пигменти, във вроденото поведение, които са съществували в популациите на предците на тези животни. Една от най-важните характеристики на естествения подбор е неговата кумулативна- способността му да натрупва и засилва тези отклонения в редица поколения, като сумира промени в отделните гени и системите от организми, контролирани от тях.

Най-интересният и труден проблем са началните етапи на появата на адаптациите. Ясно е какви предимства дава почти перфектното подобие на богомолка със сух клон. Но какви предимства би могъл да има неговият далечен прародител, който само отдалече приличаше на клонка? Толкова ли са глупави хищниците, че могат да бъдат измамени толкова лесно? Не, хищниците в никакъв случай не са глупави и естественият подбор от поколение на поколение ги „учи“ да разпознават все по-добре триковете на плячката си. Дори перфектната прилика на съвременна богомолка с възел не му дава 100% гаранция, че нито една птица никога няма да го забележи. Въпреки това, шансовете му да избягат от хищник са по-високи от тези на насекомо с по-малко съвършено защитно оцветяване. По същия начин неговият далечен прародител, който само леко прилича на възел, имаше малко по-висок шанс за живот от неговия роднина, който изобщо не приличаше на възел. Разбира се, птицата, която седи до него, лесно ще го забележи в ясен ден. Но ако денят е мъглив, ако птицата не седи наблизо, а лети и реши да не губи време за това, което може да е богомолка или може да е възел, тогава минималната прилика спасява живота на носителя на това едва забележима прилика. Неговите потомци, които наследяват тази минимална прилика, ще бъдат по-многобройни. Делът им в населението ще се увеличи. Това ще затрудни живота на птиците. Сред тях тези, които ще разпознаят по-точно камуфлажната плячка, ще станат по-успешни. Влиза в действие същият принцип на Червената кралица, който обсъждахме в параграфа за борбата за съществуване. За да се запази предимството в борбата за живот, постигнато чрез минимално сходство, плячката трябва да се смени.

Естественият подбор улавя всички онези малки промени, които увеличават сходството в цвета и формата със субстрата, приликата между ядлив види онзи неядлив вид, който имитира. Трябва да се има предвид, че различни видовехищниците се наслаждават различни методитърсене на плячка. Някои обръщат внимание на формата, други на цвета, някои имат цветно зрение, трети не. Ето защо естествен подборавтоматично подобрява, доколкото е възможно, приликата между имитатор и модел и води до онези невероятни адаптации, които наблюдаваме в дивата природа.

Появата на сложни адаптации.Много адаптации се оказват сложни и целенасочено планирани устройства. Как може такава сложна структура като човешкото око да е възникнала чрез естествен подбор на произволно възникващи мутации?

Учените предполагат, че еволюцията на окото е започнала с малки групи от светлочувствителни клетки на повърхността на тялото на нашите много далечни предци, живели преди около 550 милиона години. Способността да различават светлината и тъмнината със сигурност е била полезна за тях, увеличавайки шансовете им за живот в сравнение с напълно слепите им роднини. Случайно изкривяване на "визуалната" повърхност подобри зрението, което даде възможност да се определи посоката към източника на светлина. Появи се окуляр. Новопоявилите се мутации могат да доведат до стесняване и разширяване на отвора на зрителната чаша. Стесняването постепенно подобрява зрението - светлината започва да преминава през тесен отвор. Както можете да видите, всяка стъпка повишаваше годността на онези индивиди, които се промениха в „правилната“ посока. Светлочувствителните клетки образуват ретината. С течение на времето в предната част на очната ябълка се е образувала леща, която действа като леща. Очевидно изглеждаше като прозрачна двуслойна структура, пълна с течност.

Учените са се опитали да симулират този процес на компютър. Те показаха, че око като сложното око на мида може да еволюира от слой фоточувствителни клетки със сравнително мека селекция само за 364 000 поколения. С други думи, животни, които сменят поколенията всяка година, биха могли да образуват напълно развито и оптически перфектно око за по-малко от половин милион години. Това е много кратък период за еволюция, като се има предвид, че средната възраст на един вид в мекотелите е няколко милиона години.

Всички предполагаеми етапи в еволюцията на човешкото око могат да бъдат намерени сред живите животни. Еволюцията на окото следва различни пътища различни видовеживотни. Чрез естествен подбор, много различни формиочи, а човешкото око е само едно от тях, а не най-съвършеното

Ако внимателно разгледаме конструкцията на окото на човека и другите гръбначни животни, ще открием редица странни несъответствия. Когато светлината навлезе в човешкото око, тя преминава през лещата и върху светлочувствителните клетки в ретината. Светлината трябва да премине през гъста мрежа от капиляри и неврони, за да достигне фоторецепторния слой. Изненадващо, но нервните окончания се приближават до фоточувствителните клетки не отзад, а отпред! Освен това, нервните окончания се събират в зрителния нерв, който се простира от центъра на ретината и по този начин създава сляпо петно. За да компенсира засенчването на фоторецепторите от неврони и капиляри и да се отървем от сляпото петно, нашето око непрекъснато се движи, изпращайки серия от различни проекции на едно и също изображение към мозъка. Нашият мозък извършва сложни операции, като добавя тези изображения, изважда сенките и изчислява реалната картина. Всички тези трудности биха могли да бъдат избегнати, ако нервните окончания се приближават до невроните не отпред, а отзад, както например при октопод.

Самото несъвършенство на окото на гръбначните животни хвърля светлина върху механизмите на еволюция чрез естествен подбор. Вече казахме повече от веднъж, че подборът винаги действа „тук и сега“. Той сортира различни вариантивече съществуващи структури, избирайки и сглобявайки най-доброто от тях: най-доброто от "тук и сега", независимо от това в какво могат да се превърнат тези структури в далечното бъдеще. Следователно ключът към обяснението както на съвършенствата, така и на несъвършенствата на съвременните структури трябва да се търси в миналото. Учените смятат, че всички съвременни гръбначни животни произлизат от животни като ланцетника. В ланцетника светлочувствителните неврони са разположени в предния край на невралната тръба. Пред тях има нервни и пигментни клетки, които покриват фоторецепторите от светлина, влизаща отпред. Ланцетът получава светлинни сигнали, идващи от страните на прозрачното му тяло. Може да се предположи, че общият прародител на окото на гръбначните животни е бил подреден по подобен начин. Тогава тази плоска структура започна да се трансформира в чаша за очи. Предната част на невралната тръба стърчеше навътре, а невроните, които бяха пред рецепторните клетки, се появяваха върху тях. Процесът на развитие на окото в ембрионите на съвременните гръбначни животни в известен смисъл възпроизвежда последователността от събития, случили се в далечното минало.

Еволюцията не създава нови конструкции "от нулата", тя променя (често неузнаваемо променя) стари конструкции, така че всеки етап от тези промени е адаптивен. Всяка промяна трябва да повиши годността на своите носители или поне да не я намали. Тази особеност на еволюцията води до постоянно усъвършенстване на различни структури. То е и причина за несъвършенството на много адаптации, странни несъответствия в структурата на живите организми.

Трябва обаче да се помни, че всички адаптации, независимо колко перфектни могат да бъдат, са относителни. Ясно е, че развитието на способността за летене не е много добре комбинирано със способността за бързо бягане. Следователно птиците, които имат най-добра способност да летят, са лоши бегачи. Напротив, щраусите, които не могат да летят, тичат много добре. Адаптирането към определени условия може да бъде безполезно или дори вредно, когато се появят нови условия. Въпреки това условията на живот се променят постоянно и понякога много драматично. В тези случаи натрупаните по-рано адаптации могат да попречат на образуването на нови, което може да доведе до изчезване на големи групи организми, както се случи преди повече от 60-70 милиона години с някога много многобройните и разнообразни динозаври.

Тест "Адаптивни характеристики на живите организми"

1. Разширете съдържанието на понятието „приспособимост на даден вид към условията на околната среда“.

2. Избройте основните видове адаптации на организмите към околната среда.

3. Попълнете горната диаграма на еволюционния механизъм за поява на мимикрия

Малък положителен - __________________________

Мимикрия - ________________________________________________

В резултат на това беззащитен изглед - _________________________

________________________________________________

четири . Сравнете такива видове оцветяване като предупредително оцветяване, защитно оцветяване и мимикрия, като обърнете особено внимание на техните отличителни черти. Дайте примери за животни, които имат такива адаптации. Напълнете масата. 5 . Отговорете дали поведението на животното попада в обхвата на естествения подбор. Ако да, моля, дайте пример. 6. Вмъкнете липсващата дума. Основната последица от придобиването на адаптации е състоянието на _________________ организми към околната среда

Защитно оцветяване

Предупредително оцветяване

Еволюция(от лат. evolutio - "разгръщане") - процесът на развитие на всички живи организми, който се придружава генетични промени, адаптации, модификации и изчезване на отделни популации и видове, което води до промени в екосистемии биосферав общи линии.

Схема на еволюцията на живите организми на Земята.

Днес има няколко основни теории на еволюцията. Най-често срещаният е синтетична теория на еволюцията(STE) е синтез Еволюционната теория на Дарвини популационна генетика. STEобяснява връзката между начин на еволюция (генетични мутации)и механизъм на еволюция (естествен подбор според Дарвин). STE определя еволюцията като процес, по време на който честотата на алелите на гените се променя за период от време, който значително надвишава продължителността на живота на един член от популацията.

Същността на еволюционната теория на Чарлз Дарвин, който я формулира в своя труд "Произход на видовете"(1859) е, че основният "двигател" на еволюцията е естественият подбор, процес, състоящ се от три фактора:

1) В популациите се раждат повече потомци, отколкото могат да оцелеят, предвид условията на околната среда (количеството храна, наличието на живи същества, които се хранят с този вид и т.н.);

2) Различните организми имат различни черти, които влияят върху способността за оцеляване и размножаване;

3) Горните черти се унаследяват.

Тези три фактора обясняват появата на вътрешновидова конкуренция и селективното изчезване (елиминиране) на онези индивиди, които са най-малко адаптирани към оцеляване. Така само най-силните оставят потомство, което води до постепенна еволюция на всички живи същества.

Естественият подбор е единственият фактор, който обяснява адаптацията на всички живи същества, но не е единствената причина за еволюцията. Други също толкова важни причини са мутации, генен поток и генетичен дрейф.

Появата на адаптации в резултат на естествения подбор

Адаптациите са свойствата и характеристиките на организмите, които осигуряват адаптация към средата, в която живеят тези организми. Адаптацията се нарича още процес на адаптация.По-горе разгледахме как някои адаптации възникват в резултат на естествения подбор. Популациите на брезовия молец са се адаптирали към променените външни условия поради натрупването на тъмни цветни мутации. В човешките популации, населяващи маларийни зони, адаптацията е възникнала поради разпространението на мутацията на сърповидноклетъчните клетки. И в двата случая адаптацията се постига чрез действието на естествения подбор.

В този случай наследствената изменчивост, натрупана в популациите, служи като материал за селекция. Тъй като различните популации се различават една от друга по набора от натрупани мутации, те се адаптират различно към едни и същи фактори на околната среда. По този начин африканските популации са се адаптирали към живота в предразположени към малария райони чрез натрупване на мутации на сърповидно-клетъчна анемия. HbS, а в популациите, населяващи Югоизточна Азия, резистентността към маларията се формира на основата на натрупването на редица други мутации, които в хомозиготно състояние също причиняват заболявания на кръвта, а в хетерозиготно – осигуряват защита срещу малария.

Тези примери илюстрират ролята на естествения подбор във формирането на адаптациите. Трябва обаче ясно да се разбере, че това са специални случаи на относително прости адаптации, които възникват поради селективното възпроизвеждане на носители на единични „полезни“ мутации. Малко вероятно е повечето адаптации да са възникнали по този начин.

Защитно, предупредително и имитиращо оцветяване.Помислете например за такива широко разпространени адаптации като покровителствено, предупредително и имитиращо оцветяване (мимикрия).
Защитно оцветяванепозволява на животните да станат невидими, сливайки се със субстрата. Някои насекоми са поразително подобни на листата на дърветата, на които живеят, други приличат на изсушени клонки или тръни по стволовете на дърветата. Тези морфологични адаптации се допълват от поведенчески адаптации. Насекомите избират да скрият точно онези места, където са по-малко видими.

Неядливи насекоми и отровни животни - змии и жаби, имат ярка, предупредително оцветяване. Хищник, веднъж изправен пред такова животно, свързва този вид оцветяване с опасност за дълго време. Това се използва от някои неотровни животни. Те придобиват поразителна прилика с отровни и по този начин намаляват опасността от хищници. Вече имитира цвета на усойницата, мухата имитира пчелата. Това явление се нарича мимикрия.

Как се появиха всички тези невероятни устройства? Малко вероятно е една-единствена мутация да осигури толкова точно съответствие между крило на насекомо и живо листо, между муха и пчела. Невероятно е, че една-единствена мутация би накарала едно покровителствено оцветено насекомо да се скрие точно върху листата, на които прилича. Очевидно такива адаптации като защитно и предупредително оцветяване и мимикрия са възникнали чрез постепенната селекция на всички онези малки отклонения във формата на тялото, в разпределението на определени пигменти, във вроденото поведение, които са съществували в популациите на предците на тези животни. Една от най-важните характеристики на естествения подбор е неговата кумулативна- способността му да натрупва и засилва тези отклонения в редица поколения, като сумира промени в отделните гени и системите от организми, контролирани от тях.

Най-интересният и труден проблем са началните етапи на появата на адаптациите. Ясно е какви предимства дава почти перфектното подобие на богомолка със сух клон. Но какви предимства би могъл да има неговият далечен прародител, който само отдалече приличаше на клонка? Толкова ли са глупави хищниците, че могат да бъдат измамени толкова лесно? Не, хищниците в никакъв случай не са глупави и естественият подбор от поколение на поколение ги „учи“ да разпознават все по-добре триковете на плячката си. Дори перфектната прилика на съвременна богомолка с възел не му дава 100% гаранция, че нито една птица никога няма да го забележи. Въпреки това, шансовете му да избягат от хищник са по-високи от тези на насекомо с по-малко съвършено защитно оцветяване. По същия начин неговият далечен прародител, който само леко прилича на възел, имаше малко по-висок шанс за живот от неговия роднина, който изобщо не приличаше на възел. Разбира се, птицата, която седи до него, лесно ще го забележи в ясен ден. Но ако денят е мъглив, ако птицата не седи наблизо, а лети и реши да не губи време за това, което може да е богомолка или може да е възел, тогава минималната прилика спасява живота на носителя на това едва забележима прилика. Неговите потомци, които наследяват тази минимална прилика, ще бъдат по-многобройни. Делът им в населението ще се увеличи. Това ще затрудни живота на птиците. Сред тях тези, които ще разпознаят по-точно камуфлажната плячка, ще станат по-успешни. Влиза в действие същият принцип на Червената кралица, който обсъждахме в параграфа за борбата за съществуване. За да се запази предимството в борбата за живот, постигнато чрез минимално сходство, плячката трябва да се смени.

Естественият подбор улавя всички онези малки промени, които увеличават сходството в цвета и формата със субстрата, приликата между ядливите видове и негодни за консумация, които имитира. Трябва да се има предвид, че различните видове хищници използват различни методи за намиране на плячка. Някои обръщат внимание на формата, други на цвета, някои имат цветно зрение, трети не. Така естественият подбор автоматично подобрява, доколкото е възможно, приликата между имитатор и модел и води до онези невероятни адаптации, които виждаме в природата.

Появата на сложни адаптации.Много адаптации се оказват сложни и целенасочено планирани устройства. Как може такава сложна структура като човешкото око да е възникнала чрез естествен подбор на произволно възникващи мутации?

Учените предполагат, че еволюцията на окото е започнала с малки групи от светлочувствителни клетки на повърхността на тялото на нашите много далечни предци, живели преди около 550 милиона години. Способността да различават светлината и тъмнината със сигурност е била полезна за тях, увеличавайки шансовете им за живот в сравнение с напълно слепите им роднини. Случайно изкривяване на "визуалната" повърхност подобри зрението, което даде възможност да се определи посоката към източника на светлина. Появи се окуляр. Новопоявилите се мутации могат да доведат до стесняване и разширяване на отвора на зрителната чаша. Стесняването постепенно подобрява зрението - светлината започва да преминава през тесен отвор. Както можете да видите, всяка стъпка повишаваше годността на онези индивиди, които се промениха в „правилната“ посока. Светлочувствителните клетки образуват ретината. С течение на времето в предната част на очната ябълка се е образувала леща, която действа като леща. Очевидно изглеждаше като прозрачна двуслойна структура, пълна с течност.

Учените са се опитали да симулират този процес на компютър. Те показаха, че око като сложното око на мида може да еволюира от слой фоточувствителни клетки със сравнително мека селекция само за 364 000 поколения. С други думи, животни, които сменят поколенията всяка година, биха могли да образуват напълно развито и оптически перфектно око за по-малко от половин милион години. Това е много кратък период за еволюция, като се има предвид, че средната възраст на един вид в мекотелите е няколко милиона години.

Всички предполагаеми етапи в еволюцията на човешкото око могат да бъдат намерени сред живите животни. Еволюцията на окото е следвала различни пътища при различните видове животни. Естественият подбор е произвел много различни форми на окото независимо и човешкото око е само една от тях, а не най-съвършената.

Ако внимателно разгледаме конструкцията на окото на човека и другите гръбначни животни, ще открием редица странни несъответствия. Когато светлината навлезе в човешкото око, тя преминава през лещата и върху светлочувствителните клетки в ретината. Светлината трябва да премине през гъста мрежа от капиляри и неврони, за да достигне фоторецепторния слой. Изненадващо, но нервните окончания се приближават до фоточувствителните клетки не отзад, а отпред! Освен това, нервните окончания се събират в зрителния нерв, който се простира от центъра на ретината и по този начин създава сляпо петно. За да компенсира засенчването на фоторецепторите от неврони и капиляри и да се отървем от сляпото петно, нашето око непрекъснато се движи, изпращайки серия от различни проекции на едно и също изображение към мозъка. Нашият мозък извършва сложни операции, като добавя тези изображения, изважда сенките и изчислява реалната картина. Всички тези трудности биха могли да бъдат избегнати, ако нервните окончания се приближават до невроните не отпред, а отзад, както например при октопод.

Диаграма на структурата на окото на гръбначните животни. Нервните окончания се приближават до фоторецепторите отпред и ги закриват.

Самото несъвършенство на окото на гръбначните животни хвърля светлина върху механизмите на еволюция чрез естествен подбор. Вече казахме повече от веднъж, че подборът винаги действа „тук и сега“. Той сортира различните варианти на вече съществуващи структури, като избира и събира най-доброто от тях: най-доброто от "тук и сега", независимо от това в какво могат да се превърнат тези структури в далечното бъдеще. Следователно ключът към обяснението както на съвършенствата, така и на несъвършенствата на съвременните структури трябва да се търси в миналото. Учените смятат, че всички съвременни гръбначни животни произлизат от животни като ланцетника. В ланцетника светлочувствителните неврони са разположени в предния край на невралната тръба. Пред тях има нервни и пигментни клетки, които покриват фоторецепторите от светлина, влизаща отпред. Ланцетът получава светлинни сигнали, идващи от страните на прозрачното му тяло. Може да се предположи, че общият прародител на окото на гръбначните животни е бил подреден по подобен начин. Тогава тази плоска структура започна да се трансформира в чаша за очи. Предната част на невралната тръба стърчеше навътре, а невроните, които бяха пред рецепторните клетки, се появяваха върху тях. Процесът на развитие на окото в ембрионите на съвременните гръбначни животни в известен смисъл възпроизвежда последователността от събития, случили се в далечното минало.

Еволюцията не създава нови конструкции "от нулата", тя променя (често неузнаваемо променя) стари конструкции, така че всеки етап от тези промени е адаптивен. Всяка промяна трябва да повиши годността на своите носители или поне да не я намали. Тази особеност на еволюцията води до постоянно усъвършенстване на различни структури. То е и причина за несъвършенството на много адаптации, странни несъответствия в структурата на живите организми.

Трябва обаче да се помни, че всички адаптации, независимо колко перфектни могат да бъдат, са относителни. Ясно е, че развитието на способността за летене не е много добре комбинирано със способността за бързо бягане. Следователно птиците, които имат най-добра способност да летят, са лоши бегачи. Напротив, щраусите, които не могат да летят, тичат много добре. Адаптирането към определени условия може да бъде безполезно или дори вредно, когато се появят нови условия. Въпреки това условията на живот се променят постоянно и понякога много драматично. В тези случаи натрупаните по-рано адаптации могат да попречат на образуването на нови, което може да доведе до изчезване на големи групи организми, както се случи преди повече от 60-70 милиона години с някога много многобройни и разнообразни динозаври.

1. Определете адаптацията.

2. Кой еволюционен фактор играе решаваща роля при формирането на адаптациите?

3. Могат ли сложни адаптации да възникнат от единични мутации?

4. Може ли генетичният дрейф да доведе до адаптации?

5. Дайте примери за различни познати ви адаптации и се опитайте да възстановите историята на тяхното възникване.

6. Каква е причината за несъвършенството на някои адаптации?