Проект по биологии на тему "Мастера камуфляжа" (7 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города

     Новосибирска «Средняя общеобразовательная школа № 196»

                      Проект

                                 по биологии

                       Тема:

            Мастера камуфляжа

                                                  Выполнил:

                                                  Олейник Роман

                                                  ученик 7 «А» класса  МБОУ СОШ №196

                                                  Руководитель:

                                                  Пономаренко Ирина Юрьевна

                                                  учитель биологии высшей

                                                  квалификационной категории

                                      г. Новосибирск

                                               2019

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ3

1. Адаптации организмов к условиям обитания 4

1.1. Понятие адаптации 4

1.2. Формы адаптации 5

1.2.1. Морфологические адаптации 5

1.2.2. Биохимические адаптации 8

       1.2.3. Физиологические адаптации.8

       1.2.4. Поведенческие адаптации. 9

2. Мастера камуфляжа 11

2.1. Понятие «мастер» и «камуфляж»11

2.2. Механизмы камуфляжа 12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 15

ВВЕДЕНИЕ

Жизнь в дикой природе – нелегкая борьба за существование, поэтому маскировка это нередко единственный способ выжить.

Природный камуфляж позволяет животному оставаться незамеченым. Подобный способ маскировки очень популярен в животном  мире. Каждый организм обладает тем или иным приспособлением, позволяющим ему существовать в определенных условиях среды. 

Актуальность нашего проекта заключается в понимании значения механизмов приспособления живых организмов к условиям окружающей среды.

Цель – выяснить, что такое адаптация организмов к окружающей среде, какую роль она занимает в борьбе за выживание.

 Гипотеза: адаптация необходима животным, чтобы выжить.

Задачи:

1)                Дать определение понятию адаптация.

2)                Изучить различные формы приспособленности организмов к окружающей среде.

3)                Рассмотреть более подробно те механизмы адаптации, которые позволяют организмам слиться с окружающей средой.

4)                Выяснить значение адаптации для живых организмов.

5)                Проанализировать результаты и сделать выводы.

Объект исследование – адаптация.

Предмет исследования – механизмы адаптации, помогающие живым организмам слиться с окружающей средой.

Продукт исследования – фотоальбом.

Для достижения цели мы использовали методы исследования: сбор информации, сравнение, анализ.

Глава 1. Адаптации организмов к условиям обитания

1.1.        Понятие адаптации

Термин «адаптация» происходит от латинского слова adaptatio - приспособление. Адаптация – это приспособление организма к условиям среды, которое достигается за счет  любых изменений в структуре и функциях организма, повышающих его шансы на выживание.

Адаптации всегда развивается под воздействием трех основных факторов: изменчивость, наследственность и естественный отбор.

Раньше считали, что развитие приспособлений – это ответная реакция организмов на действие факторов окружающей среды. И лишь с появлением эволюционной теории Ч. Дарвина адаптации организмов стали рассматривать как результат действия естественного отбора в определённых условиях внешней среды.

Все живые существа оптимально приспособлены к своим условиям обитания. Приспособленность повышает шансы организмов на выживание и оставление потомства, т. е. помогает таким особям выиграть борьбу за существование и передать свои гены следующим поколениям. Эволюционный процесс в любой популяции протекает в два этапа. Сначала возникает генетическое разнообразие, проявляющееся в фенотипических признаках. Затем в ходе естественного отбора сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям конкретной популяции оптимальные приспособления к условиям обитания.

Итак, способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни, так как обеспечивает и саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем.

1.2.   Формы адаптации

Поскольку условия обитания организмов разнообразны, столь же разнообразны и адаптации к ним. Приспособления затрагивают внешние и внутренние признаки и свойства организмов, особенности размножения и поведения, т. е. существует множество различных форм приспособленности организмов к окружающей среде.

Выделяют четыре основных вида адаптаций: морфологическая, биохимическая, физиологическая, поведенческая.

1.2.1.Морфологические адаптации. Эти адаптации связаны с особенностями строения тела. Морфологические приспособления с точки зрения эволюции  подразделяются на общие, которые затрагивают обычно крупные отряды, классы, типы, и специальные, связанные с более узкими условиями существования, а именно виды, группы видов. Например, возникновение крыла у птиц – это крупнейшее изменение, которое дало возможность живым организмам завоевать воздушное пространство. Впоследствии на его основе возникали вторичные и третичные адаптации, например, особенности строения крыла, связанные с типом полёта. Сравните бреющий полёт буревестника и маневренный полёт колибри, позволяющий птице зависать в воздухе в одной точке и давать задний ход.

Классическим примером приспособлений служит строение ноги у разных видов птиц. К примеру, длинные пальцы цапли позволяют ей, бродя в воде, не проваливаться в ил; перепонки между пальцами у уток помогают им легко плыть; дятел лазает по стволам деревьев, цепляясь когтями пальцев, расставленных попарно; оперенная лапа куропатки удерживает ее на рыхлом снегу; уникальная двупалая лапа африканского страуса приспособлена для быстрого бега; лапа орла с когтями, обращенными друг к другу под прямым углом, хорошо схватывает добычу.

Плоская форма тела придонных рыб и торпедообразное тело акул, густой шерстный покров у северных млекопитающих, гибкое тело у норных животных – это примеры морфологических адаптаций у животных. Подобные формы адаптаций существуют и в растительном царстве. В высокогорных районах и в тундре большинство растений имеют стелющиеся и подушковидные формы, которые устойчивы к сильным ветрам, зимой легко укрываются снегом и не повреждаются в сильные морозы.

К морфологическим адаптациям относят также такие формы приспособлений, как покровительственная окраска, предостерегающая окраска, маскировка, мимикрия.

Покровительственная окраска. Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов для многих видов животных. Она скрывает их на фоне окружающей среды. Благодаря ей животные становятся менее заметны.

Самки птиц, гнездящиеся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны яйца и птенцы у этих видов птиц, а, например, яйца аистов не имеют покровительственной окраски, потому что, как правило, недоступны для врагов.

Покровительственную окраску имеют многие виды насекомых, например, окраска крыльев ночных бабочек полностью сливается с той поверхностью, на которой они проводят дневные часы. Неразличимы в траве зелёные кузнечики, в пустыне – песочно-жёлтые ящерицы, на снегу – полярные песцы. Следует отметить, что в районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности (полярные медведи, совы, белая куропатка и многие другие).

У некоторых животных существует характерная яркая окраска, образованная чередованием светлых и тёмных полос или пятен (тигры, леопарды, пятнистые олени, детёныши кабана). Такая окраска имитирует чередования света и тени в окружающей природе и делает животных менее заметными в густых зарослях.

Предостерегающая окраска. У ряда животных вместо покровительственной окраски развивается предостерегающая, или угрожающая. Как правило, такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля, вряд ли будет пытаться сделать это снова.

Маскировка. Мастерство маскировки — это способность животных производить защитную окраску или приобретать защитные формы, которая предоставляет им максимальное сходство со средой обитания. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников.

Маскировка характерна для таких животных, как хамелеон, который может менять свою окраску в течение нескольких секунд и при самых разнообразных условиях. Морские обитатели – мастера подводной маскировки. Среди песчаного дна и разнообразной подводной флоры невозможно обнаружить животных организмов.

Некоторые птицы и млекопитающие, такие как куропатка, обычный песец, заяц-беляк и другие, приспосабливаясь к внешним условиям, меняют свой ​​летний наряд на зимний, который бывает белым, как снег, в зимние месяцы, и серо-бурым в летний период подстать окружающей среде обитания.

Мимикрия. В узком смысле мимикрия — это сходство между двумя (и более) видами организмов, которое выработалось в ходе эволюции как защитное у одного или обоих видов, т.е. подражания одного вида животного другому с целью себя обезопасить.

Другими словами, многие безобидные животные в процессе эволюции приобрели сходство с ядовитыми видами. Например, непривлекательны для насекомоядных птиц пчёлы и их подражатели – мухи-журчалки. Многие неядовитые змеи очень похожи на ядовитых, а узор на крыльях некоторых бабочек напоминает глаза хищников.

Явный пример мимикрии в узком смысле - это бабочка монарх и вице-король. В отличие от вице-короля у монарха присутствуют рыжие пятна на краях верхних крыльев и ряд белых пятен, а по чёрной кайме обоих крыльев идёт тройной ряд белых точек. У вице-короля он двойной. Гусеницы монарха ядовиты, о чём сигнализирует их яркий желто-оранжевый окрас, передающийся бабочкам. Одного раза хищникам хватает, чтобы отбить желание охотиться на обладателей предупреждающей окраски. В то время как, бабочки вице-короля не представляют ядовитой угрозы, но пользуются мимикрией для своей защиты, вводя в заблуждение своей пугающей раскраской.

В широком смысле мимикрией нередко обозначают также все резко выраженные случаи подражательной окраски и сходства животных с неодушевлёнными предметами. Это частный случай маскировки.

Примеры мимикрии встречаются среди различных представителей всего животного мира — от насекомых до млекопитающих. Одни имитируют растительность, другие — становятся подобными камней или птичьего помета. Форма тела некоторых насекомых напоминает листья, кору, веточки или колючки растений.

1.2.2.Биохимические адаптации. Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы. Пахучие вещества клопов, яды змей, пауков, скорпионов, токсины растений относятся к такого рода приспособлениям.

Биохимическими адаптациями также является появление особой структуры белков и липидов у организмов, обитающих при очень высоких или низких температурах. Подобные особенности позволяют этим организмам существовать в горячих источниках или, наоборот, в условиях вечной мерзлоты.

1.2.3.Физиологические адаптации. Эти адаптации связаны с перестройкой обмена веществ. Без них невозможно поддержание гомеостаза в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

Человек не может долго обходиться без пресной воды из-за особенностей своего солевого обмена, но птицы и рептилии, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, которые позволяют им быстро избавляться от избытка солей.

Многие пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира: при его окислении образуется большое количество воды.

1.2.4.Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование. Затаивание или отпугивающее поведение при приближении врага, запасание корма на неблагоприятный период года, спячка животных и сезонные миграции, позволяющие пережить холодный или засушливый период, – это далеко не полный перечень разнообразных типов поведения, возникающих в ходе эволюции как приспособления к конкретным условиям существования.

Следует отметить, что многие виды адаптаций формируются параллельно. Например, защитное действие покровительственной или предупреждающей окраски значительно повышается при сочетании её с соответствующим поведением. Животные, имеющие покровительственную окраску, в минуту опасности замирают. Предостерегающая окраска, наоборот, сочетается с демонстративным поведением, отпугивающим хищника.

Особую важность имеют поведенческие адаптации, связанные с продолжением рода. Брачное поведение, выбор партнёра, образование семьи, забота о потомстве – эти типы поведения являются врождёнными и характерными для отдельного каждого вида.

Все типы адаптаций имеют относительный характер. Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания, будь это пустыня или экваториальные леса, морские глубины или саванны. Каждый организм имеет множество адаптаций, которые образовывались в результате действия естественного отбора во вполне определённых условиях среды. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т. е. адаптации имеют относительную целесообразность. Белая зимняя окраска зайцев становится опасной в периоды оттепелей или в малоснежные зимы. Если внешние условия изменятся очень резко, новые адаптации не успеют сформироваться, что приведёт к вымиранию больших групп организмов, как это случилось более 60 млн. лет назад с динозаврами.

Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых видов.

Глава 2. Мастера камуфляжа

2.1. Понятие «мастер» и «камуфляж»

1. Мастер – искусный, опытный в каком-нибудь деле человек.

2. Человека, чье ремесло и изделия превращались в произведение искусства, называли Мастером.

3. Мастер – это человек, достигший высокого мастерства (искусства) в своем деле, вкладывающий в свой труд смекалку, творчество, делающий предметы необычные и оригинальные.

Таким образом, мастера – это те, которые лучше, чем другие, что-то делают.

1.   Камуфляж (от французского слова  camouflage — «маскировка») — маскировочная окраска, применяемая для уменьшения заметности людей, вооружений, техники, сооружений за счёт разбивания силуэта изделия или предмета.

2.   Камуфляж – военный  способ маскировки, заключающийся в окраске орудий, судов, зданий и т. п. пятнами, полосами и т. п., искажающими их очертания и затрудняющими их обнаружение.

3.   Камуфляж — также защитный окрас животных, появившийся в результате приспособления к окружающей среде.

4.   Камуфляж (в переносном значении) - обманные действия, маскировка какой-нибудь деятельности, поступков.

             Таким образом, камуфляж – это защита от кого-либо, нежелание себя обнаружить, обман с какой-либо целью.

             Итак, мастера камуфляжа – это те, у которых лучше, чем у других, получается спрятаться и стать незамеченным на фоне окружающей среды с целью выжить.

Миллионы лет эволюции сделали из некоторых представителей животного мира настоящих мастеров камуфляжа, или, другими словами, мастеров маскировки.

2.2. Механизмы камуфляжа

В теоретической части мы описали все виды адаптаций. Но, исходя из темы нашей работы, в качестве исследования нас интересуют только три формы морфологического вида адаптации организмов к условиям окружающей среды. Это покровительственная окраска, маскировка и мимикрия в широком смысле.

Иногда эти три термина выступают как синонимы, иногда покровительственная окраска и мимикрия выступают как часть понятия маскировки, а иногда все эти три формы приспособлений подразумеваются под одним определением мимикрия.

Таким образом, можно сказать, что все эти понятия тесно связаны между собой и дополняют друг друга. Но в рамках нашей работы мы их условно разделим.

Покровительственная окраска – это неизменная, постоянная защитная окраска животного, которая делает его незаметным  в местах обитания (см. фото…. ). Покровительственная окраска, с одной стороны, это вид пассивной защиты от природных хищников, а, с другой стороны, это помощь в охоте, чтобы остаться незамеченным для своей добычи.

Мимикрия один из видов покровительственной окраски и формы животного, при котором и окраска, и форма подражает по цвету и фактуре окружающей среде (см. фото …..).

Все эти живые организмы при наличии характерной окраски и специфической формы, которые уже сами по себе помогают им скрыться на фоне внешней среды,  выбирают именно те места, где буквально происходит слияние организма с природой.

Маскировка - один из видов покровительственной окраски и формы животного, позволяющей ему «слиться» с окружающей средой в целях защиты (см. фото …..).  Это определяется тем фактором, что животный организм не только обладает покровительственной окраской и может принять ту или иную форму окружающей среды, но и может изменить или подобрать более или менее подходящую окраску. Такие животные могут менять свою окраску по разным причинам.

Например, хамелеон способен изменить свою окраску согласно окружающей среде.  В слоях его кожи находятся пигментные клетки, содержащие красители. С их помощью хамелеон может менять окраску кожи. Это необычное животное меняет цвет в зависимости от окраски окружающей среды, температуры или при раздражении. Хамелеон может изменить свой цвет в течение 15 минут. Состояние его пигментных клеток регулируется нервной системой.

Другие животные, например, осьминоги и кальмары, способные изменить окраску тела в течение нескольких секунд, поскольку их пигментные клетки также регулируются нервной системой. Камбала и палтус, имитирующие окраску морского дна, частично зарываются в песок, чтобы усилить эффект маскировки. Если такую ​​рыбу положить, например, на шахматную доску, то ее тело покроется черно — белыми квадратиками. 

Отдельно нужно отметить сезонную маскировку. Это сезонная окраска некоторых животных. Например, беляка спасает белая шуба под цвет снега, а русак на поле похож на пенек или камень, припорошенный снегом. С одной стороны, это покровительственная окраска, благодаря которой животное становится незамеченным на фоне окружающей среды, а с другой стороны, – это способ приспособления к определенным условиям, т.е. временам года.

В результате нашего исследования, мы убедились в том, что не так просто  найти  животных, которые не очень-то хотят быть найденными. Таким образом, если живой организм приспособился к условиям окружающей среды, то это помогает ему и его потомству выжить.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе нашей исследовательской деятельности мы обнаружили, что живые организмы обладают невероятными и оригинальными способностями к маскировке. И эта способность живого организма - проявить свои механизмы приспособления к окружающей среде в нужное время и в нужном месте - направлены на одну единственную цель - остаться незамеченным, чтобы выжить.

Чем выше уровень адаптации животного или насекомого, тем выше его шансы на выживание в этом мире.

Такая тесная взаимосвязь между механизмами приспособления и выживаемостью показывает нам, что при условии резкого изменения окружающей среды, когда выработанные за поколения механизмы адаптации перестанут себя оправдывать, будет снижаться и уровень выживаемости организмов.

Таким образом, наша гипотеза: адаптация необходима животным, чтобы выжить, - доказана, задачи выполнены, а актуальность оправдана.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.     Мир животных с Николаем Дроздовым / Н.Н. Дроздов, А.К. Макеев; худож. Ю.А. Станишевский, Е.А. Журавлев, О.А. Герасина и др. – М.: АСТ: Астрель, 2007. – 382c.

2.     Общая биология. Базовый уровень:  учеб. для 10-11 кл. общеобразовательных учреждений / В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова; под ред. акад. РАЕН, проф. В.Б. Захарова. – М.: Дрофа,  2005. – 368с.

3.     Энциклопедический словарь юного натуралиста / Сост. А.Г. Рогожкин. – М.: Педагогика, 1981. – 406с.

4.     Я познаю мир. Животные: Дет. энцикл. / Авт.-сост. П.Р. Ляхов; Худож. А.В. Кардашук, Е.В. Дедова. – М.: ООО «Издательство АСТ», 2001. – 542 с.

5.     Википедия https://ru.wikipedia.org/

6.     https://flytothesky.ru

7.     https://pitomci.temadnya.com

8.     https://fishki.net

9.     https://morefactov.ru

10. http://www.pominika.ru