СПРАВОЧНИК ПО МОРФОЛОГИИ, ФИЗИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ
На нашем сайте Вы можете познакомиться с информацией по морфологии, физиологии и экологии дневных бабочек, включая:
Морфология бабочек
- Этимология названия
- Общая численность
- Размеры
- Строение тела
- Строение крыльев
- Внутренние органы
- Пигменты и окраска крыльев
- Полиморфизм окраски
Физиология бабочек
- Полёт
- Питание
- Размножение
- Жизненный цикл
- Куколка и имаго
- Распространение
- Территориальное поведение
- Миграции
- Взаимоотношения с другими организмами
Экология бабочек
- Защита от хищников
- Роль в природе
- Систематика и классификация
- Охрана
- Экономическое значение
- В культуре человечества
Полиморфизм и изменчивость
Одним из типов изменчивости является полиморфизм. Полиморфизм возникает, когда в одном виде бабочек встречаются несколько различных форм, не связанных между собой переходами. Примером полиморфизма является большая перламутровка (Argynnis paphia), у которой самцы имеют одинаковую окраску, а самки могут быть двух форм.
Пример полиморфизма
Помимо обычных рыжих самок, встречается тёмная форма valesina с зеленовато-серым фоном крыльев.
Если отличия между формами ограничиваются лишь цветом окраски, это называется дихроизмом или полихроизмом.
Сезонный полиморфизм
В некоторые годы под воздействием температуры куколки могут изменить окраску и рисунок крыльев, проявляя сезонный диморфизм. Примером является пестрокрыльница изменчивая (Araschnia levana), у которой весеннее и летнее поколение имеют различную окраску.
Сезонный полиморфизм проявляется в различной окраске крыльев у разных поколений в зависимости от погодных условий.
Сезонные изменения в окраске бабочек
Изменение окраски в разные сезоны связано не только с температурным режимом, но и с состоянием куколки. Количество пигмента в крыльях бабочки зависит от содержания гормона 20-гидроксиэкдизона в куколке – весной его вырабатывается меньше, а летом больше.
Сезонный полиморфизм
Явления сезонного полиморфизма не всегда являются связными с действием низких температур на куколку. У многих тропических видов чешуекрылых имеются формы дождливого и сухого сезонов.
Температурные формы и аберрации
У некоторых видов умеренных широт также имеются сезонные различия во внешности бабочек различных поколений, хотя ни одно из них не подвергалось воздействию низких температур во время стадии куколки. Таковыми являются желтушка луговая, голубянка икар, бархатка, перламутровка селена и некоторые другие.
В подобных случаях сезонные различия между бабочками различных поколений могут зависеть от разницы в условиях жизни гусениц и от неодинаковой температуры окружающей среды, действию которой подвергаются куколки в различные месяцы летнего сезона.
Температурные воздействия
Температурные воздействия на куколку вызывают изменения внешности у ряда видов, например крапивницы, траурницы, многоцветницы, многоцветницы чёрно-рыжей и др., называемые температурными формами.
При воздействии повышенной температуры, вышедшая из куколки бабочка будет иметь окраску, характерную для южных форм, а при пониженной температуре возникают формы с северным типом окраски.
Аберрации
Аберрациями называют непостоянные, случайно возникающие изменения внешнего вида бабочки, появляющиеся под воздействием различных, преимущественно температурных, факторов на куколку. Чаще всего аберрации проявляются появлением нетипичной окраски крыльев.
К аберрациям также принято относить появление особей с разным размером одноимённых крыльев, когда одно крыло является больше другого.
Различия в популяциях
Разные популяции в различных частях своего ареала отличаются друг от друга определёнными признаками. Примером может служить окраска различных подвидов орнитоптеры приам (Ornithoptera priamus), обитающих на Молуккских и Соломоновых островах, на Новой Гвинее.
Так самцы подвида poseidon имеют ярко-зелёную окраску крыльев, подвида demophaneus жёлто-зелёную окраску, подвида urvillianus – ярко-синюю окраску, а подвида miokensis обладают крыльями от синего до цвета морской волны.
Географический полиморфизм у бабочек
Ещё более известным примером географического полиморфизма являются представители рода аполлонов (Parnassius), в том числе обыкновенный аполлон – расположение и размер пятен на крыльях которого сильно варьирует, образуя более 600 известных форм. Аполлоны образуют локальные популяции, не имеющие между собой контактов, а из-за сильной стенотопности видов и слабой миграционной способности скрещивание между популяциями одного вида практически не происходит. Почти в каждом изолированном ареале рисунок на крыльях одного и того же вида аполлонов немного отличается.
Альбинизм, меланизм, нигризм
Окраска иногда может изменяться и вследствие отсутствия пигментов – альбинизм, или же наоборот изменяться от более яркого пигмента, либо избытка тёмного – меланизм. Появление альбинизма и меланизма гораздо чаще встречаются у представителей разноусых чешуекрылых.
Крылья и другие части тела могут быть равномерно побледневшими. Иногда бледнеют не все чешуйки, а среди них остаются небольшие группы с нормальной окраской, равномерно разбросанные по поверхности крыла. Такие экземпляры иногда встречаются среди разных видов бархатниц (Satyridae), Epinephete jurtitta и Epinephete tycoon. У других особей побелевшие участки могут быть распределены по крылу несимметрично. Также встречается и такая форма альбинизма, когда побелевшими бывают лишь те участки крыла, которые у нормальных особей окрашены в один определённый цвет (например, рыжий фон крыльев у некоторых перламутровок), тогда как все другие части рисунка сохраняют свою обычную окраску. Альбинизм у чешуекрылых неизменно бывает связан с недоразвитием самих чешуек, которые приобретают уродливую форму.
Избыточное окрашивание крыльев и тела чёрными пигментами наблюдается гораздо реже альбинизма. При меланизме обычный чёрный рисунок бабочки остаётся нормальным, но вместе с тем общий фон крыльев бывает более или менее потемневшим, иногда настолько, что вся бабочка кажется равномерно чёрной (различные виды белянок, Synchloe uaptidice).
От настоящего меланизма следует отличать явления нигризма, когда чёрный рисунок на крыльях бывает изменён – чёрные полосы и пятна увеличиваются относительно своих размеров, расплываются или вытягиваются и сливаются между собой. Сюда принадлежат такие примеры, как самки капустниц, у которых два чёрных пятна соединяются перемычкой (ab. nigronotata), экземпляры голубянок, с круглыми пятнами на нижней стороне крыльев в форме восклицательного знака или слившиеся в продольные полоски и т.п.
Более резкие и эффектные примеры нигризма можно встретить среди перламутровок (Argynnis) и шашечниц. В крайних случаях, обычный рисунок бабочки бывает изменён настолько, что от рыжего фона крыльев остаётся только несколько пятен вдоль края крыла. Изменения в сторону нигризма возникают обычно под влиянием внешних условий – преимущественно температурных, поэтому данные изменения необходимо относить к числу аберраций.
Половой диморфизм у чешуекрылых
Половой диморфизм – различия во внешнем виде, окраске и/или форме тела самца и самки – широко распространён и порой резко выражен среди различных чешуекрылых. Кроме отличий в строении усиков, самки многих чешуекрылых, как правило, крупнее самцов, с крупным брюшком; обладают менее яркой окраской, иногда полностью отличающейся от таковой у самцов.
Проявления полового диморфизма
В большинстве случаев, такие отличия вызваны репродуктивной (яйцекладущей) функцией и меньшей подвижностью самок. Наиболее сильное проявление полового диморфизма – частичная или полная утрата крыльев самками (мешочницы, некоторые пяденицы и волнянки), а также ног и усиков. Такая бескрылость самок связана с климатическими условиями и типична для высокогорных и арктических видов, а также летающих ранней весной или поздней осенью. Например, самка волнянки Gynaephora selenophora из Памира и Тянь-Шаня с полностью редуцированными крыльями почти лишена ног и обладает большим бочковидным брюшком для продукции яиц.
Одним из проявлений полового диморфизма являются различия в окраске крыльев, видимые только в ультрафиолетовом излучении.
Индустриальный меланизм
Индустриальный меланизм – повышение частоты тёмноокрашенных форм, связанное с интенсивным развитием промышленности. Около районов с крупными промышленными центрами в Европе (особенно Англии) и в Северной Америке описаны десятки видов, в популяциях которых обнаружены меланистические формы.
Наиболее известный пример данного явления – берёзовая пяденица (Biston betularia). До середины XIX века все собранные энтомологами экземпляры берёзовой пяденицы имели бело-сероватую окраску крыльев с тёмными пятнышками (morpha typica), что обеспечивало покровительственную окраску на стволах деревьев. Сейчас многие популяции полиморфны, в них присутствуют чёрные меланистические формы – Biston betularia m. carbonaria.
Влияние окружающей среды
Увеличение частоты меланистических форм – следствие направленного отбора, главным движущим фактором которого является избирательное поедание особей бабочек птицами. В лесах вокруг промышленных конгломератов и городов стволы деревьев часто лишены лишайников и могут быть почерневшими от копоти. В таких районах покровительственной окраской является чёрная, а в незагрязнённых районах – светлая пятнистая окраска. Также известна третья форма, имеющая промежуточную по темноте окраску между меланистической и светлой формами берёзовой пяденицы – m. insularia.
Данный тип окраски, как и меланистическая, доминирует над светлой, однако, видимо, детерминируется не одним, а несколькими локусами. На основании лабораторных опытов предполагалось, что аллели, контролирующие меланистическую окраску, обладают плейотропным действием, определяя не только окраску бабочки, но и её поведение (выбор фона). Однако это не было подтверждено наблюдениями в природе.
На страницах нашего сайта Вы также можете почитать учебник по энтомологии: Введение, Предмет и задачи энтомологии, Краткий очерк истории энтомологии, Основные принципы систематики насекомых, Строение насекомых, Нервная деятельность насекомых, Размножение насекомых, Развитие насекомых, Жизненные циклы, Диапауза, Защитные приспособления и общественный образ жизни, Питание и кормовая специализация насекомых, Распространение насекомых, Колебания численности насекомых, а также познавательную книгу д.б.н. В.А.Кривохатского "Муравьиный лев".
Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы России и сопредельных стран –
минералов и горных пород,
деревьев, кустарников, кустарничков и лиан,
травянистых растений (цветов),
ягод и других дикорастущих сочных плодов,
водных беспозвоночных животных,
пресноводных и проходных рыб,
птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов, а также
В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира – фотографии природы
Австралии и Новой Зеландии и
В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром "Экосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "Грибы, растения и животные России", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.
Что такое индустриальный меланизм?
Промышленный меланизм — термин, с которым многие могут быть не знакомы, но его значение и само явление широко изучались в эволюционной биологии. По своей сути, промышленный меланизм относится к эволюции темноокрашенных особей в популяции, в первую очередь из-за преимуществ, которые они получают в загрязненной окружающей среде. По мере роста промышленности, особенно во время промышленной революции, сажа и загрязняющие вещества покрывали большую часть ландшафта. В таких условиях существа с более темной окраской были лучше замаскированы, что давало им преимущество в выживании. Это изменение распространенности окраски было не просто случайным явлением, а прямым следствием промышленного загрязнения, иллюстрируя, как деятельность человека может иметь непреднамеренные эволюционные последствия.
Возникновение и значимость явления
Индустриальный меланизм является убедительным примером эволюции, происходящей в режиме реального времени. Его быстрое появление, особенно в 19-м и начале 20-го веков, обеспечивает четкое, наблюдаемое изменение видовых признаков в ответ на изменения окружающей среды. Изучая различные популяции насекомых, ученые получили ценную информацию о динамике естественного отбора, адаптации и давлении, которое ими движет. Такое понимание имеет решающее значение, поскольку оно подчеркивает взаимосвязь между производственной деятельностью человека, окружающей средой и населяющими ее организмами. Это развивающийся рассказ об изменениях, приспособляемости и выживании.
Причины индустриального меланизма
Хищничество играет ключевую роль в естественном отборе. Для таких существ, как бабочки и мотыльки, их основной защитой от хищников, таких как птицы, является маскировка. До расцвета промышленного меланизма более светлые варианты имели преимущество, сливаясь с корой деревьев или листьями, на которых они покоились. Но с изменениями окружающей среды ситуация изменилась. Более темные варианты были менее склонны к употреблению в пищу, что привело к увеличению их численности в популяции. Это яркое напоминание о принципе «»выживания наиболее приспособленных»», когда даже небольшое преимущество может существенно изменить ход эволюции.
Тематические исследования
До индустриализации После индустриализации
Большинство были светлого цвета Преобладали варианты темного цвета
Замаскирован под натуральную древесную кору Лучше сочетается с покрытыми сажей деревьями
Хищники легко замечали редких темных мотыльков Легкие мотыльки стали легкой мишенью
История перченого мотылька часто цитируется в учебниках биологии как классический пример промышленного меланизма. Первоначально более распространенной была более светлокожая форма моли. Однако после индустриализации частота темноокрашенной формы резко возросла в загрязненных районах. Это было прямым результатом преимущества в выживании, которое они получили в изменившейся среде.
Другие известные случаи меланизма у насекомых
Хотя перечная моль является самой известной, есть несколько других насекомых, которые претерпели изменения из-за промышленного меланизма. От жуков до определенных видов бабочек многие испытали сдвиг в доминирующих чертах окраски. Такие широко распространенные случаи укрепляют идею о том, что промышленный меланизм был значительным эволюционным событием, изменившим генетическую структуру многочисленных видов.
Наука, лежащая в основе изменения цвета
Окраска каждого организма определяется его генами. Мутации, которые представляют собой изменения в этих генах, могут приводить к изменениям цвета. Иногда эти мутации могут давать преимущества в определенных условиях. В контексте промышленного меланизма мутации, приводящие к более темной окраске, обеспечивали лучшую маскировку в загрязненных регионах, тем самым увеличивая шансы на выживание и размножение для этих особей.
Адаптивное значение темных морфов
Когда мы говорим об эволюции, важно понимать, что все дело в приспособляемости. Темные морфы, в данном случае, были наиболее адаптируемыми к меняющейся окружающей среде. Их возросшая численность была не простым совпадением, а свидетельством способности природы реагировать и приспосабливаться к вызовам. Это танец генов, окружающей среды и времени.
Будущие последствия и прогнозы
Учитывая текущую траекторию глобального изменения климата, крайне важно учитывать его влияние на модели меланизма. Изменения температуры, разрушение среды обитания и смещение экосистем могут привести к новому давлению отбора. Хотя трудно предсказать конкретные результаты, постоянно адаптирующаяся природа жизни гарантирует, что организмы будут продолжать эволюционировать в ответ на эти новые вызовы.
Важность мониторинга и сохранения
Мониторинг этих изменений имеет первостепенное значение. Отслеживая динамику численности и изменения признаков, мы можем получить представление о более широких изменениях окружающей среды. Это также подчеркивает важность сохранения. Сохраняя среду обитания и уменьшая количество загрязняющих веществ, мы могли бы уменьшить давление, которое приводит к таким радикальным эволюционным сдвигам.
Часто задаваемые вопросы:
Индустриальный меланизм — это изменение преобладающего в популяции типа окраски под воздействием промышленного загрязнения окружающей среды человеком. Генетическая информация для изменений в популяции изначально присутствует у небольшого числа особей, но под давлением естественного отбора становится доминирующей. Типичным примером является бабочка берёзовая пяденица.
Пяденица березовая (Biston betularia). Обычная вариация окраски
Пяденица березовая (Biston betularia carbonaria). Меланистическая форма
В 1950-ых годах биолог Кетлуэлл представил данные, относительно окраски берёзовых пядениц в Великобритании.
С началом промышленной революции на фабриках и при отоплении домов в английских городах стали в больших количествах сжигать уголь, и окружающая местность покрывалась слоем сажи, которая делала тёмными стволы деревьев и убивала лишайники, на фоне которых крапчатая разновидность пяденицы была незаметна. Это изменение окружающей среды сделало бабочек с крапчатым окрасом уязвимыми перед птицами, которые легко различали их на тёмном фоне. Чёрная разновидность получила преимущество и стала доминирующей. В 1956 году был принят закон, контролирующий загрязнение воздуха. С этого времени ситуация вновь поменялась и преобладающей стала крапчатая разновидность.
Тот же путь прошли приблизительно 10 % из 700 бабочек, обитающих в Великобритании.
Этот пример попал в школьные учебники как доказательство наблюдаемой в природе изменчивости, предшествующей крупным эволюционным изменениям.
Эволюционные процессы Адаптация • Преадаптация • Видообразование • Микроэволюция • Макроэволюция (формы)
Факторы эволюции Наследственность • Наследственная изменчивость • Модификационная изменчивость • Мутагенез • Горизонтальный перенос генов • Эффект основателя • Эффект бутылочного горлышка • Альтруизм у животных • Вымирание (массовое) • Феномен обмана
Генетика популяций Градуальное изменение видов • Дрейф генов • Естественный отбор • Индустриальный меланизм • Искусственный отбор • Изоляция • Кин-отбор • Мутация • Поток генов
Происхождение жизни Возникновение жизни • Последний универсальный общий предок • Гипотеза мира РНК • Эксперимент Миллера — Юри • Панспермия
Исторические концепции Дарвинизм (демон Дарвина) • Ламаркизм • Пангенезис • Ортогенез • Номогенез • Сальтационизм • Катастрофизм
Современные теории Синтетическая теория эволюции • Теория прерывистого равновесия • Нейтральная теория молекулярной эволюции • Эволюционная биология развития • Эволюционная теория пола Геодакяна
Эволюция таксонов Растения • Чешуекрылые • Рыбы • Земноводные • Рептилии • Птицы • Млекопитающие • Китообразные • Лошади • Человек
История эволюционного учения • Хронология эволюции • История жизни на Земле • Критика эволюционизма
Жизнь в городе
Средства передвижения АвтобусАвтомобильБронемордаЁ-мобильМаршрутное таксиМетроПодержанный автомобильТрамвай (археология)ТроллейбусЭкобусЭлектричка (аэроэкспресс, объявления)Электробус (с динамической подзарядкой)
Инциденты Взрыв телевизораВступание в г****Забытый чайник на огнеОбрыв ЛЭПОтравление бытовым газомПадение (антенны, бутылки на человека, в канализационный люк, вентилятора на человека, ёлки на человека, кирпича на голову, ковра на человека, предметов на человека, рекламного щита, сосульки на человека, стекла на человека, строительного крана, телевизора на человека, человека на лёд)Попадание под транспорт (под машину, под поезд)Провал грунтаПроисшествия (в лифтах, в транспорте)Прорыв теплотрассыРазгон митингаРасстрел прохожегоСпадание штановУбийство (прохожего колесом, таракана тапком)
Явления и технологии
ВОПРОС НА ДРУГОЙ СТОРОНЕ
О принадлежности бабочек к одному виду свидетельствует морфологический критерий вида – сходство их в строении: форма и размер крыльев, усиков, частей тела и т.д.
Форма ЕО – движущая – происходила постепенная смена среднего значения признака в популяции (изменение преобладающего в популяции типа окраски) в условиях такого же постепенного изменения условий среды (индустриальный меланизм)
В результате ЕО сохранялись (выживали) особи с темным окрасом (отклоняющимся от исходного значением признака) и выбраковывались (погибали) особи со светлым окрасом (исходным значением признака)
При смене аграрного производства на промышленное происходило увеличение количества заводов, их активности, что приводило к изменению условий среды – ранее светлые стволы деревьев коптели, темнели
В исходной популяции бабочек постоянно возникали случайные наследственные изменения (мутации и комбинации), которые привели к появлению особей темного окраса, что оказалось полезно в данных условиях среды, т.к. темноокрашенные особи были менее заметны для хищников на фоне темных стволов
Особи, имеющие темный окрас, выигрывали в борьбе за существование (получали преимущество), в результате ЕО выживали, оставляли потомство, признак распространялся в группе особей, а особи со светлой окраской были более заметны и погибали. Таким образом, признак темной окраски закрепился в группе особей
Какой критерий вида свидетельствует о принадлежности изображённых на рисунке бабочек к одному виду? При какой форме отбора и почему увеличивается число тёмноокрашенных бабочек в местности, где промышленное производство преобладает над аграрным? Ответ обоснуйте
Это пример географической (пространственной) изоляции, т.к. исходный ареал был разделен (фрагментирован) непреодолимой географической преградой – центральноазиатским нагорьем
В результате географической изоляции произошло длительное разобщение особей, что препятствовало свободному скрещиванию и обмену генами (потоку генов)
В изолированных группах особей происходило постоянное возникновение наследственных изменений (мутаций и комбинаций), борьба за существование и ЕО в новых условиях
В результате ЕО в новых условиях различия распространялись внутри подвидов и закреплялись
При накоплении различий формируется репродуктивная изоляция – невозможность скрещиваться, что в дальнейшем может привести к такому результату эволюции, как видообразование (образование трех родственных видов синиц)
Пользуясь рисунком, определите способ изоляции, который привёл к появлению трёх родственных подвидов большой синицы и объясните его последствия. К какому результату эволюции может привести их репродуктивная изоляция?
Это пример экологической изоляции, т.к. рыбы находятся в пределах одного ареала (Озеро Севан), но у них разные места и сроки нереста
Ученые относят эти популяции к одному виду, т.к. между ними нет репродуктивной изоляции (все популяции проживают на одной территории – озеро Севан (ареал), способны свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство)
Севанская форель требует пристального внимания со стороны природоохранных организаций, т.к. это вид-эндемик озера Севан (встречается только там, редкий вид)
Определите по рисунку вид изоляции севанской форели, приведший к образованию различных популяций. Ответ обоснуйте. Почему учёные относят эти популяции к одному виду? Почему севанская форель требует пристального внимания со стороны природоохранных организаций?
Этот пример иллюстрирует географическое (аллопатрическое) видообразование
Виды E.klauberi и E.platensis не способны скрещиваться, т.к. они долгое время не контактировали между собой (отсутствовал поток генов)
В результате между видами накопились значимые генетические различия (генофонд видов стал различаться), что привело к репродуктивной изоляции
Виды тихоокеанской саламандры (Ensatina) распространены вокруг долины в Калифорнии, которая ограничена горным массивом. В процессе эволюции последовательно образовались виды, которые отличались друг от друга по окраске и другим морфологическим признакам (направление распространения видов указано на рисунке стрелками). Соседние виды способны свободно скрещиваться (например, E.klauberi и E.oregonensis). Однако виды (E.klauberi и E.platensis), ареалы которых тоже соприкасаются, не могут скрещиваться Какой тип видообразования иллюстрирует данный пример? Почему у видов E.klauberi и E.platensis скрещивание отсутствует. Дайте аргументированный ответ
Дальние подвиды (например, P. trochiloides и P. plumbeitarsus) не способны скрещиваться и давать плодовитое потомство, т.к. они долгое время не контактировали между собой (отсутствовал поток генов)
В результате между подвидами накопились значимые генетические различия (генофонд подвидов стал различаться), что привело к репродуктивной изоляции
Вид азиатской птицы зеленоватой камышевки (Phylloscopus trochiloides) распространился на восток и запад Тибетского плато с юга, огибая непроходимые Гималаи (направление распространения вида указано стрелками), где миграция из-за высоты гор невозможна. При этом образовалось множество подвидов, которые различаются по мотивам песни и окраске. Соседние подвиды способны свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство (например, P. viridanus и P. plumbeitarsus). Однако дальние подвиды не могут скрещиваться и давать плодовитое потомство (например, P. trochiloides и P. plumbeitarsus). Какой тип видообразования иллюстрирует данный пример? Почему у дальних подвидов (P. trochiloides и P. plumbeitarsus) скрещивание отсутствует?
На рисунке изображен географический (аллопатрический) способ видообразования, т.к. оно произошло в результате географической (пространственной) изоляции (связана с расселением исходного вида на новые территории, расчленением исходного ареала непреодолимыми преградами)
В изолированный популяциях накапливались наследственные изменения (мутации и комбинации), в ходе борьбы за существование и естественного отбора сохранялись особи с новыми признаками
Прекращение скрещивания (потока генов) между особями различных популяций привело к репродуктивной изоляции, изменению генофонда популяций и образованию новых видов
Какой способ видообразования изображён на рисунке? Ответ поясните. Почему такая изоляция популяций судака смогла привести к образованию новых видов? Объясните, какие факторы эволюции этому способствовали.
До начала дрейфа континентов (материков) ареал двоякодышащих рыб был единым и неразрывным (общим)
В результате движения континентов (материаков) ареал двоякодышащих рыб разорвался географической преградой – морями/океанами
Возникла географическая (пространственная) изоляция популяций двоякодышащих рыб, оставшихся на разных континентах (материках), это фактор эволюции, который сыграл решающее значение
Условия на разных континентах (материках) отличались, что привело к формированию разных приспособлений у популяций, оказавшихся на разных континентах (материках)
Постепенное накопление различий между популяциями двоякодышащих рыб привело к накоплению наследственных изменений (мутаций и комбинаций), борьбе за существованию, естественному отбору и образованию трех разных видов двоякодышащих рыб
На рисунке А представлено относительное расположение Южной Америки, Африки и Австралии на ранних стадиях дрейфа континентов. Сравните это изображение с рисунком Б, на котором отмечены современные ареалы трех близкородственных видов двоякодышащих рыб, встречающихся порознь в тропических областях Южной Америки (Lepidosiren), в Африке (Protopterus) и в Австралии (Neoceratodus). Объясните процесс формирования вышеуказанных видов рыб. Какой фактор эволюции сыграл решающее значение в видообразовании двоякодышащих рыб?
В Австралию для борьбы с вредителями плантаций сахарного тростника была завезена жаба-ага. В отсутствие естественных хищников она быстро распространилась по континенту. Ученые отслеживали перемещение и размножение этих жаб. Оказалось, что со временем на территории Австралии появились жабы с различной длиной ног: коротконогие, со средней длиной ног и длинноногие. Предположите, почему последних было значительно больше. Ответ поясните, используя знания о механизмах эволюции.
В популяции завезенных жаб постоянно возникали наследственных изменения (мутации и комбинации), в результате которых также появлялись и особи с длинными ногами;
В борьбе за существование особи с длинными ногами обладали преимуществом, так как длинноногие жабы перемещаются быстрее и потому быстро занимают новые территории, получая свободные пищевые ресурсы
Под действием естественного отбора чаще выживали особи с длинными ногами, они давали потомство, их число росло
В следующих поколениях процесс продолжался, в результате чего особей с длинными ногами стало больше, чем остальных
Смоделируем ситуацию. В лесу обитают мыши и питающиеся ими хищные птицы. Предположим, что часть мышей в популяции имеет более заметный белый цвет, а часть – серый. В популяции дневных хищников часть особей обладает острым зрением, а часть обычным. Как будет проходить совместная эволюция (коэволюция) этих двух групп животных в данной ситуации? Ответ поясните.
Хищные птицы с любым зрением (как с обычным, так и с острым) будут поедать в первую очередь заметных белых мышей
В результате борьбы за существование и естественного отбора серые мыши получают преимущество и будут преобладать в популяции
Хищные птицы с обычным зрением будут проигрывать в конкурентной борьбе за существование и в естественном отборе птицам с острым зрением
Птицы с острым зрением будут лучше и чаще питаться, оставлять больше потомства, в результате чего они будут преобладать в популяции
У двух видов мохноногих хомячков ареалы не перекрываются: джунгарский хомячок живет в Западной Сибири и на севере Казахстана, а хомячок Кэмпбелла обитает на территории Забайкальского края, Бурятии, Монголии и Северного Китая. Если в лабораторных условиях пытаться гибридизировать особей разных видов, то в большинстве случаев наблюдается рождение стерильного потомства или гибель беременных самок из-за крупных размеров эмбрионов. Какие две формы изоляции описаны для этих видов хомячков? Какое значение имеет изоляция как фактор микроэволюции? Ответ поясните.
В задании описаны географическая / простраственная изоляция (неперекрывающиеся ареалы) и репродуктивная изоляции (невозможность формирования плодовитого потомства)
Изолированные популяции накапливают различия в генофондах
В условиях изоляции затрудняется свободный обмен генами между популяциями
Изоляция способствует видообразованию
Златокрот – плацентарное млекопитающее, обитающее в Южной и Восточной Африке. По внешнему виду златокрот больше всего напоминает сумчатого крота, обитающего в Австралии, хотя эти животные далеки друг от друга в систематическом отношении. В ходе какого эволюционного процесса сформировалось сходство златокрота и сумчатого крота? Объясните с позиций современной теории эволюции механизм возникновения этого сходства.
Сходство златокрота и сумчатого крота сформировалось в результате конвергенции
Это схождение признаков у неродственных организмов, живущих в схожих условиях среды
У предков златокрота и сумчатого крота возникали наследственные изменения (случайные мутации и комбинации), формирующие признаки, полезные в почвенной среде (роющие конечности, редукция глаз и т.д.)
Способные существовать в почве особи выживали с наибольшей вероятностью и оставляли больше потомства
Естественный отбор способствовал закреплению этих наследственных изменений в потомстве животных
На острове Святого Фомы обнаружено два вида безногих амфибий – кольчатых червяг, обитающих во влажной рыхлой почве. Известно, что около 300 тыс. лет назад вулкан, расположенный в центре острова, неоднократно извергался, изливая мощные потоки лавы. На основании этого факта предположите, какая форма видообразования связана с появлением двух видов червяг на острове Св. Фомы? Ответ поясните. Какие эволюционные факторы обеспечили образование этих видов червяг и какова роль каждого из этих факторов?
Географическое (аллопатрическое) видообразование;
Разделение острова потоками лавы;
Низкая миграционная способность червяг (невозможность преодолеть застывшие потоки лавы);
Изоляция препятствует обмену генами между популяциями;
Мутации приводят к изменению генофонда в каждойпопуляции
У человека и других приматов, а также у морских свинок утраченаспособность к синтезу аскорбиновой кислоты, в то время как большинство других млекопитающих синтезируют это вещество самостоятельно. Какую роль данное соединение играет в обмене веществ у животных? Почему утрата способности к синтезу аскорбиновой кислоты у перечисленных видов не привела к их вымиранию? Каким образом данный признак мог закрепиться в популяциях приматов и морских свинок?
- Аскорбиновая кислота (витамин С) имеет антиоксидантные (антиокислительные свойства) ИЛИ участвует в окислительно восстановительных реакциях ИЛИ повышает сопротивляемость к инфекционным заболеваниям ИЛИ укрепляет стенки кровеносных сосудов;2) Морские свинки и приматы употребляют многорастительной пищи, богатой витамином С;3) В популяциях приматов и морских свинок возникалислучайные мутации, приводящие к неспособностисинтезировать аскорбиновую кислоту;4) Новый признак не влиял на жизнеспособность особей (и оставление ими потомства);5) Естественный отбор не выбраковывал особей с данным признаком, поэтому он закрепился в популяциях.
На Галапагосских островах, расположенных в Тихом океане в 972 км. От побережья Южной Америки, обитают разные виды эндемичных галапагосских вьюрков, отличающихся формой и размерами клюва. На материке, с которого произошло расселение вьюрков на острова, обитали вьюрки с клювом, приспособленным к раздроблению семян. Какая форма эволюционного процесса обеспечила образование разных видов галапагосских вьюрков? Ответ поясните. Какой тип биотических отношенийпривел к формированию у вьюрков разных форм клюва? Ответ поясните. Почему галапагосских вьюрков называют эндемиками?
- Дивергенция;2) Галапагосские вьюрки произошли от общего предка;3) Конкуренция;4) Приспособление к разным пищевым ресурсам (выбор разных экологических ниш);5) Галапагосские вьюрки – эндемики, так как обитают только в этом ареале (на Галапагосских островах)
У некоторых змей сохранились рудименты задних конечностей и таза. К каким доказательствам эволюции можно отнести эти органы? О чем свидетельствует наличие этих органов? К какому пути достижения биологического прогресса можно отнести исчезновение этих органов? Ответ поясните.
- Рудименты относятся к сравнительно-анатомическим доказательствам эволюции;2) Их наличие показывает, что змеи произошли от предковых форм, имеющих наземные конечности (наличие эволюционного процесса и родство систематических групп);3) Путь достижения биологического прогресса -идиоадаптация;4) Частное приспособление к условиям существования без повышения или понижения уровня организации
ВОПРОС НА ДРУГОЙ СТОРОНЕ1) О принадлежности бабочек к одному виду свидетельствует морфологический критерий вида – сходство их в строении: форма и размер крыльев, усиков, частей тела и т.д.
ВОПРОС НА ДРУГОЙ СТОРОНЕ1) Это пример географической (пространственной) изоляции, т.к. исходный ареал был разделен (фрагментирован) непреодолимой географической преградой – центральноазиатским нагорьем
ВОПРОС НА ДРУГОЙ СТОРОНЕ1) Это пример экологической изоляции, т.к. рыбы находятся в пределах одного ареала (Озеро Севан), но у них разные места и сроки нереста
ВОПРОС НА ДРУГОЙ СТОРОНЕ1) Этот пример иллюстрирует географическое (аллопатрическое) видообразование