Регистрация Войти
Все для самостоятельной подготовки к ЕГЭ

Готовься к ЕГЭ по персональному плану, следи за своим прогрессом, устраняй пробелы, выполняй квесты и получай награды

или
Войти через Вконтакте
Регистрируясь, я принимаю условия пользовательского соглашения
Русский язык
Математика
Обществознание
Физика
История
Биология
Химия
Информатика
География
ОГЭ

Процессы, явления, проявляющиеся на популяционно-видовом и экосистемном уровне.

Микроэволюция

Вид и популяции

Вид (биологический) — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определённым условиям жизни и занимающих в природе определённую область — ареал. Виды различаются между собой рядом признаков и свойств. 

Критерии вида

Критерий Характеристика
Морфологический Сходство внешнего и внутреннего строения
Генетический Характерный для вида набор хромосом: их число, размеры, форма
Физиологический Сходство всех процессов жизнедеятельности, прежде всего размножения
Биохимический Сходство белков, обусловленное особенностями ДНК
Географический Определённый ареал, занимаемый видом
Экологический Совокупность факторов внешней среды, в которых существует вид

Вид характеризуется совокупностью критериев. Ни один из критериев не является абсолютным. Например, морфологическое сходство могут иметь разные виды, но они не скрещиваются между собой (виды-двойники встречаются у комаров, крыс и др.). Физиологический критерий также не абсолютен: большинство разных видов в природных условиях не скрещиваются или потомство их бесплодно, но есть исключения — ряд видов канареек, тополей и др. Таким образом, для установления видовой принадлежности необходимо использовать совокупность критериев.
Население вида, как правило, распадается на относительно изолированные группы особей — популяции. Популяция — совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.
Главный фактор, определяющий единство популяции и её относительную обособленность, — свободное скрещивание особей — панмиксия. Внутри популяции каждый организм одного пола имеет равную вероятность на образование брачной пары с любым организмом другого пола. Степень свободного скрещивания особей внутри популяции гораздо выше, чем между особями соседних популяций.
Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции. Эволюционируют не отдельные особи, а группы особей, объединённые в популяции. Эволюционные процессы в популяции происходят в результате изменения частот аллелей и генотипов.

Видообразование

Завершающим этапом микроэволюции является образование из изолированных популяций новых видов. Между особями разных популяций внутри вида возможен процесс скрещивания и образования плодовитого потомства. Пока осуществляется поток генов между популяциями внутри вида, видовой генофонд является единой системой. Однако в результате изоляции популяций скрещивание между ними прекращается, обмена наследственной информацией не происходит и популяции становятся самостоятельными генетическими системами.

В ходе видообразования осуществляются в основном два процесса:
возникновение адаптаций в ответ на изменение условий среды;
обособление на основе изоляции новых видов.
Различают два основных пути видообразования: географическое и экологическое (табл.).

Пути видообразования


Путь Характеристика Примеры
Географическое (аллопатрическое) видообразование Связано с пространственной изоляцией популяций. Пространственная изоляция происходит либо в результате миграции группы особей за пределы ареала исходного вида, либо при расчленении ареала какими-либо преградами (реками, горами и т. п.). В обоих случаях происходит нарушение панмиксии между группами и разобщение генофондов. С течением времени различия между популяциями увеличиваются, и они превращаются в самостоятельные виды. При отделении материка Австралии обитавшие там животные оказались в изоляции, поэтому среди млекопитающих эволюционировали лишь сумчатые животные (более древние), а на других материках — сходные с ними, но плацентарные (например, сумчатый волк и волк из отряда хищных; сумчатая крыса и крыса из отряда грызунов).
Биологическое (экологическое, симпатрическое) видообразование Связано с биологической изоляцией популяций. Оно осуществляется в пределах ареала исходного вида из популяций с перекрывающимися или совпадающими ареалами. Можно выделить несколько способов симпатрического видообразования: 1) путём полиплоидии; 2) путём гибридизации с последующим удвоением хромосом; 3) путём сезонной изоляции. В роде Табак исходное число хромосом равно 12, но имеются формы с 24, 48, 72 хромосомами. Межвидовые гибриды растений: рябино-кизильник, некоторые виды малины и др. Форель оз. Севан по срокам размножения образует озимую и яровую расы.


Адаптации

Адаптации — приспособления организмов к среде обитания. Они вырабатываются в процессе эволюции и индивидуального развития организмов. Адаптации развиваются под действием трёх основных факторов: наследственности, изменчивости и естественного (а также искусственного) отбора.

Типы адаптаций живых организмов


Тип Характеристика Примеры
Биохимические адаптации Изменения в биохимии организма Температурная акклиматизация человека к пониженным температурам сопровождается сменой ферментов, катализирующих одни и те же реакции, но при разных температурах (так называемых изоферментов), в результате выключения одних генов и активации других
Физиологические адаптации Изменения в физиологии организма Способность верблюда обеспечивать организм влагой путём окисления запасов жира, увеличение содержания гемоглобина в крови при недостатке кислорода в условиях высокогорья, наличие целлюлозоразрушающих ферментов у целлюлозоразрушающих бактерий
Морфологические (морфо-анатомические) адаптации Изменения в строении организма Видоизменение листа в колючку у кактусов для снижения потерь воды, яркая окраска цветков для привлечения опылителей
Поведенческие (этологические) адаптации Изменения в поведении организма Сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период, строительство убежищ, брачные игры у птиц и млекопитающих в период размножения
Онтогенетические адаптации Изменения в развитии организма Замедление индивидуального развития растений при недостатке влаги, тепла или света


Существуют три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды (табл.). Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трёх возможных путей адаптации.

Пути адаптаций живых организмов


Тип Характеристика Примеры
Пассивный путь Подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды, способность сохранить функции при изменении силы воздействия экологических факторов Переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т. д.)
Активный путь Усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума Поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках, создание запасов воды у растений-склерофитов
Избегание неблагоприятных воздействий Выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий Сезонные миграции животных, впадение в спячку в зимний период, карликовость тундровых растений, короткий период развития от прорастания семян до цветения у растений-эфемероидов


Типы связей и взаимоотношений между организмами

Типы связей между организмами. Живые организмы определённым образом связаны друг с другом. Различают следующие типы связей между видами: трофические, топические, форические, фабрические. Наиболее важными являются трофические и топические связи, так как именно они удерживают организмы разных видов друг возле друга, объединяя их в сообщества.

Типы связей между организмами

Тип Характеристика Примеры
Трофические Возникают между видами, когда один вид питается другим: живыми особями, мёртвыми остатками, продуктами жизнедеятельности. Трофическая связь может быть прямой и косвенной Прямая связь проявляется при питании львов живыми антилопами, гиен трупами зебр, жуков-навозников помётом крупных копытных и т. д. Косвенная связь возникает при конкуренции разных видов за один пищевой ресурс
Топические Проявляются в изменении одним видом условий обитания другого вида Под хвойным лесом, как правило, отсутствует травянистый покров
Форические Возникают, когда один вид участвует в распространении другого вида Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей — форезия
Фабрические Заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мёртвые остатки или даже живых особей другого вида Птицы при постройке гнезд используют ветки деревьев, траву, пух и перья других птиц

Типы отношений между организмами. Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия. Различают нейтрализм, протокооперацию, мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм, конкуренцию, аменсализм. Типы отношений между организмами

  Тип Вид Характеристика Примеры
1-й 2-й    
1. Нейтрализм 0 0 Сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий Белки и лоси не оказывают друг на друга значительных воздействий
2. Протокооперация + + Взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают оба участника Коралловый полип актиния поселяется на раковине рака-отшельника и своими стрекательными клетками защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства
3. Мутуализм + + Взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных и продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т. д.
4. Комменсализм + 0 Взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично    
Синойкия Квартирантство Тропические рыбки укрываются от нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки
Трофобиоз Нахлебничество Падальщики, например гиены, грифы, шакалы, питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками — львами.
5. Хищничество + Взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Особи хищника обычно больше особей добычи Волки используют в качестве пищи зайцев. При сокращении численности популяции одного вида жертв хищник переключается на другой вид. Волки могут использовать в качестве пищи зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т. д.
Каннибализм Частный случай хищничества — умерщвление и поедание себе подобных Встречается у крыс, бурых медведей, человека и др.
6. Паразитизм + Взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи. Популяция паразита обычно меньше, чем популяция хозяина Аскарида человеческая паразитирует в кишечнике человека, получая питательные вещества и среду обитания
облигатные паразиты Ведут исключительно паразитический об- раз жизни и вне организма хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии Вирусы
факультативные паразиты Ведут паразитический образ жизни, но в случае необходимости могут нормально жить во внешней среде, вне организма хозяина Паразитические грибы и бактерии
7. Конкуренция Взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних
прямая (активная) Подавление одного вида другим Щука и судак могут питаться друг другом
косвенная (пассивная) Потребление ресурсов среды, необходимых обоим видам Щука и судак конкурируют между собой из-за карасей, которыми питаются и те и другие
8. Аменсализм 0 Взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса
аллелопатия Влияние одного организма на другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя её и делая непригодной для жизни другого Гриб пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий.

Структура и функционирование экосистем

Структура биоценоза. Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.
Видовая структура — число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.
Пространственная структура — распределение организмов разных видов в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется, прежде всего, растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура биоценоза по горизонтали).
Экологическая структура — соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни и те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Такие виды называются замещающими, или викарирующими.
Любая популяция занимает определённое местообитание и определённую экологическую нишу. Местообитание — это территория, занимаемая популяцией, с комплексом присущих ей экологических факторов. Экологическая ниша — место популяции в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический статус) и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т. п.). Местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — это его «профессия».
Функциональные группы организмов в экосистеме. Как правило, в любой экосистеме можно выделить три функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.

Твой план подготовки к ЕГЭ 2017 почти готов

Построить свой план

всего за 3 минуты

Как подготовиться к ЕГЭ по биологии?