Урок 4. Взаимосвязи животных в природе

Цели урока: Сформировать у учащихся знания о разнообразии типов эколо­гических взаимодействий и их характерных признаках, показать на конкретных примерах формы взаимоотношений, существующих в природе.

Оборудование: таблицы, фотографии, рисунки, тематическая карта.

Ход урока

L Организационный момент

Повторение изученного материала

Задается большой массив вопросов и задач сразу — в рамках повторяемой темы (задание массивом). Самостоятельный выбор заданий при этом дает до­полнительную возможность самореализации. Из массива заданий ученик вы­бирает тот уровень сложности, на который способен «замахнуться». В этом массиве могут присутствовать и базовые вопросы, по которым можно провес­ти письменный опрос учащихся. В тетради ученики отмечают свое продвиже­ние, отмечая номера заданий, на которые они нашли ответы. Ряд наиболее интересных заданий можно проверить в классе. Сильные ученики будут стараться выполнить все задания.

Тематическая карта

О Задание массивом (15 минут).

Базовые вопросы:

Какие среды жизни населяют животные Земли?

Что называют местообитанием животных?

Является ли окраска животных приспособительным признаком? Приведите примеры.

Почему по внешнему виду животных можно определить, в каких местообитаниях они встречаются? Приведите примеры.

Цапля имеет длинные ноги, длинную шею, а дятел крепкий долото­видный клюв. Какое значение эти признаки имеют в жизни птиц?

Вопросы на повторение:

Самые быстродвигающиеся животные живут в среде:

а)         наземно-воздушной;                        в) водной;

б)         подземной;                 г) в живых организмах.

Назовите самое крупное животное, которое когда-либо существова­ло (и существует ныне) на Земле. В какой среде оно обитает? Поче­му в других средах обитания возникнуть и существовать такие крупные животные не могут?

Ученые-ихтиологи (изучающие рыб) сталкиваются с серьезными проблемами при сохранении глубоководных рыб для музеев. Под­нятые на палубу корабля, они в буквальном смысле взрываются. Объясните, почему это происходит.

Заполните пропуски, выбирая одно слово из пары в скобках.

Многоклеточным паразитам, обитающим в органах и тканях челове­ка ...{грозит, не грозит) высыхание; вереде их обитания колебания температу­ры, солености , давления ... (сильные, слабые); среда, в которой они обитают, для них химически ... (агрессивна, не агрессивна); они .... (имеют, не имеют) ор­ганы, связанные с поиском пищи; они... {имеют, не имеют) слух; они {имеют, не имеют) органы зрения; количество продуцируемых ими яиц... (большое, не большое).

В каких средах обитания животные имеют наиболее простое строе­ние органа слуха (сравнивать необходимо близкородственные груп­пы животных)? Почему? Доказывает ли это, что в этих средах животные плохо слышат?

Объясните, почему постоянноводные млекопитающие (киты, дель­фины) имеют гораздо более мощные теплоизоляционные покровы (подкожный жир), чем наземные звери, обитающие в суровых и хо­лодных условиях. (Для сравнения: температура соленой воды не опускается ниже — 1,3 °С, а на поверхности суши она может падать до - 70 "С.)

Три основных способа приспособления организмов к неблагоприят­

ным условиям среды: подчинение, сопротивление и избегание этих условий. К какому способу можно отнести:

а)         осенние перелеты птиц с северных мест гнездования в южные районы зимовок;

б)         зимнюю спячку медведей;

в)         активную жизнь полярных сов зимой при температуре — 40 °С;

г)         нагревание тела верблюда днем с 37 °С до 41 °С и остывание его к утру до 35 °С;

д)         переживание рябчиками сильных морозов в толще снега?

В то время, когда учащиеся работают над заданиями, можно проверить вы­полнение домашнего задания в тетради (таблица, стр. 12) выборочно.

Среды жизни и местообитания животных.

Изучение нового материала

В природных сообществах организмы различных видов животных и расте­ний взаимодействуют друг с другом.

Такие взаимодействия называются экологическими (известно, что экология (от греч. ойкос — дом, и логос — наука) — наука о доме, об окружающей среде). Они различаются по характеру и носят различные названия, например, извес­тные нам хищничество, паразитизм, симбиоз.

Жить вместе в одном доме (на планете Земля) очень разным существам совсем не просто. Тут и поссориться можно, и отобрать у соседа местечко по­лучше, а то и просто навредить. А если затеять войну между собой, то недолго, как говорится, и на воздух всему дому взлететь. Однако земля наша не первую тысячу лет существует. И ничего. Все как-то уживаются, иначе говоря — сосу­ществуют, и даже на пользу друг другу, хотя польза эта частенько бывает свое­образной, поскольку одни служат кормом для других, а те, в свою очередь — для третьих, и так далее. Вот наука экология и призвана изучить досконально, во всех тонкостях, как отдельные жильцы нашей большой «коммунальной квартиры» не только уживаются, но и воздействуют друг на друга.

Организмы, живущие на одной территории и контактирующие друг с дру­гом, вступают в различные отношения между собой. Что это за отношения? Попробуем в этом разобраться.

Для характеристики типов экологических взаимодействий используют ус­ловные знаки. Знак «минус» означает неблагоприятное влияние (организм испытывает угнетение или вред). Знак «плюс» обозначает благоприятное вли­яние (вид извлекает пользу). Знак «ноль» показывает, что отношения безразличны (отсутствие влияния).

В ходе беседы с учащимися необходимо выделить 6 групп взаимодействий.

IV. Закрепление (на выбор учителя)

1. Назовите типы биотических отношений, которые могут проявляться при взаимодействии пары организмов:

а)         корова — человек;

б)         рыба-прилипала — акула;

в)         тля — рыжий муравей;

г)         человек — кровососущий комар;

д)         лось — белка;

е)         волк — ворон;

ж)        щука — карась;

з)         термиты — кишечные жгутиковые.

Из предложенного списка составьте пары организмов, которые в при­роде могут находиться в мутуалистических отношениях между собой (названия организмов можно использовать только один раз): пчела, гриб подберезовик, актиния, дуб, береза, рак-отшельник, осина, сойка, клевер, гриб подосиновик, липа, клубеньковые азотфиксирующие бактерии.

Как видно из примеров, в природе взаимодействуют между собой не только животные одного или разных видов, но животные вступают во взаимоотноше­ния с другими живыми организмами (растениями, грибами, микроорганиз­мами). Об этих отношениях мы поговорим на следующем уроке.

Для каждой предложенной пары организмов подберите ресурс (из при­веденных ниже), за который они могут конкурировать:

Пары организмов: полевая мышь — обыкновенная полевка, волк — ли­сица, окунь — щука, канюк — сова-неясыть, барсук — лисица, шмель — пчела.

Ресурсы: нора, семена пшеницы, нектар, зайцы, вода, вода, свет, мел­кая плотва, мелкие грызуны.

Домашнее задание

§ 4; термины.

Информация для учителя

Форма взаимоотношений, при которой один вид получает какое-либо преимущест­во, выгоду, не принося другому ни вреда, ни пользы, называется комменсализмом (от лат. сот — вместе и mensa — стол, трапеза). Отношения такого типа широко распрост­ранены в природе. Связи комменсалов могут быть условно разделены на несколько ва­риантов.

«Нахлебничество» — потребление остатков пищи хозяина. Например, взаимоотно­шения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами- прилипалами.

«Сотрапезничество» — потребление разных веществ или частей одного и того же ре­сурса. Например: копытные на лугу, срывающие травы на разную высоту, что позволяет им использовать ресурсы среды полностью.

«Квартирантство» —использование одними видами других (их тел или их убежищ, жилищ) в качестве убежища или жилища. В гнездах птиц и в норах грызунов обитает множество видов членистоногих: некоторые рыбы прячутся под зонтиками медуз со стрекательными нитями. Рыба-горчак откладывает икру в убежище — мантию двуст­ворчатого моллюска, не принося ему вреда.

Классический пример комменсализма — обитание рыбы средиземноморского ка- ракуса в полости тела некоторых голотурий, которых она использует главным образом как убежище. Она выбрала своим местом жительства лежащую на дне голотурию. Она приобрела надежно защищающее ее пристанище ценой независимости: эта рыбка не может существовать без своего убежища — голотурии.

Только что вылупившиеся из яиц личинки этого квартиранта сначала свободно плавают в норе. Лишь спустя некоторое время они проникают в голотурию, заплывая туда вперед головой, но попадают они не в ее кишечник, а в дыхательный аппарат — «водяные легкие» иглокожего. Там они развиваются вплоть до второй личиночной ста­дии, во время которой личинки остаются внутри голотурии, пока они не превратятся в мальков. Лишь тогда молодые рыбки вновь покидают свое убежище, чтобы заплыть в него, опять вперед головой. Взрослая рыба проскальзывает в свою голотурию уже хвос­том вперед. По ночам рыба то и дело покидает свое жилище, чтобы искать пропитание, или же лишь слегка высовывает голову, чтобы выкинуть свой помет, так как анальное отверстие находится у ее переднего конца тела. Рыба каракус вовсе не тот главный пос­тоялец, за которого ее долго принимали (граница между безобидным пользованием и вредным паразитизмом часто расплывчата). Подросшие рыбки, конечно же, не поме­щаются вдыхательном аппарате голотурии, разрываютего и размещаются в полости са­мого туловища. Там рыбы пожирают половые железы своего домохозяина. Таким образом, совместная жизнь приносит одностороннюю пользу лишь рыбе, а ее партнеру она в самом начале безвредна, а затем, без сомнения, вредна.

Животных, которые существуют за счет других, нанося им вред и питаясь тканями их тела, называют паразитами. Паразиты, как правило, мельче, чем их хозяин, и связа­ны с ним лишь в какой-то период своей жизни. То, что паразиты, как правило, не губят своего хозяина, вполне объяснимо — ведь они живут.за его счет. Среди беспозвоноч­ных имеются целые классы животных, такие как ленточные черви, которые так прис­пособились к паразитическому образу существования, что совсем не могут жить вне тела своего хозяина.

Наружные паразиты — эктопаразиты либо временно присасываются к своему хозя­ину, добывая пищу (как комары или постельные клопы), либо постоянно живут на нем (как головные или лобковые вши). У этих внешних паразитов, «терзают» ли они своего хозяина мимоходом или постоянно, имеются целесообразные приспособления к их об­разу жизни: различные устройства для прикрепления ктелу, некоторые органы излишни, и они деградируют или исчезают совсем, окраска соответствует окраске покровов тела хозяина (так как птицы высматривают наружных паразитов в своих перьях, эти насеко­мые приобрели такую же окраску, как у их хозяина: у белых чаек пухоеды обычно свет­лые, а у темных поморников — темные.)

Внутренние паразиты — эндопаразиты требуют для существования внутри хозяина наиболее совершенных приспособлений. Чем лучше паразит приспособлен к особен­ностям организма хозяина, тем успешнее его размножение и развитие потомства. К эн­допаразитам относятся, например, трипаносомы (простейшие), вызывающие сонную болезнь человека, малярийный плазмодий (малярия), острица (энтеробиоз) и т. д.

В природе часто встречаются взаимовыгодные связи видов, при которых организмы получают обоюдную пользу от этих отношений. К этой группе биотических связей от­носятся многообразные симбиотические отношения. Обязательное условие подобных отношений — совместная жизнь или определенная степень сожительства организмов.

Самый простой тип симбиотических связей — протокооперация (буквально: пер­вичное сотрудничество). При этой форме совместное существование выгодно для обо­их видов, но не обязательно для них, то есть не является непременным условием выживания. Например, пчелы — разные луговые растения.

Симбиотические отношения, при которых присутствие каждого из двух становится обязательным для другого партнера, называется мутуализмом. Например, птицы кор­мятся насекомыми-паразитами на коже носорога, а их взлет служит ему сигналом опас­ности. Мутуализм весьма широко развит в природе.

Собственно симбиоз — неразделимые взаимополезные связи двух видов, предпола­гающие обязательное тесное сожительство организмов, иногда даже с элементами пара­зитизма. Типичный симбиоз представляют отношения термитов и их кишечных сожителей — жгутиковых. Эти простейшие производят фермент, разлагающий клетчат­ку на сахара. Термиты не имеют собственных ферментов для переваривания целлюлозы и без симбионтов погибли бы. А жгутиковые получают в кишечнике благоприятные усло­вия среды и в свободном состоянии в природе не встречаются.

Если в экологической системе два или более вида со сходными экологическими требованиями обитают совместно, между ними возникают взаимоотношения отрица­тельного типа, которые называются конкуренцией. В общем смысле «конкуренция» оз­начает сталкивание, соперничество, соревнование. В самом деле, когда две популяции используют одни и те же ресурсы среды (тем более, если какие-то из них находятся в не­достатке), то между видами неизбежно возникает соперничество за обладание этими ресурсами. При этом каждая популяция испытывает угнетение со стороны другой, что отрицательно сказывается на их росте и выживании, и может даже привести к вытесне­нию и исчезновению одной из них, менее приспособленной. Конкуренцию подразде­ляют на внутривидовую и межвидовую. Внутривидовая конкуренция — это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегулирования популяций. Конкуренция между видами чрезвычайно ши­роко распространена в природе и касается практически всех, поскольку редко какой вид Не испытывает хоть небольшого давления со стороны организмов иных видов.