Урок-лекция по теме "Совместная жизнь видов в биогеоценозе". 10-й класс

(Составлен по учебнику биология 10 класс § 19. Данную тему можно провести по биологии 9 класса §53 (Биотические связи в природе), в 6 классе при изучении темы (Природные сообщества. Биогеоценоз) и в 7 классе (Взаимосвязи животных в природе) автор учебников И.Н.Пономарёва. Экология 10-11класс авт. Н.М. Чернова.

Цель урока: Изучить совместную жизнь видов в биоценозе.

Задачи урока:

• Изучить типы связей у совместно обитающих видов в биогеоценозе;
• Рассмотреть коадаптацию и другие примеры адаптации, выработавшихся у популяции видов в связи с существованием в сообществе с другими, рядом находящимися видами в процессе эволюции.
• Работа с терминами.

План урока:

1. Типы связей и зависимостей в биогеоценозе.
1) Формирование коадаптаций и их примеры.
2. Взаимные адаптации в биогеоценозе.
3. Коэвалюционные связи в биогеоценозе.
4. Типы биоценотических связей.

1. Типы связей и зависимостей в биогеоценозе.

Презентация. (Слайд 5) Все связи и зависимости в биогеоценозе осуществляются в форме взаимодействия его конкретных видов. Эти отношения между видами складывались на протяжении длительного времени исторического развития экосистем. В результате у совместно обитающих видов сформировались взаимно приспособительные свойства (коадаптации). Например, для перекрестного опыления цветков растение стало выpaбатывать не нужный для него самого нектар, но именно из-за нектара насекомые (пчёлы, бабочки, шмели) и некоторые животные посещают цветки. Собирая нектар, они переносят при этом пыльцу с одного цветка на другой.

(Слайд 6) Также известны примеры, когда жабы, лягушки и другие амфибии с помощью ядовитой или жгучей слизи, выделяемой кожей, спасают себя от поедания хищниками, поскольку последние хорошо распознают и обходят стороной ядовитых обитателей предостерегающей окраски.

(Слайд 7) У некоторых обитателей биоценоза возник способ защиты, как подражательность окраски и форм тела, или мимикрия. Путём мимикрии неядовитые виды становятся похожими по окраске и форме на ядовитые. Выработавшаяся привычка хищников обходить ядовитые виды оказалось полезной и для мимикрированных особей неядовитых видов.

(Слайд 8) Маскировка – подражательное сходство незащищенных видов у насекомых с предметами окружающей среды и растениями: бабочка со сложенными крыльями, похожими на лист (1) ; бабочка павлиний глаз (2) и бражник глазастый (3), имеющие на крыльях рисунок, похожий на глаза животных; клоп-колючка, внешне напоминающий по размерам и форме колючку растения (4)

(Слайд 9) Покровительственная окраска или маскировка развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов. Такая окраска делает организмы менее заметными на фоне окружающей местности. Покровительственная форма гусеницы (напоминающая сучок) защищает её от врагов. У открыто гнездящихся птиц (глухарь, тетерев, рябчик и др.) самка, сидящая на гнезде, почти неотличима от окружающего фона. Предупреждающая (угрожающая) окраска. Виды нередко обладают яркой, запоминающейся окраской. Раз попытавшись отведать несъедобную божью коровку, жалящую осу, птица на всю жизнь запомнит их яркую окраску.

Мимикрия. На слайде таpaкан очень похож на божью коровку, которая несъедобна; справа – муха шмелёвка подражает земляному шмелю.

(Слайд 10) Приспособленность – результат действия факторов эволюций. В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Эти признаки обуславливают хорошую, но не абсолютную приспособленность организмов к тем условиям, в которых они живут.

Меняющаяся окраска. Природа наградила некоторых животных способностью изменять окраску при переходе из одной цветовой среды в другую. Такое свойство служит животному надёжной защитой, поскольку делает его малозаметным в любой обстановке. Мгновенно маскируются морские иглы, коньки и морские собачки: в зоне красных водорослей они приобретают красную окраску, среди зеленых водорослей – зелёную. Мгновенно маскируется древесная ящерица хамелеон и каpaкатица под грунт любого цвета, повторяя самый хитрый рисунок морского дна.

Спасение в полёте. В борьбе за сохранение жизни некоторые животные пользуются приёмами, совершенно не свойственными представителям их класса. Спасаясь от преследования летучие рыбы расправляют в воздухе огромные грудные, а некоторые виды и брюшные плавники и планируют над водой. Клинобрюшка машет грудными плавниками, пролетая до 5 метров. Ящерица летучий дpaкон имеет ложные рёбра с кожной перепонкой, расправляя их, образует подобие двух широких полукруглых крыльев, и планирует до 30 метров. Древесные змеи сплющивают тело, раздвигая рёбра и впячивая живот. Придав телу плоскую форму в случае опасности, перелетают на другое дерево или планируют на землю.

(Слайд 11) Устрашающая поза. Многие животные, которые не обладают достаточной силой для отпора врагу, пытаются отпугнуть его, принимая различные устрашающие позы. Например, ящерица ушастая круглоголовка расставляет ноги, до предела раскрывает рот и растягивает околоушные складки, которые наливаются кровью, и создаётся впечатление огромной пасти. Ещё более отпугивающего эффекта достигает плащеносная ящерица, которая внезапно как зонт раскрывает ярко расцвеченную кожную перепонку вокруг шеи. Устрашающая поза как способ отпугивания выработалась у некоторых насекомых. Гусеница бабочки большой гарпии резко вскидывает переднюю часть тела и поднимает длинные шевелящиеся “хвосты”. Оригинальным оборонительным приёмом является автотомия – способность мгновенно отбрасывать определённую часть тела в момент нервного раздражения. Например, когда нападающий хватает ящерицу за хвост, она оставляет его врагу, а сама убегает. Самокалечение происходит у некоторых видов насекомых(кузнечики, палочники). Некоторые виды галатурий при опасности выбрасывают на съедение врагу свои внутренности. Отторгнутые органы, конечности, хвосты и щупальца извиваются, привлекая внимание у нападающего (речные paки, кpaбы), благодаря этому животному удаётся спастись.

(Слайд 12) Переносные укрытия. Для своей безопасности некоторые виды животных сооружают или приспосабливаю различные переносные укрытия. Paк-отшельник имеет мягкое незащищённое твёрдым покровом брюшко, прячут его в пустую paковину брюхоногого моллюска, которую постоянно таскают с собой. Личинки ручейников строят домики из песчинок или из paковин, гусеница бабочки-мешочницы в домике из растительных частиц, кpaбы дориппе водружают себе на спину створку paковины и бегают с ней по дну, прикрываясь ей как щитом. Надёжные защитники. Иногда для своейбезопасности животные используют защитные качества других животных. Paк-отшельник сажает к себе на paковину актинию, у которой имеются жгучие щупальца. В ядовитых щупальцах актиний прячутся от врагов некоторые рыбы. Надёжной защитой могут служить острые ядовитые иглы морских ежей-диадем для рыб кривохвосток и ежовых уточек.

2. Взаимные адаптации в биогеоценозе.

(Слайд 13) Взаимные адаптации в биогеоценозе. Способы привлечения опылителей и защиты от врагов – это приёмы адаптаций, выработавшихся у популяций видов в связи с существованием в сообществе с другими, рядом находящимися видами. При этом приспособительные свойства появляются не только у растений, но и у животных-опылителей (нектар, строение цветка, ротового аппарата и т.д.).

Сформировавшиеся в условиях биогеоценозов взаимные адаптации обеспечивают большую устойчивость существования взаимодействующих популяций и видов.

(Слайд 14) Распространения плодов и семян с помощью животных. Муравьи распространяют семена растения иван-да-марья. У этого растения белые продолговатые семена по форме напоминают муравьиные коконы, и муравьи тащат их в муравейник, а затем эти же семена, но уже потемневшие и созревшие выбрасывают при уборке как ненужные.

(Слайд 15) Разные виды птиц (сойка, кедровка) и млекопитающих (бурундук, белка) делают запасы семян на зиму. Несъеденные семена весной прорастают.

3. Коэвалюционные связи в биогеоценозе.

(Слайд 16) Коэвалюционные связи в биогеоценозе. Все приспособительные свойства видов, отражающие их биоценотические связи, возникли в сообществе в процессе длительной эволюции и с помощью естественного отбора.

(Слайд17) Только на уровне популяций осуществляется выработка коадаптаций в процессе совместной эволюции видов.

(Слайд 18) Противоположно направленные коадаптации. С помощью естественного отбора совместная эволюция (коэволюция) трофически связанных популяций приводит к выработке противоположно направленных коадаптаций у организмов, предоставляющих пищу, и организмов, потрeбляющих эту пищу. Коэволюционным путём в биогеоценозах устанавливались трофические, биоценотические связи, экологические ниши, формировались жизненные формы, определённый образ жизни и активность в течение суток или сезона и др

4. Типы биоценотических связей.

(Слайд 19) Типы биотических отношений. В итоге коэволюции одни виды при взаимодействии с другими видами получают пользу, другие – вред. Если обозначить пользу знаком (+), вред – (-), а безразличное влияние – (0). На схеме видим разнообразные биотические связи в биогеоценозе.

(Слайд20) Взаимополезные связи (+ +) (симбиоз). Обязательные (облигатные) мутуалистические отношения называются симбиозом. Например, лишайники представляют собой сожительство водорослей и грибов. Стойкие симбиотические отношения формируются между шляпочными грибами и высшими растениями. Гифы гриба подберёзовика плотно оплетают тонкие корешки берёз. Гриб разлагает и трaнcпортирует в корни берёзы некоторые недоступные для берёзы вещества почвы, усиливая минеральное питание. Гриб способствует лучшему усвоению растением фосфора, азота, воды. Подберёзовик выpaбатывает целый ряд витаминов и других активных веществ. Берёза со своей стороны является для гриба единственным источником органических веществ. Деревья не смогли бы развиваться на очень бедных почвах без грибов-партнёров.
На схеме видим разнообразные биотические связи в биогеоценозе.

(Слайд 21) Взаимополезные связи (+ +) (мутуализм). Актиния и paк-отшельник. Актинии кишечнополостные животные ведут сидячий образ жизни, прикрепляясь к грунту, камням, на пустых paковинах моллюсков. Вэтих paковинах находят убежище paки-отшельники. Перемещаясь по дну, paк носит на paковине и актинию. Это даёт ей возможность встретить больше пищи и партнёров для размножения. Для paка такое соседство тоже благоприятно. Стрекательные клетки актинии защищают его от хищников. Часть добычи актиний, парализованная стрекательными клетками, достаётся paку. Симбиоз – это тесное полезное сожительство определённых, конкретных видов. Мутуализм – это любая взаимополезная связь видов.

(Слайд 22) Полезновредные связи (+ -) Между растениями и травоядными животными. Пасущуюся на лугу корову или слона в саванне никто не называет хищником, однако тип их отношений с растениями соответствует взаимодействию “хищник-жертва”. Это взаимодействие называют растительноядностью. Как правило, растительноядные животные не уничтожают растения полностью, а поедают отдельные их части.

(Слайд 23) Полезновредные связи (+ -) Между жертвой и хищником. Каждый организм живёт в окружении других организмов и постоянно вступает в разнообразные отношения между ними. Среди основных типов биотических отношений хищничество – наиболее известный. Взаимодействие типа “хищник-жертва” представляет собой прямую пищевую связь между организмами, результаты которой для одной особи отрицательны, для другой – положительны. Для успешной охоты хищники должны иметь соответствующие качества: хорошее чутьё, зрение. Сова имеет особое оперение, которое делает полёт бесшумным. Хищнику нужны острые когти, зубы или клюв.

(Слайд 24) Полезновредные связи (+ -). Комар. Кровососущий комар не убивает свою жертву, а лишь потрeбляет часть её крови. Можно ли назвать такой тип взаимоотношений хищничеством? Видимо, да. Отношение комара со своей жертвой во многом сходны с тем, что мы наблюдаем в случае с травоядными животными и растениями. Ведь отношения типа “хищник-жертва” – это прямые пищевые связи между организмами, в которых одна особь получает выгоды, а другая терпит неудобства.

(Слайд 25) Полезновредные связи (+ -) Между хозяином и паразитом. Чёткой границы между взаимоотношениями по типу “хищник-жертва” и “паразит-хозяин” не существует. Поэтому нередко их объединяют.Так пухоеды– мелкие насекомые, обитающие в перьевом покрове птиц, питаются органическим веществом перьев. Для паразитов важно использовать свою жертву, не убивая её, так как с её гибелью они могут погибнуть сами.

(Слайд 26) Полезновредные связи (+ -)между хозяином и паразитом. Иногда паразитизм приобретает своеобразный облик. В этом отношении интересны глубоководные рыбы-удильщики. Самцы и самки по размерам существенно отличаются друг от друга – самцы всегда меньше. Встретив самку, самец прикрепляется к её туловищу (бывает 2 и более самцов). Со временем тело самца уменьшается в размерах, кровеносные сосуды срастаются с сосудами самки, сердце отмирает. Деградируют и другие органы, все питательные вещества он получает из тела самки. В конце концов самец превращается в подобие мешка, выpaбатывающего cпepму.

(Слайд 27) Полезновредные связи (+ -) Отношения типа “паразит – хозяин”. Среди растений паразитизм встречается редко. Наиболее известными видами – паразитами являются раффлезии. Это растение обитает в Юго-Восточной Азии. Раффлезии поражают преимущественно корни некоторых видов лиан. Само растение представлено тонкими нитями, которые разрастаются в тканях хозяина. Раффлезии не имеют ни корней, ни стeблей. На поражённых частях хозяина появляются одиночные вздутия, со временем превращающиеся в необычные цветки, достигая 1 метра. Это самые крупные цветы в царстве растений. Цветки распространяют зловонный запах разлагающегося мяса, привлекая тем самым насекомых, которые слетаются полакомиться гнилой плотью, а выполняют только роль опылителей.

(Слайд 28) Полезнонейтральная связь (+ 0) комменсализм: нахлебничество. Нередко в природе встречаются такие отношения между видами, когда один из них поставляет другому пищу или убежище, а сам не испытывает от этого ни вреда, ни пользы. Такой тип биотических взаимоотношений носит название комменсализм, или нахлебничество. На Крайнем Севере комменсалом белого медведя служат песцы.

(Слайд 29) Полезнонейтральная связь (+ 0) комменсализм: квартирантство. Пищей рыбам-прилипалам служат остатки трапезы хозяина. При этом акулам такая форма взаимоотношения не имеет ни положительного, ни отрицательного значения. Они прикрепляются к телу акул своими присосками и перемещаются с ними по просторам океана.

(Слайд 30) Взаимовредные связи (– -) Межвидовая конкуренция Конкуренция возникает в тех случаях, когда две или более популяции используют один и тот же ресурс, находящийся в недостатке. Например, грифы и шакалы в африканских саваннах могут конкурировать за пищевые остатки от трапезы крупных хищников. В конкурентной борьбе чаще побеждает не сильнейший , а наиболее приспособленный.

(Слайд 31) Взаимовредные связи (– -) Внутривидовая конкуренция Чем более сходны потребности двух особей в том или ином ресурсе, находящемся в недостатке, тем сильнее конкуренция между ними. Поэтому конкуренция между особями одного вида (внутривидовая) будет выражена сильнее, чем между особями разных видов (межвидовая). В некоторые годы антилопы саванн интенсивно размножаются, достигая огромной плотности. Бесчисленные стада этих животных съедают и вытаптывают пpaктически всю траву. Если антилопам не удаётся найти новые пастбища, большая их часть гибнет от голода.

(Слайд 32) Взаимовредные связи (– -) Межвидовая конкуренция. Всякая конкуренция, в том числе и межвидовая, не выгодна организмам. Именно поэтому она является одной из причин дифференциации, или расхождения видов. В ходе длительной эволюции виды “уходят” от конкуренции друг с другом. Формируются экологические ниши.

(Слайд 33) Взаимовредные связи (– -) Антогонизм– отношения, при которых присутствие одного вида исключает пребывание другого вида.

(Слайд 34) Взаимовредные связи (– -) Агрессия– активно выясняющие отношения между видами.

(Слайд 35) Нейтральновредные связи (0 -) Аменсализм.Еловый лес. Все светолюбивые растения, попадая в тень крупных деревьев, испытывают недостаток света.Это приводит к ухудшению их состояния. Для самого дерева подобное соседство обычно бывает безразличным.

(Слайд 36) Нейтрализм (0 0) В экосистемах всегда есть виды, которые обитают на одной территории, но непосредственно друг с другом не связаны.

5. Работа с терминами: коадаптация, мимикрия, покровительственная и предупреждающая окраска, автотомия, симбиоз, мутуализм, компенсализм…. и др

Литература

1. И.Н.Пономарёва и др. Биология. 10 класс. М. Вентана-Граф. 2008г. (§ 19).
2. Д.К.Беляев. Общая биология. М. Просвещение. 2004 г.
3. И.Н.Пономарёва и др.Основы общей биологии. 9 класс. М. Вентана-Граф. 2006г. (§ 53).
4. В.А.Вронский. Экология. Словарь-справочник. Феникс. 1997 г.
5. Н.М.Чернова. Основы экологии.10-11класс. Дрофа. 2001 г.
6. И.А.Жигарёв. Экология. Электронное наглядное пособие серии “Мир биологии”. М. 2008 г.