Борьба за существование и ее формы - ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

Цели: способствовать осознанию учащимися сложного характера взаимоотношений в живой природе, роли этих взаимосвязей в эволюции органического мира; сформировать представление о борьбе за существование и ее формах; научить учащихся правильно определять формы борьбы за существование, сравнивать их друг с другом.

Оборудование: карточки-задания; схема “Формы борьбы за существование”.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Активация познавательной деятельности

На доске:

Потомство пары мух съест мертвую лошадь также скоро, как лев. К. Линней

— Как вы понимаете слова К. Линнея?

Учащиеся высказывают свои предположения.

— В учебнике зоологии приводятся данные о размножении комнатной мухи. Комнатная муха очень плодовита. От весны до осени одна муха может дать 7—8 поколений: 1 самка → 200 яиц → 200 мух → от весны до осени 7 поколений -” 2-10¹² мух.

— Хватит ли к осени места на всей суше земного шара для всего потомства от одной пары мух (на 1 см² их может уместиться не более одной пары), если условно допустить, что мухи размножаются беспрепятственно, давая в течение года 10 поколений по 100 яиц в каждом? Можно ли в действительности встретить столько мух? Почему?

Примерный ответ: для всего потомства от одной пары мух к осени места на всей суше земного шара не хватит (уже в 11-м поколении на 1 см² будет приходиться 6 мух). Потенциал размножения мух велик, но численность взрослых особей вида постоянна. Это можно объяснить тем, что большая часть особей погибает, не дожив до возраста половой зрелости.

— Перечислите несколько причин, которые приводят к гибели многих особей мух и не дают этому виду занять весь земной шар.

Можно привести очень много примеров большой плодовитости видов:

• За 750 лет потомство одной пары слонов, самых медленно размножающихся животных, может составить 19 млн особей.

• Потомство одного одуванчика за 10 лет может покрыть пространство в 15 раз больше суши земного шара (пример К.А. Тимирязева).

• Устрица откладывает 1 млн яиц за сезон, а известный всем гриб-дождевик производит 700 млрд спор.

• Холерная бацилла за сутки может дать потомство массой 100 т.

• Потомство пары птиц величиной с воробья при продолжительности жизни 4 года может покрыть весь земной шар за 35 лет.

— Найдите подобные примеры в тексте §7.4, с. 201 (учебник А.А. Каменского).

— Тем не менее, земной шар не покрывается устрицами, грибами и одуванчиками. Несмотря на то, что особи стремятся к размножению в геометрической прогрессии, количество взрослых особей каждого вида остается приблизительно постоянным. Иными словами, большая часть потомков гибнет в борьбе за существование, не достигнув половой зрелости.

III. Изучение новой темы

1. Вступительное слово учителя.

Ни один из терминов, предложенных Ч. Дарвином, не вызвал столько нареканий и возражений, сколько “борьба за существование”. Сейчас уже нет никакой возможности отказаться от использования этого термина, но нужно отдавать отчет, что его следует употреблять только в широком и метафорическом смысле.

Под борьбой за существование обычно понимают такие взаимоотношения между организмом и средой, которые выражаются в стремлении организмов к безграничному размножению и в постоянных противодействиях этому размножению со стороны внешней среды.

2. Работа по карточкам.

Учащимся раздаются карточки (См. приложение 2). Работа комментируется учителем.

— Внимательно прочитайте текст из книги Ч. Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора” и вдумайтесь в его содержание.

— Как вы считаете, что является объективным показателем борьбы за существование? Объективным показателем борьбы за существование является степень расхождения между числом жизней зарождающихся и полностью реализуемых.

Комментарии учителя. Простейшие расчеты показывают, что если не возникает препятствий к размножению особей, составляющих популяцию, эта популяция будет увеличиваться в геометрической прогрессии, пока не заполнит все пригодное для нее жизненное пространство и пока не будут исчерпаны все доступные ей пищевые ресурсы. Теоретические расчеты подтверждаются наблюдаемыми в

природе вспышками массового размножения некоторых животных, растений и микроорганизмов. Такие вспышки всегда вызываются ослаблением борьбы за существование.

Причины ослабления борьбы за существование:

1) Нарушение стабильности биоценозов.

Пример: Освоение целинных и залежных земель в Казахстане создало богатую сырьевую базу для размножения серой зерновой совки, которое раньше сдерживалось недостатком пищи. В результате началось массовое размножение вредителя, продолжавшееся до тех пор, пока увеличение численности хищников, паразитов и болезнетворных микроорганизмов значительно его не ограничило.

2) Занесение видов извне на новые островные или материковые территории.

Вид-пришелец на какое-то время попадает в благоприятные условия, когда борьба за существование облегчена отсутствием хищников-конкурентов или ослаблением других факторов, противодействующих его неумеренному размножению.

Например:

• массовое размножение кроликов в Австралии;

• массовое размножение одичавших свиней в Новой Зеландии, лошадей в Америке;

• быстрое распространение завезенной из Америки элодеи в пресных водоемах Европы;

• нашествие колорадского жука на европейский континент и т.д.

Особенно ясную модельную ситуацию (своего рода эксперимент)

демонстрирует судьба вселенцев на небольших островах.

Выполните задание в карточке 2. Проанализируйте данные, составьте график.

Популяция росла по экспоненте до 1938 г., когда на острове площадью 106 км² обитало уже более 2000 оленей. В результате перевыпаса была серьезно подорвана пищевая база (главным образом лишайника) и популяция потерпела крах: в 1950 г. здесь осталось лишь 8 особей. Этот пример наглядно показывает первоначальное ослабление борьбы за существование, а затем резкое ее усиление, которое и привело к катастрофическому итогу.

3) Избыток необходимых для жизни ресурсов также приводит к ослаблению борьбы за существование.

Примеры:

Хорошо известно, что урожай еловых шишек повышается после теплого сухого лета, что в свою очередь, положительно сказывается на росте популяции белок. В теплые годы при обильном развитии зоопланктона, окунь активно поедает рачков, парящих в толще воды; в холодные, малопродуктивные годы нехватка пищи заставляет рыб переходить на питание собственной молодью.

— Что значит выражение: “Особь достигла успеха в борьбе за существование?” (Она сохранила себе жизнь, а также оставила после себя потомство, передала гены следующим поколениям. Неуспех в борьбе за существование — не всегда гибель особи, а чаще неучастие в размножении.)

— Как вы считаете, какие факторы, ограничивающие размножение, являются основными, а какие можно поставить на второе место? (Основными факторами, ограничивающими размножение являются пищевые ресурсы и биотические факторы — конкуренты, хищники, паразиты, болезни. На второе место следует поставить физические факторы — температуру, свет, влажность.)

— Познакомимся с формами борьбы за существование.

3. Работа с текстом учебника.

Организуется работа учащихся с текстом учебника (учебник А.А. Каменского), §7.4, с. 202—203 и заполнение таблицы или составление схемы (по желанию учащихся).

Схему “Формы борьбы за существование” см. в приложении I.

— Отвлекаясь от деталей, мы можем сказать, что борьба за существование завершается победой одних особей и поражением других. Свидетельством победы или поражением является успех или неуспех в передаче своих генов потомству. Отсюда и вытекает возможность “сохранения благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”.

IV. Закрепление

— Объясните, какие формы борьбы за существование проявляются на разных этапах вспышки непарного шелкопряда, описанной в тексте.

“У ряда видов (особенно среди насекомых) время от времени наблюдаются вспышки — резкие увеличения численности, при которых население популяции сильно возрастает, в десятки и сотни раз превышая обычное. Например, вспышка непарного шелкопряда начинается в год с теплой засушливой погодой, приходящейся на период развития гусениц и сокращающей его время. Бабочки, появившиеся из этих гусениц, обладают повышенной плодовитостью, и количество шелкопряда на данной территории возрастает. Однако в это же время начинает увеличиваться численность питающихся непарным шелкопрядом или паразитирующих на нем насекомых. В определенный момент плотность популяции непарного шелкопряда становится такой высокой, что кроны деревьев оказываются сильно поврежденными и новым поколениям гусениц уже не хватает пищи. Плодовитость вылупившихся из них бабочек падает вдвое. Активно перемещающиеся в поисках пищи гусеницы в массе гибнут от паразитов, хищников, заболеваний. Вспышка завершается”.

— Объясните цели осенней и весенней вспашки полей, прополки, прореживания и подкормки культурных растений. Какое значение имеют так называемые “рубки ухода за лесом”?

— В чем сущность применения в медицине антибиотиков и фитонцидов?

— На какой более общий вопрос дают объяснение все ваши ответы?

Домашнее задание

По учебнику А.А. Каменского, §7.4, записи в тетради, вопросы после параграфа.

Индивидуальные задания-вопросы:

1. Каким образом разрешается в природе противоречие между необходимостью выживать и малой плодовитостью у различных животных?

2. Дарвин приводит следующие факты:

“Кондор несет пару яиц, страус — двадцать, буревестник — одно. Однако полагают, что буревестник — самая многочисленная птица на Земле”.

Как бы вы объяснили этот факт?

3. Многие насекомые приносят вред, между насекомыми, растениями и врагами насекомых идет ожесточенная борьба за существование. Объясните:

а) Почему бы не уничтожить насекомых, ведь сейчас для этого имеются эффективные средства?

б) К каким последствиям в живой природе приведет уничтожение насекомых?

в) Почему заявляют: “Без насекомых континенты мертвы”. Вы согласны?