Урок 10 Тема: Поняття про спряжену еволюцію (коеволюцію) та коадаптацію.

Урок 10

Тема: Поняття про спряжену еволюцію (коеволюцію) та коадаптацію.

Мета: ознайомити учнів із поняттями «спряжена еволюція(коеволюція) », «коадаптація» та її види.

Розвиваюча: розвивати уміння порівнювати, співставляти та робити відповідні висновки.

Виховна: виховувати бережливе ставлення до оточуючого світу живих організмів.

 Тип уроку: засвоєння нових знань.

 Методи і методичні прийоми:

 1. Інформаційно- рецептивний:

 а) словесний: розповідь-пояснення, опис, бесіда, повідомлення учнів.

 б) наочний: ілюстрація, демонстрація, ТЗН.

Прийоми навчання: виклад інформації, пояснення, активізація уваги та мислення, одержання з тексту та ілюстрацій нових знань.

2. Репродуктивний.

Прийоми навчання: подання матеріалу в готовому вигляді, конкретизація і закріплення вже набутих знань.

 3. Проблемно- пошуковий: постановка проблемного питання. Прийоми навчання: постановка взаємопов’язаних проблемних запитань, активізація уваги та мислення.

4.Візуальний: складання схем.

5.Сугестивний: застосування різних видів мистецтва –музика, картини із зображенням рослин і тварин.

 Основні терміни і поняття: коадаптація, коеволюція, нейтралізм, мутуалізм, протоко операція, хижацтво, коменсалізм .

 Міжпредметні зв’язки: географія, історія, українська література, психологія

 Обладнання: підручник, роздатковий матеріал, гаджети.

                                                 ХІД УРОКУ

 І. Організаційний момент.

«До успіху»

Усміхніться один одному, подумки побажайте успіхів на цілий день. Для того, щоб впоратися на уроці з завданнями, будьте старанними і слухняними.

Завдання наші такі

Девіз уроку:

Не просто слухати, а чути.

Не просто дивитися, а бачити.

Не просто відповідати, а міркувати.

Дружно і плідно працювати.

II. Повідомлення теми, мети і завдань уроку

 Повідомлення теми уроку.

 Формулювання разом з учнями мети уроку і завдань, які необхідно виконати для досягнення цієї мети.

Запитання до учнів:

 — Якою може бути основна мета нашого уроку?

— Які завдання можна їй підпорядкувати?

Мета уроку: ознайомитися з поняттям про спряжену еволюцію(коеволюцію) та коадаптацією.

Завдання уроку:

1. Дізнатися: що таке спряжена еволюція(коеволюція) та коадаптація; про значення їх для живих організмів.

2. Ознайомитися з поняттям «спряжена еволюція(коеволюція)», «коадаптація».

 4. Навчитися наводити приклади різних видів коадаптації.

5. Розвивати уміння порівнювати, співставляти та робити відповідні висновки.

 6. Виховувати бережливе ставлення до оточуючого світу живих організмів.

III. Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

1. Вправа “Розумний куб”

Учні по черзі (ланцюжком) дають характеристику новим термінам, що були вивчені на минулих уроках ( еволюція, адаптація, екологічна ніша, екосистема).

Ніша екологічна – місце виду в природі, яке включає не лише розміщення виду в просторі, а й його функціональну роль в угрупованні (наприклад, трофічний статус) та положення щодо абіотичних умов існування (температури, вологості тощо).

Еволюція - процес історичного розвитку живої природи шляхом переходу одних органічних форм в інші.

Адаптація - процес формування ознак в організмі, які забезпечують його існування в умовах того чи іншого середовища.

Екологічна система (біогеоценоз) елементарна одиниця біосфери у вигляді сукупності живих організмів і неживих елементів на певній території.

Симбіоз - співжиття організмів різних видів, з якого обидва мають користь.

Мімікрія (наслідування, маскування) — властивість деяких організмів імітувати зовнішній вигляд або інші ознаки інших непов'язаних організмів або неживих об'єктів.

 IV. Вивчення нового матеріалу.

1.Зацікав і здивуй.   Проблемне запитання:

   - Як ви гадаєте: «Що таке спряжена еволюція(коеволюція) та коадаптація?»

         Дати відповідь на це запитання допоможе ознайомлення з матеріалом, прочитавши QR-код.

Рис. 1.1.

СПРЯЖЕНА ЕВОЛЮЦІЯ  - тип еволюції співтовариства,. еволюційних взаємодій   між організмами, при яких обмін генетичною інформацією між компонентами мінімальний або відсутній. Закінчується зазвичай взаємними селективними пристосуваннями один до одного. Спряжена еволюція відбувалася, наприклад, між рослинами і рослинними тваринами, великими організмами і їх мікроскопічними симбионтами, паразитами і хазяями. Уперше на спряжену еволюцію квіткових рослин і комах звернув увагу Ч. Дарвін (1859).

        КОЕВОЛЮЦІЯ – еволюційні взаємодії організмів різних видів, які не обмінюються генетичною інформацією, але тісно пов’язані між собою біологічно (входять до складу біогеоценозу). Внаслідок коеволюційних зв’язків між різними видами складаються відносини взаємної необхідності, формуються коадаптації, які роблять можливим спільне існування таких видів. Це суттєво підвищує стійкість біогеоценозів як цілісних складних біосистем [ 1, c. 8 ].

Коеволюцію умовно поділяють на:

1.  Еволюційні взаємовідносини видів, не пов’язаних генетично ( за Н.Іордан-ським).

2. Взаємні еволюційні зміни взаємодіючих видів(Дж. Thompson).

3. Зміна біологічного об’єкту,визвана зміною в другому, пов’язаного з ним біологічному об’єкті того ж рівня.

Коадаптація - це взаємне пристосування організмів до умов середовища, що міняються, і один до одного . Прикладом може служити те, як вінчики багатьох квіткових рослин пристосовані до запилення джмелем, у свою чергу джміль прстосований до цих рослин (вузький хоботок, вібраційні рухи при запиленні).       Рис.1. 2.

       Коэволюция - це взаємна еволюція видів, коэволюция веде до формування коадаптацій . Таким чином, коэволюция - це процес, а коадаптація - це кінцевий підсумок коэволюции.       

                                              Коеволюція.

     В широкому сенсі, біологічна коеволюція (або спряжена еволюція) – «це зміна біологічного об'єкта викликана зміною пов'язаного з ним об'єкта» (Yip et al., 2008). Поняття «коеволюція» було застосоване екологами (П. Ерліхом, П. Рейвеном) в 1964 р. для опису координованого розвитку різних видів у складі однієї екосистеми (біогеоценозу). Прикладом коеволюції може служити динаміка розвитку системи «рослина – гусінь, що її поїдають». Рослина виробляє отруйні для гусені речовини, але певні види гусені (наприклад, гусінь метелика монарха) в ході еволюції придбали нечутливість до рослинних токсинів; більш того, вони накопичують їх в своєму тілі і самі стають неїстівними для птахів.  ( Рис. 1.3.)

            Попереднє завдання. Повідомлення учня 1(додаток )

      Результатом коеволюції являються взаємні адаптації (коадаптації) двох видів, які забезпечують можливість їхнього спільного існування та підвищення стійкості біоценозу як цілісної біологічної системи (М.С. Гиляров, 1986).

     Презентація на тему «Нейтралізм, мутуалізм, протокооперація, хижацтво, коменсалізм»

      Аменсалізм – це такий тип взаємодії, коли один із видів, що взаємодіють, пригнічується іншим, тоді як другий вид від такого спільного життя не отримує ні шкоди, ні користі. Така форма взаємодії частіше зустрічається в рослин. Наприклад, світлолюбиві трав'янисті види, які ростуть під ялиною, відчувають пригнічення внаслідок сильного затінення їх кроною, тоді як для самого дерева їх сусідство може бути байдужим. Або гриб-пеніцил із роду Penicillium негативно впливає на бактерії в чашці Петрі, тоді як бактерії на гриб не впливають. Аменсалізм широко розповсюджений у водному середовищі. Так, синьо-зелені водорості, розмножуючись, призводять до отруєння водної фауни.

      Нейтралізм – це така форма біотичних відносин, коли співжиття двох видів на одній території не викликає для них ані позитивних, ані негативних наслідків. За нейтралізму види не пов'язані один з одним безпосередньо. Наприклад, білки й лосі, які живуть в одному лісі, практично не контактують один з одним. Слід відзначити, що типи міжвидових взаємовідносин за певних умов можуть переходити один в другий. Наприклад, мутуалізм у паразитизм, або коменсалізм у конкуренцію.

         Паразитизм між рослинами – це перехід одного із партнерів на гетеротрофний тип живлення й існування за рахунок організму хазяїна. У вищих рослин паразитизм передбачає добре виражений вплив одного із них (паразита) на інший (хазяїна), як, наприклад, повитиці на конюшину, вовчка на соняшник тощо (див. словничок)  (Рис. 1.5., Рис. 1.6., Рис. 1.7)

 Попереднє завдання. Повідомлення учня2(додаток )

Y. Узагальнення і систематизація знань.

   1.Робота в парах

Вправа  «Установіть відповідність термінів і визначень»(склади пазли)

                                                                                    Таблиця 1.1. (див. додаток)

2. Цікава біологія «5 неймовірних симбіозів тварин»

Рис. 1.4.

3. Прийом «Фома невіруючий»

У ролі Фоми виступає вчитель. Учням пропонується дати відповідь на поставленні питання, проте вчитель постійно збиває їх з толку реплікою «Не вірю». Такий прийом перевіряє міцність і впевненість в знаннях учнів, отриманих на уроці:

-         Що у вашому розумінні означає поняття «спряжена еволюція»?

-         Наведіть пиклади коадаптації.

-         Яка  роль, на вашу думку, хижаків і паразитів?...

       Висновок.

 Отже, кожний компонент екосистеми займає своє місце і виконує свою роботу, тому тварини-фітофаги – одна з природних ланок потоку енергії та кругообігу речовин. Важлива екологічна роль тварин у житті рослин полягає в участі перших у процесах запилення та поширення спор, насіння і плодів. Для цього у квіткових рослин, наприклад, сформувалися різноманітні пристосування – нектарники, форма і забарвлення квітки, виділення принадливих запахів тощо.

          YI.  Домашнє завдання

                     Прийом «Своя опора»  ( Створити конспект параграфа, використовуючи символи, опорні слова, знаки – за варіантами)

   YII. Завершення уроку

                    Прийом «Резюме»

Учні усно чи письмово відповідають на серію запитань щодо їх ставлення до уроку. Учням ставляться, наприклад, такі питання:

1. Що сподобалось на уроці?
2. Що не сподобалось на уроці?
3. З чим виникли утруднення і чому?
4. Оціни себе за 12-бальною системою і обґрунтуй свою оцінку.

                                                                Рис. 1.3.

Рис. 1.1.                                                 Рис.1.4.

Рис. 2. Коадаптація (вінчики квіткових рослин пристосовані до запилення

            комахами, комахи в свою чергу пристосовані до цих рослин).

Рис. 1.  Джмелі та квіти, які вони запилюють, є прикладом коеволюції, оскільки стали залежними один від одного в процесі виживання.

                                        Рис. 1.5.

                                    Рис. 1.6.

Рис.1.7           

      Рис. 1.8.

                                            Рис. 1. 9.

                               Рис.1.10.

Повідомлення 1.  Концепція коеволюції використовується не лише в біології – також в екології, астрономії, створенні штучного життя та ін.

     Цей термін використовуваний сучасною наукою для позначення механізму взаємообумовлених змін елементів, складових цілісної системи, що розвивається. Концепція коеволюції природи і суспільства, з якою першим виступив Н.В. Тімофєєв-Ресовський (1968), повинна визначити оптимальне співвідношення інтересів людства і решти всієї біосфери, уникнувши при цьому двох крайнощів: прагнення до повного панування людини над природою («Ми не можемо чекати милостей від природи…» – І. Мічурін) і плазування перед нею («Назад, в природу!» – Руссо). Згідно принципу коеволюції, людство, для того, щоб забезпечити своє майбутнє, повинне не тільки змінювати біосферу, пристосовувавши її до своїх потреб, але і змінюватися саме, пристосовуючись до об'єктивних вимог природи. «Ми так радикально змінили наше середовище, – стверджував Н. Вінер, – що тепер для того, щоб існувати в ній, ми повинні змінити себе». Саме коеволюційнний перехід системи «людина-біосфера» до стану динамічно стійкої цілісності, симбіозу і означатиме реальне перетворення біосфери в ноосферу. Для забезпечення цього процесу людство повинно слідувати, перш за все, екологічному і етичному імперативам. Перша вимога позначає сукупність заборон на ті види людської діяльності (особливо – виробничі), які загрожують невідновним змінами в біосфері, несумісними з самим існуванням людства. За Я. Тінбергеном «наукове розуміння нашої поведінки, що веде до її контролю, можливо, найбільш насущне завдання, що стоїть сьогодні перед людством. В нашій поведінці є такі сили, які починають створювати небезпеку для виживання виду і … для всього життя на Землі». Другий імператив вимагає зміни світогляду людей, його повороту до загальнолюдських цінностей (наприклад, відчуттю поваги до будь-якого життя), до уміння ставити над усе не приватні, а загальні інтереси, до переоцінки традиційних споживчих ідеалів і так далі. На жаль, свідомість людей дуже консервативна і ледь-ледь відмовляється від стереотипних уявлень про відношення людини до природи  .

          Концепція коеволюції була коротко описана Чарльзом Дарвіном в «Походженні видів», і детально розроблена в заплідненні орхідей (Thompson, 1994). Цілком ймовірно, що віруси і їхні власники можуть мати коеволюцію в певних випадках.

             Коеволюційні алгоритми є класом алгоритмів, які використовуються для створення штучного життя, а також для оптимізації, ігрового навчання і машинного навчання. Піонерські результати у використанні коеволюційних методів належать Даніель Хілліс (використав коеволюцію в сортуванні мереж) і Карлу Сімсу (використав коеволюцію відносно віртуальних істот). В своїй книзі «Самоорганізація Всесвіту» (англ. The Self-organizing Universe), Еріх Джентч відніс всю еволюцію космосу до коеволюції. В астрономії, емерджентна теорія (англ. emerging theory) стверджує, що чорні дири і галактики розвиваються у взаємозалежності аналогічно біологічній коеволюції.

 Коеволюційні взаємовідносини пов'язують будь-який вид організмів з видами – найближчими його партнерами у біоценозі, наприклад види рослин з рослиноїдними тваринами, які ними живляться, паразитів з хазяївами тощо. Не дивлячись на уявний антагонізм подібних пар видів, у процесі коеволюції складаються такі взаємовідносини, при яких види-партнери стають певною мірою взаємно необхідними. Наприклад, хижаки, вибраковуючи серед своїх жертв неповноцінних особин, стають важливими регуляторами їхньої чисельності.

   Повідомлення 2. У ході еволюції спочатку гострі стосунки паразита й хазяїна можуть перейти в нейтральні, а іноді навіть у взаємокорисний постійний зв'язок двох видів. Прикладом такої пом'якшеної дії паразита на хазяїна можуть бути трипаносоми в крові африканських антилоп, які не завдають відчутної шкоди цим тваринам. Проте в людей після передачі їм трипаносом переносником – мухою цеце – розвивається смертельна «сонна хвороба». Або доведено, що помірне об'їдання листя комахами стимулює ростові процеси, внаслідок чого рослини повніше розвивають фотосинтетичний апарат. Форми паразитизму надзвичайно різноманітні. Щодо пристосованості, то розрізняють морфологічні (спрощена форма тіла, утворення, що полегшують фіксацію паразита в шерсті, травному тракті) та фізіологічні пристосування в паразитів (спеціалізовані залози, які виділяють антикоагулянти, спрощена травна, нервова системи, складні цикли розвитку). Паразитів можна поділити на фіто- та зоопаразитів. Інколи їх поділяють на мікропаразитів (ті, що безпосередньо розмножуються й живуть у клітині хазяїна) і макропаразитів (мешкають у міжклітинному просторі або в порожнині тіла). Найбільш сильну пошкоджуючу дію мають паразити й хижаки, які є новими в екосистемі. Якщо скласти список паразитів, які викликають хвороби в сільському або лісовому господарствах, то найбільшої шкоди завдають ті паразити, які недавно занесені в нові райони. Стосовно людини, найбільш небезпечні нові збудники хвороб, тобто ті, що завезені вперше. Існує принцип «раптового підсилення патогенності», з якого випливає: - не можна допускати інтродукцію нових потенціальних шкідників; - потрібно уникати в міру можливості стресу в екосистемах, виникненню якого сприяють отрутохімікати, які знищують і корисні, і шкідливі організми.

                                                                               Словник термінів

Коменсалізм - форма існування організмів двох видів, при якій організми одного виду мають користь і не приносять шкоди організмам іншого виду.

Мутуалізм - взаємовигідний зв'язок між організмами різних видів.

Нейтралі́зм — це форма біотичних взаємовідносин, за якої співіснування двох видів на одній території не чинить на них безпосереднього впливу та не має ні позитивних, ні негативних наслідків.

Хижацтво - взаємодія організмів, коли один (хижак) одразу убиває іншого (жертву).

Коадаптація - це взаємне пристосування організмів до умов середовища, що міняються, і один до одного .

Коэволюция - це взаємна еволюція видів, коэволюция веде до формування коадаптацій .

Література

1. Огінова І.О., Пахомов О.Є. Теорі я еволюції (системний розвиток життя на Землі): Підручник. – Дніпропетровськ: вид. ДНУ, 2011. – 540с.
2. Москалець В.В., Москалець Т.З., Князюк О.В., Голунова Л.А. Загальна еко-логія: Навчальний посібник. –Вінниця: ТОВ Нілан – ЛТД, 2015. – 160с.

3.  ДСТУ ГОСТ 7.1-2006. Бібліографічний запис. Бібліографічний опис. Загальні            вимоги та правила складання : чинний з 2007-07-01. – К. : Держспоживстандарт    України, 2007. – 47 с. (Система стандартів з інформації, бібліотечної та   видавничої справи) (Національний стандарт України).

4.  Галкін О.Ю., Тітова Л.О. Основи екологічної теорії: Навчальний посібник з

     дисципліни: Біологія розвитку та основи еволюційної теорії. –Київ: КПІ ім.

     І. Сікорського, 2018. – 121с.

   5.  5 неймовірних  симбіозів тварин. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

 https://www.youtube.com/watch?v=J9yD4v_5OLU

 (дата звернення     23.02.2019р.)   - Назва з екрана.

6. Коеволюція і симбіоз.   [Електронний ресурс]. Режим доступу:

          https://www.youtube.com/watch?v=xADNtSjXMWs 

  (дата звернення 19.02.2019р.)   - Назва з екрана.