Почему живые организмы так разнообразны - НАУКА О ЖИЗНИ

Определяем проблему урока

Антошка: Летом мы с папой на даче изучали растения и животных. Теперь я умею различать целых сто видов.

Биолог: Учёные считают, что на Земле обитает почти два миллиона различных видов живых организмов или даже больше.

• Что думал Антошка о разнообразии живого?

Чем его удивил биолог? Предложи основной вопрос урока и сравни с авторским вариантом (стр. 171).

Вспоминаем то, что знаем

• Какими свойствами обладают живые организмы? (§ 1)

• Как ты объяснишь понятие “вид”? Какие виды растений ты встречал? (3-й класс, жизненный опыт)

• Какую роль в круговороте веществ экосистемы играют виды различных “профессий”? (§ 2)

• Какие оболочки Земли населены живыми организмами? (3-й класс)

• Что такое орган? (4-й класс)

Решаем проблему, открываем новые знания

Что изучает биология и чем занимаются биологи?

• Ответь на вопрос рубрики.

Слово “биология” в переводе с греческого означает “учение о жизни” (от греческих слов bios - жизнь, logos - слово). Биологи изучают живые организмы: их происхождение, развитие, строение, процессы жизнедеятельности, взаимоотношения друг с другом и с неживой природой. Живой организм рассматривается как единое целое, в котором слаженно работают все составляющие его части.

Разнообразие живой природы так велико, что ни один учёный не может знать всё. Поэтому внутри науки биологии выделяют частные биологические науки.

• Рассмотри таблицу 3.1 и объясни, что изучает каждая из биологических наук. На какие две группы их можно разделить?

Таблица 3.1

Разнообразие биологических наук

Науки делятся по объекту изучения (какие организмы изучают)	Науки делятся по тому, что именно они изучают
Вирусология (вирусы) Бактериология (бактерии) Микология (грибы) Ботаника (растения) Зоология (животные)	Анатомия и морфология (строение тела) Цитология (строение клеток) Биохимия и молекулярная биология (клеточные функции) Физиология (функции организмов) Экология (связи организма со средой) Генетика (наследственность) Эмбриология (индивидуальное развитие) Эволюционное учение (эволюция)

Первая причина разнообразия живых организмов - их разные роли в экосистеме

• Как роль в экосистеме влияет на строение организма?

3.1. Три роли живых организмов в экосистеме.

• С чем связаны различия растений, животных и грибов?

Трудно вообразить многоклеточный живой организм, который объединял бы в себе свойства и растений, и животных (рис. 3.1). Такие существа, как, например, передвигающиеся самостоятельно деревья, бывают только в сказках. Специфика “профессии” организма очень велика. Жизнь предъявляет разные требования к строению производителя, потребителя или разрушителя.

Для улавливания солнечного света яблоня должна иметь большую поверхность листьев. Тяжёлую раскидистую крону невозможно переносить с места на место, а корни цепко держат растение в почве. Поэтому деревья расселяются с помощью семян. В отличие от растения, неподвижное животное, как правило, погибнет, как только съест всю доступную ему пищу.

Ни один вид организмов не может одинаково успешно играть все роли в круговороте веществ. Это важная причина разнообразия живой природы.

• Почему актинии (рис. 3.2) могут вести прикреплённый образ жизни на дне моря? Почему на суше нет прикреплённых животных?

3.2. Актиния.

Вторая причина разнообразия живых организмов - многообразие экосистем

• Может ли возникнуть такой вид организмов, который населял бы все места на Земле? Почему?

• В каких экосистемах обитают эти организмы? Как строение организмов соответствует их образу жизни?

Только в сказках и фантастических произведениях мы встречаем Пегаса (крылатую лошадь), человека-амфибию и тому подобных существ. Лошадь с её массивным скелетом и мощными мышцами прекрасно приспособлена к длительному бегу по твёрдому грунту, но она не способна летать. Точно так же особенности строения и условия существования человека не позволяют ему иметь жабры. Правда, человек благодаря разуму научился брать с собой в воду “частичку” своей среды - баллон со сжатым воздухом.

Строение любого организма приспособлено к особенностям его жизни. Разнообразие условий на Земле - главная причина многообразия видов (рис. 3.3).

3.3. Обитатели различных экосистем.

В каждой экосистеме можно найти множество различных способов существования

• Какие причины приводят к разнообразию видов внутри экосистем?

• В каком виде переживают зиму дуб и травянистое растение?

Даже в сходных условиях обитания можно вести различный образ жизни. Так, растения, растущие на одной и той же поляне, могут приспособиться к жизни на ней по-разному. Одни будут корнями поднимать воду из глубоких слоёв почвы, а другие - из поверхностных. Одни будут цвести ранней весной, а другие - летом.

Форма каждого организма соответствует его образу жизни, поэтому видов гораздо больше, чем сочетаний условий обитания (рис. 3.4).

3.4. Почки дерева находятся над землёй, а травы - под землёй.

3.5. У рыбы, скелет находится внутри тела, у рака - снаружи.

• В чём преимущества и недостатки разных скелетов?

Существует множество различных вариантов строения (так называемых планов строения) организмов. В разных условиях существования можно встретить организмы с одним и тем же планом строения. Например, и в водоёмах, и на суше обитают животные, имеющие наружный скелет в виде прочного панциря, который защищает мягкое тело. Такой скелет есть у раков, пауков и насекомых. В тех же условиях среды живут и позвоночные животные, у которых скелет находится внутри тела (рыбы, звери и птицы).

Множество вариантов строения также обеспечивает многообразие живой природы.

• Почему ландыш с ядовитыми плодами и костяника со съедобными плодами менее плодовиты, чем одуванчик?

Одни растения производят очень много мелких семян. В маленьком семени небольшой запас питательных веществ, и он может быть израсходован до того, как первые листочки проростка покажутся на свет, или корешок дотянется до запасов питательных веществ. У других растений семена крупные - проросток из такого семени может достичь большого размера, используя только свои запасы.

У одних растений семена находятся во вкусных мясистых плодах, и животные переносят эти семена на большие расстояния. Другие растения просто рассыпают семена, и те могут прорасти только неподалёку.

На образование мясистого плода или крупного семени растение тратит больше веществ, но у таких хорошо обеспеченных семян шансов на укоренение больше.

Многообразие видов связано и с многообразием способов расселения и обеспечения запасами потомков (рис. 3.6).

3.6. Разнообразие плодов.

Сравниваем свой вывод с авторским

Строение любого организма приспособлено к условиям его жизни. Но достичь этого можно разными способами. Наличие разных “профессий” в круговороте, разнообразие условий и образа жизни видов, особенностей их строения и размножения приводят к тому, что на Земле существует огромное разнообразие живых организмов. Его изучает наука о живом - биология.

Биология

Применяем новые знания

1. Каковы причины разнообразия живых организмов?

2. Могут ли разрушители иметь сходное строение с производителями и потребителями?

3. Какие особенности растений обеспечивают выживание и расселение их потомков?

4. Почему из листьев банана можно сделать крышу для хижины, а из листьев кактуса - нет?

5. Чем отличается способ охоты кошки и собаки и как это связано с их строением?

6. Чем отличается строение двух обитателей квартир: таракана и мыши?

7. Какие особенности кактуса дают ему преимущества в условиях засушливого климата? Предложи другие способы, какими растения могут приспосабливаться к засухе.

8. Пусть один из вас приводит примеры видов обитателей воды, другой - суши.

9. Назови другие (не приведённые в тексте) причины, благодаря которым жизнь на Земле разнообразна.