Процеси життєдіяльності тварин Розмноження та його значення. Форми розмноження тварин

Мета: сформувати знання про розмноження як властивість живих організмів, що забезпечує безперервність життя на Землі; розширити знання учнів про форми розмноження у тваринному світі. Розкрити біологічне значення розмноження. Основні поняття і терміни: розмноження (статеве, нестатеве, вегетативне, брунькування), статеві клітини (гамети), зигота, запліднення. Обладнання: таблиці: «Найпростіші», «Кишковопорожнинні», «Кільчасті черви», «Ссавці», «Будова яйця птаха».
Структура уроку, основний зміст та методи роботи
І. Актуалізація опорних знань. (Фронтальна бесіда за запитаннями).
1. Які процеси у тваринних організмах забезпечують їм життєдіяльність?
2. Яка ознака живих організмів забезпечує безперервність життя на Землі?
3. Що таке розмноження?
4. Які форми розмноження ви знаєте?
5. Якими способами розмножуються рослинні організми?
6. Чим принципово відрізняється статеве розмноження від нестатевого?
ІІ. Вивчення нового матеріалу.
1. Розмноження — це властивість живих організмів відтворювати собі подібних, внаслідок чого забезпечується безперервність та спадковість життя на Землі.
2. Способи розмноження тварин. 

При нестатевому розмноженні нове покоління бере початок від однієї батьківської особини. Джерелом утворення нових клітин є соматичні клітини.
3. Вегетативне розмноження як одна із форм нестатевого розмноження. (Розповідь з елементами бесіди, складання схеми).

У разі вегетативного розмноження новий організм бере початок не із спеціалізованих клітин, а зі звичайних соматичних. Вегетативне розмноження властиве деяким багатоклітинним тваринам і відбувається в результаті відокремлення від материнського організму багатоклітинних частин.
4. Статеве розмноження та його біологічне значення.
При статевому розмноженні новий організм, як правило, утворюється з двох батьківських особин (чоловічої та жіночої). Новий організм утворюється при злитті особливих клітин, які називаються статевими, або гаметами. Ці клітини відрізняються від соматичних половинним (гаплоїдним) набором хромосом.
Після злиття чоловічих та жіночих статевих клітин утворюється зигота — запліднена яйцеклітина. Статеве розмноження властиве більшості тваринних організмів.
5. Значення розмноження. (Записи в учнівських зошитах).
а) Підтримання чисельності видів тварин;
б) забезпечення існування в часі кожного виду тварин;
в) забезпечення спадковості між окремими поколіннями;
і) забезпечення мінливості організмів (при статевому розмноженні).
ІІІ.Закріплення вивченого матеріалу.
1. Дайте відповіді на питання.
1) Що таке розмноження?
2) Яке значення має розмноження для тварин?
3) Які форми розмноження ви знаєте?
4) Чи можуть тварини розмножуватись нестатевим способом? Наведіть приклади.
5) Які тварини можуть розмножуватись брунькуванням?
6) Що таке зигота?
2. Чи правильні твердження? ( Так, ні).
1) Тварини можуть розмножуватись нестатевим і вегетативним способом?
2) Деякі тварини, як і рослини, можуть розмножуватись спорами?
3) Дощовий черв’як може розмножуватись поділом організму?
4) Статеві клітини та соматичні клітини тварин особливо нічим не відрізняються?
5) Чоловічі та жіночі гамети однакові за будовою?
6) Ссавці, птахи розмножуються тільки статевим способом?
IV.Домашнє завдання.
Вивчити матеріал теми з підручника. Підготувати міні-проект «Турбота про потомство».

Нервова система. Її значення і розвиток у різних тварин

В основі поведінки тварин лежить така властивість живих організмів, як подразливість — здатність організму змінюватись у разі зміни зовнішнього середовища. Вона притаманна кожному окремому організму й кожній живій клітині багатоклітинного організму.

ОсноВні функції нервової системи

Головне завдання нервової системи — це забезпечення реакції організму на дії зовнішніх факторів. Наприклад, собака мружить очі, коли вмикається світло, ведмідь впадає у сплячку при зниженні температури, олені кочують у разі відсутності корму. Також вона координує роботу різних органів і систем організму. Нервова система об’єднує організм тварини в одне ціле й керує його діями.

Особливості будови нервової системи

У більшості тварин є центральна і периферична нервова система (мал. 38.1). Центральна нервова система може бути представлена нервовими вузлами (скупчення нервових клітин), як у кільчаків, членистоногих, молюсків, або спинним та головним мозком, як у хребетних (мал. 38.2). Периферична нервова система утворена нервами.

Різноманітність нервових систем

У різних тварин будова нервової системи має свої особливості (мал. 38.3, с. 154). Які бувають типи нервових систем у зв’язку з удосконаленням будови організмів і необхідністю узгодження роботи внутрішніх органів, описано в таблиці.

Основні типи нервових систем тварин

Тип нервової системи	Особливості будови	Хто з тварин має
Дифузна	Має сітчасту структуру без великих нервових вузлів (тільки в окремих місцях ця сітка густіша). Слід зазначити, що медузи мають більш складну структуру нервової системи, ніж поліпи. У них нервові клітини вздовж краю купола тіла утворюють нервове кільце	Кишковопо рожнинні
Вузлова	Центральна нервова система складається з нервових вузлів, розташованих над глоткою, і нервових стовбурів з вузлами, що утворюють черевний нервовий ланцюжок. Мозок членистоногих може бути влаштований досить складно. Так, головний мозок комах складається з трьох відділів і дозволяє демонструвати досить складну поведінку	Кільчаки, ракоподібні, павукоподібні, комахи
Розкидано- вузлова	Центральна нервова система складається з кількох пар нервових вузлів (гангліїв), які розташовані в головних органах тіла. Від них відходять нерви	Молюски
Трубчаста	Центральна нервова система хребетних представлена нервовою трубкою. Її передній кінець у найбільш примітивних представників розширений. В інших видів це розширення перетворюється на головний мозок, а сама нервова трубка — на спинний мозок	Риби, амфібії, рептилії, птахи, ссавці

Мозок хребетних

У мозку хребетних тварин виділяють п'ять основних відділів: передній мозок, середній мозок, проміжний мозок, мозочок, довгастий мозок. Кожний з них спеціалізується на виконанні певних функцій. Відповідно й ступінь їхнього розвитку залежить від умов існування тварин. Які функції для організму важливіші — такий відділ мозку і розвинений краще. Так, у риб і птахів, які активно переміщуються в тривимірному просторі (у воді чи повітрі), добре розвинений мозочок, який відповідає за рухи тіла. Натомість у амфібій, які живуть у менш складних умовах, він розвинений менше (мал. 38.4).

Кора мозку

Кора півкуль переднього мозку є в усіх хребетних.

Але найбільшого розвитку вона досягає у ссавців (мал. 38.5). Чому? Тому що кора відповідає за складну поведінку. Саме завдяки їй можлива розумова діяльність людини. Тому й не дивно, що у ссавців ця кора розрослася і вкриває більшу частину мозку.

А щоб займати менший об'єм, вона утворює звивини та складки.

Нервова система та умови існування

Будова нервової системи тварин пов'язана з особливостями їхніх умов існування. Більш складні умови існування потребують більш складної будови нервової системи. Дуже добре це видно на прикладі кишковопорожнинних.

Більшість цих тварин мають дві форми існування — поліпа і медузи. Поліпи ведуть прикріплений або малорухомий спосіб життя, тому умови навколо них змінюються нечасто. І нервова система у них дуже проста — дифузна. Тільки біля щупалець і підошви густота нервових клітин зростає.

А от медузи ведуть плаваючий спосіб життя, хоч і плавають не дуже швидко, тому середовище навколо них змінюється частіше. І нервова система в них ускладнюється. Уздовж краю зонтика їхні нервові клітини утворюють справжнє нервове кільце. Від цього кільця відходять нервові тяжі до органів чуття медузи.

Зовнішня будова листка

Листок – бічний орган пагона. Зовнішня будова листка. Різноманітність  листків

         Внутрішня будова листка тісно пов’язана з його функціями. “Зазирнімо” всередину зеленого листка. Листкова пластинкаскладається із клітин шкірки (епідермісу), м’якоті листка  та жилок.

Шкірка (епідерміс) утворена із одного шару щільно розташованих клітин і вкриває листок з обох сторін. Ці безбарвні та прозорі клітини , які дають можливість  променям сонця легко проникати всередину. Основна функція шкірки – захисна .Зовні шкірка листка вкрита тонкою плівкою – кутикулою  (від латин. “ кутикула”  -  шкірка). Кутикула,  або восковий наліт  на листках сприяє зменшенню транспірації. Іноді зовні стінки клітин інкрустовані кремнеземом (пшениця, осока),що надає їм міцність. Газообмін з навколишнім середовищем  та транспірації (випаровування) води рослиною забезпечують продихи, які звичайно розташовані на нижньому боці листкової пластинки (мал.1).

      Продихи – щілини, що утворені двома замикаючими ,  або продиховими  клітинами. Продихові клітини дрібні,  зелені, парні  і мають підковоподібну форму. Оболонки цих клітин потовщені нерівномірно:  внутрішня,  звернена до щілини,  товща , ніж протилежна.

Зміни тургору (напруження) продихових клітин змінюють їхню форму, завдяки чому продихова щілина буває відкритою, звуженою або повністю закритою від умов навколишнього середовища. Так, вдень продихи відкриті, а вночі і в жарку суху погоду – закриті. Завдяки випаровуванню навколо рослини створюється особливий мікроклімат, необхідний для її нормальної життєдіяльності рослин.  Транспірація захищає листки від перегрівання. До того ж випаровування сприяє надходженню нової кількості води  в корінь і підняттю її по стеблу до листків, підтримуючи тим самим постійний рух  води по рослині.

Продихи розташовуються звичайно на нижньому боці листка (щоб  не засмічуватися та щоб не випаровувалася на сонці зайва волога) але бувають і на верхньому, іноді  вони розподілені більш-менш рівномірно по обидва боки (кукурудза), у водних рослин – лише на верхній поверхні листка. Кількість продихів на одиницю площі листка залежить від виду рослин , умов зростання. В середньому їх 100 – 300 на 1 мм²   поверхні , але може бути значно більше.

Рослини посушливих місць, а також в суху погоду випаровують більше води ніж в умовах підвищеної вологості. Випаровування води, крім продихів

регулюється захисними утворами на шкірці листка. Ці утвори:  кутикула,  опушення різними волосками тощо. У кактусів листки перетворені на колюч, а його функції виконує стебло.

Біологічним пристосуванням рослин до захисту від випаровування є листопад – масове опадання листків на холодний  або жаркий період року. В помірних зонах дерева скидають листки на зиму , коли корені  не можуть подавати воду із мерзлої землі,  а мороз висушує рослину. У тропіках листопад спостерігається в сухий період року.

При утрудненому випаровуванні у рослин спостерігається  гутація – виділення через водяні продихи крапель води. Це явище в природі спостерігається ранком,  коли повітря насичене водяною парою  або перед дощем.

Між верхньою і нижньою шкірочками листкової пластинки  розташовується  м’якоть (основна тканина) листка ( мал.1). Під верхньою шкіркою знаходиться один або кілька шарів великих прямокутних  клітин , які розміщені ніби стовпчики (стовпчасті клітини). Великі й овальні та зелені,  вони містять хлоропласти , у яких відбувається фотосинтез. Зелені клітини розташовуються біля поверхні  листа,  щоб отримувати більше світла. Клітини  нижніх шарів м’якоті листка нещільно прилягають одна до одної мають неправильну форму і містять менше хлоропластів (губчасті клітини). Проміжки між цими клітинами називаються міжклітинниками. Вони заповнені повітрям і водяною парою. Міжклітинники сполучені з продихами. Ці шари клітин виконують функції транспірації та газообміну.

М’якоть листка пронизана густою сіткою жилок (мал.1). .Жилки утворені з судин і ситовидних трубок,  які разом із механічною тканиною листка утворюють судинно-волокнистий пучок. Будова судинно-волокнистих пучків основних жилок листка типова , оскільки це є продовженням  їх із стебла,  але в міру галуження пучків спостерігається зменшення судин та ситоподібних трубок. Судинно-волокнисті пучки здійснюють постачання листка водою і розчиненими в ній  мінеральними речовинами , а  також виведення із листка органічних речовин,  які утворилися в процесі фотосинтезу. Крім того,  жилки виконують механічну роль.

ІСТОРІЯ ВИНАХОДУ МІКРОСКОПА

Мікроскопом називається унікальний прилад, покликаний збільшувати мікрозображення і вимірювати розміри об’єктів або структурні утворення, що спостерігаються через об’єктив. Ця розробка дивна, а значення винаходу мікроскопа надзвичайно велике, адже без нього не існувало б деяких напрямів сучасної науки. І звідси детальніше.

Мікроскоп — родинний телескопу пристрій, що застосовується для зовсім інших цілей. З його допомогою вдається розглянути структуру об’єктів, які невидимі оком. Він дозволяє визначати морфологічні параметри мікроутворень, а також оцінювати їх об’ємне розташування. Тому навіть складно уявити, яке значення мав винахід мікроскопа, і як його поява вплинуло на розвиток науки.

Історія мікроскопа і оптики

Сьогодні складно відповісти, хто першим винайшов мікроскоп. Ймовірно, це питання також буде широко обговорюватися, як і створення арбалета. Однак, на відміну від зброї, винахід мікроскопа дійсно відбувся в Європі. А ким саме, поки невідомо. Ймовірність того, що першовідкривачем пристрою став Ханс Янсен, голландський майстер з виробництва окуляр, досить висока. Його сином Захаром Янсеном, в 1590 році було зроблено заяву, що він разом з батьком сконструював мікроскоп.

Але вже в 1609 році з’явився і ще один механізм, який створив Галілео Галілей. Він назвав його occhiolino і презентував публіці Національної академії. Доказом того, що в той період вже міг використовуватися мікроскоп, є знак на печатці папи Урбана III. Вважається, що він являє собою модифікацію зображення, отриманого шляхом мікроскопування. Світловий мікроскоп (складовою) Галілео Галілея складався з однієї опуклою і однієї увігнутої лінзи.

Удосконалення і впровадження в практику

Вже через 10 років після винаходу Галілея Корнеліус Дреббель створює складніший мікроскоп, який має дві опуклі лінзи. А пізніше, тобто вже до кінця 1600-х років, Христіан Гюйгенс розробив двохлінзеву систему окулярів. Вони виробляються і зараз, хоча їм не вистачає широти огляду. Але, що важливіше, за допомогою такого мікроскопа в 1665 році Робертом Гуком було проведено дослідження зрізи коркового дуба, де вчений побачив так звані стільники. Результатом експерименту стало введення поняття «клітина».

Інший батько мікроскопа — Антоні ван Левенгук — лише первинайшов його, але зумів залучити до приладу увагу біологів. І після цього стало зрозуміло, яке значення мало винахід мікроскопа для науки, адже це дозволило розвиватися мікробіології. Ймовірно, згаданий прилад істотно прискорив розвиток і природничих наук, адже поки людина не побачила мікробів, вона вірила, що хвороби зароджуються від неохайності. А в науці панували поняття алхімії і віталістичні теорії існування живої і самозародження життя.

Мікроскоп Левенгука

Винахід мікроскопа є унікальною подією в науці Середньовіччя, тому що завдяки пристрою вдалося знайти безліч нових предметів для наукового обговорення. Більш того, безліч теорій зруйнувалося завдяки мікроскопіюванню. І в цьому велика заслуга Антоні ван Левенгука. Він зміг удосконалити мікроскоп так, щоб він дозволяв детально побачити клітини. І якщо розглядати питання в цьому контексті, то Левенгук дійсно є батьком мікроскопа такого типу.

Структура приладу

Сам світловий мікроскоп Левенгука представляв собою пластинку з лінзою, здатної багаторазово збільшувати розглянуті об’єкти. Ця платівка з лінзою мала штатив. Через нього вона монтувалася на горизонтальний стіл. Направляючи лінзу на світло і розташовуючи між нею і полум’ям свічки досліджуваний матеріал, можна було розгледіти бактеріальні клітини. Причому першим матеріалом, який Антоні ван Левенгук досліджував, був зубний наліт. У ньому вчений побачив безліч істот, назвати які поки не міг.

Унікальність мікроскопа Левенгука вражає. Наявні тоді складові моделі не давали високої якості зображення. Більш того, наявність двох лінз тільки посилювало дефекти. Тому знадобилося понад 150 років, поки складові мікроскопи, спочатку розроблені Галілеєм і Дреббелем, почали давати таку ж якість зображення, як пристрій Левенгука. Сам же Антоні ван Левенгук все одно не вважається батьком мікроскопа, але по праву є визнаним майстром мікроскопування нативних матеріалів і клітин.

Винахід і вдосконалення лінз

Саме поняття лінзи існувало вже в Стародавньому Римі та Греції. Наприклад, у Греції за допомогою випуклих скельців вдавалося розпалювати вогонь. А в Римі давно помітили властивості скляних посудин, наповнених водою. Вони дозволяли збільшувати зображення, хоча і не у багато разів. Подальший розвиток лінз невідомий, хоча очевидно, що прогрес на місці стояти не міг.

Відомо, що в 16 столітті у Венеції увійшло в практику застосування окулярів. Підтвердженням цього є факти про наявність верстатів для шліфування скла, що дозволяло отримувати лінзи. Також були креслення оптичних приладів, що представляють собою дзеркала і лінзи. Авторство цих робіт належить Леонардо да Вінчі. Але ще раніше люди працювали зі збільшувальними скельцями: ще в 1268 році Роджер Бекон висунув ідею створення підзорної труби. Пізніше вона була реалізована.
                       

Вдосконалення мікроскопії

Історія винаходу мікроскопа вражає при її детальному вивченні. Але не менш цікавою є й історія подальшого вдосконалення мікроскопії. Почали з’являтися нові види мікроскопів, а наукова думка, що породжує їх, все глибше занурювалася. Тепер метою вченого було не тільки вивчення мікробів, але і розгляд більш дрібних складових. Ними є молекули і атоми. Вже в 19 столітті їх вдавалося досліджувати за допомогою рентгеноструктурного аналізу. Але наука вимагала більшого.

Отже, вже в 1863 році дослідником Генрі Кліфтоном Сорбі для дослідження метеоритів був розроблений поляризаційний мікроскоп. А в 1863 році Ернстом Аббе була розроблена теорія мікроскопа. Вона була успішно перейнята на виробництві Карла Цейса. Його компанія за рахунок цього розвинулася до визнаного лідера галузі оптичних приладів.

Але незабаром настав 1931 рік — час створення електронного мікроскопа. Він став новим видом апарату, що дозволяє бачити набагато більше, ніж світловий. У ньому для просвічування застосовувалися не фотони і не поляризоване світло, а електрони — частки куди більш дрібні, ніж найпростіші іони. Саме винайдення електронного мікроскопа дозволило розвиватися гістології. Тепер вчені знайшли повну впевненість, що їх судження про клітині та її органелах дійсно правильні. Втім, лише в 1986 році творцеві електронного мікроскопа Ернсту Руска була присуджена Нобелівська премія. Більш того, вже в 1938 році Джеймс Хіллер будує просвічуючий електронний мікроскоп.

Новітні види мікроскопів

Наука після успіхів багатьох вчених розвивалася швидше. А тому метою, продиктовані новими реаліями, стала необхідність розробки високочутливого мікроскопа. І вже у 1936 році Ервіном Мюллером випускається польовий емісійний прилад. А в 1951 році проводиться ще один пристрій — польовий іонний мікроскоп. Його важливість надзвичайна, тому як він вперше дозволив вченим бачити атоми. А на додачу до цього в 1955 році Єжи Номарский розробляє теоретичні основи диференціальної інтерферометрично-контрастної мікроскопії.

Вдосконалення новітніх мікроскопів

Винахід мікроскопа ще не є успіхом, бо як змусити іони або фотони проходити через біологічні середовища, а потім розглядати отримане зображення, в принципі, неважко. Ось тільки питання підвищення якості мікроскопії було дійсно важливим. І після цих висновків учені створили пролітний мас-аналізатор, який отримав назву скануючого іонного мікроскопа.

Це пристрій дозволяв сканувати окремо взятий атом і отримувати дані про тривимірну структуру молекули. Разом з рентгеноструктурним аналізом цей метод дозволив значно прискорити процес ідентифікації багатьох речовин, що зустрічаються в природі. А вже в 1981 році був введений скануючий тунельний мікроскоп, а в 1986 — атомно-силовий. 1988 — це рік винаходу мікроскопа скануючого електрохімічного тунельного типу. А останнім і найбільш корисним є силовий зонд Кельвіна. Він був розроблений в 1991 році.

Оцінка глобального значення винаходу мікроскопа

Починаючи з 1665 року, коли Левенгук зайнявся обробкою скла і виробництвом мікроскопів, галузь розвивалась і ускладнювалась. І задаючись питанням про те, яке значення мав винахід мікроскопа, варто розглянути основні досягнення мікроскопування. Отже, цей метод дозволив розглянути клітку, що стало черговим поштовхом розвитку біології. Потім прилад дозволив розглянути органели клітини, що дало можливість сформувати закономірності клітинної структури.

Потім мікроскоп дозволив побачити молекулу і атом, а пізніше вчені змогли сканувати їх поверхню. Більш того, за допомогою мікроскопа можна побачити навіть електронні хмари атомів. Оскільки електрони рухаються зі швидкістю світла навколо ядра, то розглянути цю частку абсолютно неможливо. Незважаючи на це, слід розуміти, яке значення мало винайдення мікроскопа. Він дав можливість побачити щось нове, що не можна бачити оком. Це дивовижний світ, вивчення якого наблизило людини до сучасних досягнень фізики, хімії та медицини. А це вартує таких зусиль.

БУДОВА СВІТЛОВОГО МІКРОСКОПА

Щоб ознайомитися з будовою клітини і розглянути її складові частини, потрібно використовувати збільшувальне обладнання, одним з яких є світловий мікроскоп.

Перші мікроскопи були схожі на збільшувальні стекла, і в них використовувалося лише одне скло або лінза з полірованого гірського кришталю.

Одним з перших творців (1610 р.) мікроскопа вважають фізика і математика Галілео Галілея.

Великі технічні можливості і кращу якість зображення можна отримати за допомогою мікроскопа з двома лінзами. Створення такого приладу пов'язано з ім'ям англійського фізика Роберта Гука (1665 р.). Цей мікроскоп збільшував у 30 разів.

Для свого часу чудової майстерності у виготовленні мікроскопів досяг нідерландський купець Антоні ван Левенгук (1632 – 1723). Він умів виробляти лінзи, що збільшують до 200 – 270 разів. Лінзи закріплювалися на спеціальному штативі, так як, щоб досягти такого збільшення, важливо щоб досліджуваний об'єкт знаходився точно навпроти лінзи і на певній відстані від неї. За своє життя Левенгук виготовив більш як 200 мікроскопів.

Будова сучасного світлового мікроскопа

Корпус мікроскопа утворюють основу і штатив.

До штатива прикріплений предметний столик і приєднаний тубус.

У верхній частині тубуса розташований окуляр, через який розглядають досліджуваний об'єкт, в нижній частині тубуса мікроскопа розташовані об'єктиви.

Аналізований об'єкт прикріплюється до предметного столика за допомогою затискачів.

  

Важливою складовою частиною мікроскопа є джерело світла.

  

Освітленість регулюється за допомогою діафрагми.

  

Для переміщення предметного столика передбачені макровинт і микровинт.

Як дізнатися збільшення мікроскопа?

Для збільшення зображення в мікроскопі використовуються 2 лінзи (збільшувального скла). Одна з них знаходиться в об'єктиві, а інша — в окулярі.

Зверни увагу!

Збільшення мікроскопа дорівнює добутку збільшення лінзи окуляра на збільшення лінзи об'єктива.
Збільшення = окуляр х об'єктив.

Приклад:

Збільшення = окуляр х об'єктив = 10х10 = 100 раз.

У школі зазвичай використовуються мікроскопи з збільшенням до 400 разів.

СУСПІЛЬНА ПОВЕДІНКА ТВАРИН

Соціобіологія - науковий напрям, який попав розвиватися в друтій половині XX століття, завданням якого є всебічне вивчення біологічних основ соціальної поведінки, організації, динаміки та еволюції суспільних груп тварин від найнижчих форм до людини.

Суспільна (соціальна) поведінка включає всі типи взаємодій тварин в угрупованнях. 

Поведінка тварин у групах ґрунтується на взаємодії двох чинників:

1) суспільного інстинкту, який спонукає їх об'єднуватися з родичами й підтримувати з ними постійні контакти;

2) внутрішньовидової агресивності, яка дає змогу встановити й підтримувати певний порядок у співтоваристві.

Ієрархія домінування - це система «підпорядкуваиня-домінування» в угрупованні суспільних тварин, виникає тоді, коли члени «особистісної» спільноти взаємодіють між собою, часто агресивно, для створення рейтпнгової системи. Члени соціальних груп зазвичай конкурують за доступ до обмежених ресурсів, за доступ до статевого партнера. Ця боротьба сприяє формуванню соціального порядку, коли лідиру не потрібно постійно що-небудь оспорювати в підлеглих особин. Водночас агресивність здебільшого не призводить до справжніх бійок, а частіше проявляється в демонстрації поз.

У поодиноких тварин, на відміну від суспільних, контакти між особинами підтримуються виключно в шлюбний період, а в деяких - ще в період турботи про потомство (білка, уссурійський тигр, зозуля звичайна, заєць сірий).

Суспільним тваринам притаманна взаємодія суспільного інстинкту (спонукає їх об'єднуватися з родичами й підтримувати з ними постійні контакти) та внутрішньовидової агресивності (дає змогу встановлювати й підтримувати певний порядок в угрупованнях).

Суспільні тварини утворюють постійні групи (бджоли, деякі оси, терміти, мурахи, бобри, вовки, гієни, дельфіни, косяки риб, групи орангутангів самки зі своїми дитинчатами тощо). 

Які тварини утворюють анонімні угруповання? 

Табун жирафів, стадо корів, колонії сірих пацюків, косяки риб.
 За якою ознакою виділяють лідера в угрупованнях тварин? 

Лідера виділяють за будовою (сильні та здорові вожаки у зграї вовків), зовнішнім виглядом (бджола-матка), здібністю до певного виду діяльності в рольовій ієрархії (бобри в хатинці).
 Яка основна функція ієрархії в у групованнях тварин?

Ієрархія дає змогу уникати постійних конфліктів у угрупованні, ресурси розподіляються так, що спочатку забезпечуються найбільш життєздатні особини.

Які переваги суспільної поведінки для виживання тварин?

Менше затрат енергії на добування їжі, легше захиститись від ворогів групами та системою сповіщення, виживають найбільш життєздатні особини.

 Які переваги має поодинокий спосіб життя? Які переваги має суспільний спосіб життя?

Більше харчових ресурсів для одної особини, кожен шукає партнера.

Менше затрат енергії на добування їжі, легше захиститись від ворогів групами з системою  сповіщення, виживають найбільш життєздатні особини.

Соціальна структура павіанів.

Павіани поширені в гірських місцевостях Тропічної Африки. Їх ще називають «собакоголовими мавпами», бо їхня голова схожа на собачу. 

Павіани – всеїдні тварини, вони живуть стадами із чіткою ієрархією. Керує вожак - сильний самець або кілька самців-домінантів, кому підпорядковуються всі інші особини. Кожна особина має у стаді певну чергу при споживанні їжі, певне місце під час пересування, на деревах тощо. 

Життя будь-якого павіана сповнене тривоги. Вожаки та домінанти безперервно стежать, щоб підлеглі їм самці не об'єдналися та не виступили проти них. Тому постійно демонструють своє високе положення, ставлячи на місце можливих суперників. Причому кожна особина отримує покарання та приниження від тих, хто перебуває вище в ієрархії, та зганяє свої образи на тих, хто стоїть нижче. Час від часу в групі спалахують сутички. Утім, якщо на групу нападе запеклий ворог павіанів - леопард, вожак і домінанти відганятимуть його від самок і потомства.

В анонімних угрупованнях взаємозв'язки тварин є безадресними та однаково спрямованими на всіх представників спільноти, відсутня постійна структура, нема ієрархії (лідерів та підлеглих), часто демонструють дивовижну згуртованість і доцільність групових дій. 

Відкриті анонімні угруповання – групи, члени яких не проявляють агресії до нових особин свого виду (стадо корів, табун коней, жирафів).

Закриті анонімні угруповання – групи, члени якого не розрізняють один одного «персонально», але відразу відчувають «чужинців» (колонїї сірих пацюків). 

Особистісні угруповання тварин ґрунтуються на особистих контактах тварин однієї з одною, можливий розподіл ролей, наявна турбота старших особин про цілісність спільноти й безпеку її членів, характерна наявність ієрархїї домінування (колонія миші хатньої, бджіл, мурах, термітів, зграя вовків звичайних, гієн, гієно подібних собак, прайд левів, родина бобрів, сірої гуски, пари пустельних мокриць).
Користуючись різними джерелами інформації, підготуйте міні-проект на тему «Спільноти тварин».

ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ СЕЛЕКЦІЇ ОРГАНІЗМІВ

Селекція  –  наука, що досліджує виведення нових та вдосконалення існуючих сортів культурних рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів, що відповідають потребам людини і суспільства.

Сорт, порода, штам  –  це штучно створені людиною різновиди рослин, тварин та мікроорганізмів, які мають визначені спадкові особливості: комплекс морфологічних і фізіологічних ознак, продуктивність і норму реакції.

М. І. Вавилов зазначив, що для успішної роботи селекціонеру слід вивчати і враховувати:

1.    вихідну сортову і видову різноманітність рослин і тварин;

2.    спадкову мінливість (мутації);

3.    роль середовища в розвитку і прояві досліджуваних ознак;

4.    закономірності успадкування при гібридизації;

5.    форми штучного добору, спрямовані на виділення й закріплення бажаних ознак

Основні методи селекції

Механізм штучного добору за ч. дарвіном

1.    Виділення окремих особин з ознаками, що цікавлять людину

2.    Добір особин, що успадкували від батьків бажані для людини ознаки

3.    Розмноження особин з корисними ознаками

4.    Розвиток бажаної ознаки, її закріплення

Форми штучного добору

Масовий	Індивідуальний
Виділення з вихідного матеріалу цілої групи особин, що мають бажані для селекціонера ознаки	Виділення окремих особин із цікавими для селекціонера ознаками й одержання від них нащадків

Форми гібридизації

Внутрішньовидова(у межах одного виду)
Споріднене схрещування (інбридинг)	Неспоріднене схрещування (аутбридинг)
Схрещування організмів, що мають безпосередніх спільних предків. Використовують для одержання чистих ліній. Підвищується гомозиготність	Гібридизація організмів, що не мають тісних родинних зв'язків. Часто спостерігається явище гетерозису  –  «гібридної сили». Підвищується гетерозиготність
Міжвидова (між особинами різних видів)
Гібридизація особин, які належать до різних видів, родів, із метою поєднання в гібридів цінних спадкових ознак: Жито х пшениця = тритікале Кобила х осел = мул

Гетерозис. Явище гетерозису полягає у вищій життєздатності та продуктивності гібридів першого покоління порівняно зі схрещуваними батьківськими формами. Саме відкриття гетерозису визначило нову категорію селекції  –  створені високопродуктивних тварин і рослин. Існують такі гіпотези, що пояснюють явище гетерозису:

 –   гіпотеза домінування припускає, що в першому поколінні число домінантних генів, отриманих від батьків, подвоюється, і це сприятливо діє на потомство;

 –     гіпотеза наддомінування визнає, що гетерозиготний стан (Aa) дає перевагу над гомозиготним (АА);

 –    гіпотеза компенсаційного комплексу генів припускає сприятливу дію мутацій у разі схрещування з нормальними гомозиготними рецесивними особинами.

Етапи одержання гетерозисних гібридів включають:

 –   багаторазове самозапилення рослин і отримання інбредних ліній, гомозиготних за переважною кількістю генів;

 –   оцінка отриманих видів за їхньою здатністю до гетерозису;

 –  отримання гібридів як основного результату j селекції на використання гетерозису.

Найчастіше міжвидові гібриди безплідні. Уперше методику подолання безплідності міжвидових гібридів у рослин розробив у 1924 р. російський учений Г. Д. Карпеченко. Схрещуючи редьку з капустою, він подвоїв число хромосом у гібрида. Ця рослина не була схожа ні на редьку, ні на капусту.

Віддалена гібридизація широко застосовується у плодівництві: І. В. Мічурін одержав у такий спосіб гібриди ожини і малини, сливи і терну та ін.

Гібриди рослин можна розмножувати вегетативно, чого не можна робити з тваринами.

Гетерозис кукурудзи за продуктивністю

а), в)  –  лінії батьків, б)  –  гібрид

Розмножують складні міжвидові гібриди і методами клітинної інженерії. Новий організм можна одержати з окремих гібридних соматичних клітин. Цей метод називається клонуванням.

Особливості рослин як об'єктів селекції

1.    Висока плідність (велике число нащадків)

2.    Крім статевого розмноження, характерне також вегетативне

3.    Притаманне явище поліплоїдії

4.    Невимогливі до умов середовища

5.    Не вимагають великих економічних витрат

Методи селекції рослин

1.    Висока плідність, численність потомства дозволяють використовувати метод масового добору

2.    Наявність видів, що самозапилюються, дає можливість вивести чисту лінію шляхом застосування індивідуального добору

3.    Завдяки вегетативному розмноженню можна тривалий час зберігати гетерозиготну комбінацію, соматичну мутацію

4.    Впливаючи на проростання насіння хімічними речовинами, випромінюванням вдається одержувати матеріал для добору

Поліплоїдія  –  один зі шляхів поліпшення сортів культурних рослин

Значний внесок у розвиток селекції рослин зробили селекціонери-генетики: І. В. Мічурін, Г. Д. Карпеченко, М. В. Цицин, М. М. Лук'яненко, В. Н. Ремесло, В. С. Пустовойт. Вони вивели високоврожайні сорти цукрових буряків, гречки, бавовнику, високопродуктивні кубанські сорти пшениці, українські сорти Миронівська-808, Юбілейна-50, Харківська-63 та ін.

Особливості тварин як об'єктів селекції

1.    Нечисленність потомства Значна тривалість життя Роздільностатеві (утруднює інбридинг) Тільки статеве розмноження

2.    Необхідна гомозиготність чистих ліній досягається за рахунок близькородинного схрещування, що веде до інбредної депресії

3.    Складні взаємини з довкіллям у зв'язку з наявністю нервової системи Кожний об'єкт являє собою значну селекційну цінність Значні економічні витрати на утримання

Методи селекції тварин

1.    Не застосовується масовий добір, з огляду на співвідносну мінливість Визначення якості плідників за показниками нащадків; вивчення родоводу

2.    Штучне запліднення, одержання цінних порід великої рогатої худоби в штучних умовах («у пробірці»). Потім ембріон пересаджують у матку самки іншої породи для подальшого розвитку. У такий спосіб можна одержати значну кількість нащадків із важливими практичними властивостями

Особливості мікроорганізмів та їх селекції

1.    Не мають типового статевого процесу

2.    Гаплоїдні, що дає можливість мутаціям виявлятися вже в першому поколінні нащадків Швидкі темпи розмноження дають можливість одержувати велику кількість клітин  –  нащадків.

Основні центри походження культурних рослин були встановлені М. І. Вавиловим у 20-30-х pp. XX ст.

Південноазіатський тропічний (Індія, Індокитай, Південний Китай, острови Південно-Східної Азії): батьківщина рису, цукрової тростини, ківі, бананів.

Східноазіатський (Центральний і Східний Китай, Японія, Корея, Тайвань): батьківщина гречки, редьки, яблуні, груші, сливи, шовковиці, проса.

Південно-Західноазіатський (Мала та Ceредня Азія, Кавказ, Близький Схід, Північно-Захіна Індія, Західний Китай): батьківщина сої, чечевиці, жита, ячменю, вівса, моркви, цибулі, бавовнику, льону, винограду, абрикосу, мигдалю, волоського горіха, цитрусових.

Середземноморський: батьківщина цукрової буряку, капусти, маслин, конюшини, люпину.

Абіссінський (Північно-Східна Африка, Абіссінське нагір'я, Аравійський півострів): батьківщина твердої пшениці, сорго, кави.

Центральноамериканський: батьківщина кукурудзи, червоного перцю, квасолі, гарбуза, тютюну, какао.

Південноамериканський (Андійський): батьківщина картоплі, томатів, арахісу, ананасу.

Однією з перших тварин, приручених близько 15 тис. років тому в Євразії, був собака. Його предком були деякі види вовків. Нині існує близько 400 порід собак, яких поділяють на службових, мисливських і декоративних.

Набагато пізніше, 10 тис. років тому, в Єгипті для захисту запасів їжі від мишей приручили кішку. Вівці та кози були одомашнені 10 тис. років тому в Середземномор'ї пі на Кавказі заради молока, м'яса та вовни. їхніми предками були архари, муфлони та гірські Кози.

Предком коня були тарпани, які жили в Європі та Середній Азії, повністю винищені людиною в дев'ятнадцятому столітті. Кінь Пржевальського, який раніше вважався предком свійського коня, як виявилось, не є таким, оскільки має інший хромосомний набір.

Дикий бик  –  тур, який жив у Євразії і є предком свійської корови, також був винищений, останнього бачили й відразу ж убили в Польщі в 1627 р. Його приручили 8 тис. років тому в Греції. Дику свиню приручили в Євразії близько 7 тис. років тому, а свійські кури походять від банківських і червоних курей, одомашнених в Азії 5 тис. років тому. В Америці 4 тис. років тому були приручені індички. В Азії 4 тис. років тому приручили гусей і качок.

Біотехнологія  –  це сукупність промислових методів, що застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ.

Основні напрямки біотехнології

Промислова мікробіологія	Перетворення парафінів у кормовий білок у процесі життєдіяльності мікроорганізмів, виробництва антибіотиків та інших лікарських речовин
Інженерна ензимологія	Одержання і використання чистих ферментів і ферментних препаратів
Генна інженерія	Штучне конструювання молекул ДНК (генів)
Клітинна інженерія	Культивування клітин і тканин вищих організмів

КЛОНУВАННЯ ГЕНІВ

Клонування генів з використанням:

а) бактерій, б) вірусів:

1  –  бактерія; 2  –  плазміда; 3  –  чужорідний ген; 4  –  рекомбінантна плазміда; 5  –  клітина хазяїна;
 6  –  рекомбінантна ДНК; 7  – вірус; 8  –  вірусна ДНК