"Пингвины - шутка эволюции?!" урок биологии в 7 классе

Бланк ответов

Задание № 1.

Впишите в таблицу признаки птиц.

Задание № 2.

На какие из перечисленных ниже вопросов НЕЛЬЗЯ ответить, используя информацию из текстов 1 и 2? Впишите в бланк ответов номера всех выбранных вопросов.

Вопросы:

1. Если бы птицы были хладнокровными, что бы с ними стало?

2. Какова наибольшая скорость передвижения пингвина в воде?

3. Почему в строении половой системы самки отсутствует правый яичник?

4. От чего защищают в воде мелкие жесткие перья пингвина?

5. Какова форма тела птиц?

Ответ:____________

Задание № 3. Можете ли вы ответить на эти вопросы, которые указали в бланке задания № 2? В случае затруднения обратитесь к рисункам – подсказкам, с помощью которых можно ответить на данные вопросы.

Ответ:_________________________________________________________________

Задание № 4.

Выберите из перечня все утверждения, соответствующие содержанию текста № 3 «Происхождение пингвинов». Запишите номера выбранных утверждений.

1. Пингвины эволюционировали, так как была большая необходимость уходить от хищников, ныряя в воду.

2. Самые древние останки пингвинов были найдены в Африке.

3. В наше время более широкое распространение пингвины имеют только на востоке Тихого океана.

4. Около 5 миллионов лет назад предки пингвинов отказались от полета.

5. Самый большой древний пингвин был Норденшельд, который весил около 120 кг.

6. Буревестник и альбатрос являются близкими родственниками пингвинов.

7. В прошлом пингвины, возможно, умели летать.

Ответ: ___________

Здравствуйте, я рада видеть всех вас. Сегодня у нас с вами открытое занятие нашего научного общества. Итак, начинаем.

1 Этап.

Сейчас вы увидите небольшой видеофрагмент и я прошу вас ответить на вопрос: то, что вы видите, это реальность или всё-таки видеомонтаж? (просмотр видеосюжета)

- Пингвины, которые никогда не могли подняться в воздух, научились летать!

- Что вы можете сказать после просмотра данного видеосюжета? (Что это видеомонтаж, ведь пингвины не умеют летать!)

Замечательно. Как вы думаете, какова тема нашего занятия? (ответы учащихся) Я предлагаю обозначить тему нашего занятия так: «Пингвин – шутка эволюции?»

Чтобы разобраться в этом вопросе, давайте изучим факты, которые бы доказывали, что пингвин, всё - таки нелетающая птица. Какова будет цель нашего занятия? (ответы учащихся) Да, вы правы! Углубить и расширить знания о пингвинах.

На какие вопросы вы бы хотели получить ответы? (Ответы учащихся) Почему они отказались от полёта и достойны уважения? Знания о нелетающих птицах нам помогут расширить кругозор. Кроме этого, в рамках школьной программы, нет информации о том, что пингвины – нелетающие птицы, и почему? Значит сегодня в рамках нашего занятия, мы выйдем за страницы школьного учебника.

Для этого, во-первых, мы ознакомимся с несколькими научными текстами. Во-вторых, выполним ряд заданий различного уровня сложности. С заданиями вы будете работать самостоятельно и в парах, а затем все вместе мы обсудим полученные результаты. У вас на столах научные тесты, а также бланки для ответов. Итак, начнём!

Этап 2.

Перед вами текст № 1 «Почему пингвины не могут летать?»

Предположите, о чём будет идти речь в тексте? – ответы учащихся. Прочитайте текст вслух (читает один ученик) и выделите признаки нелетающих птиц, впишите их в бланк ответов

Задания №1 в первую колонку.

Время: 3 минуты.

Готовы? Проверим! Зачитайте, какие признаки вы нашли? А теперь сверьте свои ответы с ответами на слайде.

Этап 3.

(Переход к тексту № 2)

Пингвины – это птицы? Почему тогда они не летают? Найдите ответ в тексте № 2 «Почему птицы летают» и запишите ответ во вторую колонку таблицы.

Время: 7 минут.

Проверка: заслушать ответы и открыть слайд для сравнения полученных результатов.

Итак, мы выяснили, почему пингвины не летают, а также признаки летающих птиц. Теперь попробуем ответить на вопросы задания № 2, 3.

- Вася, прочитай задание № 2 в ваших листах.

Задание №2 .

На какие из перечисленных ниже вопросов НЕЛЬЗЯ ответить, используя информацию из текстов № 1 и № 2? Выпишите в бланк ответов номера всех выбранных вопросов.

Вопросы:

1. Если бы птицы были хладнокровными, чтобы с ними стало?

2. Какова наибольшая скорость передвижения пингвина?

3. Почему в строении половой системы самки отсутствует правый яичник?

4. От чего защищают в воде мелкие, жесткие перья пингвина?

5. Какова форма тела птиц?

Время: 2 минуты.

Заслушивание ответов.

На какой из вопросов, указанных вами в задании № 2 можно ответить, используя данные картинки – подсказки? ЖЕНЯ, СРАЗУ ВЫПОЛНЯЙТЕ И РАССУЖДАЙТЕ ВМЕСТЕ

Задание № 3.

Этап 4.

Переход к тексту № 3.

Мы выделили с вами признаки летающих и нелетающих птиц. Определили, что пингвины – это нелетающие птицы. Но в чём же тогда учёные видят причину того, что пингвины не летают? Ваше мнение?

Да, все признаки живых существ связаны с их происхождением, с изменениями, которые происходят с ними в течение жизни, то есть в ходе эволюции.

Вам предлагается выбрать номера верных утверждений в задании № 4.

Задание № 4.

1. Пингвины эволюционировали, так как была большая необходимость уходить от хищников, ныряя в воду.

2. Самые древние останки пингвинов были найдены в Африке.

3. В наше время более широкое распространение пингвины имеют только на востоке Тихого океана.

4. Около 5 миллионов лет назад предки пингвинов отказались от полета.

5. Самый большой древний пингвин был Норденшельд, который весил около 120 кг.

6. Буревестник и альбатрос являются близкими родственниками пингвинов.

7. В прошлом, возможно, пингвины умели летать.

Время - 1-2 минуты.

Ответы учащихся.

Теперь прочитайте текст вслух (жужжащее чтение). – 2 минуты.

А сейчас давайте проверим ваши предположения. Поставьте «-» либо «+» рядом с номером утверждения.

Окончание.

Ну что же ребята, мы достигли цели нашего занятия? (Да) Данный видеофрагмент – это фейк? Докажите, используя знания с сегодняшнего занятия.

Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора – есть только целесообразность, то есть свойство процессов и явлений приводить к определенному результату. Смешными пингвинов делает лишь узость человеческого взгляда.

Но всё-таки, как вы думаете, могут ли пингвины в будущем научиться летать и парить в воздухе?

Подумайте, как бы изменился внешне пингвин, если бы он смог летать?

Создайте образ такого пингвина.

Итак, все сегодня продуктивно поработали. Мы заканчиваем наше занятие, а дома подумайте, какую тему проекта о нелетающих птицах вы могли бы предложить нам для создания группового или индивидуального проекта?

Текст № 1. «Почему пингвины не могут летать?»

Пингвины – птицы, которых природа обделила способностью летать.

Кости любой летающей птицы полые, что делает их невесомыми, чтобы пернатым было легче взлетать и парить в воздухе. Кости пингвинов же лишены легкости, они очень плотные и больше схожи со скелетом млекопитающих, в том числе человека. Пингвины не летают, потому что их крылья не имеют длинных маховых перьев, способствующих свободному парению птиц в воздухе, не сгибаются и больше напоминают рыбий плавник, нежели крыло птицы. Кости и мышцы пингвиньих конечностей наделены большей массивностью, что помогает им отлично справляться с водными массами при движениях под водой. Летающим птицам не нужно применять столько усилий для курсирования в воздухе. Природа позаботилась об арктических обитателях: под кожей у пингвинов есть толстый двухсантиметровый слой жира, а тело птицы покрывают мелкие и жесткие водостойкие перья. Только эти представители птичьего мира обладают телом обтекаемой формы, идеально приспособленным к подводным перемещениям.

Таким образом, отличия пингвинов от летающих птиц весьма существенны и определяются необходимостью нырять и плавать под водой.

Текст № 2. «Почему птицы летают?»

С легкостью подниматься ввысь для птиц становится возможным, прежде всего, благодаря, легкому скелету. Он образован костями, внутри которых находятся воздухоносные полости. Многие кости срастаются между собой, обеспечивая прочность всей "конструкции". Отличительной особенностью скелета пернатых является наличие киля. Это особая кость, к которой прикрепляются мышцы, приводящие в движение крылья. Черты приспособления птиц к полету во многом связаны с особенностями покровов. Пернатые являются единственной группой животных, тело которых покрыто перьями. Благодаря им тело птицы приобретает обтекаемую форму. Что касается теплокровности, то она подразумевает наличие постоянной температуры тела, не зависящей от окружающей среды. Ведь, как известно, с высотой температура воздуха значительно понижается. И если бы птицы были холоднокровными, как рыбы или земноводные, они просто бы замерзли во время полета. Такая черта присуща данной группе организмов благодаря прогрессивному строению кровеносной системы. Основное приспособление птиц к полету, безусловно, заключается и в видоизменении верхних конечностей. Они преобразованы в крылья. Ноги - нижние конечности, часто покрыты роговыми чешуйками. Эта особенность строения осталась у птиц от их предков - пресмыкающихся животных. Когти, находящиеся на пальцах ног, помогают птицам удерживаться на опорной поверхности. Приспособление птиц к полету отражается и в особенностях внутреннего строения органов. Пищеварительная система настолько упрощена, что позволяет птице очень быстро переваривать пищу и давать большое количество энергии, которая тратится на полёт. Поэтому обмен веществ птиц очень быстрый. Адаптация птиц к полету прослеживается и в строении нервной системы. Благодаря ее развитию, животные обладают достаточно четким цветным зрением, позволяющим без труда ориентироваться в воздухе даже на большой высоте. Компактность - характерная черта половой системы. Семенники самцов небольшого размера, бобовидной формы. У самок есть только один яичник. Такое строение делает вес птиц существенно меньше, значит половая система птиц достаточно хорошо упрощена. Приспособления птиц к полету касаются и дыхательной системы. Помимо лёгочного дыхания у птиц есть дополнительные органы - воздушные мешки. Это резервуары воздуха с достаточно большим объемом. Поэтому дыхание птиц еще называют двойным.

Текст № 3. «Происхождение пингвинов»

Исследователи не устают спорить о происхождении пингвинов: есть мнение, что в прошлом эти птицы умели летать, но со временем утратили эту способность. Причина тому кроется в смене условий проживания: появилась острая необходимость добывать морскую глубоководную пищу. Природа сделала свое дело, и постепенно, в условиях постоянной необходимости нырять и плавать пингвины эволюционировали в плавающих, в то время как способность к полетам была утрачена за ненадобностью. Крылья стали подобием весел, перья похожи на чешую, а тело приобрело мощную мышечную массу на грудине и бедрах.

Около 70 млн. лет назад предки пингвинов отказались от полета в пользу эффективной подводной охоты. Постепенно они стали крупнее – это позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах. Самые древние остатки пингвинов найдены в Новой Зеландии. Родиной как древних, так и современных пингвинов является только южное полушарие. Ископаемые виды известны, главным образом, из Новой Зеландии, южной части Южной Америки и с отделенного от нее проливом Дрейка Антарктического полуострова. Есть находки также из южных частей Австралии и Африки. Все эти районы укладываются в современную область распространения пингвинов. Более широкое распространение в наше время пингвины имеют только на востоке Тихого океана, где они гнездятся в районе перуанского побережья и даже под экватором - на Галапогосских островах.
Наиболее древние из известных ископаемых остатков пингвинов датируются не старше 45 млн. лет. Современные пингвины не мелкие птицы, но в процессе эволюции они все же измельчали. Рекордсменом является пингвин Норденшельда, названный в честь знаменитого полярного исследователя. Высотой он был почти с человека и весил около 120 кг. Почти такого же размера достигали и некоторые другие древние виды пингвинов.
Известные ископаемые пингвины уже вполне походили на современных. Чтобы целому отряду птиц развиться до такого уровня специализации, конечно, необходимо было много времени. Тем более, что далекие прапредки умели летать. Значит, происхождение их теряется где-то в глубинах мелового периода мезозойской эры, возможно, не менее 100 млн. лет назад.
Из ныне живущих птиц к пингвинам наиболее близки трубконосые (буревестник, альбатрос), в совершенстве освоившие водную среду. Поэтому почти уверенно можно предположить, что пингвины и трубконосые произошли от общих летающих предков, или что пингвины произошли от древних трубконосых птиц.

Почему пингвины не летают?

Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора – есть только целесообразность. Смешными пингвинов делает лишь узость человеческого взгляда. Мы расскажем о том, почему они отказались от полета и достойны уважения.

В Антарктиде и окрестностях, где обитают пингвины, условия такие, что подошли бы какой-нибудь негостеприимной планете. Хочется посочувствовать тяжелой доле птиц, но сочувствие – это последнее, в чем они нуждаются. Жизнь в невыносимых (для других существ) условиях – эволюционный трюк, который позволил пингвинам избавиться от конкурентов и получить во «владение» почти целый континент. Чтобы выжить в экстремальной среде, пингвины развили комплекс механизмов, благодаря которым заняли свободную экологическую нишу и комфортно себя в ней чувствуют.

Почему пингвины НЕ могут летать? (найти признаки, по которым пингвины не летают) Убрать нумерацию и выделения в тексте!

Пингвины – птицы, которых природа обделила способностью летать.

1. Отсутствие полостей в костях. Кости любой летающей птицы полые, что делает их невесомыми, чтобы пернатым было легче взлетать и парить в воздухе. Кости пингвинов же лишены легкости, они очень плотные и больше схожи со скелетом млекопитающих, в том числе человека. Возможно, поэтому и люди не летают?

2. Неприспособленные для полетов крылья. Пингвины не летают, потому что их крылья не имеют длинных маховых перьев, способствующих свободному парению птиц в воздухе, не сгибаются и больше напоминают рыбий плавник, нежели рыло птицы. Кости и мышцы пингвиньих конечностей наделены большей массивностью, что помогает им отлично справляться с водными массами при движениях под водой. Летающим птицам не нужно применять столько усилий для курсирования в воздухе.

3. Анатомическая особенность. Природа позаботилась об арктических обитателях: под кожей у пингвинов есть толстый двухсантиметровый слой жира, а тело птицы покрывают мелкие и жесткие водостойкие перья, что отлично защищает их от переохлаждения под водой. Только эти представители птичьего мира обладают телом обтекаемой формы, идеально приспособленным к подводным перемещениям.

4. Эволюция из-за смены среды обитания. Исследователи не устают спорить о происхождении пингвинов: есть мнение, что в прошлом эти птицы умели летать, но со временем утратили эту способность. Причина тому кроется в смене условий проживания: появилась острая необходимость добывать морскую глубоководную пищу. Природа сделала свое дело, и постепенно в условиях постоянной необходимости нырять и плавать пингвины эволюционировали в плавающих, в то время как способность к полетам была утрачена за ненадобностью. Крылья стали подобием весел, перья похожи на чешую, а тело приобрело мощную мышечную массу на грудине и бедрах.

Таким образом, отличия пингвинов от летающих птиц весьма существенны и определяются необходимостью нырять и плавать под водой.

Кроме того, у пингвинов имеется еще ряд отличий в строении:

• уши у них плотно закрыты короткими жесткими перьями, чтобы вода не попадала внутрь;

• роговица глаз практически плоская, что делает зрение пингвинов максимально приспособленным к изменениям света при погружении на глубину и в то же время способствует легкой близорукости на суше.

Может ли пингвин все-таки взлететь? (можно использовать график соотношения скорости передвижения пингвина)

Категоричное убеждение, что пингвины не летают совсем, ошибочно. Обычный пингвин, спасаясь от преследующего его хищника, способен подняться в воздух на высоту до двух метров, в то время как вид пингвинов под названием Адели способен взлететь на трехметровую высоту. В этом им помогают хорошо развитые ласты, совершающие в момент прыжка частые винтообразные движения. А если подобные маневры будут производиться в водной толще, пингвин может выпрыгнуть из моря, развив скорость до 20 км/ч.

Мнение ученых (ответить на вопросы)

Пингвины не летают по одной простой причине: они плавают. В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, показано, что птицы не могут одновременно быть хорошими летунами и пловцами – это энергетически невыгодно. Колонии, где гнездятся пингвины, отделены от мест, где они ищут пропитание, огромными расстояниями. И тяжкие походы, которые предпринимают пингвины, долгое время озадачивали ученых, размышлявших над вопросом, почему они делают это пешком, отказавшись от полетов, которые сэкономили бы им уйму времени.

В поиске ответов биологи обратились к другим морским птицам: беринговым бакланам (Phalacrocorax pelagicus) и толстоклювым кайрам (Uria lomvia). Первые плавают под водой при помощи перепончатых лап, вторые используют еще и крылья. Обе птицы летают, хотя кайры делают это с трудом. «Они ужасные летуны, – говорит Кайл Эллиот (Kyle Elliott), аспирант Университета Манитобы в Виннипеге (Канада), один из авторов исследования. – Они бьют крыльями очень-очень быстро и совершенно не умеют приземляться».

Чтобы изучить толстоклювых кайр, гнездящихся на севере Канады, исследователи вооружились ружьями c резиновыми пулями для отпугивания белых медведей и поселились в домиках, окруженных электрическим забором. Когда хищников поблизости не было, исследователи заарканивали кайр и посредством шприца вводили им в кровь изотопы, с помощью которых можно посчитать энергозатраты на ныряние и полет. Также они снабжали птиц сенсорными устройствами, которые позволяли определить температуру тела, как глубоко они ныряют и сколько времени проводят под водой, в воздухе и на земле.

Выяснилось, что быть кайрой не так-то просто. Птицы тратят за минуту полета больше энергии, чем другие птицы, включая считавшегося чемпионом по энергозатратам горного гуся (Anser indicus), который летает над Гималаями.

Чтобы лучше нырять, толстоклювым кайрам нужно либо уменьшить крылья, либо увеличить размеры тела, но в обоих случаях летать они уже не смогут.

Ученые полагают, что это результат того, что крылья кайр все же созданы для полета – под водой они создают торможение. Кроме того, их маленькие тела, достаточно легкие, чтобы оторваться от земли, охлаждаются быстрее, чем у более громоздких пингвинов. «Вообще, чтобы лучше нырять, им нужно уменьшить крылья или самим вырасти, но оба варианта сделают полет невозможным», –утверждает орнитолог Роберт Риклефс (Robert Ricklefs) из Университета Миссури в Сент-Луисе (США), соавтор исследования. По словам ученого, кайры действительно функционируют на грани возможностей для птиц. «Главный посыл нашего исследования – это компромисс, – говорит он. – Нельзя иметь крыло, которое одинаково хорошо подходит для движений в воде и в воздухе».

Около 70 млн. лет назад предки пингвинов отказались от полета в пользу эффективной подводной охоты. Постепенно они стали крупнее – это позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах. Отказавшись от полетов, пингвины стали крупнее, что позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах.

Кто самые близкие родственники пингвинов? (составить родословную пингвина)

В ископаемом состоянии известно 36 видов. Самые древние остатки пингвинов найдены в Новой Зеландии (нижний миоцен).
Родиной как древних, так и современных пингвинов является только южное полушарие. Ископаемые виды известны, главным образом, из Новой Зеландии, южной части Южной Америки и с отделенного от нее проливом Дрейка Антарктического полуострова. Есть находки также из южных частей Австралии и Африки. Все эти районы укладываются в современную область распространения пингвинов. Более широкое распространение в наше время пингвины имеют только на востоке Тихого океана, где они гнездятся в районе перуанского побережья и даже под экватором - на Галапогосских островах.
Наиболее древние из известных ископаемых остатков пингвинов датируются не старше 45 млн. лет, т.е. они начинают встречаться с конца эоценового периода. Современные пингвины не мелкие птицы, но в процессе эволюции они все же измельчали. Рекордсменом является живший в эоцене пингвин Норденшельда, названный в честь знаменитого полярного исследователя. Высотой он был почти с человека и весил около 120 кг. Почти такого же размера достигали и некоторые другие древние виды пингвинов.
Известные ископаемые пингвины уже вполне походили на современных. Чтобы целому отряду птиц развиться до такого уровня специализации, конечно, необходимо было много времени. Тем более, что далекие прапредки умели летать. Значит, происхождение их теряется где-то в глубинах мелового периода мезозойской эры, возможно, не менее 100 млн. лет назад.
Из ныне живущих птиц к пингвинам наиболее близки трубконосые, в совершенстве освоившие водную среду. Поэтому почти уверенно можно предположить, что пингвины и трубконосые произошли от общих летающих предков, или что пингвины произошли от древних трубконосых птиц. Последний вывод, казалось бы, представляется вообще невероятным, если иметь в виду внешний облик птиц из этих непохожих групп. Действительно, что общего между летунами альбатросами и буревестниками, с одной стороны, и совсем не умеющими летать пингвинами - с другой? Тем не менее, отряды пингвинов и трубконосых находятся в близком родстве.

Передние конечности пингвинов — не что иное, как ласты. Мускулатура и устройство костей позволяет им под водой работать крыльями почти как винтами. Гребные движения производятся мощными грудными мышцами, которые крепятся к развитому килю грудины. Грудная мускулатура развита необычайно и составляет иногда до 30 % массы тела, что в несколько раз превышает мускулатуру самых мощных летающих птиц. Если крылья пингвинов являются основным «двигателем» в воде, то перепончатые лапы выполняют функцию руля. Под водой пингвины способны развить скорость около 5-10 км/ч, иногда и выше - до 36 км/ч. пингвины способны нырять на глубину до 200 м и оставаться под водой до 20 минут. Второе явное отличие пингвинов от других птиц — плотность костей. У всех птиц кости трубчатые, что делает их скелет легче и позволяет летать им или быстро бегать. Но у пингвинов они похожи на кости млекопитающих (дельфинов и тюленей) и не содержат внутренних полостей.
Так что выбирая между плаванием-нырянием и полетом в воздухе, пингвины выбрали первое.

Выводы (вставить в текст пропущенные слова)

Эволюция лишила пингвинов способа передвижения по воздуху как слишком энергозатратного. Вместо этого у птиц появилась возможность нырять на большую глубину, проводя больше времени под водой. Морская рыба в те времена была для пингвинов наиболее выгодным рационом, что и привело к тому, что способность летать была утрачена в пользу планирования под водой.

Предки пингвинов летали во времена обитания на планете динозавров, однако, по словам Дэниэла Ксепки из Музея Брюса в Коннектикуте (США), утратили эту способность вскоре после вымирания самых крупных ящеров (судя по найденным останкам, около 60 млн. лет назад). В ходе миграции к морям и океанам и из-за необходимости приспособиться к новым условиям охоты крылья пингвинов изменились, став короче и жестче, что было необходимо, чтобы лучше грести. Мышцы же стали более развитыми и на груди появился дополнительный слой перьев. Также птицы увеличились в размерах. В результате летать они перестали, однако стали уникальным видом в непростых условиях нового ареала обитания, поскольку смогли охотиться на крупную морскую рыбу.

«Пингвины – шутка эволюции?!»

Признаки птиц

Нелетающие птицы

• Отсутствие полостей в костях.
• Неприспособленные для полетов крылья. 
• Обтекаемая форма тела
• Толстый слой жира.

Признаки птиц

Нелетающие птицы

Летающие птицы

• Отсутствие полостей в костях.
• Неприспособленные для полетов крылья. 
• Обтекаемая форма тела
• Толстый слой жира.

• Полые кости
• Перьевой покров.
• Теплокровность.
• Видоизмененные конечности.
• Быстрый обмен веществ.
• Хорошее ориентирование в полёте.
• Упрощенная половая система.
• Двойное дыхание.

Выполнение задания № 1.