DWMED

Lipiennik Loesela (Liparis loeselii) to storczyk objęty ochroną ścisłą oraz umieszczony w Polskiej czerwonej księdze roślin jako gatunek wysokiego ryzyka. Występuje on na terenach podmokłych – na torfowiskach lub turzycowiskach zasilanych wodami bogatymi w związki wapnia. W Polsce notowano jego obecność na ponad 200 stanowiskach na niżu: przede wszystkim w północnej, zachodniej i środkowej części kraju, w większości – w pasie pojezierzy i pobrzeża.

Na podstawie: natura2000.gdos.gov.pl

Wyjaśnij, dlaczego – oprócz ochrony gatunkowej – konieczne stało się również wprowadzenie ochrony siedliskowej lipiennika Loesela, m.in. w ramach sieci Natura 2000. W odpowiedzi odnieś się do warunków życia tego gatunku.

Glifosat jest jednym z najczęściej stosowanych herbicydów. Jego działanie polega na zahamowaniu szlaku metabolicznego, który umożliwia roślinom, grzybom i bakteriom syntezę aminokwasów aromatycznych – dla zwierząt aminokwasy aromatyczne są związkami egzogennymi. W 1996 roku wprowadzono na rynek modyfikowaną genetycznie soję zawierającą gen kodujący kluczowy enzym opisanego szlaku, zmieniony tak, aby był odporny na działanie glifosatu. Dzięki temu rośliny soi mogą rosnąć i wydawać plony w obecności herbicydu. Od tego czasu opracowano też odmiany soi z innymi modyfikacjami genetycznymi, zapewniające odporność na inne herbicydy, na szkodniki czy ze zmienioną zawartością kwasów tłuszczowych. W 2018 roku soja stanowiła około 50% transgenicznych upraw.

Na podstawie: K. Kumar i in., Genetically Modified Crops […], „Planta” 251(5), 202

1. Wykaż, że stosowanie dużych ilości glifosatu może stanowić zagrożenie dla różnorodności biologicznej.

2. Wyjaśnij, dlaczego glifosat jest nieskuteczny w zwalczaniu szkodników owadzich.

Przed epoką wielkich odkryć geograficznych występowała w Ameryce Północnej muchówka, której larwy żyły w owocach rodzimych głogów. Po przybyciu Europejczyków, którzy uprawiali drzewa owocowe, wykształciły się rasy pokarmowe tej muchy żerujące także na jabłoniach i wiśniach. Te trzy rasy są częściowo odizolowane od siebie, ponieważ owoce żywicielskie: wiśnia, jabłoń i głóg, dojrzewają w różnym czasie – od wiosny do lata. Jest to początkowe stadium specjacji.

Na podstawie: E.O. Wilson, Różnorodność życia, Warszawa 1999; H. Krzanowska, A. Łomnicki (red.), Zarys mechanizmów ewolucji, Warszawa 2002.

1. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.

Opisany proces powstawania trzech gatunków muchówek to specjacja

2. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź spośród podanych.

Aby opisane rasy pokarmowe można było nazwać odrębnymi gatunkami biologicznymi, musi dojść do
A. ograniczenia izolacji prezygotycznej.
B. występowania płodnych mieszańców.
C. braku przepływu genów pomiędzy populacjami.
D. nasilenia się efektu założyciela w każdej z populacji.

Ekologiczna nisza podstawowa gatunku to nisza potencjalnie zajmowana przez ten gatunek w warunkach optymalnych, natomiast nisza zrealizowana jest częścią niszy podstawowej, zajmowaną przez gatunek w danych warunkach abiotycznych i biotycznych.
Drożdże Saccharomyces cerevisiae w środowisku naturalnym bytują m.in. na powierzchni owoców winorośli, na której – mimo warunków tlenowych  głównie przeprowadzają fermentację alkoholową. Na powierzchni owoców winorośli występują także różne bakterie, które – podobnie jak S. cerevisiae – jako główne źródło energii wykorzystują glukozę.
Badania wykazały, że bakterie wydzielają kwas mlekowy, modyfikujący metabolizm komórek drożdży. W obecności kwasu mlekowego drożdże wykorzystują do wzrostu związki, które nie są substratami fermentacji alkoholowej, dzięki czemu ich wzrost i żywotność są lepsze.

Na podstawie: D. Jarosz i in., Cross-kingdom Chemical Communication […], „Cell” 158(5), 2014; D.M. Garcia i in., A Common Bacterial Metabolite Elicits […], „eLife” 5, 2016.

Na podstawie przedstawionych informacji podaj dwa różne argumenty wskazujące na to, że nisze ekologiczne opisanych drożdży i bakterii w znacznym zakresie się pokrywają.

Argument 1.:
Argument 2.:

Na poniższych wykresach przedstawiono zależność między wielkością stada gołębi grzywaczy (Columba palumbus) a skutecznością ataków jastrzębi (Accipiter gentilis) (wykres A) oraz zależność między liczbą gołębi w stadzie a odległością jastrzębia od stada w momencie reakcji stada na atak drapieżnika – poderwania się stada do lotu (wykres B).

Oceń, czy na podstawie przedstawionych wyników badań można sformułować wnioski
podane w tabeli. Zaznacz T (tak), jeśli wniosek można sformułować na podstawie wyników badań, albo N (nie) – jeśli nie można go sformułować.

W Sudetach przeprowadzono restytucję jodły z wykorzystaniem wyłącznie lokalnych zasobów genetycznych jodły. Wymagało to wielu długotrwałych działań, często skomplikowanych (np. szczepienia drzew). Jodła sudecka różni się genetycznie od jodły karpackiej, licznie występującej w niektórych rejonach Karpat i wytwarzającej duże ilości nasion.

Na podstawie: W. Barzdajn, Restytucja jodły pospolitej w Sudetach. Dotychczasowe osiągnięcia, „Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo Leśnej” 1(11), 2006.

Uzasadnij, że do restytucji jodły w Sudetach należało użyć lokalnych zasobów genetycznych jodły, zamiast łatwo dostępnych nasion pochodzących z Karpat.

Oddziaływania międzygatunkowe u roślin mogą mieć charakter antagonistyczny, np. gdy w suchym środowisku występuje konkurencja korzeni o wodę, lub nieantagonistyczny – polegający na wzajemnym wspomaganiu wzrostu.

Aby określić wpływ wzajemnego oddziaływania roślin jednorocznych i krzewów Ambrosia dumosa, przygotowano na pustyni następujące poletka doświadczalne:

• próba A – usunięto rośliny jednoroczne, a pozostawiono krzewy A. dumosa
• próba B – pozostawiono rośliny jednoroczne oraz krzewy A. dumosa
• próba C – pozostawiono rośliny jednoroczne, a usunięto krzewy A. dumosa.

Na poniższych ilustracjach przedstawiono próby: A, B i C.

Rośliny jednoroczne w obecności krzewów charakteryzowały się większym przyrostem biomasy, natomiast przyrost biomasy krzewów w obecności roślin zielnych był ograniczony.

Na podstawie: C.J. Krebs, Ecology: The Experimental Analysis of Distribution and Abundance, Harlow 2014.

1. Uzupełnij tabelę – wpisz w puste komórki oznaczenia literowe tych prób, które należy
porównać, aby zweryfikować poniższe hipotezy.

2. Wyjaśnij, w jaki sposób rzucanie cienia przez krzewy A. dumosa wpływa pozytywnie na przyrost biomasy roślin jednorocznych w warunkach suszy. W odpowiedzi uwzględnij bilans wodny roślin.

W drugiej połowie XX wieku naukowcy zwrócili uwagę na globalne zmniejszanie się liczebności populacji płazów. Badacze zgodnie określają obecny trend jako szóste masowe wymieranie zwierząt o globalnym zasięgu.

Badania prowadzone w Polsce wskazują kilka czynników negatywnie wpływających na liczebność płazów. Jednym z nich jest osuszanie naturalnych siedlisk płazów.

1. Wykaż, że osuszanie siedlisk ma negatywny wpływ na liczebność płazów w Polsce.

2. Który z dokumentów i form ochrony przyrody reguluje zasady handlu gatunkami zagrożonymi wyginięciem? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

A. Agenda 21
B. Konwencja o Różnorodności Biologicznej
C. Konwencja Waszyngtońska – CITES
D. Natura 2000

Na poniższej mapie przedstawiono lokalizację parków narodowych na terenie Polski.

Legenda: A – parki istniejące, B – parki projektowane.

1. Do każdego z wymienionych poniżej istniejących parków narodowych Polski niżowej dopasuj odpowiedni numer z mapy.
1. Kampinoski:
2. Słowiński:
3. Biebrzański:

2. Do każdego z wymienionych poniżej istniejących parków narodowych Sudetów i Karpat dopasuj odpowiedni numer z mapy.
1. Gór Stołowych:
2. Magurski:
3. Babiogórski:

Konsumenci (roślinożercy i drapieżcy) odżywiają się w sposób wybiórczy (tj. selektywny), powodując zróżnicowaną śmiertelność w rozmaitych klasach wielkości swoich ofiar. Aby wyrazić w sposób ilościowy to zjawisko, zaproponowano wiele wskaźników wybiórczości pokarmowej.
Wszystkie opierają się na porównaniu udziału określonej kategorii ofiary (lub cząstek o określonej wielkości) w całkowitej liczbie ofiar/cząstek w pokarmie i w otaczającym środowisku. Jednym z najczęściej wykorzystywanych jest wskaźnik wybiórczości Jacobsa:

gdzie, p to udział ofiar określonej wielkości/typu w środowisku, r to udział jej w treści pokarmowej. Wskaźnik ten może przyjmować wartości od -1 do +1. Wartości mniejsze od 0 oznaczają ujemną wybiórczość w stosunku do kreślonego typu ofiary (procentowo mniej ofiar tej kategorii jest zjadanych w stosunku do innych), a wartości większe od 0 oznaczają dodatnią selekcję (ofiary należące do tej kategorii są zjadane częściej niż inne). Taki sam udział ofiar z określonej klasy wielkości w środowisku i w pokarmie drapieżcy/roślinożercy oznacza jego neutralność wobec tej kategorii pokarmu (D = 0).

Pewna populacja ryb ma w środowisku do dyspozycji pokarm w trzech klasach wielkości (A, B i C) w następujących proporcjach:

Posługując się wskaźnikiem wybiórczości Jacobsa, określ, które stwierdzenia dotyczące preferencji pokarmowych opisanej populacji ryb są prawdziwe, a które – fałszywe.

Skutecznym sposobem unikania drapieżników kierujących się wzrokiem są barwy i kształty kryptyczne ciała, o czym świadczy ogromne rozpowszechnienie tej strategii w większości grup systematycznych.

Źródło: J. Weiner, Życie i ewolucja biosfery, Warszawa 1999.

Wybierz prawidłowe dokończenie zdania.

Strategia unikania ataku drapieżnika przez patyczaki, polegająca na upodabnianiu się pod względem barwy oraz kształtu ciała do otaczającego środowiska to

A. mimikra müllerowska.
B. mimikra batezjańska.
C. mimetyzm.

Na poniższych fotografiach przedstawiono interakcję między rośliną i zapylaczem (widocznym w powiększeniu po prawej stronie ilustracji).

Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.

Na fotografii przedstawiono owada z rzędu

Ze względu na intensywnie zachodzącą fotosyntezę niektóre biomy produkują bardzo duże ilości tlenu, który może być wykorzystywany w innych rejonach biosfery oraz w gospodarce człowieka. Takie biomy nazywane są czasami „płucami świata”.

Na podstawie: J. Weiner. Życie i ewolucja biosfery, Warszawa 2020.

Określ, wybierając spośród A albo B, czy równikowy las deszczowy produkuje dużą ilość tlenu wykorzystywanego w innych biomach i czy w związku z tym można ten biom określić mianem „płuc świata”, oraz wybierz odpowiednie uzasadnienie spośród 1.–3. Równikowy las deszczowy

Powszechnie przyjmuje się, że zima jest krytycznym okresem dla homeotermów. Aby przetrwać krytyczny okres zimy, niektóre ssaki strefy umiarkowanej zmniejszają rozmiar i masę swojego ciała – zjawisko to określane jest jako fenomen Dehnela. Doskonałymi modelami do badania strategii zimowania są gatunki o małych rozmiarach ciała, wysokim zapotrzebowaniu na energię w stosunku do swoich rozmiarów i krótką wytrzymałością na głód. Masa ciała ryjówki aksamitnej (Sorex araneus) w ciągu roku zmienia się o około 20%, czemu towarzyszą zmiany w zachowaniu zwierzęcia. Poniżej przedstawiono rozkład czterech różnych aktywności u ryjówki aksamitnej w różnych porach roku.

Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Małe ssaki endotermiczne mają (1) metabolizm, szczególnie w niskich temperaturach. W związku z tym, niektóre gatunki wykształciły pozornie nielogiczną strategię: zmniejszają rozmiar czaszki, mózgu i narządów wewnętrznych, by zimą stać się jeszcze mniejszymi. To powoduje znaczące bezwzględne (2) dla osobnika. Do tego w zachowaniu małych ssaków obserwuje się zmiany – zimą wzrasta ilość czasu spędzonego na (3).

Do najstarszych obszarowych form ochrony przyrody należą parki narodowe, parki krajobrazowe, rezerwaty przyrody. W latach 90. wprowadzono nowe formy ochrony: obszary chronionego krajobrazu, użytki ekologiczne, zespoły przyrodniczo krajobrazowe, stanowiska dokumentacyjne, a w obecnym stuleciu obszary Natura 2000.

Źródło: E. Symonides, Ochrona przyrody, Warszawa 2014; M. Walczak i wsp., Obszary Chronione w Polsce, Warszawa 2001.

Do każdej z wymienionych w tabeli form ochrony przyrody dopasuj odpowiedni opis wybrany spośród 1.–4.

1. Ochrona niewielkich powierzchniowo obiektów, bardzo cennych pod względem przyrodniczym. Obszary te stanowią pozostałości ekosystemów, mające znaczenie ze względu na unikatowe typy siedlisk: naturalne zbiorniki wodne, torfowiska, starorzecza, opuszczone wyrobiska, wydmy itp., a także stanowiska rzadkich lub chronionych gatunków roślin, zwierząt i grzybów.

2. Ochrona obszarów ważnych pod względem naukowym i dydaktycznym. Chronią odkrywki geologiczne, profile glebowe na obszarze wyrobisk powierzchniowych i podziemnych, także miejsca występowania kopalnych szczątków roślin i zwierząt.

3. Ochrona obszarów najcenniejszych i zagrożonych wyginięciem siedlisk przyrodniczych i zachowanie zagrożonych gatunków w skali całej Europy. Wyróżniono obszary specjalnej ochrony ptaków i specjalne obszary ochrony siedlisk. Mogą stanowić część lub całość istniejącej wcześniej przestrzennej formy ochrony przyrody.

4. Ochrona obszarów ze względu wyróżniający się teren o zróżnicowanych ekosystemach, pełniących często funkcję korytarzy ekologicznych. Obejmują tereny rozległe takie jak doliny rzeczne, kompleksy leśne, torfowiska. Obszary te są wartościowe pod względem turystyki i wypoczynku.