DWMED

Ptaki z gatunków darwinka mała (Geospiza fuliginosa) i darwinka czarna (Geospiza fortis) zamieszkują wyspy archipelagu Galapagos. Na niektórych wyspach występują osobno, a na innych współwystępują, zajmując podobną niszę ekologiczną i konkurując o nasiona będące ich pokarmem. Wielkość zjadanych nasion uzależniona jest od wysokości dzioba danego osobnika.
W wyniku nasilonej konkurencji międzygatunkowej może dochodzić do konkurencyjnego rozszczepienia cech osobników konkurujących gatunków. Poniższe histogramy przedstawiają rozkład cech każdego z tych gatunków w sytuacji, gdy każdy z nich występuje oddzielnie.

Który z poniższych wykresów przedstawia rozkład wysokości dziobów obu gatunków
ukształtowany w wyniku konkurencyjnego rozszczepienia cech?

Proporcje genotypów w populacji spełniającej założenia prawa Hardy’ego – Weinberga określa się jako rozkład Hardy’ego – Weinberga. Gdy genotypy w określonym locus występują z częstościami przewidzianymi przez to prawo, mówimy, że locus (gen) jest w równowadze Hardy’ego – Weinberga.

Na podstawie F. Fletcher, I. Hickey, P. Winter, Krótkie wykłady. Genetyka, Warszawa 2010.

1. Dokończ zdanie, wybierając odpowiedź A albo B oraz odpowiedź spośród 1.–3.
Odejście populacji od stanu równowagi Hardy’ego – Weinberga może być spowodowane

2. Przyjmując, że locus genu warunkującego grupy krwi w układzie AB0 australijskich aborygenów jest w stanie równowagi przy frekwencji allelu IA równej 0,548 oraz allelu IB równej 0,0525, uszereguj grupy krwi występujące w tej populacji od najczęściej występującej (1) do najrzadziej występującej (4).

3. Określ, z jakim prawdopodobieństwem parze australijskich aborygenów, gdzie zarówno mężczyzna, jak i kobieta mają grupę krwi B, może urodzić się dziecko z grupą krwi 0. Grupy krwi rodziców kobiety to grupa A oraz grupa AB, natomiast ojciec mężczyzny miał grupę krwi 0.

A. 1%
B. 6,25%
C. 12,5%
D. 16%
E. 25%

Ektomikoryza to forma symbiozy, w której strzępki grzyba wnikają pomiędzy ściany komórek miękiszu kory pierwotnej korzeni, tworząc tzw. sieć Hartiga, ale nie przerastają komórek endodermy i nie wnikają do komórek walca osiowego. W rejonie sieci Hartiga następuje wymiana związków mineralnych i organicznych między oboma symbiontami: grzyb przekazuje roślinie m.in. sole mineralne, wodę, hormony i witaminy, a otrzymuje od niej głównie cukry, których z powodu braku chlorofilu – sam nie potrafi wytworzyć.

Wokół korzeni tworzy się opilśń (mufka grzybniowa). Strzępki grzyba przerastają środowisko glebowe, tworząc gęstą sieć dzięki
obecności licznych rozgałęzień. To one pobierają z gleby wodę i substancje pokarmowe, które sznurami grzybniowymi wędrują do rośliny. Ten typ mikoryzy jest charakterystyczny dla wielu panujących drzew strefy umiarkowanej i wszystkich lasotwórczych gatunków rodzimych.

Źródło: www.encyklopedialesna.pl/haslo/ektomikoryza

Określ, które stwierdzenia dotyczące mikoryzy są prawdziwe, a które – fałszywe.

Określ, które stwierdzenia dotyczące konkurencji są prawdziwe, a które – fałszywe.

Susłogon arktyczny (Urocitellus parryii) to gatunek gryzonia występującego na Alasce, w północnej Kanadzie oraz na Syberii.
Zbadano wpływ temperatury środowiska na następujące parametry susłogona arktycznego podczas hibernacji:

• całkowite tempo przemiany materii (wyrażone ilością zużytego tlenu w przeliczeniu na jednostkę masy ciała)
• wewnętrzną temperaturę ciała
• współczynnik oddechowy.

Stan hibernacji u susłogona ma charakter przystosowawczy, który zwiększa jego tolerancję wobec niesprzyjających warunków środowiskowych. Wartość współczynnika oddechowego pozwala określić, jakie substancje są głównym źródłem energii dla danego organizmu.

Współczynnik oddechowy wynosi:
• dla cukrów prostych 1
• dla białek ok. 0,8
• dla tłuszczów nasyconych ok. 0,7.

Badaniom poddano osiem zwierząt: cztery samce i cztery samice, wszystkie pochodzące z tej samej populacji żyjącej na Alasce. Przed przejściem w stan hibernacji zwierzęta były żywione paszą dla gryzoni z dodatkiem marchwi oraz nasion kukurydzy.

Na wykresie przedstawiono średnie arytmetyczne otrzymanych wyników.

1. Wypisz z powyższego opisu przeprowadzonych badań po jednym przykładzie zmiennej niezależnej, zmiennej zależnej i zmiennej kontrolowanej.

Zmienna niezależna:
Zmienna zależna:
Zmienna kontrolowana:

2. Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przedstawionych wyników badań są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

Zdolność wiązania i redukcji azotu atmosferycznego mają m.in. bakterie z rodzaju Rhizobium żyjące w brodawkach roślin bobowatych oraz wolnożyjące bakterie z rodzaju Azotobacter, które występują w strefie korzeniowej roślin. Substancjami odżywczymi Azotobacter chroococcum są węglowodany oraz inne związki organiczne (np. mannitol) wydzielane przez korzenie roślin.

Sformułowano następujące pytanie badawcze: Czy obecność dwóch szczepów A. chroococcum (AC1 i AC10) pozwala na ograniczenie podczas uprawy bawełny dawki nawozu azotowego – mocznika?

W tym celu z wykorzystaniem sześciu donic uprawianej bawełny przeprowadzono następujące badanie:
• w pierwszych trzech donicach roślin bawełny stosowano nawożenie mocznikiem
w różnych stężeniach – 100%, 75% albo 50% – w stosunku do dawki zalecanej przez producenta
• w pozostałych trzech donicach roślin bawełny wprowadzano do gleby szczepy

A. chroococcum oraz 50% dawkę nawozu w następujących kombinacjach:
‒ szczep AC1 oraz nawóz
‒ szczep AC10 oraz nawóz
‒ szczepy AC1 i AC10 wraz z nawozem.

Następnie zmierzono długości pędu i korzeni. Wykonano trzy niezależne powtórzenia każdego z wariantów doświadczenia. Średnie wyniki przedstawiono na wykresach I i II.

W badaniu sprawdzano również obecność substancji wydzielanych do gleby przez bakterie i wykazano obecność: auksyn, enzymów proteolitycznych oraz ureazy, rozkładającej mocznik do jonów amonowych i dwutlenku węgla.

1. Na podstawie przedstawionych wyników badania sformułuj odpowiedź na postawione pytanie badawcze.

2. Wykaż związek pomiędzy obecnością ureazy wydzielanej do gleby przez A. chroococcum a wzrostem bawełny.

3. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Bakteria A. chroococcum jest (chemoautotrofem / heterotrofem). Prowadzi (pasożytniczy / saprobiontyczny) tryb życia, ponieważ (wydziela enzymy proteolityczne / pobiera substancje pokarmowe wydzielane przez korzenie roślin).

4. Określ, jaka zależność – mutualizm czy komensalizm – występuje między bakteriami z rodzaju Rhizobium a roślinami bobowatymi. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do definicji wybranej zależności oraz do przykładów korzyści lub strat odnoszonych przez wymienione organizmy.

U wybrzeży Australii przeprowadzono badanie wpływu roślinożernych jeżowców na rozprzestrzenianie się brunatnic. Uważa się, że jeżowce są biotycznym czynnikiem ograniczającym rozprzestrzenianie się tych glonów. Aby odróżnić efekty wywołane przez jeżowce od efektu wywołanego przez ślimaka żywiącego się wodorostami – czareczki – przygotowano trzy poletka doświadczalne:

• z pierwszego usunięto zarówno jeżowce, jak i czareczki
• z drugiego usunięto tylko jeżowce
• z trzeciego usunięto tylko czareczki.

Wyniki porównano z próbą kontrolną, w której występowały oba gatunki żywiące się brunatnicami. Wyniki obserwacji zilustrowano na poniższym wykresie.

1. Na podstawie analizy wykresu rozstrzygnij, które zwierzęta – jeżowce czy czareczki – miały decydujący wpływ na rozprzestrzenianie się brunatnic w badanym ekosystemie morskim. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:

2. Jeżowce stanowią ważną część pożywienia wydr morskich.

Wyjaśnij, jak spadek liczebności wydr wpłynie na liczebność brunatnic w badanym ekosystemie. W odpowiedzi uwzględnij zależności pokarmowe między obserwowanymi organizmami.

Rodzina storczykowatych jest jedną z grup systematycznych roślin najbardziej zagrożonych wyginięciem w skali światowej. Jednym z głównych powodów tego zagrożenia są zmiany zachodzące w siedliskach zajmowanych przez storczyki.
Miodokwiat krzyżowy (Herminium monorchis), należący do rodziny storczykowatych, jest rośliną niezwykle rzadką, światłożądną, niewielkich rozmiarów, kwitnącą od maja do sierpnia i zapylaną przez owady. W Europie rośnie na ciepłolubnych murawach i na wilgotnych łąkach. W Polsce ze wszystkich wcześniej zidentyfikowanych naturalnych stanowisk zachowało się do chwili obecnej tylko jedno – znajdujące się w obszarze chronionego krajobrazu „Dolina Rospudy”. To stanowisko w Puszczy Augustowskiej liczyło w 1987 r. około 100 roślin kwitnących i 50 płonnych, rosnących w skupieniach po 2 do 8 osobników, na powierzchni około dwóch hektarów. W Puszczy Augustowskiej miodokwiat rośnie na silnie nawodnionym, rozległym torfowisku. Dla ochrony tego stanowiska zaproponowano utworzenie rezerwatu. Ten projekt nie doczekał się jednak realizacji, ale wprowadzono zabiegi ochrony czynnej polegające m.in. na usuwaniu siewek drzew i krzewów. Miodokwiat krzyżowy podlega ścisłej ochronie gatunkowej oraz ochronie na mocy konwencji CITES.

Na podstawie: F. Jarzombkowski, Krajowy program ochrony miodokwiatu krzyżowego Herminium monorchis, Świebodzin 2012; Polska Czerwona Księga Roślin, Kraków 2001;
siedliska.gios.gov.pl

1. Wykaż, że usuwanie siewek drzew i krzewów na terenie występowania miodokwiatu krzyżowego w Puszczy Augustowskiej sprzyja przetrwaniu tego gatunku.

2. Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Miodokwiat krzyżowy podlega ochronie na mocy konwencji CITES, co oznacza, że:
A. handel okazami tego gatunku podlega ograniczeniom.
B. konieczna jest ochrona terenów podmokłych na terenie występowania tego gatunku.
C. zabroniona jest budowa dróg w pobliżu terenów występowania okazów tego gatunku.
D. zabronione jest zbieranie okazów tego gatunku poza specjalnie wyznaczonymi miejscami.

Motyl modraszek arion wyginął w Wielkiej Brytanii pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku. Do drastycznego spadku liczebności tego gatunku paradoksalnie przyczyniło się objęcie ochroną ostatnich miejsc jego występowania, jakimi były ciepłolubne zbiorowiska łąkowe, na których wypasano owce. Okazało się, że zaprzestanie wypasania owiec w utworzonych rezerwatach skutkowało ustępowaniem macierzanki – rośliny, na której samice modraszka składają jaja i którą żywią się początkowo gąsienice tego motyla, a także oznaczało brak sprzyjających warunków dla bytowania określonego gatunku mrówek, w których mrowiskach gąsienice modraszka spędzają większą część swojego życia i się przeobrażają.
Po kilkudziesięciu latach w Wielkiej Brytanii reintrodukowano modraszka ariona, przywróciwszy wcześniej wypas owiec na łąkach, które były siedliskiem tego motyla. Obecnie populacja tego gatunku nie jest już zagrożona.

Na podstawie: A. S. Pullin, Biologiczne podstawy ochrony przyrody, Warszawa 2005.

a) Wyjaśnij, dlaczego skuteczna ochrona modraszka ariona wymagała dobrego poznania jego niszy ekologicznej.


b) Podkreśl nazwy dwóch gatunków ssaków, które w Polsce udało się reintrodukować w ich naturalnym środowisku.

bóbr
dzik
jenot
tarpan
żubr

Zbadano zawartość barwników fotosyntetycznych i plonowanie gorczycy na terenach, gdzie powietrze było w znacznym stopniu zanieczyszczone tlenkami siarki i azotu oraz na terenach niezanieczyszczonych. Wartości średnie wybranych parametrów przedstawiono w tabeli.

a) Wskaż grupę, która stanowiła próbę kontrolną w opisanym doświadczeniu, oraz sformułuj przykładowy problem badawczy tego doświadczenia dotyczący zjawiska fotosyntezy.

Grupa kontrolna

Problem badawczy

b) Sformułuj hipotezę dotyczącą wpływu zanieczyszczeń powietrza na plonowanie gorczycy.


c) Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania.

Chlorofil, biorący udział w fotosyntezie, zlokalizowany jest
A. w błonach tylakoidów.
B. w stromie chloroplastów.
C. w błonie zewnętrznej chloroplastów.
D. w przestrzeni wewnętrznej tylakoidów.

Pewna hipotetyczna populacja zwierząt o pięcioletnim cyklu życiowym, rozmnażających się raz w roku, składa się z 1000 osobników obu płci, w różnych klasach wieku – co ukazuje tabela.

a) Narysuj diagram w postaci piramidy, ilustrujący wiekową i płciową strukturę tej populacji.

b) Podaj możliwą przyczynę nieproporcjonalnie małej liczebności drugiej klasy wieku tej populacji.

c) Korzystając z danych zamieszczonych w tabeli, oblicz wskaźnik śmiertelności (procent ubytku) tej populacji, jeżeli ubędzie z niej w tym roku cała najstarsza klasa wiekowa oraz po 40% każdej z niższych klas wiekowych.

d) Określ, w jakim kierunku (wzrost czy spadek) zmieni się zapewne w kolejnym roku wskaźnik rozrodczości tej populacji. Odpowiedź uzasadnij.

Poniżej podano przykłady działań, dzięki którym może być chroniona różnorodność biologiczna.

Zaznacz działanie odnoszące się do ochrony biernej. Odpowiedź uzasadnij.

A. Powstrzymywanie sukcesji naturalnej zbiorowisk półnaturalnych.
B. Przywracanie odpowiednich warunków zmienionych np. rolniczo, siedlisk.
C. Regularne obserwacje zbiorowisk na określonych obszarach i ocena ich stanu.
D. Wspomaganie odnowy populacji ginących gatunków, np. przez ich restytucję.

Uzasadnienie:

Sukcesje ekosystemów, niezależnie od tego, gdzie zachodzą – na lądzie, w wodach śródlądowych czy w morzach, i niezależnie od tego, jakiego są rodzaju – pierwotne czy wtórne, mają pewne cechy wspólne.


Zaznacz dwie cechy wspólne obydwu rodzajom sukcesji.

A. W wyniku sukcesji ekosystem powstaje zupełnie od nowa.
B. Sukcesji zazwyczaj towarzyszą wzbogacanie i wzrost różnorodności ekosystemu.
C. W trakcie sukcesji maleje liczba poziomów troficznych i łańcuchów pokarmowych.
D. W trakcie sukcesji organizmy przekształcają środowisko, i w rezultacie czynią go przydatnym dla innych organizmów, które są często silniejsze konkurencyjnie i je wypierają.
E. W ciągu sukcesyjnym kolejne, coraz to starsze, stadia zawierają coraz mniej detrytusu i próchnicy.

Zaznacz to zdanie dotyczące obiegu węgla w przyrodzie, które jest fałszywe.

A. Oddychanie i fotosynteza są procesami odpowiedzialnymi za obieg węgla w skali globalnej.
B. Producenci i konsumenci pobierają CO2 do wytwarzania substancji niezbędnych do życia, a nadmiar tego gazu uwalniają do atmosfery i hydrosfery.
C. Podstawową formą krążącego węgla są związki organiczne – większość obiegu CO2 ma miejsce w organizmach.
D. W wodach śródlądowych i w oceanicznych węgiel występuje w postaci jonów wodorowęglanowych, powstałych w wyniku rozpuszczania się CO2 w wodzie.

Przykładem współżycia opartego na obustronnej korzyści jest symbioza niektórych gatunków akacji i żyjących na nich mrówek. Akacje mają duże ciernie wypełnione miękką tkanką, w których mrówki drążą komory mieszkalne. Mrówki patrolują liście oraz gałęzie akacji i atakują każdego, kto próbuje zjadać liście lub korę drzewa, niszczą również każdą obcą roślinę dotykającą drzewa akacjowego, oczyszczają też z roślin powierzchnię ziemi wokół drzewa, na którym żyją. Podstawowym źródłem białka i tłuszczu dla mrówek są specjalne ciałka wyrastające na zakończeniach liści akacji, a źródłem cukru – wydzielina powstająca u nasady jej ogonków liściowych.


Na podstawie informacji z tekstu wymień dwie korzyści odnoszone przez populację akacji w opisanej symbiozie.

1.
2.