DWMED

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).

Naczelne (Primates) to rząd gromady ssaków, który pojawił się 80–55 mln lat temu. Obecnie żyjący przedstawiciele naczelnych należą do dwóch podrzędów: podrząd niższe naczelne (Strepsirrhini) oraz podrząd wyższe naczelne (Haplorhini). Do wyższych naczelnych należą: wyrakokształtne (Tarsiiformes), małpy szerokonose (Platyrrhini), zwane też małpami Nowego Świata, oraz małpy wąskonose (Catarrhini). Do małp wąskonosych zaliczamy: małpy Starego Świata (Cercopithecoidea) występujące w Afryce i Azji oraz małpy człekokształtne (Hominoidea). Małpy szerokonose zamieszkują tropikalne obszary Ameryki Południowej i Amerykę Środkową. Od małp wąskonosych odróżnia je przede wszystkim obecność szerokiej przegrody nosowej i nozdrzy skierowanych do przodu. Małpy wąskonose mają wąską przegrodę nosową, a ich nozdrza są skierowane w dół.

Poniższe drzewo filogenetyczne przedstawia relacje pokrewieństwa w obrębie współcześnie żyjących grup naczelnych.

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące taksonomii naczelnych są prawdziwe, a które – fałszywe.

2. Określ, które stwierdzenia dotyczące taksonomii naczelnych przedstawionych na poniższych fotografiach są prawdziwe, a które – fałszywe

Naukowcy postanowili po raz pierwszy zrekonstruować filogenezę pewnej rodziny roślin okrytonasiennych. W czasie planowania badań zaliczano do niej 8 gatunków, które na podstawie typu liści (pojedyncze lub złożone) oraz ich barwy (jasne lub ciemne) klasyfikowano w trzech rodzajach (A–C). Dodatkowo naukowcy uwzględnili w rekonstrukcji filogenezy dotychczas nieopisanego przedstawiciela tej rodziny (gatunek X), którego odkryli przy okazji badań terenowych.

Poniżej przedstawiono otrzymane przez naukowców drzewo filogenetyczne badanej rodziny.

1. Dokończ zdanie, wybierając odpowiedź A albo B oraz odpowiedź spośród 1.–3.

Zakładając, że ostatni wspólny przodek rodziny miał liście pojedyncze, to ich obecność w rodzaju A oraz u gatunku X stanowi najprawdopodobniej przykład ewolucyjnej

2. Stosując najbardziej oszczędne wytłumaczenie (minimalizujące liczbę zmian stanu cechy na drzewie), określ, ile razy w analizowanej rodzinie okrytonasiennych wyewoluowała jasna barwa liści. Przyjmij założenie, że ostatni wspólny przodek rodziny miał ciemne liście.

A. 1
B. 2
C. 3
D. 5

3. W jaki sposób naukowcy powinni opisać gatunek X, aby rodzaje należące do badanej rodziny pozostały monofiletyczne?

A. jako nowy gatunek w obrębie rodzaju A
B. jako nowy gatunek w obrębie rodzaju B
C. jako nowy gatunek w obrębie rodzaju C
D. jako nowy gatunek w obrębie nowego rodzaju

Dryf genetyczny polega na kierunkowej zmianie frekwencji genów w populacji. Zjawisko to spowodowane jest wyłącznie powtarzającymi się procesami o charakterze losowym.
Na przykład w latach dziewięćdziesiątych XIX wieku liczebność populacji słonia morskiego północnego (Mirounga angustirostris) oceniana była na 20 osobników. Przyczyną niskiej liczebności populacji były intensywne polowania na te zwierzęta. Dzięki podjętym na początku XX wieku działaniom ochronnym populacja tego gatunku obecnie liczy około 30 tys. zwierząt. Badania wykazują, że odznaczają się one bardzo małą różnorodnością genetyczną.

Na podstawie: http:// seayouaround.wordpress.com/gatunki/fokowate/slon-morski

a) Zaznacz poniżej przypadek dryfu genetycznego, którego przykład opisano w tekście, i wyjaśnij, na czym ten przypadek polega.

A. efekt założyciela
B. efekt wąskiego gardła

b) Określ przyczynę małej różnorodności genetycznej współczesnych słoni morskich.

Informacja 1.
Rośliny mięsożerne występują zwykle w siedliskach ubogich w składniki pokarmowe. Ich systemy korzeniowe są słabo wykształcone. W toku ewolucji mięsożerność pojawiała się wśród roślin kilkakrotnie, niezależnie od siebie. Są trzy odrębne rodziny roślin dzbankowatych, których przedstawiciele wykształcają „dzbanki”: Sarraceniaceae, rosnące w północnej i południowej Ameryce, Nepenthaceae w Azji oraz Cephalotaceae w Australii.
Rodziny te nie są ze sobą blisko spokrewnione, ale wszystkie wykształcają, z fragmentu lub całego liścia, podobnie wyglądające pułapki w kształcie dzbanka. W dzbankach zbiera się woda deszczowa, w której, w najprostszym przypadku, złapane zwierzęta topią się i ulegają strawieniu z udziałem występujących w nich bakterii. Bardziej wymyślne dzbanki same wydzielają do wnętrza enzymy trawienne.
Na podstawie: A.J. Lack, D.E. Evans, Krótkie wykłady. Biologia roślin, Warszawa 2005.

Informacja 2.
Jeden z gatunków z rodziny Nepenthaceae – dzbanecznik dwuostrogowy (N. bicalcarata) jest kolonizowany przez mrówki z gatunku Camponotus schmitzi, które żywią się jego nektarem oraz owadami wpadającymi do dzbanków. Wyciągnięcie ofiary z dzbanka może trwać nawet do 12 godzin i w tym czasie mrówki zostawiają w dzbanku bogate w azot odchody.
Zauważono, że wyławiane są głównie największe ofiary, a ich niezjedzone szczątki trafiają z powrotem do dzbanka. Rośliny pozbawione mrówek są skarlałe. Mrówki te gnieżdżą się wyłącznie na N. bicalcarata i tylko wyjątkowo są znajdowane na innych roślinach.

Na podstawie: encyklopedia.naukowy.pl

1. Uzupełnij tabelę – wpisz w każdym z jej wierszy właściwą nazwę zależności międzygatunkowych. Wybierz je z poniższych:

konkurencja,
drapieżnictwo,
pasożytnictwo,
mutualizm

2. Na podstawie przedstawionych informacji określ, czy dzbankowate pułapki u opisanych roślin mięsożernych są przykładem konwergencji, czy – dywergencji. Odpowiedź uzasadnij.

3. Wyjaśnij, dlaczego dzbaneczniki dwuostrogowe żyjące bez mrówek mają mniejsze rozmiary ciała. W odpowiedzi uwzględnij informacje dotyczące warunków życia dzbaneczników.

W tabeli cyfrą 1 zaznaczono obecność, a cyfrą 0 − brak niektórych cech u przedstawicieli wybranych gatunków strunowców. Obok tabeli zamieszczono drzewo filogenetyczne, na którym literami A–F oznaczono pewne grupy systematyczne strunowców oraz zaznaczono
na gałęziach (liniach filogenetycznych) cechy, które w rozwoju ewolucyjnym u przodków tych grup pojawiły się po raz pierwszy.

1. Wybierz z tabeli i zapisz poniżej nazwy wszystkich przedstawicieli strunowców należących do grup oznaczonych na drzewie filogenetycznym literami C i E.

Grupa C:
Grupa E:

2. Podaj wszystkie widoczne na drzewie filogenetycznym grupy kręgowców, których wspólny przodek miał cztery kończyny kroczne. Zapisz oznaczenia literowe tych grup.

3. Zaznacz właściwe dokończenie zdania. Przedstawione drzewo filogenetyczne

A. dostarcza bezpośrednich dowodów ewolucji strunowców.
B. jest źródłem informacji o konwergencji strunowców.
C. ukazuje tempo zmian ewolucyjnych u strunowców.
D. przedstawia pokrewieństwa grup strunowców.

W restytucji ekologicznej (procesie odtwarzania zniszczonych siedlisk i ekosystemów) wykorzystuje się dwie strategie: bioremediację i wspomaganie biologiczne. Bioremediacja polega na użyciu różnych organizmów do usuwania zanieczyszczeń środowiska, natomiast we wspomaganiu biologicznym organizmy wykorzystuje się w celu wprowadzenia niezbędnych substancji do zdegradowanych środowisk. Jednym z przykładów restytucji jest stosowanie roślin bobowatych (motylkowatych) jako nawozu zielonego na glebach zubożonych przez przemysł wydobywczy.

Na podstawie: Biologia, red. N.A. Campbell, Poznań 2012.

a) Wyjaśnij, uwzględniając charakterystyczną właściwość stosowanych roślin, czy opisany przykład użycia roślin bobowatych należy zaliczyć do bioremediacji, czy – do wspomagania biologicznego.


b) Oceń, czy działania przedstawione w tabeli są przykładami restytucji ekologicznej. Zaznacz T (tak), jeśli działanie jest przykładem restytucji ekologicznej, albo N (nie) – jeśli nim nie jest.

Na małej bezludnej wyspie Hirta, na której brak dużych drapieżników, ekolodzy od wielu lat prowadzili badania populacji zdziczałych owiec rasy Soay. Zajmowali się m.in. monitorowaniem liczebności całej populacji oraz określaniem, ile spośród wszystkich młodych owiec wydaje na świat potomstwo. Wyniki badań przedstawiono w tabeli.

1. Na podstawie danych z tabeli narysuj wykres liniowy przedstawiający odsetek młodych owiec wydających na świat potomstwo w zależności od liczebności populacji owiec na wyspie Hirta.

2. Sformułuj zależność wynikającą z przedstawionych danych oraz wyjaśnij jej przyczynę. W odpowiedzi uwzględnij jeden czynnik wewnątrzpopulacyjny.

Prawdopodobnie pierwotne ssaki mogły odbierać promieniowanie ultrafioletowe za pomocą specjalnych receptorów, jednak większość zwierząt utraciła tę zdolność. Zespół naukowców University College w Londynie, badający arktyczne renifery, dowiódł, że zwierzęta te widzą niedostrzegalne dla ludzkiego oka promieniowanie ultrafioletowe (UV). Dzięki temu mają możliwość dostrzeżenia struktur, które pochłaniają ultrafiolet, np. porostów, moczu wilków.

Na podstawie: A.M. Hodge, Oczy Rudolfa, „Świat Nauki”, nr 10, 2011.

a) Podaj nazwę rodzaju doboru, który doprowadził do utrwalenia się zdolności widzenia ultrafioletu przez renifery.

b) Określ znaczenie przystosowawcze utrwalenia się zdolności widzenia ultrafioletu przez renifery.

Około 1,8 mln lat temu pierwsze hominidy opuściły Afrykę i zasiedliły Europę i Azję.

Znajdź wśród wymienionych nazwę tych hominidów i ją zaznacz.

A. człowiek zręczny (Homo habilis)
B. człowiek wyprostowany (Homo erectus)
C. neandertalczyk (Homo neanderthalensis)
D. człowiek myślący (Homo sapiens)

W zależności od wpływu na rozkład cechy w populacji wyróżniamy trzy rodzaje doboru naturalnego:
I. dobór stabilizujący
II. dobór kierunkowy
III. dobór różnicujący.

1. Przyporządkuj zamieszczone poniżej opisy rozkładów cech w populacjach (A–C) do rodzajów doboru (I–III), pod których presją były te populacje.
A. W populacji zięb zamieszkujących te same wyspy Galapagos, dotkniętych suszą, pojawiły się zięby cienkodziobe i zięby grubodziobe odżywiające się odmiennym pokarmem.
B. Populacja trawy mietlicy rozłogowej staje się coraz bardziej odporna na szkodliwe działanie miedzi wraz z upływem czasu, jaki upłynął od momentu skażenia środowiska.
C. Dane kopalne wskazują, że średnie rozmiary niedźwiedzia jaskiniowego w Europie powiększały się w okresach zlodowaceń, a zmniejszały się w czasie cieplejszych okresów.

A. 
B.
C.

2. Na podstawie opisu C, wykaż związek między zwiększeniem rozmiarów ciała niedźwiedzi jaskiniowych a ich adaptacją do niskiej temperatury otoczenia w okresach
zlodowaceń.

Współcześnie dominującą metodą szacowania relacji pokrewieństwa między gatunkami jest analiza porównawcza sekwencji DNA. Na tej podstawie wyciągnięto wniosek, że najbliższym krewnym człowieka jest szympans. Poniżej przedstawiono niedokończone drzewo rodowe (filogenetyczne) naczelnych.

Wpisz w wyznaczone miejsca nazwy gatunków człowiekowatych tak, aby otrzymać drzewo rodowe zgodnie z wynikami analizy sekwencji DNA. Wybierz nazwy spośród wymienionych.

człowiek
goryl
szympans

Płazy to pierwsze kręgowce, które zmieniły środowisko wodne na lądowe – wyszły na ląd. Należą do zwierząt dwuśrodowiskowych – ich formy larwalne (kijanki) żyją w wodzie, a postaci dorosłe żerują na lądzie, do wody wracają na okres rozrodu.

Wymień dwa przykłady cech, które umożliwiły dorosłym płazom przystosowanie się do życia w środowisku lądowym, a pojawiły się u przodków płazów.

1.
2.

Dryf genetyczny to zmiany w częstości występowania alleli w populacji, które nie wynikają z działania doboru naturalnego, ale są skutkiem zdarzeń losowych.

Oceń, czy poniższe informacje dotyczące skutków dryfu genetycznego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Na rysunkach przedstawiono sylwetkę ryby i ptaka. Przedstawiciele obu gromad żyją w różnych środowiskach, ale wykazują szereg podobnych przystosowań w budowie ciała, pozwalających na zmniejszanie oporu ośrodka podczas poruszania się w swoim środowisku.
Zarówno ryby, jak i ptaki nie widzą przezroczystych przeszkód na swojej drodze, np. szklanych szyb czy ekranów. Jednak ryby zatrzymują się przed takimi przeszkodami, a ptaki bardzo często się o nie rozbijają.

1. Określ jedno wspólne przystosowanie w budowie ciała ptaka i ryby, widoczne na rysunkach, które służy zmniejszaniu oporu ośrodka podczas poruszania się tych zwierząt.

2. Wyjaśnij, uwzględniając nazwę i funkcję specyficznego dla ryb narządu zmysłu, dlaczego ryby w akwarium zatrzymują się przed jego szklanymi ścianami.