Вопросы выездных турниров по биологии. Биофак МГУ. 1986 г.

Ответы

10 класс

1. Семенное размножение большей частью (за исключением случаев апомиксиса, т.е. развития семян без оплодотворения, как у одуванчика) связано с половым процессом, поэтому дает больше возможностей для перекомбинаций генов, а стало быть, растет спектр изменчивости и, соответственно, приспособляемость вида растения. Кроме этого, вегетативное размножение, как правило, не сопровождается образованием специальных приспособлений для распространения зачатков (диаспор), за исключением, может быть, "перекати-поля" (многих кермеков). Вегетативное размножение часто связано с повреждением растения и его частей, что отнюдь не благоприятно.

С другой стороны семенное размножение - процесс большей частью сезонный, тогда как вегетативное размножение этим связано слабее. Семенное размножение очень "дорогостоящее", требует затраты энергии и питательных веществ. Наконец семенное размножение-процесс долгий, от семени до взрослого растения могут проходить годы. Вегетативное размножение сокращает время развития, во много раз.

Несомненно, существуют и другое соображения. Важно то, что ни один типов размножения не имеет значительных преимуществ перед другим, поэтому в природе мы наблюдаем как тот, так и другой.

2. Во-первых, как ни странно,, это могло произойти случайно. Вероятность рождения 21 девочки подряд очень мала: 2^-21, т.е. примерно 5*10^-7. Но в масштабах человечества таких родословных древ было очень много: за последние 3 поколения около миллиарда, т.е. 10⁹, так что среди них вполне могла появиться такая семья как на схеме. Сравните: вероятность угадать одно число из миллиона равна 10^-6, но если сделать 10 миллионов попыток, то скорее всего угадаешь!

Но можно найти и генетические причины такого явления. Приходит в голову мысль о партеногенезе - способе размножения, для которого оплодотворение не нужно, или играет лишь стимулирующую роль. В нем участвуют только клетки женского организма, поэтому потомству не могут достаться У-хромосомы. Потомство оказывается чисто женским. Партеногенез широко распространен у беспозвоночных, известен даже у ящериц, но для человека не обнаружен.

Наиболее реалистичный вариант: с цитоплазмой яйцеклетки потомству передаются какие-то факторы, препятствующие оплодотворению спермиями с У-хромосомой или развитию яйцеклеток, оплодотворенных такими спермиями. Такая ситуация известна для дрозофилы, причем у нее этими факторами являются паразитические внутриклеточные бактерии.

Менее реалистичен вариант, согласно которому каждая, из Х-хромосом родоначальницы семьи содержала по летальному аллелю двух разных генов. Поскольку в другой Х-хромосоме был полноценный аллель, то сама родоначальница была жизнеспособной. Но при оплодотворении яйцеклетки спермием с У-хромосомой образовывалась зигота с единственным летальным аллелем одного из этих двух генов, и мальчики не выживали (рис.)

Но если мы обратим внимание на дочерей родоначальницы, то увидим, что у них одна из Х-хромосом, пришедшая от отца, будет нормальной. В их потомстве уже могут появляться мальчики, хотя и в меньшем числе (рис.)

Кроме того, родоначальница этой семьи могла появиться лишь в результате мутации, произошедшей в половой клетке ее отца, т.к. если бы во всех клетках ее отца была бы та же самая мутация, он был бы нежизнеспособен.

3. Во-первых ничего удивительного в том, что в пище личинок нашли ДНК и РНК, нет. В любой биологический материал могут попасть клетки или их остатки, а в них сколько угодно ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты содержатся, например, в яблоке, которое мы едим, но никакой опасности приобрести признаки яблони мы не подвергаемся. Нуклеиновые кислоты перевариваются ферментами пищеварительных соков до нуклеотидов, в которых уже нет никакой специфичности.

Кроме, этого, непереваренной молекуле ДНК или РНК очень трудно проникнуть в клетку. Но даже если это произошло, то генетический материал окажется лишь в отдельных клетках пищеварительной системы и не изменит генотип всего организма, Какого рода информацию могут получать личинки? Может быть это информация о том, кем будет эта личинка - маткой или рабочей пчелой? Вряд ли, ведь в потомстве матки есть и те и другие и логично предположить, что при определении судьбы личинки происходит включение одной из двух изначальных генетических программ. Может быть, с помощью этих ДНК и РНК личинка наследует опыт других пчел, например, информацию об источниках нектара? Но как эта информация может быть записана на язык нуклеиновых кислот? Таким образом у нас нет оснований предполагать возможность направленного изменения генотипа потомства пчелами.

4. Существует несколько вариантов взаимодействия ядов при совместном действии на организм. Во-первых, яды могут действовать независимо. Это происходит, когда яды сильно отличаются друг от друга по механизму действия и по "мишеням", т.е. органам и тканям, на которые действует яд. В этом случае, поскольку от яда А гибнет каждая пятая особь, одна пятая часть от 15%, гибнущих от яда Б, т.е. 3% особей, погибнет от действия обоих ядов. Да еще останется 12% особей, которые погибнут только от яда Б. Итак, всего погибнет 20%+12%=32% особей.

Но яды могут как-либо взаимодействовать при действии на организм или популяцию. Например, один яд может увеличивать действие другого яда. Это происходит в следующих случаях: 1) два ядовитых вещества реагируют друг с другом и дают еще более ядовитое вещество; 2) один из ядов отравляет иммунную или выделительную систему организма; 3) яды действуют на альтернативные пути метаболизма: при действии только яда А остается "неповрежденным" путь, на который действует только яд Б, и наоборот, а при совместном действии оба пути не могут функционировать, 4) яды действуют на разных особей, например, к яду А чувствительны взрослые, а к яду Б молодь, поэтому при совместном действии гибнут и те и другие.

Наконец, яды могут ослаблять действие друг друга. С одной стороны, яды могут химически нейтрализовать друг друга (например, кислота и щелочь). С другой стороны, в ответ на присутствие, одного из веществ организмы могут реагировать таким образом, что повысится их устойчивость к другому (например, произойдет выделение слизи, усиление работы выделительной системы, изменится поведение и т.д.).

5. Сначала отметим, что для организмов, живущих в бескислородных условиях эта проблема вообще не встает (например, у многих почвенных несимбиотических бактерий).

Как выходят из положения организмы, живущие в присутствии O₂? Можно связывать кислород каким-либо белком. Такой белок, очень похожий на гемоглобин, работает в растительных клетках, окружающих симбиотические клубеньковые бактерий. Его белковая часть синтезируется растением, а гем - бактерией.

Можно научиться использовать кислород на дыхание так быстро и эффективно, чтобы весь поступающий в клетку кислород тут же уходил на дыхание.

Если организм состоит из многих клеток (напоминаем что способностью к фиксации азота обладают только бактерии и сине-зеленые водоросли), то возможна дифференцировка клеток: в части клеток можно осуществлять дыхание и фотосинтез (а у сине-зеленых в процессе фотосинтеза выделяется кислород), а часть клеток защитить специальной оболочкой от кислорода и фиксировать в них азот.

6. Для ответа на данный вопрос требовалось не просто вспомнить известное Вам определение жизни, данное Ф. Энгельсом в заметках к "Диалектике природы": "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей внешней природой причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка". Нужно было проанализировать известные Вам факты выявить основные признаки жизни, и на этом основании попытаться составить определение учитывающее современные знания. В общем случае явление жизни можно рассматривать с двух точек зрения: со стороны отдельного организма (и пытаться понять, что в его строении и функциях резко отличает живое от неживого) или со стороны каких-то надорганизменных категорий (популяции, вида, экосистемы) и искать эти отличия там. Некоторые из таких, на наш взгляд, отличий приведены ниже.

а) Основой жизни является способность к воспроизведению себе подобных. Ошибки в процессе воспроизведения, по общему мнению, дают материал для эволюции.

б) Условиём этого процесса является высокая устойчивость живых объектов и процессов, а также и высокая детерминированность (наличие устойчивых причинно-следственных соотношений).

в) Вышесказанное, в свою очередь, невозможно, без способности к передаче информации о структуре и процессах, причем передаче с минимальными помехами (например, ДНК - РНК - белок) и к самостоятельному обмену веществ, без которого жизнь вообще не может создать ничего нового.

г) С другой стороны, сам организм мало чем отличается от обычных машин, воспроизводящих себе подобных. Однако жизнь, в отличие от всех известных машин, способна к организации в системы на уровнях выше отдельного организма. Такие системы подчиняются своим законам, например, закону эволюции.

д) В процессе эволюции происходит подгонка организмов под окружающую среду - формируются признаки приспособленности организмов, которая, в свою очередь, является одним из радикальных признаков жизни. Сами же организмы можно рассматривать только как машину для осуществления приспособленности.

Видимо, существуют и другие признаки. Таким образом, жизнь можно рассматривать либо как существование устойчивых систем, обладающих способностью к самовоспроизведению на основе обмена веществом и информацией, либо как существование сохраняющихся материальных систем, способных к приспособлению, как к результату эволюции.

7. На первый взгляд, такая замкнутая искусственная экосистема (без обмена веществом, но с обменом энергией) может существовать длительное время в практически неизменном виде: растения будут выделять кислород, рыбы и другие животные будут его поглощать и выделять углекислый газ; есть и все компоненты пищевых цепей. На деле же такой аквариум просуществует недолго.

Дело в том, что, закрывая аквариум герметически, мы уменьшаем соотношение между объемом самого биоценоза и его воздушной среды. Понятно, что малейшие нарушения газового баланса (к примеру, "перепроизводство" O₂ или СО₂ будут сказываться на его живых обитателях во много раз быстрее и ощутимее, чем в открытом аквариуме.

Точно предсказать весь ход событий в аквариуме, или, как говорят, сукцессию биоценоза практически невозможно; для этого надо знать по меньшей мере, какие конкретно в нем рыбы, растения и т.д., сколько их, какова температура водной среды, ее химические параметры и многое другое. Но некоторые предположения выдвинуть все-таки можно. Вот один из вероятных путей дальнейшего хода событий.

1 этап. Газообмен нарушен пока еще незначительно, все как прежде: растения фотосинтезируют, животные дышат.

2 этап. В первую же ночь гибнут рыбы: резко уменьшается количество O₂ - ночью, как известно, растения не выделяют кислорода. Вероятна гибель моллюсков, кроме легочных и наиболее чувствительных к недостатку кислорода планктонных организмов.

З этап. Массовая гибель растительноядных животных дает возможность размножиться одноклеточным водорослям и бактериям (а их скорость размножения, как известно, достаточно высока). Вода принимает мутно-зеленую окраску. Возможно "цветение" сине-зелеными водорослями. На дне начинаются процессы гниения. Изменяются химические параметры водной среды, в частности, при бескислородном разложении белка образуется ядовитый Н₂S. Из-за этого могут отмереть высшие растения. Трупы рыб покрываются пушком водных микроскопических грибов.

4 этап. Бурное размножение водорослей и бактерий может привести к внезапному скачку численности питающихся ими планктонных животных, если они еще не погибли в течение первой недели опыта. Но затем, по мере снижения количества кислорода они все же погибнут. Ракообразные отложат покоящиеся яйца, простейшие инцистируются.

5 этап. Остаются лишь грибы и бактерии. Начинают преобладать анаэробные формы. Эта стадия может длиться сколь угодно долго.

9 класс

1. Во-первых, существуют признаки, которые не подвергаются изменению даже в связи с паразитизмом, например, наличие полости тела. Если полости тела нет, то, скорее всего, мы имеем дело с плоским червем, если она есть, но не имеет собственной эпителиальной выстилки, то данное животное относится к круглым червям, если имеет - то данный паразит - кольчатый червь или членистоногое. Другим подобным признаком может быть строение наружных покровов. Разумеется, нужно также выяснить, не является ли наш организм одноклеточным.

Во-вторых, нужно изучить эмбриональное развитие этого животного, а именно: тип дробления яйца, способ образования гаструлы, строение личинки. Такие признаки обычно сохраняются в неизменности.

В-третьих, можно использовать данные по биохимии этого организма. Например, если окажется, что он способен к анаэробному обмену, можно предположить, что перед нами представитель круглых червей.

Наконец, принадлежность животного к тому или иному типу можно выяснить путем изучения сходства его ДНК с ДНК других животных.

2. Можно предложить разнообразные причины, образования "кладбищ". Во-первых, они могли возникнуть из-за особенностей рельефа: трупы животных сносились рекой в озеро, где и откладывались в большом количестве. Во-вторых, определенную роль могли играть разного рода "ловушки" - болота, расселины и т.д., в которых гибло много животных. В-третьих, большое количество животных могло погибнуть одновременно в результате стихийного бедствия: извержения вулкана, селя и т.д. Для животных, живших стаями или колониями к возникновению "кладбища" могла привести эпидемия какого-либо опасного заболевания, быстро уничтожившая большое количество животных. Наконец, очень часто большое количество останков животных разных видов находят там, где некогда было жилище хищника. Например, большое количество костей животных находят на месте стоянок древнего человека.

3. Прежде всего, культурные растения живут в условиях, куда более удобных для их паразитов и вредителей, чем условия дикой природы. Ведь в естественных условиях трудно встретить практически однородное сообщество, а на поле - пожалуйста. Это облегчает распространение заболеваний и резко увеличивает концентрацию вредителей (именно этого растения). Человек нередко завозит культурные растения вместе с вредителями в места, где у его вредителей нет естественных врагов.

Человек ведет селекцию растений. Он увеличивает содержание в них питательных веществ, делая растения более привлекательными для вредителей. Вещество, с помощью которого растение защищается от паразитов, может снижать его хозяйственную ценность. Поэтому селекция будет направлена на устранение этих веществ. Кроме того, в результате селекции получают растения (сорта растений), однородные по генам, от которых зависит устойчивость к паразитам. Следовательно, стоит какой-нибудь одной, даже самой редкой расе паразитов, оказаться способной поражать этот сорт, как она начинает широко на нем распространятся.

4. Правило объясняется существованием общей закономерности, согласно которой крупные животные теряют меньше тепла на единицу массы, чем мелкие. Это объясняется тем, что теплоотдача пропорциональна площади поверхности тела, т.е. квадрату линейных размеров, а теплопродукция (производство тепла организмом) - массе животного, которая в свою очередь пропорциональна кубу линейных размеров. Теперь, если не учитывать различий в толщине шерстного покрова, жировых отложений и других факторов, влияющих на теплообмен, то отношение теплоотдачи к теплопродуции будет пропорционально 1/L, где L - линейные размеры тела. Ясно, что чем больше L, тем меньше будет эта величина, и наоборот. Поэтому, мелкие животные теряют больше тепла, соответственно больше мерзнут и хуже приспособлены к жизни в холодном климате. Поэтому в холодных областях отбор, при прочих равных, благоприятствует крупным формам.

5. На многих океанических островах независимо друг от друга образовались виды нелетающих птиц. Попробуем придумать один из возможных ответов. Будем рассуждать так. Сначала с какой-нибудь бурей на океанический остров попали птицы - как хорошо, так и плохо летающие. Хорошо летающие взяли и улетели домой. А вот летающие плохо в большинстве остались. Теперь у нас появился материал для дальнейшей эволюции. Допустим, на острове нет наземных насекомоядных животных (или, как говорят экологи, свободна ниша наземных насекомоядных). Птицы начинают постепенно эту нишу занимать, переходить на питание наземными насекомыми. Пример - новозеландский киви. Хищников на острове, как правило, нет, убегать и улетать не надо - крылья не нужны. Поэтому мутации, атрофирующие умение летать, не приносят вреда, а, стало быть, не элиминируются отбором. К тому же крылья не только не нужны, они еще и вредны - на них тратится лишняя энергия, а попытка улететь на них кончается тем, что птица гибнет далеко в море. В действие вступает отбор - он буквально давит на популяцию в сторону потери крыльев (это так и называется давление отбора). В конце концов и образуется бескрылая раса птиц. Причем от расы родителей она отличается настолько, что систематикам приходится выделять ее в особый вид, а то и род.

6. Предсказания - не очень благодарное занятие. Не очень благодарное потому, что на пути от настоящего к будущему всегда стоят случайные, на первый взгляд не вписывающиеся ни в какие закономерности события. Впрочем, о полном отсутствии закономерностей не может идти речи (ведь даже хотя результат единичного бросания монеты абсолютно непредсказуем, при увеличении числа бросаний до 1000 раз можно твердо сказать, что "решка" выпала около 500 раз). О случайном процессе можно говорить лишь по отношению к чему-нибудь конкретному. Что касается эволюции, то она буквально напичкана случайностями. Абсолютно случайно, например, возникает полезная мутация. Часто невозможно предсказать, сколько поколений продержится данный признак, особенно, если он не подвержен отбору. Совершенно случайно по отношению к организмам вымирание, связанное с глобальными катастрофами. Правда, предсказать последнее, в принципе, возможно. Однако уровень современной техники недостаточен для этого. Правда, это - одна сторона медали. В эволюции есть и закономерности, которые позволяют предсказать, если не конкретное, то хотя бы общее направление. Например, можно точно сказать, что в процессе эволюции у бактерий вряд ли появится человеческое ухо. С другой стороны, можно утверждать, что организм, перешедший к паразитизму, неизбежно подвергнется упрощению и т.д., и т.п.

Из всего вышесказанного ясно, что заданный вопрос скорее философский чем биологический. Биология часто ставит такие вопросы, и в этом одна из ее коренных особенностей

7. Известно, что пчелы легко приучаются подлетать к кормушке, где они однажды получили пищу. Если пчелы выбирают из нескольких кормушек одну, отличающуюся от прочих только цветом, то цветовое зрение имеется. Нужно убедиться, что пчелы запоминают именно цвет кормушки, а не ее форму яркость, местоположение или запах. Для этого нужно, чтобы все кормушки были одинаковой формы и яркости, местоположение кормушек надо менять, для предотвращения мечения пчелами кормушек, их надо заменять в течение опыта.

Школьники могут предложить и другой ответ: проследить за танцем разведчицы и посмотреть, меняется ли он при изменении цвета кормушки. Но отрицательный ответ может ни чего не означать: разведчица может не сообщать о цвете.

8 класс

1. Хорошо известно, что основной функцией скелетных мышц является сокращение. Однако, в разных случаях это сокращение должно быть разным по силе, по размаху, по скорости.

Прямая мышца обладает большой длиной сокращения и небольшой силой. Например, грудино-ключично-сосцевидная мышца, которая проходит от сосцевидного отростка черепа, расположенного под ухом, до сустава между грудиной и ключицей, сокращается на целых 25%. Такие мышцы выполняют обычно повороты, когда необходим большой размах движения, а рычажной системой его обеспечить нельзя. Для этого они как бы обвиваются вокруг разворачиваемой суставной пары.

Веретеновидная мышца значительно сильней прямой. Но размах сокращения у нее меньше. Она применяется там, где нужны сокращения большой силы, а нужный размах достигается за счет рычагов скелета.

Перистая и двуперистая мышца обладают максимальной силой при данных размерах, а размах их движений невелик. Сгибание большого пальца на руках играет важную роль при хватании, сгибатели больших пальцев ног обеспечивают опору при ходьбе. Им нужна наибольшая сила, а место на голени или предплечьи ограничено.

Двубрюшная мышца имеет посередине сухожилие и обладает промежуточным прикреплением. Среднее сухожилие двубрюшной мышцы крепится к подъязычной кости. Если эта кость фиксирована, двубрюшная мышца тянет вниз - назад нижнюю челюсть, открывая рот. Если фиксирована челюсть, то двубрюшная мышца тянет вверх подъязычную кость, что важно при глотании и произнесении членораздельных звуков.

2. Прежде всего, в кровяном русле обычно живут взрослые особи имеющие мускулатуру, и, следовательно, способные самостоятельно перемещаться. Кроме того, паразиты, как правило, живут в крупных сосудах с относительно невысокой скоростью течения крови. (Например, изображенная в школьном учебнике кровяная двуустка обитает в брюшных и печеночных венах человека.)

Логично также предположить, что черви могут иметь присоски и крючья для прикрепления к стенке сосуда. Имеются данные и о том, что некоторые плоские черви выделяют вещества расширяющие сосуды и препятствующие свертыванию крови. Справедливости ради надо отметить, что порой черви все-таки застревают в кровеносных и, особенно часто в лимфатических сосудах, например, вызывающая слоновую болезнь (отеки конечностей) нитчатка Банкрофта.

3. Массовые миграции животных можно разделить на несколько категорий: периодические миграции, миграции, связанные с перенаселенностью, с поисками пищи, с изменениями абиотических условий, с необходимостью расселения. К периодическим миграциям относятся перелеты птиц, суточные вертикальные миграции зоопланктона, позволяющие планктонным животным по ночам питаться в богатых пищей поверхностных слоях воды, а днем прятаться от хищников на глубине (в темноте хищники хуже охотятся).

Не только для птиц, но и для других животных, например, морских ракообразных и китов характерны ежегодные миграции из мест откорма в места размножения. Вспомните также о проходных рыбах.

Многие животные (например, лемминги, саранча) начинают мигрировать, если их численность становится слишком высокой. При этом либо животным начинает не хватать пищи, либо даже при ее избытке скученность приводит к изменению поведения, появлению агрессивности и часть особей вынуждена покинуть насиженное место.

Миграции в поисках пищи и воды совершают, например, копытные степей и саванн. Это позволяет им более полно использовать пастбища и источники воды. Наконец, пример миграций, связанных с изменениями абиотических условий, дают камчатские крабы. Они мигрируют вслед за изменениями температуры воды, покидая области воды, где она остыла ниже +3°С. Существуют также миграции расселительного характера, как, например, массовые вылеты муравьев или роение пчел.

4. Можно предположить, что в почки поступает какой-то сигнал. Вопрос в том, что его вызывает, каковы природа сигнала. Сигналом может быть, например, повышение среднесуточных температур. У растений, по видимому, нет специальных терморецепторов, но отдельные белки отдельных клеток реагировать могут. Такую же роль может сыграть увеличение суммарной солнечной радиации, возрастание влажности. Но спящая почка может проснуться не только весной. Она может проснуться либо в очень благоприятное лето либо, если почка находится в длительном покое, когда ослабляется деятельность остальных почек. Если окружающая среда воздействует не на саму почку, а на другие органы растения, то из них в почку поступает сигнал скорее всего химической природы. Это могут быть гормоны, идущие из мест синтеза, сахара, например, глюкоза, - из мест, где запасается крахмал (корни, корневища, клубни и т.п.). Эти вещества в совокупности "будят" почку, инициируя точку роста (апикальную меристему).

5. Очевидно, что в таком сердце источником возбуждения могут служить оба конца сердечной трубки. Каким же образом может выключаться один и включаться другой источник возбуждения, что обеспечивает изменение направления тока крови на противоположное? Можно предложить несколько объяснений.

1) когда источником возбуждения являются мышечные клетки одного из концов сердечной трубки, он подавляет активность другого. При длительной работе первого конца в нем возникает физиологическое утомление, его активность становится недостаточной для подавления второго, поэтому противоположный конец становится водителем ритма.

2) У некоторых беспозвоночных имеются сердца, в которых источником возбуждения является тот участок миокарда, который наиболее растянут кровью. Возможно, такой механизм имеет место и в данном случае. По мере работы сердца в одну сторону противоположный водителю ритма "молчащий" конец сердечной трубки перерастягивается кровью и становится сам источником возбуждения.

3) Существуют сердца, в которых возбуждение зарождается не в самом миокарде, как в первых двух случаях, а в специальных нервных элементах, активность которых определяет деятельность сердца. Когда сердце гонит кровь от жабер к внутренним органам, нервные импульсы первым возбуждают тот конец сердца, который расположен ближе к жабрам и наоборот. Смена направления потока крови определяется переключением потоков импульсов, идущих к одному или другому концу сердца. Механизм такого переключения пока неизвестен.

6. Эксперименты могут быть различными: мыши может быть предложено выбрать дорогу в лабиринте-развилке, одна из дорожек которого ведет к братьям и сестрам (или в гнездо, пахнущее ими), а другая - к случайно набранным из популяции особям. Можно предоставить мыши выборы выйти в освещенное пространство (что ей неприятно), или бить током собрата в соседней клетке, а затем посмотреть будут ли они иначе относиться к родственнику, чем к чужой мыши.

Можно изъять мышь из группы ее братьев и сестер, а спустя некоторое время запустить обратно и сравнить отношение группы к этой особи с отношением к настоящему чужаку. Можно вообще не ставить экспериментов, а сравнить частоту контактов, спариваний или время нахождения вместе для сестер и братьев и для всех мышей вообще.

7. Процесс, который должен, происходить, называется геоботанике сукцессией. Вопрос стоит о причинах нарушения нормального хода сукцессии. Разберем их.

В почве часто не имеется запаса семян "нужного" вида, а семенных (не слишком молодых и не слишком старых) растений вблизи участка нет. Значит восстановления исходного вида не произойдет. Так, например, из-за отсутствия семенных деревьев дуба очень часто нарушается возобновление дубрав в Средней полосе.

Можно предположить, что, после того, как вырубили участок, его микроклимат по каким-либо другим причинам необратимо изменился (например, высохла местная речка или вблизи построили химзавод). В новом микроклимате прежний вид расти не будет.

Допустим, вместо прежнего вида на участок попал несвойственный данному биоценозу, но так крепко удерживающий занятую территорию вид, что никакое возобновление других видов невозможно. Такими свойствами из-за быстрого рота и способности размножаться отпрысками в лесных биоценозах Средней полосы обладает клен американский. Возобновление под его пологом практически невозможно.

Наконец, могли произойти глубокие изменения во всей структуре биоценоза, а то и биосферы, вследствие каких-то посторонних причин. В мезозое например, листопадные хвойные и гинкговые леса на громадной территории нынешней Восточной Азии сменились лесами из покрытосеменных. Это, возможно, было следствием глобальных климатических изменений. Сформировались новые биоценозы и сукцессии, а старые "вымерли" и вряд ли когда-нибудь повторятся.

7 класс

1. В водоемы, удаленные от других водных бассейнов, животные могут попадать, например, во время весеннего паводка, но щитни в этом не нуждаются. Их яйца переносят промораживание, прогревание и могут сохраняться в высушенном виде жизнеспособными 7-9 лет. Яйца очень мелкие и могут переноситься по воздуху с пылью. Без изменений проходят яйца щитней сквозь кишечник животных, поэтому могут переноситься животными, например, лягушками или утками, Щитни размножаются партеногенезом (т.е. без участия самцов), поэтому достаточно, чтобы в лужу попало хотя бы одно яйцо. Самки очень плодовиты, а питание детритом обеспечивает надежную пищевую базу в любой луже, поэтому популяция щитней быстро увеличивает свою численность.

2. На этот вопрос можно ответить двояко:

1) Почему иван-чай не растет в естественных луговых биогеоценозах. Иван-чай относится к так называемым рудеральным (сорным) растениям. Такие растения первыми заселяют освобожденные территории - гари, вырубки, обочины дорог - т.е. те пространства, на которых растительный покров был каким-либо образом нарушен. Для этого у них существует ряд приспособлений: летучие семена (иван-чай, одуванчик), быстрое развитие, способность к самоопылению. Эти виды буквально "уходят от конкуренции" с другими растениями за свет, воду, питательные вещества.

По мере возобновления исходной растительности на поврежденной территорий сорные виды с нее исчезают, не выдерживая конкуренции.

Луговые сообщества обычно отличаются многообразием. Плотность растительного покрова на них очень высока. Следовательно, высока и межвидовая конкуренция. Поэтому иван-чай расти в этих условиях не может. Особенно трудно для него прорастание семян в этих условиях.

2) Почему иван-чай не растет в поле (на сельскохозяйственных угодьях) даже когда его там сеют. Это может произойти, например, потому что:

а) проростки подавляют рост друг друга в монокультуре, чего не происходит, когда иван-чай растет вместе с другими рудеральными растениями;

б) агроценоз сильно отличается от естественных условий: наличие разнообразных удобрений, другая структура почвы и микрофлора. Вообще, каждый вид приспособлен к своей экологической нише и потому в любых других условиях растет плохо.

3. У растений есть два типа проводящей системы - луб (флоэма) и древесина (ксилема).

функции ксилемы: проведение воды с растворенными минеральными веществами от корней вверх к листьям (цветам, плодам).

функции флоэмы: проведение от листьев готовой продукции (органики - углеводов - ко всем частям растения вниз.

Противоположность токов вещества во флоэме и ксилеме обуславливает пространственную дифференцировку проводящей ткани: вверх и вниз.

пропущен лист 2 !!!

Для различения нельзя брать также признак опушения - то, что у видов Б и В опушения листьев не указано, вовсе не означает, что у них его нет. Признаки же, наличие которых не доказано, использовать в ключе, конечно, нельзя. В описаниях нет признака, по которому все 3 вида отличались бы друг от друга. Поэтому разделять их придется попарно, сначала по одному признаку, затем по другому, или другим.

Сделать это можно двояко, допустим, мы сначала отделяем вид В по признаку вытянутости листьев. Ключ при этом будет выглядеть так:

1. (теза) Листья удлиненные, вытянутые....................... вид В
- (антитеза) Листья овальные.....................................2
2. Средняя жилка малозаметная, черешок в сечении треугольный...вид А
- Средняя жилка сильно выдается, черешок уплощен............ вид Б
Остальные признаки в ключе лучше не давать, чтобы не было путаницы.

Возможен и другой вариант: мы сначала отделяем вид А по малозаметной средней жилке. Подумайте, почему нельзя осуществить третий вариант - отделить сначала вид Б.

6. На первый взгляд такой герметически закрытый аквариум может существовать долго в практически неизменном виде: солнечный свет будет проникать сквозь его стенки, растения будут выделять кислород, рыбы и другие животные будут его поглощать и выделять углекислый газ, рыбы будут питаться рачками и другими планктонными организмами, т.е. водорослями и т.д., то есть все будет так же, как в обычном пруду. На самом деле такой аквариум просуществует недолго. Дело в том, что, закрывая аквариум герметически, т.е. лишая его связи с атмосферой, мы значительно уменьшаем объем его воздушной среды. Понятно, что самые небольшие нарушения его газового, баланса (к примеру "перепроизводство" O₂ или СO₂) будут сказываться на его живых обитателях гораздо быстрое и ощутимее, чем в открытом аквариуме.

Точно предсказать весь ход событий в аквариуме практически невозможно: для этого надо знать, какие в нем были рыбы, растения и т.д., сколько их, какова температура водной среды, ее состав и многое другое, но некоторые предположения выдвинуть всё-таки можно. Возможно, произойдет следующее:

1 этап. Газообмен нарушен пока еще незначительно, все как прежде: растения выделяют O₂, животные дышат.

2 этап. В первую же ночь гибнут рыбы: резко увеличивается нехватка кислорода, так как ночью растения его не выделяют. Вероятно, погибнут моллюски, кроме легочных, и наиболее чувствительные к недостатку O₂ планктонные животные.

3 этап. Массовая гибель планктонных животных и растительноядных дает возможность размножиться одноклеточным водорослям и бактериям (а их скорость размножения, как известно, достаточно высока). Вода принимает мутно-зеленую окраску. Возможно цветение сине-зелеными водорослями. На дне начинаются процессы гниения. Изменяются химические параметры водной среды. Из-за этого могут отмереть высшие растения. Трупы рыб покрываются пушком водных микроскопических грибов.

4 этап. Бурное размножение водорослей и бактерий может привести к внезапному скачку численности питающихся илом планктонных животных (если таковые еще не погибли) в течение первой недели опыта.

Но вскоре все животные погибнут, многие простейшие при ухудшении условий инцистируются, и их споры останутся жизнеспособными еще долгое время. Ракообразные отложат покоящиеся яйца.

5 этап. Остаются лишь грибы и бактерии. По мере того, как кончается кислород, преимущественно размножаются формы, не нуждающиеся в нем. Эта стадия может длиться сколь угодно долго,

7. Разбор вопроса ведется с предположением, что верная фраза "Я в осеннем лесу", если Вы приняли за вводную какую-нибудь другую фразу (что вполне допустимо) то некоторые утверждения, приводимые ниже, теряют свое значение. Утверждения, являющиеся ошибками в любом случае, отмечаются знаком (!).

1. Березовый сок осенью добыть нельзя, хотя нельзя говорить, что осенью сока нет - он имеется, просто скорость его тока очень мала.

2. Осенью не может быть ЦВЕТУЩЕЙ медуницы, что, очевидно, подразумевается в тексте. Это ошибка. Но ЛИСТЬЯ медуницы можно найти и осенью. Если Вы это сказали, то очень хорошо.

3. Коростели летают очень низко и плохо, недолго, и во всяком случае не парят (!).

4. Клесты едят шишки весь год, не только зимой, так что все верно. Примечание: слова "обесшишили" в русском языке нет.

5. Муравьи собирали... Вполне могут. Не рыжие лесные, а другие виды.

6. Зайчата осенью рождаются, но они ни в коем случае не скулят (!).

7. Купена - травянистое растение, лось под нее не поместится (!). Касательно самой купены см. ©2.

8. Гон у лосей не весной, а осенью (!).

9. Тополя осенью не пушат.

10. Дрозды в елках вполне могут быть. И они именно трещат.

11. У лип осенние листья желтые, а летние зеленые (!).

12. Сморчок - весенний гриб.

13. В исключительных случаях ярутка может цвести осенью (хотя маловероятно), но в поле, а ни в коем случае не в лесу. (!)