→ Экологические и эволюционные закономерности

Вырытый в ходе изъятия грунта котлован заполнили водой и запустили туда карпов для воспроизводства. Можно ли при этом считать этот водоем биоценозом, а группу карпов популяцией? Ответ обоснуйте.

Какие ароморфозы в строении клетки обеспечили появление одноклеточных эукариотических организмов в процессе эволюции органического мира? Назовите три ароморфоза. Обоснуйте их значение.

Какие биотические отношения сложились в экосистеме смешанного леса между березой и обитающими в экосистеме сосной, ястребом-перепелятником, подберезовиком, трутовиком? Ответ обоснуйте.

Современные кистеперые рыбы находятся в состоянии биологического регресса. Приведите доказательства этого явления. Ответ поясните.

Объясните, почему каменный уголь относят к веществам биогенного происхождения и невосполнимым природным ресурсам. Какие условия способствовали его образованию?

Какие особенности строения скелета позвоночного животного, изображенного на рисунке, доказывают его наземное происхождение? Приведите доказательства. С какой группой современных позвоночных животных у него проявляется сходство во внешнем строении? Как называется эволюционный процесс, в результате которого сформировалось это сходство? Ответ обоснуйте.

Объясните, что такое популяционные волны и дрейф генов. В каких популяциях дрейф генов наиболее действенен?

Почему даже длительное воздействие стабилизирующего отбора на особей одного вида не приводит к формированию полного фенотипического единообразия? Ответ обоснуйте, указав три аргумента.

Докажите единство органического мира на Земле. Приведите не менее четырех доказательств.

Человек (Homo) − единственный род животных, в процессе эволюции освоивший получение и использование огня. Какова роль огня в становлении человека разумного как биологического вида? Как огонь способствовал биологическому прогрессу рода Homo? Приведите не менее четырех обоснований.

У земноводных по сравнению с рыбами в процессе эволюции сильнее развился передний мозг, а мозжечок оказался развит слабее. В свою очередь, относительный размер продолговатого мозга в ходе эволюции позвоночных животных почти не изменился. Объясните, с чем связаны особенности развития названных отделов мозга у этих животных, исходя из функций этих отделов.

Процесс превращения генетически изолированных популяций в новые виды направляется естественным отбором и называется видообразованием. В синтетической теории эволюции выделяют разные способы видообразования, в том числе географическое и экологическое.

Какие процессы происходили при экологическом видообразовании разных видов синиц в Московском регионе?

Отечественный ученый Г. Ф. Гаузе провел ряд экспериментов с тремя видами инфузорий. Первый и второй виды питались бактериями, находящимися в толще воды, а третий вид питался дрожжевыми клетками, обитающими в донном иле. При совместном выращивании особей первого и второго видов численность первого сократилась. Через некоторое время первый вид был вытеснен вторым видом. Однако отдельно друг от друга оба вида могли жить совместно с третьим видом инфузорий. Какое явление исследовал Г. Ф. Гаузе? Почему при совместном культивировании инфузорий первого и второго видов один из видов был полностью вытеснен, а при культивировании первого и третьего видов обе популяции сосуществовали длительное время? Какие выводы можно сделать на основе проведенного эксперимента?

Кактусы относятся к группе растений-суккулентов. Какое адаптивное значение имеют такие особенности строения кактусов, как шаровидная форма стебля и глубоко погруженные в ткань стебля устьица? Почему у кактусов развивается поверхностная корневая система?

По данным исследователей, в арктических почвах в большом количестве обитают представители нескольких групп цианобактерий, без которых не возможен сбалансированный круговорот веществ в данном регионе. В чем заключается роль цианобактерий в круговороте углерода и азота в арктических экосистемах? К какой функциональной группе арктических экосистем можно отнести цианобактерий?

Появление диплоидного набора хромосом у организмов сыграло очень важную роль в эволюции органического мира. Приведите не менее трех последствий этого глобального ароморфоза. Ответ обоснуйте.

В Якутии в слое вечной мерзлоты были обнаружены хорошо сохранившиеся останки мамонта. Измерения показали, что мамонты были короткохвосты, а площадь их ушной раковины была в 15-20 раз меньше, чем у африканского слона. Этот пример является типичной иллюстрацией правила Аллена: взаимосвязи между строением тела теплокровного животного и климатом, в котором он живет. Какой физический принцип лежит в основе этого правила? Какие преимущества давали мамонтам такие особенности внешнего строения в их среде обитания? Почему под правило Аллена не подпадают почвенные млекопитающие, обитающие в разных климатических зонах?

В практике сельского хозяйства широко используются ядохимикаты гербициды (лат. herba − трава) и инсектициды (лат. insecta − насекомое). На продуктивность какого трофического уровня агроценозов оказывает влияние каждое из этих химических веществ? Ответ поясните. Как изменяется видовое разнообразие животных агроценоза при использовании инсектицидов?

На рисунке изображены формы клюва у представителей разных видов семейства цветочниц, обитающих на Гавайских островах. Укажите последовательность процессов, которые привели к формированию многообразия форм клюва с позиции современной синтетической теории эволюции. Как называется такая форма направленной эволюции? Чем она характеризуется?

В 2012 г. на Кавказ вместе с растениями для озеленения городской среды завезли бабочек огневок, которые стали очень быстро размножаться. Гусеницы огневок питаются листьями самшита. В результате к 2016 году от реликтовых самшитовых лесов остались лишь отдельные группы растений. Почему численность бабочек в новых условиях быстро увеличилась? Почему после уничтожения самшита в темных самшитовых лесах вымерли многие виды растений подлеска?

Почему водные цветковые растения могут испытывать дефицит кислорода для осуществления дыхания? Каким образом они восполняют этот дефицит? Ответы поясните. При увеличении глубины растения испытывают дефицит особо остро, почему? Назовите две причины.

Организмы, которые приспосабливаются к существованию в городской среде, называются синурбистами. Замечено, что растения-синурбисты обладают повышенной продуктивностью по сравнению с особями тех же видов, обитающих в дикой природе. Предположите, какие причины способствуют повышению продуктивности растений в урбоэкосистемах. Назовите не менее двух возможных причин и объясните механизм их влияния на продуктивность. Почему в городах сложнее размножаться с помощью семян, что практически исключает расселение в них однолетних растений?

Рассмотрите таблицу «Химическое загрязнение гидросферы в результате человеческой деятельности». Степень токсичности вещества дана в баллах, где 0 − отсутствие токсичного эффекта, а 4 − максимальная степень токсичности.

Какая группа организмов из представленных в таблице в наибольшей степени подвержена токсичному действию химических веществ? С чем это связано? Известно, что указанный в таблице цианид нарушает работу электрон-транспортной цепи митохондрий. Поэтому кислород как конечный акцептор электронов перестаёт усваиваться клеткой. Исходя из этого, объясните, почему у животных, отравленным цианидом, венозная кровь будет иметь алый цвет, а не вишнёвый.

Многие птицы из отряда Соколообразные питаются исключительно животной пищей, то есть являются облигатными хищниками. Однако процесс фотосинтеза оказывает на них влияние как в масштабах экосистемы, в которой они обитают, так и в масштабах всей биосферы. Перечислите три возможные взаимосвязи между фотосинтезом и жизнедеятельностью хищных птиц и объясните их значение.

На территории Москвы и Московской области можно встретить несколько видов синиц, занимающих разные экологические ниши. Какой тип изоляции способствовал возникновению этих видов? Ответ поясните. Опишите механизм видообразования.

Растения, как и животные, зависят от такого абиотического фактора, как концентрация кислорода во внешней среде. Почему растения, обитающие в воде, могут испытывать дефицит кислорода? Каким образом они восполняют этот дефицит? Назовите два способа. Почему при увеличении глубины растения испытывают дефицит кислорода особенно остро?

Растения, произрастающие в северных широтах, оказываются весной под воздействием абиотических факторов, губительных для них. Если зимой они выдерживают 30−40 °С мороза, то весной после оттепели могут погибнуть при возвращении холодов уже при −5 °С. Чем обусловлена такая весенняя гибель растений? В каком случае шанс на выживание у проросших перед заморозками растений будет выше: в отсутствие снега или при сохранении снежного покрова? Ответ поясните. Также опасно для растений весеннее затопление, происходящее из-за половодья. Почему растения гибнут в этом случае?

При добыче торфа в сфагновых (верховых) болотах нередко обнаруживают останки людей удивительной сохранности. Несмотря на то, что возраст находок оценивается в несколько сотен и даже тысяч лет, хорошо сохраняются мягкие ткани и даже одежда. Процессы разложения органики в воде идут медленнее, чем на суше, однако в водоемах с проточной водой подобные находки не обнаруживаются. Какие особенности сфагновых (верховых) болот способствуют столь высокой сохранности останков? Ответ поясните.

К какому отряду млекопитающих относится Человек разумный? Является ли шимпанзе предком человека? Аргументируйте свой ответ. Какая форма эволюционного процесса привела к появлению четырёх современных родов в семействе Гоминиды? Как с позиции мутационной теории объяснить тот факт, что современные обезьяны не «превращаются» в человека?

Жаба–ага − бесхвостная амфибия, родом из Южной и Центральной Америки. Животное обладает смертоносным ядом и различными эффективными способами его использования. В 1935 году жаба была завезена в Австралию для борьбы с вредителями тростника. Однако она не оправдала ожиданий и начала занимать экосистему за экосистемой, размножаясь в огромных количествах. Как называются такие виды, вышедшие за пределы своего ареала и вторгшиеся в чужую среду обитания? Почему наблюдается резкий взрыв численности популяции жабы? Постепенно в каждом последующем поколении ноги у жаб становились длиннее. Объясните преимущество наличия длинных ног. Ответ поясните.

Рассмотрите графики А, Б, на которых представлен процесс фиксации (частота близка к 1) и элиминации (частота близка к 0) аллеля, имеющего средний характер повышения приспособленности (имеющего полезность, но некритичную для выживания), при разной численности популяций.

Какому графику соответствует популяция с наименьшей численностью? Ответ поясните. Какой фактор эволюции способствует фиксации аллеля в большой популяции? Почему действие этого фактора повышается именно в большой популяции? Какую закономерность можно отметить в вероятности фиксации аллеля при повышении численности популяции?

Известно, что строение коленного сустава различается у человека и человекообразных обезьян. Так, у человека кости коленного сустава расположены под углом, тогда как у шимпанзе расположены прямо. Почему, в отличие от шимпанзе, в процессе эволюции коленный сустав человека приобрел такое строение? Какие кости входят в его состав? На основании строения коленного сустава австралопитека предположите, был ли для него характерен обсуждаемый признак гоминидной триады. Ответ поясните.

На схеме представлены филогенетическое дерево птиц из группы Древненебных (Paleognathae), а также информация об их современных ареалах и местах ископаемых находок (для вымерших птиц). На основании представленных данных укажите название суперконтинента, на котором возникла группа древненебных, и в каком порядке от него отделялись участки суши. Какая геологическая теория лежит в основе данных процессов? К какой группе доказательств эволюции можно отнести данный пример? Описанная закономерность наблюдается явно в распространении далеко не всех групп животных. Какие причины могут приводить к нарушению данной закономерности?

У многих бабочек на заднем крыле есть особая «ложная голова» − совокупность отростков, напоминающих усики, и пятен, похожих на глаза. Ученые обнаружили, что при повреждении в области «ложной головы» крыло особенно легко рвется. Назовите две функции, которые могут выполнять «ложная голова» и глазчатые пятна на крыльях. Поясните механизм действия этих приспособлений в каждом случае. Почему иногда этот признак может стать вредным для выживания? Реконструкция предков бабочек показала, что «ложная голова» возникала независимо десятки раз в разных ветвях эволюции. Какую форму эволюции иллюстрирует данный пример?

Цветковые растения миллионы лет использовали насекомых для опыления. Однако в настоящее время наблюдается резкое снижение численности насекомых-опылителей. Фиалки и другие растения начинают переходить на самоопыление. Какая группа экологических факторов приводит к резкому снижению количества насекомых-опылителей в современных условиях? Ответ поясните. Опишите изменения в строении цветка и производстве нектара, вызванные переходом фиалок к самоопылению. Как переход на самоопыление отразится на генофонде фиалок? Какой эффект это окажет на их дальнейшую эволюцию?