Bajkał to najstarsze jezioro świata. Występuje w nim unikatowa fauna głębinowa, w tym – dwa gatunki ryb: gołomianka duża (Comephorus baikalensis) oraz gołomianka mała (Comephorus dybowskii). Te ryby występują na głębokości od kilkudziesięciu metrów aż do dna jeziora (ok. 1600 m), natomiast nie spotyka się ich w wodach powierzchniowych. Wraz z gołomiankami współwystępują dwa gatunki skorupiaków: Epischura baikalensis oraz Macrohectopus branickii. Badano skład gatunkowy pokarmu dorosłych osobników obydwu gatunków gołomianek występujących w północnej, centralnej i południowej części jeziora Bajkał. Na poniższych wykresach przedstawiono otrzymane wyniki w procentach oddzielnie dla C. baikalensis i dla C. dybowskii.

 

Na podstawie przedstawionych wyników badań podaj nazwy dwóch zależności międzygatunkowych występujących między populacjami gołomianek żyjących w jeziorze Bajkał.

1.

2.

Zdjęcie A przedstawia bursztynkę pospolitą (Succinea putris) – niewielkiego ślimaka spotykanego w zacienionych wilgotnych zaroślach. Na zdjęciu B widoczny jest osobnik bursztynki, który ma charakterystycznie zgrubiałe czułki, świadczące o obecności w nich larw pasożytniczej przywry Leucochloridium paradoxum. Czułki tego ślimaka barwą oraz kształtem przypominają gąsienice motyli i rytmicznie pulsują. Z tego powodu zwracają na nie uwagę ptaki owadożerne, np. sikory, zięby czy muchołówki, w których diecie zwykle nie występują ślimaki. Ptaki te zjadają czułki ślimaka, przez co zarażają się pasożytem.

Bursztynki zarażają się przywrą, zjadając wraz z roślinami ptasie odchody, w których znajdują się jaja z rozwiniętym w nich pierwszym stadium larwalnym pasożyta (miracidium). W przewodzie pokarmowym ślimaka rozwijają się z nich następne stadia larwalne (sporocysty), które rozmnażają się partenogenetycznie i wytwarzają charakterystyczne worki z larwami kolejnego stadium (metacerkariami), umiejscowione w czułkach bursztynki. Zbadano wpływ zarażenia przywrą na zachowanie ślimaków. Na wykresie przedstawiono pomiary natężenia oświetlenia w miejscach, które wybierały ślimaki mające czułki zmienione przez larwy Leucochloridium, oraz w miejscach, w których gromadziły się bursztynki bez objawów zarażenia tym pasożytem. Obserwacje osobników z obu grup trwały po 45 minut.

 

 

Na podstawie przedstawionych informacji oraz wykresu opisz zmianę w zachowaniu populacji ślimaków wywołaną zarażeniem L. paradoxum.

Pełnik europejski (Trollius europaeus) to roślina zielna występująca głównie na mokrych łąkach, przy brzegach strumieni oraz w wilgotnych lasach liściastych. Mimo że roślina produkuje dużo nasion, rzadko spotyka się siewki w sąsiedztwie kęp pełnika, gdyż ich rozwojowi nie sprzyja konkurencja ze strony innych gatunków łąkowych. Odsłanianie gleby wokół kęp pełnika sprawia, że łatwiej zachodzi kiełkowanie jego nasion. Stanowiska pełnika chroni się także poprzez regularne koszenie łąk, co zmniejsza udział gatunków ekspansywnych, takich jak np. pokrzywa zwyczajna lub ostrożeń polny. W Polsce pełnik jest objęty ochroną gatunkową.

Kwiaty pełnika są okazałe, żółte i zapylane głównie przez kilka gatunków muchówek z rodzaju Chiastocheta. Muchówki wchodzą do kwiatu, gdzie zjadają pyłek i nektar. W kwiecie dochodzi też do kopulacji tych owadów i składania jaj. Wylęgające się larwy wgryzają się do słupków i wyjadają tam część zawiązków nasion. Przed przepoczwarzeniem larwy wydostają się z kwiatów i spadają na powierzchnię gleby.

Na poniższych ilustracjach przedstawiono pokrój ogólny pełnika oraz – w powiększeniu – typowy liść łodygowy.

1. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.

Pełnik europejski należy do klasy roślin

2. Wykaż, że przedstawiona w tekście zależność między pełnikiem a muchówkami jest mutualizmem. Określ, na czym polega mutualizm, oraz podaj przykłady korzyści lub strat odnoszonych przez wymienione organizmy.

3. Określ typ przeobrażenia występujący u muchówki z rodzaju Chiastocheta. Odpowiedź uzasadnij.
Typ przeobrażenia:

Uzasadnienie:

4. Oceń, czy działania opisane w tabeli stanowią ochronę czynną pełnika europejskiego. Zaznacz T (tak), jeśli działanie jest przykładem ochrony czynnej, albo N (nie) – jeśli nim nie jest.

W Ameryce Północnej wiewiórka czerwona
(Tamiasciurus hudsonicus) i wiewiórka szara (Sciurus carolinensis) współwystępują w wielu regionach. Na Wyspach Brytyjskich jedynym rodzimym gatunkiem wiewiórki jest wiewiórka pospolita (Sciurus vulgaris), przedstawiona na zdjęciu obok. Wiewiórki szare zostały wprowadzone na Wyspy Brytyjskie w 1876 roku. Od tamtej pory liczebność wiewiórek pospolitych zaczęła się zmniejszać. Jedną z przyczyn jest przenoszenie wirusa ospy przez wiewiórki szare, które nie wykazują przy tym objawów choroby. Dla większości wiewiórek pospolitych ta infekcja jest śmiertelna. Oba gatunki wiewiórek, szara i pospolita, wykorzystują podobne zasoby pokarmowe, przy czym wiewiórka szara efektywniej wykorzystuje żołędzie.

1. Na podstawie przedstawionych informacji określ, czy wiewiórki Ameryki Północnej – wiewiórka czerwona i wiewiórka szara – są klasyfikowane w jednym, czy – w dwóch rodzajach. Odpowiedź uzasadnij.

 

2. Podaj dwie różne widoczne na zdjęciu cechy morfologiczne wiewiórki pospolitej, które pozwalają jednoznacznie zaklasyfikować ten gatunek do ssaków.
1.

2.

3. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Spadek liczebności populacji wiewiórki pospolitej na Wyspach Brytyjskich jest wynikiem m.in.

Program Natura 2000 chroni cenne siedliska przyrodnicze oraz rzadkie lub zagrożone gatunki roślin i zwierząt. Ważnym elementem programu Natura 2000 są korytarze ekologiczne, gdyż umożliwiają przemieszczanie się organizmów między zachowanymi jeszcze ekosystemami.

 

1. Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące obszarów Natura 2000 są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

2. Wyjaśnij, w jaki sposób swobodne przemieszczanie się zwierząt przez korytarze ekologiczne łączące ekosystemy przyczynia się do zachowania różnorodności biologicznej. W odpowiedzi uwzględnij dwa różne mechanizmy.

Produkcja pierwotna to proces przeprowadzany w większości ekosystemów przez fotoautotrofy. Dwie miary produkcji pierwotnej to:
• produkcja pierwotna brutto – ilość energii słonecznej, jaką producenci zamieniają w energię chemiczną, zgromadzoną w postaci syntetyzowanych związków organicznych
• produkcja pierwotna netto – ta część produkcji pierwotnej brutto, która nie została zużyta przez producentów i jest dostępna dla konsumentów I rzędu.

Poniżej przedstawiono piramidy energii oraz klimatogramy dwóch biomów: wilgotnych lasów równikowych oraz pustyni.

1. Wyjaśnij, dlaczego produkcja pierwotna netto jest mniejsza niż produkcja pierwotna brutto.

 

 

2. Wyjaśnij, dlaczego produkcja pierwotna brutto jest dużo niższa na terenach pustynnych niż w wilgotnych lasach równikowych. W odpowiedzi uwzględnij dostępność kluczowego zasobu środowiskowego w obydwu biomach.

 

Organizmy modelowe są używane m.in. do badania zależności między genami, szlakami sygnałowymi i metabolizmem. Homeostaza lipidów i glukozy jest w podobny sposób kontrolowana u bezkręgowców i ssaków – za pomocą ścieżki sygnałowej uruchamianej przez insulinę.
W celu określenia, czy dieta wysokotłuszczowa wpływa na metabolizm węglowodanów, lipidów i białek, przeprowadzono badania z wykorzystaniem identycznych genetycznie samic szczepu w 1118 wywilżny karłowatej (Drosophila melanogaster) podzielonych na dwie grupy:

grupa I – osobniki hodowane na pożywce standardowej, wykorzystywanej w laboratoriach
do hodowli wywilżny i zapewniającej jej wszystkie niezbędne do normalnego rozwoju składniki odżywcze;
grupa II – osobniki hodowane na pożywce standardowej, do której dodano oleju kokosowego
(pożywka o dużej zawartości tłuszczów nasyconych).
Po tygodniu oznaczono zawartość określonych metabolitów u osobników należących do każdej z grup.

Na poniższych wykresach przedstawiono zawartość względną kwasów tłuszczowych (A) oraz zawartość względną wybranych metabolitów (B) w ciele much karmionych pożywką o wysokiej zawartości tłuszczów nasyconych, w porównaniu z zawartością tych związków w 1 mg masy ciała much karmionych pożywką standardową.

1. Oceń, czy poniższe interpretacje przedstawionych wyników badań są prawidłowe. Zaznacz T (tak), jeśli interpretacja wyników jest prawidłowa, albo N (nie) – jeśli jest nieprawidłowa.

2. Wyjaśnij, dlaczego doświadczenie przeprowadzono na genetycznie identycznych osobnikach tej samej płci Drosophila melanogaster – należących do jednego szczepu w 1118.

 

3. Określ, która grupa Drosophila melanogaster – I czy II – stanowiła w opisanym doświadczeniu próbę kontrolną. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do roli tej próby w interpretacji wyników doświadczenia.

 

4. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby stanowiły poprawną interpretację uzyskanych wyników opisanego doświadczenia. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Zaobserwowany u osobników wywilżny karłowatej odżywiających się pokarmem bogatotłuszczowym (spadek / wzrost) poziomu kwasu mlekowego świadczy o (zmniejszeniu / zwiększeniu) intensywności przemian kwasu pirogronowego w cytozolu ich komórek. Zaobserwowane zaburzenia w metabolizmie kwasu pirogronowego mogą być efektem zwiększonej intensywności (redukcji / utleniania) kwasów tłuszczowych, jako że w wyniku tego procesu powstaje acetylokoenzym A, dostarczający grupy acetylowe do cyklu Krebsa.

Przykładem rośliny wysokogórskiej jest goryczka krótkołodygowa (Gentiana clusii), przedstawiona na zdjęciu. Ma ona zimozielone, skórzaste, lancetowate i zaostrzone liście, zebrane w rozetę przy samej ziemi. Jej kwiaty wyrastają pojedynczo na szczycie krótkiej łodygi, są intensywnie niebieskie, dzwonkowate i bardzo duże w stosunku do niewielkiego rozmiaru rośliny. Goryczka krótkołodygowa występuje na zboczach skalnych, przeważnie powyżej 1000 m n.p.m.; w Polsce rośnie wyłącznie w Tatrach.

Wykaż związek budowy zewnętrznej goryczki krótkołodygowej z warunkami jej bytowania. W odpowiedzi uwzględnij jedną z cech budowy tej rośliny, które wymieniono w tekście.

Różnorodność biologiczna nie jest jednakowa we wszystkich miejscach na Ziemi. Miejsca wyróżniające się szczególnie dużym bogactwem gatunkowym często nazywane są ogniskami różnorodności biologicznej (z ang. biodiversity hotspots). Na poniższej mapie świata zaznaczono siedem ponumerowanych obszarów.

Spośród obszarów oznaczonych na mapie numerami 1.–7. wypisz numery czterech obszarów, które należą do tzw. ognisk różnorodności biologicznej. Odpowiedź
uzasadnij.

Numery obszarów należących do tzw. ognisk różnorodności biologicznej:

Uzasadnienie:

Wyspa Świętej Heleny jest położona na Atlantyku ok. 2 tys. km od wybrzeży Afryki i 4 tys. km od Ameryki Południowej. Jej powierzchnia wynosi zaledwie 122 km 2, a zatem jest ona mniej więcej wielkości Torunia. Odkryta została w 1502 r. przez Portugalczyków, którzy sprowadzili na nią kozy i trzodę chlewną.
Współcześnie występuje tu ok. 420 gatunków roślin, z których 85% jest obcego pochodzenia. Wśród roślin rodzimych 45 gatunków to endemity. Zagrażają im konkurujące z nimi gatunki obcego pochodzenia, zjadają je także wprowadzone na wyspę zwierzęta roślinożerne, których wcześniej tam nie było.

Kiedyś wyspę pokrywały lasy, w których dominowały endemiczne drzewa: Commidendrum robustum, C. rotundifolium i Trochetiopsis ebenus. Obecnie w naturze zachowały się nieliczne okazy C. robustum oraz jeden okaz C. rotundifolium. Problemem w ratowaniu C. rotundifolium jest jego samopłonność – zaledwie ok. 0,2% zalążków powstałych wskutek samozapylenia jest zdolnych do rozwoju w nasiona zdolne do kiełkowania. Ten gatunek można jednak rozmnażać wegetatywnie. W 1980 roku odkryto pięć drzew T. ebenus – gatunku, który uprzednio uważano za wymarły. Tereny, na których dawniej rosły te endemity, są obecnie pokryte zaroślami składającymi się z gatunków obcych, jak zdziczałe drzewa mangowe i oliwki.

 

1. Zaplanuj działania, które należy podjąć w celu restytucji Commidendrum rotundifolium na Wyspie Świętej Heleny. W odpowiedzi uwzględnij przyczyny wymierania oraz biologię tego gatunku.

 

2. Na podstawie tekstu i własnej wiedzy oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

3. Ratowanie ginących endemicznych gatunków jest często kosztowne, a niekiedy – także mało skuteczne, jeśli ich pierwotne siedliska, zajmujące niewielki obszar, zostały silnie przekształcone przez człowieka, np. zajęte pod uprawy.

Czy warto ponosić koszty ochrony gatunków, których naturalne środowisko zostało już zniszczone nieodwracalnie? Podaj po jednym argumencie:

1. za ponoszeniem tych kosztów.

2. przeciwko ponoszeniu tych kosztów

Kolczurka klapowana (Echinocystis lobata) jest jednorocznym pnączem z rodziny dyniowatych. Jej łodygi bardzo szybko rosną i mogą dochodzić do 5–6 m długości. W kątach dłoniastoklapowanych liści wyrastają długie, rozgałęziające się wąsy czepne oraz wiechowate kwiatostany męskie. Kwiaty żeńskie występują na tych samych osobnikach i wyrastają również w kątach liści, pojedynczo lub po dwa. Owocem jest zielona torebka, pokryta kolcami, w której znajdują się 4 nasiona. Torebka po wyschnięciu jest lekka i wypełniona powietrzem, nasiona łatwo z niej wypadają. Owoce i nasiona mogą przemieszczać się wraz z wodą. Kolczurka wydziela do środowiska substancje hamujące rozwój innych roślin w jej bezpośrednimnotoczeniu.
Atrakcyjny wygląd kwiatów kolczurki oraz charakterystyczne owoce wzbudzają zainteresowanie ludzi, którzy przenoszą ją do ogrodów. Ten gatunek zwykle występuje na siedliskach synantropijnych, skąd przedostaje się na brzegi potoków, rzek i jezior, a także na skraje lasów łęgowych. W wielu miejscach występuje bardzo licznie i może tworzyć zwarte maty, złożone ze splecionych ze sobą pędów, pokrywające gęsto inne rośliny, co utrudnia ich wzrost.
Kolczurka klapowana jest w Polsce gatunkiem inwazyjnym – zagraża gatunkom rodzimym i siedliskom przyrodniczym. Zabronione są wprowadzanie jej do środowiska, import oraz prowadzenie jej uprawy.

Na rysunku przedstawiono fragment łodygi kolczurki z kwiatami oraz jej owoc.

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

Kolczurka klapowana jest rośliną

2. Wypisz z tekstu dwie cechy kolczurki klapowanej, które sprawiają, że wygrywa ona konkurencję z gatunkami rodzimymi, oraz określ, w jaki sposób każda z tych cech warunkuje wysoką konkurencyjność kolczurki.

1.

2.

Płoszczyca szara (Nepa cinerea), zwana „skorpionem wodnym”, jest drapieżnikiem żyjącym w Polsce w wodach stojących. Nie potrafi dobrze pływać, bytuje wśród gęstych roślin przybrzeżnych na niewielkich głębokościach. Jej szarobrązowe, spłaszczone grzbietobrzusznie ciało przypomina uschły liść. Na końcu odwłoka płoszczycy występuje charakterystyczna rurka, służąca do pobierania powietrza atmosferycznego. Niektóre płoszczyce potrafią latać dzięki obecności błoniastych skrzydeł drugiej pary, ale większość osobników ma uwstecznione mięśnie odpowiadające za ich ruch. Płoszczyca czatuje na swoje ofiary w nieruchomej pozycji i chwyta je za pomocą mocnych przednich odnóży krocznych, a następnie wysysa ich wnętrzności. Ofiarami osobników dorosłych oraz larw są wodne bezkręgowce oraz kijanki i narybek mniejszych gatunków ryb, np. karasi.
Na poniższym zdjęciu przedstawiono dorosłą płoszczycę.

 

 

1. Na podstawie przedstawionych informacji określ, do której gromady stawonogów – owadów czy pajęczaków – należy płoszczyca. Odpowiedź uzasadnij, porównując dwie cechy płoszczycy z cechami zarówno owadów, jak i pajęczaków.

Płoszczyca jest

A. owadem     B. pajęczakiem

ponieważ:

1.

2.

 

2. Na podstawie przedstawionych informacji podaj jedną cechę budowy płoszczycy stanowiącą przystosowanie do drapieżnictwa oraz określ, na czym to przystosowanie polega.

 

3. Wykorzystując wszystkie nazwy podanych organizmów, ułóż i zapisz łańcuch pokarmowy ekosystemu wodnego, w którym płoszczyca jest konsumentem trzeciego rzędu.

płoszczyca
jętka (larwa owada)
okrzemka karaś (narybek)
czapla

Podczas badań mokradeł występujących u ujścia rzeki do morza zaobserwowano, że trawa spartyna (Spartina patens) jest dominującym gatunkiem na mokradłach słonowodnych, a pałka
wąskolistna (Typha angustifolia) – na mokradłach słodkowodnych. Przygotowano eksperyment terenowy, w którym posadzono spartynę oraz pałkę wąskolistną na poletkach doświadczalnych przygotowanych w dwóch wariantach:

• na mokradłach słonowodnych i na mokradłach słodkowodnych w obecności innych gatunków roślin, z którymi naturalnie występują,
• na mokradłach słonowodnych i na mokradłach słodkowodnych bez obecności innych gatunków.

Po upływie dwóch sezonów wegetacyjnych zmierzono biomasę osobników spartyny i pałki wąskolistnej na wszystkich poletkach. Wyniki eksperymentu przedstawiono w tabeli.

 

 

 

1. Oceń, czy na podstawie przedstawionych wyników eksperymentu można sformułować poniższe wnioski. Zaznacz T (tak), jeśli taki wniosek można sformułować, albo N (nie) – jeśli nie można go sformułować.

 

2. Określ, czy nieobecność pałki wąskolistnej w zbiorowiskach mokradeł słonowodnych jest wynikiem konkurencji międzygatunkowej, czy – zasolenia wody. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do wyników eksperymentu.

Mrówki żywiące się nasionami roślin przyczyniają się do ich rozsiewania. Zbierają nasiona, które przenoszą do mrowiska, gdzie je zjadają, ale często gubią nasiona po drodze, przez co powodują ich rozprzestrzenianie. U niektórych roślin wykształciło się specyficzne przystosowanie do rozprzestrzeniania ich nasion przez mrówki, polegające na występowaniu na nasionach miękkich wyrostków zwanych elajosomami lub ciałkami mrówczymi. Elajosomy są bogate w substancje odżywcze, głównie tłuszcze, węglowodany i witaminy, oraz kwas rycynolowy, wabiący mrówki. Nasiona przyniesione do mrowiska, po zjedzeniu znajdujących się na nich elajosomów, najczęściej są wynoszone na zewnątrz, gdzie mogą kiełkować.
Elajosomy występują u wielu gatunków roślin okrytonasiennych, należących do różnych, niespokrewnionych grup. Największa liczba gatunków wykształcających te ciałka występuje
we florze Australii i południowej Afryki. Elajosomy mają różne kształty i składniki odżywcze oraz mogą się rozwijać z różnych elementów nasienia lub owocu.
Na zdjęciu przedstawiono nasiona glistnika jaskółczego ziela (Chelidonium majus) opatrzone elajosomami.

1. Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Zależność między glistnikiem a mrówkami to

A. komensalizm.
B. konkurencja.
C. mutualizm.
D. pasożytnictwo.

 

2. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.

Wykształcenie elajosomów u wielu gatunków roślin jest przykładem ewolucji

Oprócz 20 aminokwasów biogennych, wchodzących w skład białek wszystkich organizmów, w przyrodzie występują także inne aminokwasy, np. L-kanawanina. Występuje ona wyłącznie u roślin bobowatych, m.in. w ich nasionach, gdzie pełni funkcję magazynu azotu – makroelementu niezbędnego do syntezy wielu związków podczas kiełkowania nasion. L-kanawanina zabezpiecza również nasiona przed zjadaniem ich przez roślinożerne owady. Toksyczne działanie L-kanawaniny na owady wynika z jej podobieństwa strukturalnego do argininy – aminokwasu naturalnie występującego w białkach.

 

 

Podczas syntezy białek w miejsca, gdzie powinna znaleźć się arginina, włączana bywa L-kanawanina, co zmienia liczbę i rodzaj oddziaływań między aminokwasami w łańcuchu
polipeptydowym. Białka mające w swej strukturze L-kanawaninę wykazują niską aktywność biologiczną lub jej brak, co u owadów prowadzi m.in. do spowolnienia wzrostu larw, opóźnienia
lub zakłócenia w przepoczwarczaniu. Większość owadów nasionożernych nie zjada nasion zawierających L-kanawaninę. Jednak larwy chrząszcza Caryedes brasiliensis, które żywią się
wyłącznie nasionami tropikalnego pnącza z rodziny bobowatych (Dioclea megacarpa), mają zdolność do detoksykacji L-kanawaniny.

 

1. Wyjaśnij, dlaczego włączanie L-kanawaniny w miejsce argininy w czasie syntezy białek enzymatycznych prowadzi do powstawania enzymów o obniżonej aktywności katalitycznej.

 

2. Uzasadnij, że współżycie korzeni roślin bobowatych z bakteriami wiążącymi azot atmosferyczny ma znaczenie dla syntezy L-kanawaniny przez te rośliny.

 

3. Spośród wymienionych związków chemicznych wybierz i podkreśl nazwy tych zawierających atomy azotu.

cytozyna   celuloza   cholesterol   ATP   ryboza

 

4. Wyjaśnij, jakie znaczenie adaptacyjne dla chrząszcza Caryedes brasiliensis ma zdolność do detoksykacji L-kanawaniny.