Адаптации к высокогорным условиям
Высокогорные условия характеризуются рядом экстремальных факторов. Приведите примеры адаптаций, которые сформировали организмы для приспособления к таким условиям. Для каждого примера укажите, к какому именно фактору помогает приспособиться адаптация и каким образом.
Адаптации животных:
-
Густой мех, подшерсток у зверей, пух и густое оперение у птиц. Защита от холода и ветра.
-
Увеличенный объем сердца (правого желудочка). Адаптация к разреженной атмосфере высокогорий для усиленного прокачивания крови через малый круг кровообращения, через увеличенный объем легких и суженные легочные сосуды.
-
Увеличенный объем легких. Адаптация к разреженной атмосфере высокогорий.
-
Сужение сосудов в легких. Результат увеличения объема легких. Адаптация к разреженной атмосфере высокогорий.
-
Увеличение сети капилляров. Для эффективного снабжения кислородом в условиях разреженной атмосферы.
-
Увеличение количества эритроцитов для переноса большего количества кислорода из бедного кислородом воздуха высокогорий.
-
Увеличение содержания гемоглобина для переноса большего количества кислорода из бедного кислородом воздуха высокогорий.
-
Эритроциты меньшего размера для более активного переноса кислорода в разреженной атмосфере высокогорий.
-
Повышенное сродство гемоглобина к кислороду. Фетальный гемоглобин (сохраняется у горных млекопитающих всю жизнь).
-
Пониженное артериальное давление в большом круге кровообращения - компенсация повышенного давления в малом кругу кровообращения. Адаптация к условиям высокогорий у коренных горцев.
-
Пониженная частота сердечных сокращений. Результат прокачки большего объема крови увеличенным правым желудочком через малый круг кровообращения. Адаптация к условиям высокогорий у коренных горцев.
-
Способность прыгать и лазать. Адаптация к скалистым горным местообитаниям.
-
Сильные ноги у зверей. Для передвижения по горным склонам.
-
Светлая покровительственная окраска. Адаптация к снежному покрову, серым скалам.
-
Правило Аллена. Уменьшение размеров выступающих частей тела - для уменьшения теплопотерь.
-
Правило Бергмана. Увеличение размера тела сходных видов теплокровных животных с продвижением в более суровые условия.
-
У некоторых млекопитающих (активно двигающихся) уменьшение размеров тела в высокогорьях. Для уменьшения энергозатрат и облегчения передвижения по крутым склонам и скалам.
-
Наличие жировой прослойки. Защита от холода и адаптация к долгому голоду.
-
Суточные и сезонные вертикальные и горизонтальные миграции. Адаптация к резким перепадам температур в горах и изменчивой погоде.
-
Крупные, прочные, острые, широко раздвигающиеся копыта. Для передвижения по скалам.
-
Способность впадать в длительную спячку (альпийский сурок). Адаптация к долгой высокогорной зиме для уменьшения теплопотерь.
-
Практически полное отсутствие потовых желез. Для уменьшения потерь влаги в условиях холодного высокогорья.
-
Расширение лап у хищных зверей. Для хождения по снегу, сыпучим горным грунтам. Для увеличения площади опоры на скальном грунте и склонах.
-
Насекомые иногда плоские, для жизни в щелях камней. Темные с пятнами, для нагрева солнцем. Пятна для уменьшения воздействия солнечной радиации.
-
Опушение у насекомых. Для сохранения тепла.
-
У насекомых укороченные крылья, лапки, у некоторых утрата способности к полету. Адаптация к сильным ветрам.
-
Развитый мозжечок и вестибулярный аппарат. Для лучшей координации движений при передвижении по скалам.
-
Способность питаться широким спектром кормов. Приспособление к бедному растительному покрову высокогорий и вертикальным миграциям.
-
Способность использовать в качестве укрытий пещеры, расщелины в скалах, ниши под камнями. Адаптация к отсутствию древесной растительности в условиях высокогорий.
-
Крупные крылья у хищных птиц. Адаптация к полету в разреженной атмосфере высокогорий и сильным ветрам.
-
У некоторых птиц (стенолаз) наличие длинного клюва для добывания насекомых из расщелин в скалах.
-
Сниженный уровень активности генов SENP1 и ANP32D. Повышает устойчивость к действию гипоксии в высокогорьях.
-
Частный случай — партеногенез у армянской скальной ящерицы, обитающей в горах Кавказа. Приспособление к условиям высокогорий, где в популяции очень мало самцов и с ними затруднительно встретиться.
-
Замедленный метаболизм. Для экономии энергии в высокогорных условиях (пониженная температура, разреженная атмосфера). Присутствует у постоянных жителей высокогорий.
Адаптации растений:
-
Развитая корневая система. Для закрепления в каменистом грунте, для проникновения в трещины скал для доступа к влаге.
-
Укороченные, карликовые формы растений. Для экономии ресурсов организма, для противодействия ветру, снегу.
-
Опушение у растений.
-
Форма цветка как параболическое зеркало. Для нагревания завязи.
-
Яркие цветы. Для привлечения немногочисленных насекомых-опылителей.
-
Уменьшение размера листьев. Для уменьшения площади сопротивления ветру, уменьшения транспирации.
-
Наличие кутикулы на листьях. Предотвращает излишнее испарение влаги в сухом, холодном климате высокогорий.
-
Уплотнение междоузлий у растений, розеточная форма. Для создания условий удержания влаги и накопления частиц почвы и органики.
-
Вьющийся, стелющийся стебель. Для противодействия сильным ветрам.
-
Преимущество мхов и лишайников в условиях высокогорий. Адаптация к бедной питательными веществами скальной среде.
-
Преимущество эфемероидов в горах. Адаптация к короткому теплому сезону.
-
Ветроопыляемость. Адаптация к малому количеству насекомых-опылителей в условиях сильных ветров.
-
Уменьшение количества устьиц, расположение их на нижней стороне листа. Для уменьшения транспирации.
Общие адаптации:
-
Повышенное производство пигментов (меланин у животных, флавоноиды у растений). Для защиты от повышенного уровня ультрафиолетового излучения.
-
Повышенное содержание полиненасыщенных жирных кислот в мембране. Для уменьшения температуры замерзания мембраны.
-
Синтез белков-антифризов, увеличение содержания сахаров. Адаптация к низким температурам.
-
Формирование спор у микроорганизмов для защиты от неблагоприятных условий.
Это исчерпывающий список правильных ответов, которые приведены в работах всех участников. Все остальные варианты ответов не засчитывались и не будут засчитаны в случае апелляции.
**Критерии оценивания **
2 б. за каждую правильную версию, но не более 16 б. за ответ. Для того, чтобы версия была засчитана правильной, она должна быть понятно и биологически грамотно объяснена. Краткие ответы, не содержащие подробностей, которые позволяют однозначно их истолковать (например, «метаболизм эффективнее»), или содержащие в обосновании биологические ошибки, не оценивались. В случае наличия биологической ошибки в правильном варианте ответа за версию ставили 1 б. В случае, если указывалась только адаптация, без того условия, к которому она выработана, то ставили 1 б. Также, если при наличии указания условия присутствует общая фраза, например: "Перестройка кровеносной и дыхательной системы", без объяснения как, ставили 1 б. Термины "приспособления", "устойчивость", "способность" в контексте адаптаций считались недостаточно конкретными и без подробного описания не оценивались.