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.
Na podstawie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gentiana_clusii_(1).JPG
Wykaż związek budowy zewnętrznej goryczki krótkołodygowej z warunkami jej
bytowania. W odpowiedzi uwzględnij jedną z cech budowy tej rośliny, które wymieniono
w tekście.
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.
Średnia biomasa [g/dm2]
spartyna
pałka wąskolistna
mokradła słonowodne
mokradła słodkowodne
mokradła słonowodne
mokradła słodkowodne
W obecności innych gatunków roślin
8
3
0
18
Bez obecności innych gatunków roślin
10
20
0
33
Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012;
C.M. Crain i wsp., Physical and biotic drivers of plant distribution accross estuarine salinity gradients, „Ecology” 85(9), 2004.
19.1. (0–1)
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.
1.
Pałka wąskolistna ma szerszy zakres tolerancji na zasolenie wód niż spartyna.
T
N
2.
Przy braku konkurencji siedliskiem optymalnym dla spartyny są mokradła słonowodne.
T
N
3.
Mniejszy udział spartyny w zbiorowiskach mokradeł słodkowodnych jest wynikiem jej konkurencyjnego wypierania.
T
N
19.2. (0–1)
Określ, czy nieobecność pałki wąskolistnej w zbiorowiskach mokradeł słonowodnych
jest wynikiem konkurencji międzygatunkowej, czy – zasolenia wody. Odpowiedź
uzasadnij, odnosząc się do wyników eksperymentu.
Różne kaczki: krzyżówki, cyranki, krakwy, świstuny, żyją w tym samym środowisku.
W warunkach naturalnych mieszańce tych gatunków spotyka się niesłychanie rzadko,
mimo że w wielu przypadkach płodne mieszańce można uzyskać drogą sztucznego
zaplemnienia. Upierzenie samic tych gatunków jest do siebie bardzo podobne i kaczory
rozpoczynają toki na widok samicy dowolnego gatunku. Kaczory mają zrytualizowane, inne
dla każdego gatunku zachowania godowe. Samice reagują pozytywnie tylko na toki właściwe
dla ich gatunku. Sekwencje ruchów samca muszą być bardzo dokładnie powtarzane.
Odmienna sekwencja ruchów sprawia, że samice nie interesują się samcem lub odlatują.
Na podstawie: K. Lorenz, Comparative studies on the behaviour of Anatinae, 2012;
P.A. Johnsgard, Behavioral isolating mechanisms in the family Anatidae, „Proc. XIII Intern. Ornithol. Congr.”, 1963
Wyjaśnij, odnosząc się do biologicznej koncepcji gatunku, dlaczego kaczki opisane
w tekście nie są zaliczane do jednego gatunku, pomimo że można je skrzyżować.
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.
Na podstawie: http://naszregion-nysa.blogspot.com/2013/09/obiekty-geograficzne-na-mapie-swiata-
cz1.html
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:
Pachnica dębowa (Osmoderma eremita) to gatunek dużego chrząszcza, którego naturalnym
siedliskiem są dziuple starych drzew liściastych rosnących na nasłonecznionych stanowiskach
w wiekowych starodrzewach, np. w Puszczy Białowieskiej. W szczelinach drzew rozwijają się
mało ruchliwe larwy. Odżywiają się one gromadzącym się w dziuplach próchnem czyli
drewnem na wpół rozłożonym przez grzyby. Trawienie tego próchna umożliwiają larwom
mikroorganizmy występujące w ich przewodach pokarmowych. Rozwój larw trwa około 3 lat,
po czym następuje przepoczwarzenie.
Obecnie podstawowym siedliskiem pachnicy dębowej są wieloletnie, przydrożne drzewa,
wiekowe parki i sady oraz zadrzewienia starych cmentarzy. Pachnica dębowa jest objęta ścisłą
ochroną gatunkową. Została również wpisana do Polskiej Czerwonej Księgi Zwierząt, gdzie
nadano jej status gatunku wysokiego ryzyka, narażonego na wyginięcie.
Jeszcze w roku 1992 pachnica była znana w Polsce tylko z kilku rozproszonych stanowisk.
Jednak ze względu na rosnące zainteresowanie ekologią gatunku w ostatnich latach odkryto
wiele nowych miejsc występowania pachnicy, ale dane są w dalszym ciągu niekompletne.
Na poniższej mapie Polski przedstawiono rozmieszczenie stanowisk pachnicy dębowej
odkrytych do roku 2009. Białe punkty oznaczają stanowiska odnotowane przed 1995 rokiem,
czarne punkty – stanowiska z roku 1995 i późniejsze.
Na podstawie:
A. Oleksa (red.), Ochrona pachnicy w Polsce. Propozycja programu działań, Fundacja EkoRozwoju, Wrocław 2012; A. Oleksa, Conservation and ecology of the hermit beetle Osmoderma eremita s.l. in Poland, Lüneburg 2009
21.1. (0–1)
Na podstawie tekstu i własnej wiedzy wpisz do tabeli nazwy odpowiednich taksonów
określających przynależność systematyczną pachnicy dębowej.
Typ
Gromada
Rząd
chrząszcze
Rodzaj
Gatunek
21.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego pachnica występuje obecnie w Polsce głównie na siedliskach
zastępczych, np. w przydrożnych drzewach.
21.3. (0–1)
Podaj nazwę zależności między:
pachnicą a mikroorganizmami w jej przewodzie pokarmowym:
pachnicą a starymi drzewami, w dziuplach których bytują jej larwy:
21.4. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące rozmieszczenia pachnicy w Polsce są
prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Przed rokiem 1992 pachnica nie występowała na terenie Polski.
P
F
2.
W latach 1995–2009 pachnica rozprzestrzeniła się po całej Polsce i przestała być gatunkiem rzadkim.
P
F
3.
Niewielka liczba odnotowanych stanowisk pachnicy na Pomorzu Zachodnim może być wynikiem niekompletnej inwentaryzacji gatunku.
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 km2, 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.
Na podstawie: http://brahmsonline.kew.org/Helena; Autor: Phil Lambdon
21.1. (0–2)
Zaplanuj działania, które należy podjąć w celu restytucji Commidendrum rotundifolium
na Wyspie Świętej Heleny. W odpowiedzi uwzględnij przyczyny wymierania oraz
biologię tego gatunku.
21.2. (0–1)
Na podstawie tekstu i własnej wiedzy oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Dużym zagrożeniem dla endemitów Wyspy Świętej Heleny są konkurujące z nimi rośliny obcego pochodzenia.
P
F
2.
Populacje Commidendrum rotundifolium, C. robustum i Trochetiopsis ebenus charakteryzują się bardzo niską różnorodnością genetyczną.
P
F
3.
Endemity Wyspy Świętej Heleny powstały drogą ewolucji dzięki izolacji geograficznej tej wyspy do kontynentu afrykańskiego.
P
F
21.3. (0–2)
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:
Jedną z najważniejszych ostoi ptaków wodno-błotnych w centralnej Polsce jest Dolina Nidy.
Zachowano tam tradycyjną gospodarkę łąkarską – zaprzestano nawożenia nawozami
mineralnymi, opóźniono terminy koszenia i wprowadzono także kontrolowany wypas bydła.
Na podstawie: natura2000.gdos.gov.pl
Wyjaśnij, dlaczego zaniechanie wypasu i koszenia łąk zagraża populacji ptaków
wodno-błotnych.
Zbieranie plonów z upraw prowadzi do wyjaławiania gleb, dlatego tak istotne jest ich
nawożenie. Zapotrzebowanie na składniki mineralne u roślin bada się, stosując w uprawie
pożywki pełne (zawierające wszystkie niezbędne dla rozwoju rośliny mikro- i makroelementy)
oraz pożywki lub roztwory, z których wyklucza się określone jony. Rośliny uprawia się
w doniczkach wypełnionych żwirem uprzednio wypłukanym w wodzie destylowanej
i wyprażonym. Połowa uprawianych roślin stanowi próbę kontrolną, a połowa – próbę
badawczą.
Na podstawie: H. Wiśniewski, Biologia, Warszawa 1995.
24.1. (0–1)
Wybierz i zaznacz wariant doświadczenia (A–D) umożliwiający wykazanie roli magnezu
we wzroście i rozwoju roślin.
Próba kontrolna
Próba badawcza
A.
woda destylowana
pożywka pełna
B.
pożywka pełna
pożywka bez źródła magnezu
C.
woda destylowana z dodatkiem źródła magnezu
pożywka pełna
D.
pożywka pełna
woda destylowana
24.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w zbiorowiskach naturalnych, w przeciwieństwie do nienawożonych
pól uprawnych, zawartość fosforu w glebie utrzymuje się na względnie stałym poziomie.
W odpowiedzi uwzględnij porównanie tych dwóch rodzajów ekosystemów.
Pierwotnym źródłem cukrów u roślin jest proces asymilacji dwutlenku węgla w chloroplastach. Węgiel
eksportowany jest z chloroplastów głównie w postaci triozofosforanów, choć w wielu przypadkach do
cytoplazmy jest uwalniana również glukoza, powstająca w wyniku hydrolizy skrobi okresowo
gromadzonej w tych organellach. W warunkach zakłócenia eksportu produktów fotosyntezy skrobia
gromadzi się w chloroplastach liści, co jest dobrym wskaźnikiem tego zaburzenia.
Poniżej przedstawiono doświadczenie, którego celem było sprawdzenie wpływu deficytu
magnezu na zaburzenia eksportu cukrów w liściach rzodkiewnika pospolitego.
Hipoteza:
Pierwszym z badanych objawów niedoboru magnezu u rzodkiewnika pospolitego jest
zaburzenie eksportu cukrów z liści.
Przebieg doświadczenia:
Przez 21 dni prowadzono uprawę hydroponiczną sadzonek rzodkiewnika pospolitego, stosując różne
pożywki:
połowę roślin zasilano pożywką pełną – próba A;
drugą połowę roślin zasilano pożywką bez soli magnezu – próba B.
Rośliny oświetlano przez 12 h na dobę. Przez cały czas trwania doświadczenia obserwowano
zabarwienie liści oraz ważono rośliny. Natomiast 14. dnia trwania doświadczenia wybrane
rośliny barwiono płynem Lugola.
Wyniki doświadczenia:
Barwienie płynem Lugola – przykładowe rośliny po 14 dniach uprawy przedstawiono na zdjęciu poniżej;
Barwa liści roślin – od 15. dnia wystąpiło stopniowe żółknięcie liści roślin w próbie B;
Masa roślin – od 16. dnia odnotowywano, że rośliny z próby B miały niższą świeżą masę niż rośliny w próbie A.
Na podstawie: Ch. Hermans, N. Verbruggen, Physiological characterization of (…) Arabidopsis thaliana,
„Journal of Experimental Botany”, Vol. 56, 2005.
1.1. (0–1)
Określ, która próba roślin – A czy B – stanowiła próbę kontrolną w opisanym
doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia tej próby
w sprawdzeniu postawionej hipotezy.
1.2. (0–1)
Oceń, podkreślając TAK lub NIE, czy wyniki doświadczenia potwierdziły postawioną
hipotezę. Wyjaśnij uzyskane wyniki.
Potwierdzenie hipotezy: TAK / NIE
Wyjaśnienie:
1.3. (0–1)
Wykaż związek między stopniowym żółknięciem badanych roślin a ich uprawą
na pożywce bez soli magnezu.
1.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego rośliny zasilane pożywką bez soli magnezu miały niższą świeżą masę
niż rośliny zasilane pożywką pełną.
1.5. (0–1)
Spośród wymienionych elementów budowy rośliny wybierz i podkreśl wszystkie te, które
biorą bezpośredni udział w transporcie węglowodanów z komórek miękiszu
asymilacyjnego liści rzodkiewnika do komórek korzeni tej rośliny.
