Dzięcioł trójpalczasty (Picoides tridactylus) i dzięcioł białogrzbiety (Dendrocopos leucotos) należą do najbardziej zagrożonych wyginięciem gatunków z rodziny dzięciołów w Europie, dlatego są wymienione w tzw. dyrektywie ptasiej. W naszym kraju oba gatunki są objęte ochroną gatunkową ze wskazaniem ochrony czynnej oraz zostały wpisane do „Polskiej czerwonej księgi zwierząt”.
Największe populacje obu gatunków w naszym kraju występują w Puszczy Białowieskiej oraz w Karpatach. Dzięcioły te zasiedlają duże, naturalne lub słabo przekształcone kompleksy leśne, w których występują stare i obumierające drzewa oraz rozkładające się drewno. Gniazda budują w dziupli samodzielnie wykutej w spróchniałych drzewach. Nie mają w lasach wielu wrogów – czasami padają ofiarą jastrzębia lub kuny.
Dzięcioł trójpalczasty występuje w borach świerkowych i świerkowo-jodłowych; można go także spotkać w lasach liściastych, ale z odpowiednią domieszką starych lub obumierających drzew iglastych, na których może żerować i gniazdować. Żywi się głównie owadami, zwłaszcza kornikami atakującymi osłabione drzewa. Natomiast dzięcioł białogrzbiety związany jest z lasami liściastymi: łęgami, olsami i grądami na wschodnim niżu oraz buczynami i jaworzynami w górach. Głównym składnikiem jego pokarmu są owady, szczególnie ich larwy żywiące się martwym drewnem. Zjada również nasiona.

Na podstawie: Polska czerwona księga zwierząt, pod red. Z. Głowacińskiego, Warszawa 2001. Ł. Kajtoch, Karpackie rzadkie dzięcioły, Kwartalnik OTOP, 2011.

1. Określ, czy te gatunki dzięciołów są klasyfikowane w jednym, czy – w dwóch rodzajach. Odpowiedź uzasadnij.

2. Na podstawie informacji przedstawionych w tekście, posługując się wymienionymi nazwami organizmów, zapisz łańcuch pokarmowy, w którym dzięcioł trójpalczasty jest konsumentem drugiego rzędu i nie jest konsumentem szczytowym.

3. Wykaż, że oba gatunki nie konkurują o pokarm, gdy występują razem w tym samym ekosystemie, np. w lesie mieszanym Puszczy Białowieskiej.

4. Zaznacz w tabeli rodzaj ochrony – czynną (C) lub bierną (B) – który reprezentują wymienione działania podjęte w celu ochrony opisanych gatunków dzięciołów.

Wskazówki:

Nazwa rodzajowa składa się z jednego słowa, np sosna, ale już nazwa gatunkowa jest dwuelementowa, sosna zwyczajna. Zwróćmy dokładnie uwagę czy w poleceniu wymagane jest podanie nazwy gatunku czy rodzaju.

W łańcuchach pokarmowych ważnym jest by rysować strzałki od jednego ogniwa do drugiego. Zwykłe kreski nie będą zaliczane.

 

Bioindykacja jest metodą oceny stanu środowiska, głównie poziomu zanieczyszczeń, na podstawie badania reakcji organizmów na różne czynniki działające w ich środowisku.
Na podstawie wieloletnich obserwacji wyróżniono gatunki, których występowanie lub brak sygnalizują obecność określonych warunków w środowisku (np. małą lub dużą ilość jakiegoś składnika mineralnego, obecność czynników niekorzystnych). Nazwano je gatunkami wskaźnikowymi.

1. Wybierz i zaznacz w tabeli odpowiedź A albo B, która jest poprawnym dokończeniem poniższego zdania, oraz jej uzasadnienie spośród odpowiedzi 1.-2.

Funkcję gatunków wskaźnikowych mogą pełnić jedynie organizmy …

2. Wyjaśnij, w jaki sposób można wykorzystać porosty (grzyby porostowe) jako gatunki wskaźnikowe. W odpowiedzi uwzględnij rodzaj zanieczyszczenia, którego porosty są wskaźnikami, i stopień ich tolerancji na to zanieczyszczenie.

Wskazówki:

Zastanów się czy przy zanieczyszczeniu powietrza porosty mogą się rozwijać?

 

Ochrona przyrody w Polsce związana jest m.in. z powoływaniem jej prawnych form, mających różną rangę oraz różne znaczenie. Są to:
A. parki krajobrazowe
B. parki narodowe
C. pomniki przyrody
D. obszary Natura 2000
E. obszary chronionego krajobrazu
F. rezerwaty przyrody
G. użytki ekologiczne.

Zapisz w tabeli odpowiednie oznaczenie literowe wybrane spośród A-G określające nazwę każdej z dwóch opisanych form ochrony przyrody (1. i 2.).

Wskazówki:

W poleceniu powinniśmy zwracać uwagę na to jaką liczbę elementów musimy umieścić w odpowiedzi. Jeśli w poleceniu zawarte by było słowo NAZWY – ewidentnie mamy umieścić więcej niż 1, ale w powyższym autor zadania prosi abyśmy umieścili NAZWĘ, czyli jedną odpowiedż do rubryki.

Na afrykańskiej sawannie można zaobserwować prawie wszystkie rodzaje relacji między organizmami. Bąkojady żerują na dużych roślinożernych ssakach, np. zebrach, antylopach czy żyrafach, wyjadając im ze skóry głównie kleszcze i larwy muchówek. W żołądkach wymienionych ssaków występują specyficzne bakterie i pierwotniaki, które nie mogą się rozwijać poza organizmem swojego żywiciela, ale bez których roślinożercy nie mogliby żyć. Bezpośrednimi wrogami roślinożerców są polujące na nie lwy i lamparty, które często dzielą się swoim łupem z sępami, hienami i szakalami.

Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, pod red. M. Maćkowiak, A. Michalak, Warszawa 2008.

Korzystając z tekstu, wypełnij poniższą tabelę dotyczącą przedstawionych zależności międzygatunkowych na sawannie.

Na schemacie przedstawiono obieg materii w obrębie trzech grup organizmów w autotroficznym ekosystemie lądowym.

a) Uzupełnij schemat: wpisz nazwy dwóch pozostałych grup organizmów (1. i 3.) oraz narysuj brakujące strzałki, które ilustrują przepływ energii.b) Uzasadnij, że organizmy z grupy oznaczonej numerem 3. odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu tego ekosystemu.

Tradycyjna metoda uprawy ryżu polega na sadzeniu młodych roślin na polach zalanych wodą. Zapobiega to zachwaszczeniu pól oraz atakom chorób i szkodników, ale jest pracochłonne, wymaga dużych ilości wody, powoduje, że na zalanych polach powstaje metan, którego potencjał cieplarniany jest ponad 20 razy większy od potencjału CO2. Coraz popularniejszy staje się wysiew ryżu – tym bardziej że po zbiorach, gdy pola nie są zalane wodą, można na nich jeszcze wysiać pszenicę. Taki sposób uprawy ryżu daje wysokie plony, ale tylko wtedy, gdy zostaną spełnione określone warunki, takie jak selekcja nasion, ich wstępne podkiełkowanie, odpowiednia głębokość siewu i terminowe stosowanie środków ochrony roślin oraz nawozów.

Na podstawie: Na sucho, „Wiedza i Życie” nr 1, 2010.

Biorąc pod uwagę skutki dla środowiska naturalnego, podaj jeden argument „za” i jeden argument „przeciw” stosowaniu nowej metody uprawy ryżu.

W 2011 roku, w wyniku trzęsienia ziemi w Japonii, wiele psów straciło swoich właścicieli lub swój dom. Umieszczono je w schroniskach, gdzie badano poziom kortyzolu w ich moczu. Porównano wyniki uzyskane u psów z terenów objętych katastrofą (Fukushima) i psów z terenów, których katastrofa nie dotknęła (Kanagawa). Zmiany poziomu kortyzolu w obu grupach, od dnia katastrofy, przedstawiono na wykresie.

Na podstawie: M. Nagasawa, K. Mogi, T. Kikusui, Continued Distress among Abandoned Dogs in Fukushima. Scientific Reports, 2012, nr 2, artykuł nr 724.

a) Wyjaśnij, dlaczego poziom kortyzolu był podwyższony u psów z terenów zniszczonych w wyniku trzęsienia ziemi w porównaniu z grupą kontrolną. W odpowiedzi uwzględnij rolę tego hormonu w organizmie.
b) Określ tendencję zmian poziomu kortyzolu w pierwszych czterech tygodniach od katastrofy u badanych psów z Fukushimy.
c) Zaznacz, który z wymienionych potencjalnych efektów fizjologicznych na pewno nie będzie skutkiem długotrwałego utrzymywania się kortyzolu we krwi.

Feromony to chemiczne cząsteczki sygnałowe umożliwiające komunikację między osobnikami tego samego gatunku, uwalniane do środowiska zewnętrznego i działające w bardzo niewielkim stężeniu (nawet 0,000001 ppt, czyli jedna cząsteczka na 1018 cząsteczek powietrza). Poznanie chemicznej budowy feromonów pozwoliło na ich wykorzystanie w biologicznej walce z niektórymi owadami, np. do zwalczania korników stosuje się pułapki z feromonami agregacyjnymi, które przywabiają osobniki obu płci. Pułapki z feromonami płciowymi stosuje się między innymi do zwalczania moli ubraniowych oraz niektórych motyli będących szkodnikami lasów, np. brudnicy mniszki.
Dymorfizm płciowy u wielu gatunków motyli nocnych przejawia się między innymi tym, że czułki samców są znacznie większe niż czułki samic. Na czułkach tych motyli występują liczne receptory chemiczne.

Na rysunku przedstawiono różnice w budowie czułków samicy i samca pewnego gatunku ćmy.

Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt. Adaptacje do środowiska, Warszawa 2008, s. 637.

a) Uzasadnij, podając dwa argumenty, zaletę stosowania pułapek feromonowych jako środków walki biologicznej w porównaniu ze środkami owadobójczymi.
b) Wyjaśnij znaczenie przystosowawcze dużych czułków u samców motyli nocnych.

W populacjach owadów społecznych, do których należy pszczoła miodna, występują formy różniące się sposobem zachowania, cechami morfologicznymi i fizjologicznymi. Przeciętna pszczela rodzina składa się zwykle z jednej matki, kilkuset lub więcej trutni i kilkudziesięciu tysięcy robotnic, nie licząc jaj, larw i poczwarek. Królowa roju jest prawie dwukrotnie większa od robotnicy i nie ma narządów umożliwiających zbieranie pokarmu, budowanie gniazda i karmienie larw. Jej zadaniem jest odbycie jedynego w życiu lotu godowego z trutniami i składanie jaj, z których wykluwa się cała reszta roju. Z niezapłodnionych jaj wykluwają się samce pszczoły – trutnie, a z zapłodnionych – pszczoły robotnice. Niektóre z larw wyklutych z zapłodnionych jaj mogą zostać w przyszłości matkami (gdy w ulu zabraknie królowej).
W ostatnich latach na całym świecie obserwuje się masowe wymieranie pszczół. Jedną z prawdopodobnych przyczyn mogą być zmiany środowiska spowodowane działalnością człowieka.

Na podstawie: Tajemnice polskiej przyrody. Pszczoła miodna, Encyklopedia zwierząt i roślin, Warszawa 2007.

a) Określ znaczenie opisanego w tekście zróżnicowania osobników tego samego gatunku dla funkcjonowania społeczności pszczół.

b) Określ ploidalność (1n lub 2n) komórek somatycznych:

1. królowej roju ….. , 2. pszczoły robotnicy ….. , 3. trutnia …. .

c) Podaj nazwę podziału komórkowego, jaki zachodzi w komórkach trutnia podczas wytwarzania plemników oraz nazwę podziału komórkowego u królowej roju podczas wytwarzania gotowych do zapłodnienia jaj.

d) Określ, jaki procent identycznego DNA (pomijając mutacje) ma przeciętnie w stosunku do królowej roju (matki)

1. robotnica ….. , 2. truteń …… .

e) Wyjaśnij, uwzględniając znaczenie pszczół w przyrodzie, dlaczego ich masowe wymieranie może przyczynić się do zmian w składzie gatunkowym flory i fauny w danym ekosystemie.

Istnieje ścisła zależność pomiędzy występowaniem w środowisku pewnych gatunków roślin a hamowaniem wzrostu i rozwoju innych organizmów. Istota tego typu oddziaływań polega na wytwarzaniu i uwalnianiu do środowiska związków o charakterze allelopatycznym. Substancje te przedostają się do atmosfery pod postacią olejków eterycznych, mogą być też wypłukiwane z liści tych roślin podczas deszczu lub wydzielane są z ich korzeni bezpośrednio do roztworu glebowego. Zjawisko to spotykane jest zarówno w uprawach polowych, jak i w naturalnych ekosystemach, np. wśród rozmieszczonych równomiernie roślin pustynnych.

a) Wyjaśnij, dlaczego niektóre gatunki roślin działają hamująco na wzrost i rozwój osobników innych gatunków, które w danym ekosystemie żyją w ich bezpośrednim sąsiedztwie.
b) Podaj przykład takiego sposobu praktycznego zastosowania tego zjawiska w uprawie roślin, który nie będzie negatywnie wpływał na środowisko naturalne. Odpowiedź uzasadnij.

Na diagramie przedstawiono zakresy zmian zagęszczenia (długość dwóch równoległych linii w pasku każdego gatunku) oraz średnie zagęszczenia (ściemnienie wewnątrz paska dla każdego gatunku) dziesięciu gatunków leśnych ssaków Europy i Kanady.

Źródło: T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda, Warszawa 1996, s. 47.

a) Podaj, na jakiej podstawie podzielono te gatunki na grupę A i B oraz podaj poprawne nazwy tych grup gatunków, odnoszące się do ich ról ekologicznych.
b) Sformułuj prawidłowość, zgodnie z którą w każdej z grup gatunki rozsunięte są wzdłuż osi rosnącego zagęszczenia osobników ich gatunków.
c) Wyjaśnij, dlaczego średnie zagęszczenia gatunków z grupy B są niższe od średnich zagęszczeń gatunków z grupy A, mających zbliżoną wielkość osobników.

Wiedza o zależnościach międzygatunkowych znajduje zastosowanie praktyczne.
Dla sosny posadzonej na ubogich gruntach, poważnym zagrożeniem jest pasożytniczy grzyb huba korzeniowa. Rozwój huby korzeniowej mogą hamować na drodze allelopatii inne gatunki grzybów, np. takie, które żyją w symbiozie z korzeniami brzozy i jawora.

Na podstawie: T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda, Warszawa 1995.

a) Na podstawie tekstu wyjaśnij, dlaczego między młodymi sosnami sadzi się młode brzozy i jawory.
b) Podaj nazwę rodzaju symbiozy grzybów z korzeniami drzew oraz określ korzyść dla drzew, wynikającą z tego rodzaju współżycia.

Modraszek arion składa jaja na kwiatach różnych gatunków macierzanki. Z jaja po kilku dniach wylęga się gąsienica, która żywi się macierzanką, przechodzi linienia, rosnąc jednak niewiele. Po pewnym czasie gąsienica opuszcza roślinę; musi jednak w ciągu doby zostać znaleziona przez robotnicę mrówki wścieklicy. Gdy dojdzie do takiego kontaktu, gąsienica wydziela słodki płyn, spijany przez mrówkę, która następnie transportuje gąsienicę do mrowiska. Wewnątrz kolonii gąsienica modraszka przestaje wydzielać słodki płyn i zaczyna odżywiać się larwami mrówek. W ciągu 10 miesięcy życia w mrowisku, zanim przeobrazi się w poczwarkę, zjada nawet 300 larw.

Na podstawie: M. Selezniew Modraszek arion. www.uwb.edu.pl

a) Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

W skład ekosystemu jeziora wchodzą między innymi populacje trzech gatunków rybożernych ptaków: czapli siwej, kormorana czarnego i rybołowa. Czapla czatuje na swoje ofiary przy brzegu, kormoran nurkuje i łapie je pod wodą, natomiast rybołów chwyta z powietrza ryby pływające przy powierzchni wody.

Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Gdyby nie naturalny efekt cieplarniany, za którego powstanie odpowiadają głównie para wodna i dwutlenek węgla, to średnia temperatura na Ziemi wynosiłaby około -18 °C. Jednak w ostatnich latach zaobserwowano zwiększanie efektu cieplarnianego, spowodowane stałym wzrostem stężenia gazów cieplarnianych, pochodzących z antropogenicznych źródeł emisji.

a) Podaj przykład gazu cieplarnianego, innego niż podane w tekście.
b) Wyjaśnij, w jaki sposób zwiększona emisja gazów cieplarnianych przyczynia się do zwiększenia efektu cieplarnianego.