почему животные ведущие сидячий или малоподвижный образ жизни обитают в основном в водной среде
Задания части 2 ЕГЭ по теме «Разные вопросы по зоологии»
1. Известно, что медоносная пчела принадлежит к общественным насекомым. Как распределяются обязанности между особями пчелиной семьи?
Рабочие пчелы (бесплодные самки) чистят гнездо, кормят личинок, строят соты, собирают нектар.
Трутни (самцы) оплодотворяют матку.
Матка (плодная самка) откладывает яйца.
2. Виды, адаптируясь к среде в процессе эволюции, могут использовать одну из двух возможных стратегий приспособления: при r-стратегии организмы стремятся к максимально возможной скорости роста численности, а при К-стратегии, наоборот, размножаются медленно. Классическими К-стратегами являются слоны. За счёт каких особенностей размножения и поведения им удаётся поддерживать постоянную численность и избегать вымирания? Ответ аргументируйте.
1) Малое количество детенышей в помете (обычно один детеныш);
2) Небольшое количество потомков снижает между ними конкуренцию за ресурсы;
3) Длительная беременность;
4) При длительном вынашивании детеныши рождаются хорошо сформированными (адаптированными к условиям среды);
5) Забота о потомстве;
6) Защита детенышей родителями и забота о них обеспечивают высокую выживаемость потомства.
3. Малярия – заболевание человека, в результате которого развивается малокровие. Кем оно вызывается? Объясните причину малокровия.
Малярия вызывается малярийным плазмодием. Переносчик плазмодия – комар. Заражённый комар кусает человека, возбудитель малярии проникает в кровь человека и начинает активно размножаться в эритроцитах, разрушая их. Снижение содержания эритроцитов в крови и есть одна из причин малокровия.
4. В результате длительного применения ядохимикатов на полях могут наблюдаться вспышки роста численности вредителей. Объясните, почему могут происходить такие вспышки роста численности. Приведите не менее четырёх причин.
1) Длительное применение ядохимикатов приводит к уменьшению паразитов вредителей, поскольку численность вредителей уменьшается.
2) Длительное применение ядохимикатов приводит к тому, что погибают хищники, питающиеся вредителями, поскольку в конце пищевой цепи накапливается высокая концентрация ядохимикатов.
3) Вредители в результате эволюции приобретают устойчивость к ядохимикатам (перестают от них умирать).
4) Вредители, приобретшие устойчивость к ядохимикату, находятся в очень хороших условиях (обилие пищи, отсутствие паразитов, хищников и конкурентов), поэтому происходит резкий рост их численности.
5. Назовите класс, к которому относят изображённое на фотографиях животное, и признаки внешнего строения, по которым это можно определить. Какие приспособления во внешнем строении сформировались у него в связи с обитанием в водной среде? В результате какого эволюционного процесса эти органы сформировались?
1) класс Млекопитающие, признаки: дифференциация зубов (выступающие верхние клыки), усы (вибриссы);
2) приспособления: обтекаемая форма тела; конечности, превращенные в ласты;
3) органы сформировались в результате дивергенции признаков (идиоадаптации)
6. Объясните, почему животные, ведущие сидячий или малоподвижный образ жизни, обитают в основном в водной среде. Приведите не менее двух примеров таких животных.
1) они получают пищу с током воды путем фильтрации;
2) они имеют в постоянном доступе воду, необходимую для обеспечения обмена веществ в организме (для обеспечения физиологических процессов);
3) водная среда способствует оплодотворению (переносу гамет) и расселению организмов;
4) примеры животных: кишечнополостные (полипы), двустворчатые моллюски (мидии, беззубки, устрицы), хордовые (асцидии)
7. У трески, щуки и многих других рыб количество выметываемых икринок исчисляется миллионами. Вместе с тем имеются рыбы, которые мечут несколько сотен или десятков икринок. Объясните, почему существуют в природе те и другие рыбы.
1) самки рыб, как правило, выметывают большое количество икры в воду, и она там оплодотворяется, оплодотворение внешнее;
2) приспособленность к выживанию при внешнем оплодотворении – большое количество икры;
3) у рыб с небольшой плодовитостью хорошо развита забота о потомстве, в противном случае они не смогли бы существовать
8. Одна самка обыкновенной щуки откладывает 10 миллионов икринок. Объясните, почему численность этого вида не возрастает в водоемах беспредельно.
1) при наружном оплодотворении в воде не все икринки бывают оплодотворены;
2) абиотические и биотические факторы вызывают массовую гибель икринок и мальков.
9. Грызуны – самый крупный по числу видов и широте распространения отряд млекопитающих. Что способствует процветанию грызунов в природе? Приведите не менее трех причин.
1) обилие растительной пищи, которой они питаются
2) высокая плодовитость и быстрая смена поколений
3) приспособленность к различному образу жизни: наземному, древесному, полуводному
10. Почему малярия распространена в заболоченных районах? Кто является возбудителем этого заболевания?
1) возбудителей малярии переносят малярийные комары, развитие которых от яйца до взрослого насекомого происходит в воде;
2) возбудителем малярии является простейшее – малярийный плазмодий.
11. Рассмотрите предложенную схему. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме знаком вопроса.
12. Зачем человек разводит в специальных лабораториях небольших насекомых из отряда перепончатокрылых – яйцеедов и наездников?
1) Эти хищные насекомые откладывают свои яйца в яйца и личинки насекомых-вредителей.
2) Этим они сокращают численность насекомых-вредителей сельского хозяйства.
13. Какое значение имеют пчелы в природе и жизни человека?
14. Какие приспособления во внешнем строении, сформированные в процессе эволюции, обеспечивают водный образ жизни у гусеобразных птиц? Приведите не менее пяти особенностей и объясните значение каждой из них.
1) широкий клюв обеспечивает вылавливание из воды пищи;
2) плавательные перепонки на ногах обеспечивают быстрое плавание;
3) короткие ноги способствуют быстрому движению в воде;
4) водоотталкивающее свойство оперения за счет секрета копчиковой железы препятствует намоканию тела;
5) длинная шея обеспечивает вылавливание из воды пищи;
6) тело имеет форму плоскодонной лодки (центр тяжести смещён к заднему отделу тела) для увеличения плавучести
15. Известно, что мамонты имели уши небольшого размера. Современные слоны имеют уши гораздо крупнее. Как с физиологической точки зрения объяснить подобные различия в строении ушных раковин у названных видов хоботных? Ответ поясните.
1) большой размер ушных раковин увеличивает теплоотдачу;
2) мамонты жили в холодном климате;
3) большая теплоотдача была для мамонтов опасна;
4) слоны живут в жарком климате;
5) перегрев для слонов опасен
16. Животные неспособны синтезировать ферменты, расщепляющие целлюлозу (клетчатку). Как происходит переваривание растительной пищи у травоядных млекопитающих? Как это отразилось на строении их пищеварительной системы? Ответ поясните.
1) переваривание целлюлозы (клетчатки) обеспечивают симбиотические организмы (бактерии, простейшие);
2) эти организмы обитают в пищеварительном тракте;
3) желудок у этих животных имеет несколько камер (сложное строение);
4) кишечник у них длинный;
5) процесс пищеварения в желудочно-кишечном тракте более продолжительный;
6) слепая кишка хорошо развита (длинная);
7) слепая кишка является резервуаром для размножения симбиотических бактерий
17. Виды, адаптируясь к среде в процессе эволюции, могут использовать одну из двух возможных стратегий для поддержания численности вида: при r-стратегии организмы имеют высокую скорость размножения, а при К-стратегии, наоборот, размножаются медленно. Классическими r-стратегами являются кролики. За счет каких особенностей размножения они достигают большого прироста численности за короткий промежуток времени? В каких условиях среды (стабильных или переменчивых) такая стратегия наиболее выгодна? Объясните почему.
1) большое число детенышей в помёте (высокая плодовитость);
2) несколько помётов за один сезон (частое размножение);
3) ранняя половозрелость;
4) в нестабильных (переменчивых) условиях среды;
5) благодаря большой численности (быстрой смене поколений) часть особей сможет подстроиться под новые условия среды
18. У животных к конечным продуктам обмена веществ наряду с углекислым газом и водой относится ядовитый аммиак или гораздо менее токсичная мочевина, в которую превращается аммиак. Конечными продуктами обмена каких веществ являются аммиак и мочевина? Почему для личинок амфибий (головастиков) характерно выделение аммиака, тогда как у взрослых жаб и лягушек выводится мочевина?
1) аммиак и мочевина – продукты обмена белков (аминокислот);
2) аммиак и мочевина – продукты обмена нуклеиновых кислот (азотистых оснований);
3) головастики живут в воде, взрослые амфибии значительную часть времени проводят на суше;
4) постоянное поглощение легко доступной воды позволяет головастикам активно выводить ядовитый аммиак;
5) взрослые амфибии из-за длительного пребывания на суше поглощают меньше воды, поэтому образуют менее токсичную мочевину
19. Назовите организм, вызывающий заболевание малярией у человека. Как происходит заражение человека? Объясните, почему использование непродуманных оросительных систем может привести к росту заболеваемости малярией.
1) заболевание вызывает малярийный плазмодий;
2) переносчиками плазмодия являются малярийные комары;
3) при укусе человека комаром плазмодий попадает в кровоток человека;
4) личинки комара развиваются в воде;
5) непродуманные оросительные системы могут привести к заболачиванию и, следовательно, к росту популяции комаров
20. Все представленные на рисунках 1–4 объекты относятся к одной стадии жизненных циклов животных. Как называют эту стадию?
Почему животные ведущие сидячий или малоподвижный образ жизни обитают в основном в водной среде
Животные, ведущие постоянно сидячий образ жизни с пребыванием на одном и том же месте, встречаются исключительно в водной среде. Это объясняется, может быть, тем, во-первых, что в воде добыча плывет, приносится к организму течениями или производимым животным водоворотом, во-вторых, водная среда благоприятна тем, что количество пищи в воде больше, чем в соответствующем объеме воздуха. Наконец, сидячий образ жизни делает у наземных животных невозможным или очень затрудняет перекрестное оплодотворение, наиболее благоприятное для жизни вида. У водных сидячих животных такое оплодотворение достигается выводом половых клеток в воду, где они могут двигаться, пока не встретят половой клетки другого пола. Сидячий образ жизни не предъявляет больших запросов к организации и делает возможным более слабый обмен веществ в организме вследствие отказа от активного передвижения, так что сидячий образ жизни представляет таким образом преимущества, почему нередко и практикуется. Сидячий образ жизни и даже с прирастанием к субстрату встречается во всех типах животного царства от простейших до позвоночных и бывает, если не у самих позвоночных, то у родственных им туникат, объединяемых с позвоночными в тип Chordata.
Сидячий образ жизни встречается не только в прибрежной полосе моря, где прикрепление дает защиту против сильного волнения морской воды, но и у глубоководных морских животных. Это естественно при наличности, можно сказать, дождя трупов, падающих сверху на дно моря в глубоких его частях, где глубоководные животные или роются в иле, отыскивая этого рода пищу, или ловят падающий сверху питательный материал, для чего сидячий образ жизни является подходящим.
Сидячие животные до известной степени приближаются к растениям по отсутствию активного передвижения с места на место. Это влечет за собою атрофию органов животной жизни, органов движения и органов чувств. Органы движения атрофируются, если только за ними не сохраняется значение полезности вследствие приспособления к другой функции.
Так редуцируются ножные бугорки и щетинки у кольчатых червей вследствие перехода их к сидячему образу жизни в группе трубкожилов, Tubicolae. Редуцируется нога у прикрепленных пластинчато-жаберных, у Ostraea, Gryphaea, Spondylus, Chama. Тоже у сверлящих Desmodonta (Teredo, Aspergillum, Pholus).
У улиток, гастропод, нога при не так часто встречающемся сидячем образе жизни сохраняется, служит в качестве присоски (Patella, Chiton, Haliotis), а у прикрепленных служит для закрывания раковины, собственно не самою ногою, но прикрепленною к ней крышечкою. У прикрепленных ракообразных усоногих, Cirripedia, туловищные конечности приобретают форму усоножек, непригодных для передвижения животного: они служат исключительно для привлечения пищи и для дыхания.
Кроме редукции органов движения, как сказано, у сидячих животных, наблюдается редукция и органов чувств, очевидно в связи с тем, что сидячему животному они не служат для поисков пищи, или для того, чтобы избегнуть неприятеля. Противоположно свободно двигающимся животным сидячие не могут преследовать добычу и от неприятеля не могут убежать. Поэтому, например, у усоногих раков редуцируются органы осязания, сяжки или антенны (передние рудиментарны, задние совсем отсутствуют), отсутствуют органы зрения у тех же усоногих, у прикрепленных иглокожих (морские лилии). Органы зрения все-таки имеют значение у тех сидячих животных, которые прячутся в раковины, сжимаются, втягивая голову с щупальцами в туловище, закрывают отверстия, служащие входом в раковины. При этом органы зрения развиваются иногда даже на необычных местах, на выдвигающихся наружу жабрах у червей-трубкожилов, или на краю мантии (у края раковины) у пластинчатожаберных.
Вследствие невозможности у сидячих животных преследовать добычу, они питаются большей частью планктоном, микроскопическими организмами, приносимыми током воды и более или менее автоматически поступающими в ротовую полость. При таком питании естественно редуцируются и даже атрофируются жевательные органы, например, у усоногих, отсутствующие также у плеченогих, морских лилий, пластинчатожаберных, даже свободно двигающихся. Вследствие медленности передвижения и питания планктоном, пластинчатожаберные резко отличаются от других моллюсков, приближаясь по отсутствию жевательных органов и по отсутствию (большей частью) глаз, к сидячим животным.
Если при сидячем образе жизни животные функции значительно понижаются, что может считаться признаком регресса с физиологической точки зрения, и сидячие животные находятся на более низкой ступени развития, чем свободно живущие, то с другой стороны вся организации сидячих животных приспособлена к тому, чтобы сделать по возможности более успешным вылавливание и удержание пищевых частиц. Для этого развиваются особые приспособления, у сидячих червей и кишечнополостных — щупальцы, покрытые ресничками для создания тока воды, приводящего пищу ко рту, у сидячих иглокожих (Pelmatozoa), у плеченогих — руки, у мшанок— вибракули и авикулярии, у пластинчатожаберных — реснички на жабрах и на околоротовых щупальцах, усоножки у усоногих раков, вот эти приспособления.
У большей части кораллов и актиний рот не круглый, но двусторонне симметричный, щелевидный и глоточная трубка не цилиндрическая, но несколько сплюснутая. Там, где плоские боковые стороны глотки переходят одна в другую, они ограничивают желобки, проходящие вдоль трубки. Если края ротового отверстия сжимаются, то все-таки углы рта, лежащие над желобками, остаются открытыми, а желобки превращаются в закрытые трубки, сохраняющие сообщение между желудочной полостью и внешней средой. Один желобок снабжен длинными ресничками, вообще более развит, чем другой. В нем ресничками вызывается течение воды снаружи во внутрь, между тем как направление течения в другом желобке или в остальной части глотки обратное. У некоторых актиний (Siphonactiniae) углы рта вытянуты в сифоны, выдающиеся над околоротовым полем, разрезанные на стороне, обращенной к главной оси актинии. У палеозойских кораллов Rugosa направляющие желобки на поверхности околоротового поля полипа развивалась в связи с так называемыми fossulae.
Весьма оригинальную форму тела представляет каменноугольная мшанка Archimedes, где пластинкообразное тело колонии вытянуто в вертикальном направлении и свернуто спирально аналогично архимедову винту механики или винту котлетной машинки. Нет сомнения, это приспособление заставляло воду последовательно пробегать по всему телу снизу до верху, так что запас питательных веществ в ней будет вполне утилизирован. Вышеизложенное дано мною 1 ) по прекрасной работе A. Lang. Ueber den Einfluss der festsitzenden Lebensweise auf die Thiere, Jena 1888. Эта, хотя и довольно старая, работа не устарела и является единственною в этой области. В дальнейшем я займусь рассмотрением вопроса о том, при каких условиях происходит подвижное и неподвижное прикрепление и какое является филогенетически более поздним. Последнего вопроса к удивлению до сих пор еще никто не касался, что и побудило меня им заннться.
Прикрепление столь отличительное для громадного большинства сидячих животных бывает двоякого рода: подвижное, посредством гибкого стебельчатого органа, корневидных отростков, и неподвижное, выделением известкового вещества, цементацией, прирастаннем непосредственно раковиной. Подвижное прикрепление происходит у плеченогих так называемой ножкой; стеблем, аналогичным этой ножке, у усоногих ракообразных (Pedunculata); иного характера стеблем у морских лилий; пучком роговых нитей (биссусом) у пластинчатожаберных. Неподвижное встречается в тех же группах, что и подвижное, — у плеченогих, у усоногих (Operculata), у пластинчатожаберных, изредка у лилий.
Подвижное прикрепление представляет в известных отношениях преимущества перед неподвижным. Прикрепленные животные встречаются часто скоплениями в одном месте. Это даже характерно для них и при этом при подвижном прикреплении, будучи податливее, могут лучше использовать субстрат, прикрепляясь в большом числе индивидуумов.
Затем подвижное прикрепление, как отмечает Lang, может быть предпочтительнее при сильном волнении воды, давая возможность, так сказать, качательного движения на волнах, при котором механическое действие последних ослабляется. С другой стороны прикрепление цементацией может быть выгоднее в том отношении, что оно более неуязвимо со стороны неприятеля. Я полагаю, что вышеприведенное предположение Ланга о преимуществах подвижного прикрепления подтверждается, если рассматривать распространение прикрепленных животных по зонам различной глубины в море; мы приходим тогда к заключению, что подвижное прикрепление встречается на меньшей глубине, чем неподвижное. Так, у пластинчатожаберных снабженные биссусом роды — Mytilus, Modiola, Pinua, Meleagrina встречаются в ближайшей к берегу по глубине зоне, тогда как прикрепляющиеся цементацией Ostraea, Anomia, Spondylus, Chama, Myochama в далее от берега лежащих зонах.
Точно также, если взять брахиопод, то из Ecardines снабженные ножкой Discina живут на меньшей глубине, чем прикрепленные цементацией Crania (встречается от умеренных до больших глубин), а из Testicardines наиболее мелководны снабженные ножкой Terebratulina, Waldheimia, тогда как прикрепленный цементацией Thecidium встречается опять таки на большей глубине. Несколько иначе обстоит дело с усоногими, — прирастающий раковиной Balanus встречается в прибрежной полосе, но он является по прочности раковины хорошо приспособленным к условиям сильного прибоя, имея куполовидную раковину, прирастающую широким основанием. Balanus является приспособленным к жизни на скалистых берегах, где прибой особенно силен. Вообще Balanidae помещаются иногда так высоко на скалах, что, например, Chtalmus бывает покрыт водою всего два часа в сутки. При этом для животного существенно быть целиком замкнутым в раковину, что предохраняет от высыхания. Из четырех родов Balanidae два живут в прибрежной зоне и два в следующей, тогда как прикрепленные стеблем Lepadidae не живут в прибрежной. Что касается до филогенетической последовательности в отношении способа прикрепления, то животные с подвижным прикреплением предшествовали животным с неподвижным прикреплением.
У пластинчатожаберных подвижное прикрепление представляют главным образом Heteromyaria, а неподвижное Monomyaria, при чем последние являются производными от первых. В соответствии с этим, вероятно, стоит распространение Heteromyarie преимущественно в палеозое.
Что касается Monomyaria с прикреплением цементацией, как Ostraea, Spondylus и др., то они появляются в конце палеозоя, не успевая получить здесь широкого распространения, каковое имеют впоследствии. У Myochamidae неподвижное прикрепление является лишь с верхнетретичних отложений, а у Unionidae (Aetheria) лишь в современную эпоху. Что касается замочных плеченогих, то неподвижное прикрепление у них становится распространенным тоже сравнительно поздно, в верхнепалеозойское время. У силурийских Strophomenacea прикрепление цементацией представляет редкость, у девонских встречается чаще, но наиболее часто оно у каменноугольных и пермских (Schuchert), а именно у специализированной, к которой принадлежит и представляющая крайнюю степень специализации Richthofenia.
Среди беззамочных плеченогих прикрепление цементацией может показаться рано являющимся (Cranidae, с силура) но, вероятно, такое предположение было бы ошибочно, так как развитие беззамочных происходило, и, вероятно, в большей своей части в докембрийское время.
У усоногих — стебельчатые Pedunculata являются геологически более древними, — с палеозоя, чем бесстебельчатые Operculata (с мезозоя).
У морских лилий редко встречающееся неподвижное прикрепление является лишь с юры (Holopidae).
Так как неподвижное прикрепление в общем является как бы на смену подвижному, то естественно рассмотреть вопрос, насколько подвижное прикрепление являлось удачным приспособлением.
По мнению Schuchert у брахиопод прикрепление ножкой являлось плохим приспособлением, — ножка окружена раковиной, ограничивающей ее рост в толщину и потому ножка обречена на дегенерацию. Замечу, что прикрепление цементацией развивается у Strophomenacea и Spiriferacea, у которых отверстие для ножки не на макушке раковины, и не развивается у имеющих отверстие на макушке или близ нее, — Rhynchonellacea и Terebratulacea. Не потому ли, что последнее положение удобнее, менее стеснительно для ножки?
Я полагаю, что можно сказать подобным образом, byssus у пластинчатожаберных тоже обречен на дегенерацию. Развитие Heteromyaria из Homomyaria и Monomyaria из Heteromyaria, как известно, связано с присутствием биссуса у Homomyaria и Heteromyaria. Byssus у Homomyaria, равномускульных пластинчатожаберных, стесняя в развитии передний мускул, был причиною его редукции и развития разномускульных, Heteromyaria, в дальнейшем тот же процесс привел к атрофии переднего мускула и к возникновению Monomyaria, одномускульных.
Для последних, при перемещении единственного оставшегося мускула в центральное положение (а это наивыгоднейшее для действия одного мускула положение) и приобретении, вероятно, в связи с этим раковиною округленного очертания, была предпочтительнее возможность прикрепления разными местами раковины и группы Productidae, нередко ее центром, так это бывает при цементации и невозможно при прикреплении биссусом, так что последний, вероятно, был обречен на дегенерацию. Надо сказать, впрочем, что неподвижное прикрепление встречается и у Homomyaria, у Chama, Myochama, Chamostrea, Dimya, Aetheria, рудистов, так что прикрепление цементацией, может быть, происходило и независимо от того, прикреплялись ли биссусом ближайшие предки животного или нет, но, если они не прикреплялись биссусом, то им естественно только и оставалась возможность прикрепления цементацией. Между прочим, прикрепленные биссусом формы не могли достигать такой углубленности прикрепленной створки, как у прикрепленных цементацией рудистов, или даже у устриц, Spondylus, Chama, Chamostrea, Aetheria.
При наличности прямого замочного края на углубляющейся створке получается area, как у брахиопод, при его отсутствии раковина становится коническою (Crania, рудисты).
Byssus свойственен главнейше более примитивным и более древним по происхождению пластинчатожаберным Taxodonta и Plagiodonta, у высших, Heterodonta (производных от Plagiodonta), его нет. Присутствие биссуса у низших пластинчатожаберных естественно в виду того, что биссусная железа считается аналогичною так называемой ножной железе гастропод, выделяющей слизь. Очевидно и та и другая железы унаследованы от общего древнего предка.
Если подвижное прикрепление у плеченогих и пластинчатожаберных обречено на дегенерацию, то на смену ему, очевидно, может явиться лишь прикрепление цементацией, но оно, по видимому, не всегда может явиться. У пластинчатожаберных и брахиопод оно встречается лишь в странах с жарким климатом и в прилегающем умеренном по климату поясе, но не в холодном. Это объясняется большим содержанием извести в воде теплых морей.
Аналогичную, повидимому, с прикреплением цементацией роль играет состояние сверлящих пластинчатожаберных. Таковые принадлежат к Desmodonta, а для Desmodonta, должно быть, прикрепление цементацией было непригодно, в виду тонкости их раковины, отмечаемой уже для палеозойских форм. При тонкости раковины прикрепление ее цементацией было бы гибельно для животного в полосе с сильным волнением воды. Прикрепление к месту пребывания в высверленных полостях, повидимому, как и цементация, является также на смену биссусного прикрепления и притом сравнительно поздно, так как сверлящие пластинчатожаберные достоверно известны лишь с мезозоя. Находки их под знаком вопроса (Pholadidae, Teredinidae) известны из каменноугольного периода.
1 ) За исключением последних строк об ископаемых формах.