XI МЕЖДУНАРОДНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ОЛИМПИАДА «ЭРУДИТ»
ПО ПРЕДМЕТУ БИОЛОГИЯ
2 тур
Задания
Максимальное количество баллов, выставляемое за выполненные задания – 100 баллов.
Задание №1 (мах 25 баллов)
Сибирь хорошо известна во всем мире своей удивительной и неповторимой природой, многообразием видов таежной флоры и фауны. Также славится она и своими крепкими сибирскими морозами. Многим видам животных сибирскими зимами, в буквально смысле приходится выживать.
Вопросы:
1. Как вы думаете, в чём проявляется приспособленность птиц к неблагоприятным условиям зимы в сибирском климате?
2. Какие приспособления помогают пережить им суровые сибирские зимы?
Ответы:
1.Места, в которых зимуют перелетные птицы, очень рознятся, даже в пределах одного вида. Птицы зимуют как в бесснежных зонах, так и в зонах мягких и холодных зим. Птицам зимой приходится приспосабливаться и изменениям кормовых, температурных условий и к условиям освещения. Зимний сезон в умеренных и высоких широтах полностью меняет условия питания птиц. В целом набор кормов всех видов сокращается. Целиком пропадают для птиц зеленые побеги, трава, ягоды и плоды травянистых растений и низкорослых кустарников, почти все семена, практически все беспозвоночные, амфибии, пресмыкающиеся и рыбы в замерзающих водоемах. Охота на грызунов и других зверьков становится крайне затруднена, т. к. зверьки прячутся в норах и многие впадают в спячку.
Доступными остаются лишь часть семян, почки и мелкие ветки деревьев, немного семян высоких травянистых растений, скрытые в коре деревьев насекомые и их личинки, некоторые мелкие зверьки и отходы, доступные в человеческих поселениях, на свалках и дорогах. В целом растительные корма в этот период преобладают над животными, но их добыча становится более сложной.
Птицам приходится как менять свой рацион, переходя с животной пищи на растительную, а так же на хозяйственные отбросы, так и менять способ добычи корма, а значит и весь темп своей жизни. Так птицам, привыкшим собирать корм на земле, приходится перебираться на деревья (например, рябчик, белая куропатка, глухарь, тетерев), а собиравшим насекомых с листьев теперь нужно заниматься выдалбливанием зимующих насекомых из-под коры деревьев. Птицы, способные таким образом менять свои "привычки" обычно не совершают больших перелетов, что усиливает их оседлость. Такие птицы круглый год могут жить в одних и тех же широтах.
Другой прием приспособления к изменению кормовых условий - запасание кормов. Запасание кормов практикуют многие птицы. Запасаются как растительные так и животные корма, включая трупы мелких зверьков и птиц.
Так, например, из вороновых больших успехов в запасании корма достигли кедровки и сойки. Кедровки делают большие запасы кедровых орешков под корнями деревьев и мхом. Запасы желудей и ягод, сделанные сойкой осенью, спрятанные в дуплах и под корнями деревьев, достигают 4 кг. Ворона и сорока так же могут прятать небольшие запасы под листья или в снег. Следует отметить, что обычно птица сама находит и съедает лишь часть своих запасов и пользуется запасами, сделанными другими птицами ее вида из данной популяции.
Зимой понижение температуры действует на птиц как опосредованно, через изменение кормовых условий, так и напрямую, увеличивая теплоотдачу организма птиц. Если быть точным, то температура является только одним из нескольких показателей, определяющих охлаждающую способность среды, очень важными показателями являются влажность и скорость движения воздуха. Для компенсации потерь тепла у птиц повышается теплопродукция и улучшается теплоизоляция. Особенно сильно сказывается понижение температуры на мелких птицах, у которых при сезонных изменений температуры теплоотдача увеличивается в несколько раз. А поскольку теплопродукция требует затрат энергии, мелкие птицы вынуждены питаться в течении всего светового дня. Зимой же световой день короток, что является еще одной проблемой для зимовки мелких птиц в холодных широтах.
У зимующих птиц в связи с похолоданием происходят изменения как в организме, так и в поведении. Изменения в организме направленные на улучшение теплоизоляции состоят в увеличении густоты и пушистости оперения (возрастает количество и длина перьев, развитие пуховой части пера, при всем этом масса оперения к зиме увеличивается до полутора и более раз) и в увеличении собственных энергетических запасов в виде подкожного жира, масса которого увеличивается на 1-5 грамм. Жировые запасы увеличиваются в большей степени у птиц, зимующих вдали от поселений человека, а у птиц, зимующих в непосредственной близости к ним, жировые запасы малы, вероятно, из-за наличия более благоприятных кормовых и защитных условий.
Поведенческое приспособление птиц к зимним условиям характеризуется использованием различного вида убежищ, а так же сбором птиц в группы для ночевок. Ночью наблюдаются наиболее низкая температура, а поскольку для большинства птиц ночь является периодом покоя, когда снижается уровень обмена веществ и теплопродукция не столь эффективной, птицам нужны способы уменьшить теплоотдачу в этот период. Птицы, ведущие наземный образ жизни, зарываются в снег, некоторые роют в снегу норы, некоторые используют дупла в стволах деревьев. Такие способы пригодны как для ночевок, так и для защиты от непогоды. Птицы, зимующие в населенных пунктах, забираются под крыши, в различные пустоты зданий и т. д. Собираясь не по отдельности, а группами, такая защита становится еще эффективнее. Некоторые птицы, ночующие на деревьях, так же устраивают групповые ночлеги (вороны, галки, местами грачи). Они собираются в большие группы, садятся на дерево плотно, по десятку птиц на ветке и более, распушают перья и таким образом ночуют. При такой плотной посадке температура воздуха между сидящими птицами возрастает и теплоотдача уменьшается.
В зимний период в северном полушарии наблюдается уменьшение светового дня, что особенно выражено в умеренных и высоких широтах, где световой день сокращается вдвое и даже более. Это сказывается на суточной активности птиц. Им приходится весь световой день заниматься поисками корма, довольствуясь только ночным отдыхом.
2.Этими приспособлениями являются кормушки. Их можно выставлять за окном, или вывешивать на деревьях при первом похолодании. Изготовление кормушки для птиц обычно не составляет особого труда. Следует, пожалуй, лишь обеспечить свободный доступ птиц к еде и безопасность.
Но не менее важным является и содержание кормушки. Ведь пища должна подходить именно для птиц, а быть просто остатками еды человека. Нельзя класть пищу, содержащую соль и приправы. А наиболее подходящей едой будут семена. Вот они подходят почти все. Особенно хорошо, если в кормушке будут семена разных видов. Это и семена подсолнечника, тыквы, овса, пшеницы и т. д. Если дома таких семян нет, то приобрести их можно без особого труда в любом магазине, торгующем овощами и фруктами. В зоомагазине вы сможете купить специальные смеси для кормления птиц. Но легче и дешевле насобирать семян в течение теплого периода года. Например, те же арбузные семена. Прекрасно в качестве корма для птиц подойдут и семена различных сорняков. Хорошо подходят для питания птиц зимой ягоды рябины и шиповника. Их можно собирать заранее, в том числе и для себя, хранить в морозильнике. Можно и не охлаждая, но тогда нужно ягоды немного подсушить, чтобы они не начали портиться. Некоторые птицы не откажутся и от более калорийной пищи, такой как сало. Нарежьте его небольшими кусочками и то же положите в кормушку. Синицы будут благодарны.
Периодически следует проверять еду в кормушке для выявления плесени. При ее обнаружении, почистите кормушку. Пытаясь помочь птицам зимой, не стоит в кормушку засыпать слишком большое количество корма. Это скорее приведет к его загрязнению и порче с необходимостью последующей замены корма. Лучше класть немного меньше, но регулярно.
Задание №2 (мах 25 баллов)
Прекрасно известно, что человек попав в воду, рискует рано или поздно утонуть. Даже если он плавает как «рыба в воде», и готов делать заплывы на марафонские дистанции.
Вопросы:
1. Как вы думаете, а может ли утонуть рыба в воде?
2. Если нет, то объясните почему?
3. Если, да то объясните почему?
Ответы:
1-3. Да, рыба может утонуть в воде. Рыбам, как и другим животным, нужен кислород. Поэтому, если поместить рыбу в запертый резервуар, она задохнется и умрет после того, как в воде закончится кислород. Это же произойдет, если зимой в стоячем водоеме не просверлить лунки для поступления воздуха под лед.
Интересен и такой факт, что лабиринтовые рыбы – макропод, бойцовые рыбки, гурами, лялиус – не могут дышать только растворенным в воде кислородом. Если лишить их возможности заглатывать ртом атмосферный воздух, они через несколько часов погибнут – утонут. Или взять, к примеру, акул. Дело в том, что тело акулы тяжелее воды. У других рыб тоже, но у них внутри есть поплавок, надутый воздухом - плавательный пузырь. У акулы плавательного пузыря нет, и если она не плавает или не заглатывает воздух, тo попросту тонет. Утонув, акула может еще и захлебнуться в придачу. Чтобы дышать акула плывет не останавливаясь. У других рыб жабры снабжены мышцами, которые открывают и закрывают жабры, создавая ток воды. У акул мышц в жабрах почти нет, и приходится акулам плавать не прокачивая воду через жабры.
Задание №3 (мах 25 баллов)
В писаниях античных авторов нередко сообщается о фантастических суммах, уплачиваемых римскими богачами за особо крупных рыб, которых называли «муллами». Иногда за одного такого «мула», богатые римляне готовы были без особых раздумий отдать даже раба.
Например, в поэме Горация говорится:
Хвалишь, безумный ты мулла за то лишь одно, что он весом
Ровно в три фунта, а должен же будешь изрезать на части!
Если прельщает огромность, то как же огромная щука
Столько противна тебе? Оттого, что не редкость! Природа
Щуку большой сотворила, а мулл большой не бывает.
Сытый желудок всегда обыденною брезгует пищей.
«Что за прекраснейший вид, как покроет он целое блюдо!» —
Вопросы:
1. Как вы думаете, что за рыба описывается в этом фрагменте поэмы?
2. Почему именно эта рыба так ценилась в древности?
3. И почему эта рыба по-прежнему ценится сейчас?
Ответы:
1.Эта рыба называется барабулька (Mullus barbatus) или султанка обыкновенная, барвена, краснобородка, мулл. Это стайная морская рыба из семейства Барабулевых, имеющая удлиненное, сжатое по бокам тело, окрашенное неравномерно в красные тона. Голова у рыбы большая, с практически вертикальным рылом и двумя длинными усами, свисающими с подбородка. Плавники светло-желтые. По размеру рыба редко бывает больше 30 сантиметров, зато мясо у нее на вкус необычайно вкусное и нежное, что уже давно оценено по достоинству рыбаками, промышляющими у берегов Азовского, Черного и Средиземного морей.
Султанка распространена не только в этих водных бассейнах. Ее можно встретить вдоль всего восточного побережья Атлантического океана, от Великобритании и Скандинавии до Канарских и Азорских островов и Дакара. Небольшие рыбные стаи предпочитают держаться у мягкого илистого или песчаного дна на глубине около 30 метров. При помощи своих усиков они «копаются» в грунте в поисках еды – мелких беспозвоночных. Нерест у барабульки происходит с мая по август. В это время каждая самка мечет по несколько порций икры, которые после оплодотворения поднимаются в верхние воды. Спустя несколько дней из икринок вылупливаются личинки, которые начинают активно питаться и уже через пару месяцев превращаются в молодых рыбин длиной в 5 сантиметров с типичным окрасом для барабулек.
2.Пищевая ценность барабульки по достоинству ценилась еще древними римлянами. Особенно в почете были крупные особи, за которые богачи готовы были выложить кругленькую сумму. Называли рыбу в те времена «мулл», а оплачивали серебром по весу рыбы.
Патриции не жалели денег и покупали рыбу за баснословные по тем временам суммы. Почему рыба так дорого стоила? Дело вот в чем: римляне одними из первых в Европе научились содержать барабулек в специальных бассейнах – «писцинах». Обслуживать подобные большие аквариумы было очень дорого и хлопотно, ведь морская вода в них быстро застаивалась и портилась, поэтому необходимо было следить, чтобы воду в бассейнах постоянно меняли. А воду привозили с моря. Содержание рыбы в писцинах считалось признаком престижа и богатства. Гости восхищались писцинами, превозносили их хозяина, а после с аппетитом поедать обитателей аквариумов.
У Древних римлян существовал ритуал убиения барабульки прямо посреди пиршества. Рыбу убивали прямо во дворе перед многочисленными взорами гостей. Связано это с тем, что в момент перед смертью рыба покрывается яркими, карминного цвета пятнами, а по мере того, как жизнь покидает ее, цвет ее становится снова бледным. После этого повара зажаривали барабульку и подавали на стол.
3.Питательные свойства барабульки и сейчас в большом почете. Она вкусна в любом виде. Из нее варят вкусную уху, делают вяленую рыбу, жарят на гриле или сковороде вместе со специями, запекают в духовке. У этой рыбы совершенно отсутствует желчь, поэтому ее можно даже не разделывать и не потрошить. Некрупная рыба считается самой деликатесной и нежной, поэтому и стоит дороже всего.
Барабулька – довольно калорийная рыба, примерно 150 ккал на 100 г продукта. Однако, несмотря на это, она не способствует набору веса, так как в ее составе присутствует много полноценного белка и мало жира. Жир представлен преимущественно полиненасыщенными жирными кислотами, которые крайне полезны для нервной и сердечно-сосудистой систем.
Барабулька восстанавливает силы после длительной физической нагрузки. В ней содержится витамин А, витамины группы В, аскорбиновая кислота и ниацин, а также минеральные вещества.
Задание №4 (мах 25 баллов)
Фермеры, будучи профессионалами в области сельского хозяйства очень хорошо знают, что такое энтомофилия. Именно поэтому, они как правило, к бабочкам относятся гораздо лучше, чем к их личинкам - гусеницам. Хотя ни к тем, ни к другим особой любви не испытывают.
Вопросы:
1. Как вы думаете, а чем ещё в ближайшем будущем смогут помочь бабочки фермерам выращивать хороший урожай, помимо помощи в опылении растений?
2. Почему именно сегодня возник повышенный интерес к бабочкам у некоторых специалистов, работающих в области сельского хозяйства?
3. С чем связано повышение интереса к бабочкам сегодня?
Ответы:
1.Я полагаю, что бабочки и их личинки – гусеницы могут помочь фермерам выращивать хороший урожай, борясь с сорными растениями. Есть примеры подобного рода. Так, в Австралию из Уругвая и Аргентины была завезена кактусовая огневка (Cactoblasttis cactorum). Гусеницы этой бабочки помогли избавиться от завезённого кактуса опунции, которым заросли миллионы гектаров пастбищ.
2.Кроме того, бабочки сами являются объектом сельского хозяйства. Энтомофагия (поедание насекомых) является широко распространённым явлением по всему миру. Гусеницы и куколки представителей примерно восьмидесяти родов из двадцати семейств чешуекрылых употребляются в пищу, как богатые белком пищевые продукты. Их едят в сыром или жареном виде, и они употреблялись человеком в пищу с доисторических времен.
Например, индейцы Северной Америки в Каскадных горах и горах Сьерра-Невады собирали гусениц сатурнии пандоры (Coloradia pandora), которых подсушивали на слое горячих углей или отваривали. Австралийские аборигены с давних времён употребляют в пищу гусениц древоточца (Xyleutes leucomochla), которых добывают, выкапывая корни акациевых кустов и разрубая их, чтобы добраться до находящихся в них насекомых.
В наше время в Азии куколок тутового шелкопряда, размотав шёлк с кокона, не выбрасывают, а употребляют в жареном или засахаренном виде. В Китае гусениц тутового шелкопряда засаливают, добавляют в омлет из куриных яиц, либо просто жарят с луком и густыми соусами. В Таиланде куколки тутового шелкопряда включены в перечень продуктов для детей дошкольного возраста — куколки рекомендуется прожаривать и слегка измельчать для последующего использования в составе карри и первых блюд. Во Вьетнаме с ними варят местную разновидность капустного супа. А Южная Корея поставляет консервированных куколок тутового шелкопряда в азиатские магазины по всему миру. В Индии ежегодно потребляется более 20 000 тонн этих насекомых. В Африке деликатесом считаются жареные или копчёные гусеницы сатурнии (Gonimbrasia belina), которые стоят в 4 раза дороже обычного мяса. В отдельных районах Северной Африки эти гусеницы настолько популярны, что в сезон существенно падают продажи говядины и мяса других животных. В Ботсване их продают большими пакетами в сушеном виде, как любые другие сухие продукты. В Мозамбике и Зимбабве сельские женщины собирают гусениц Gonimbrasia belina ранней весной и тушат их с овощами либо сушат.
Для человека в первую очередь полезны виды, гусеницы которых производят шёлк. В природе шёлк образуют гусеницы многих видов бабочек, сооружая из него коконы. Текстильная промышленность отдаёт предпочтение тутовому, или шелковичному, шелкопряду (Bombyx mori), одомашненному человеком. Также в шелководстве используются китайская дубовая павлиноглазка (Antheraea pernyi), которую уже более 250 лет разводят в Китае. Из её коконов получают шёлк, который идёт на изготовление чесучи. Другие виды шелкопрядов плохо развиваются в неволе, поэтому ограничиваются лишь сбором их коконов в природе. Тутовый шелкопряд играет важную экономическую роль в производстве шёлка. Для получения шёлковой нити куколок предварительно умертвляют с помощью горячего пара и воды на десятый день после окукливания. В шёлковом коконе обычно содержится до 3500 м волокна, но размотать его удаётся едва на треть. Чтобы получить 1 килограмм шёлка-сырца, нужны коконы примерно тысячи гусениц, поедающих за полтора месяца 60 килограмм листьев тутовника. Сегодня во всём мире ежегодно производится 45 000 тонн шёлка. Главными поставщиками являются Китай, Индия, Узбекистан. В Индии разводится сатурния ( Attacus atlas), гусеницы которой выделяют шёлк отличающийся от такового у тутового шелкопряда — он коричневого цвета, более крепкий и шерстистый — и носит название фагаровый шёлк.
3.Повышение интереса к бабочкам сегодня также связано с уже возникшей необходимостью их охраны. В результате хозяйственной деятельности человека — вырубки лесов, распашки целинных степей, осушения болот — численность многих видов бабочек значительно сократилась, а некоторые из них находятся на грани вымирания. На размерах популяции бабочек сказываются малейшие изменения в видовом разнообразии растительности мест их обитания. В первую очередь в группе риска находятся бабочки, обитающие на ограниченной территории, не склонные к миграциям, гусеницы которых питаются растениями только одного вида. В качестве примера можно привести европейскую брамею (Acanthobrahmaea europea), обитающую только в прибрежном лесу вулканического озера в Лукании (Италия).
Для привлечения внимания к необходимости охраны бабочек в Красные книги разных стран заносятся виды, находящиеся под угрозой исчезновения. Так, в Красную книгу МСОП внесено 70 видов чешуекрылых, относящихся к 14 семействам. В 2001 году в составе Красной книги России был опубликован перечень находящихся под угрозой исчезновения животных России, куда попали 33 вида чешуекрылых.
В наши дни появилась индустрия бабочек. В последнее время всё большую популярность приобретают живые тропические бабочки в качестве нестандартного и экзотического подарка на многие праздники и торжества, как то юбилей или свадьба. Специально для этой цели по всему миру появляются частные компании, занимающиеся искусственным разведением бабочек.
Также с увеличением числа коллекционеров в ряде стран стали создаваться фермы по разведению бабочек. Наиболее известные из них — остров Пинанг в Малайзии, Булоло на Новой Гвинее, Сатипо в Южной Америке. Выставки живых тропических бабочек имеются во многих крупных городах мира, и их число постоянно увеличивается.
Бабочки активно используются в энтомодизайне — оформлении интерьеров жилых и рабочих помещений профессионально собранными коллекциями насекомых. Особым видом последнего является использование засушенных бабочек, находящихся внутри специального стекла, при создании витражей окон и межкомнатных дверей.
Бабочки являются популярными объектами в современной культуре. Их изображения часто появляются на обложках научных книг, посвящённых природе, художественных произведений, на рекламных плакатах и постерах кинофильмов, на обложках музыкальных дисков и в музыкальных видеоклипах, на керамических и ювелирных изделиях. Образ бабочек активно используется в татуировках.
