Эволюция

Название Формулировка задачи Автор
1 Невидимки Вирусы, патогенные бактерии и протисты, поражающие различных животных, могут различным образом модифицировать свою поверхность для ухода от иммунного ответа хозяина. Это позволяет им реализовать две основные стратегии маскировки: 1) пассивная «игра в прятки» и уменьшение антигенного разнообразия такого патогена, либо 2) активное «запутывание» хозяина при помощи модулирования его собственных сигналов и мимикрии под его собственные белки. Какие принципы организации и механизмы позволяют указанным патогенам реализовать данные стратегии? Какой из приведенных вами механизмов является наиболее универсальным среди указанных патогенов для ухода от иммунного ответа хозяина? Предложите, как его можно усовершенствовать. Никитин Д.М.
2 Fallout В научно-фантастической литературе и кинематографе популярен сюжет о жизни после ядерной войны. Предположите, какие группы организмов и благодаря каким особенностям смогут выжить после глобальной ядерной катастрофы. Какие новые трофические связи могут возникнуть, и как изменится структура биосферы в целом? Какое влияние данная катастрофа окажет на характер эволюции? Кузин И.А., Пупов Д.В.
3 Алиса в Зазеркалье Все известные организмы состоят из "правых" (D) сахаров и "левых" (L) аминокислот. Однако физические законы (существенные для жизнедеятельности биологических систем) не меняются при "зеркальном отражении". Почему же до сих пор не найдены организмы, состоящие из L-сахаров и D-аминокислот? А если они будут найдены, то каков будет их тип питания? Будут ли они представлять опасность для человека или для "естественных" экосистем? Кузин И.А.
4 Чудо в перьях В последние несколько лет были получены доказательства наличия у значительной части динозавров перьевого покрова. Представьте, что все наземные динозавры юрского периода, включая самых крупных, были покрыты перьями. К каким последствиям для экосистем это бы привело? Каковы были бы экологические, физиологические и этологические последствия для самих динозавров? Шилов Е.С., Черных О.Н.
5 Двойной агент Многие вирусы опасны тем, что могут передаваться между разными видами. Однако в природе практически не встречаются вирусы, способные заражать как растительные, так и животные организмы. Почему такая стратегия не распространена среди вирусов? Предложите модель вируса, который бы эффективно инфицировал организмы высших растений и позвоночных животных и размножался в них. Предложите последовательность этапов возникновения такого вируса в ходе эволюции. Вьюшков В.В.
6 Лего-животное Известно, что особи некоторых грибов и растений способны срастаться, создавая модульные «сверхорганизмы», в которых можно выделить участки организма, происходящие от разных особей. Приведите существующие примеры срастания отдельных свободноживущих животных, проанализируйте причины такой «сборки сверхорганизма», а также ее достоинства и недостатки. Предложите на основе Вашего анализа модель свободноживущего «сверхорганизма», собирающегося из максимального количества разных модульных особей. Шилов Е.С.
7 Большая жаба Земноводные значительно уступают по своим максимальным размерам как рыбам, так и пресмыкающимся, причем такая ситуация характерна и для ископаемых форм. Какие анатомические, физиологические и экологические причины ограничивают увеличение размера земноводных? В каком из трех отрядов земноводных с наибольшей вероятностью мог бы появиться вид, сопоставимый по размерам с крупнейшими рыбами или рептилиями? Предложите модель такого гипотетического гигантского земноводного. Шилов Е.С.
8 Райский сад Представьте, что потенциальная продолжительность жизни всех многоклеточных животных на Земле одномоментно увеличилась в 10 раз за счет отложенного старения. К каким экологическим и эволюционным последствиям для биосферы, без учета каких-либо антропогенных воздействий, это приведет? Кузин И.А., Пупов Д.В., Шилов Е.С.
9 Кто виноват? Врожденные заболевания человека могут вызываться как генными, так и хромосомными мутациями. Объясните, какой из родителей отвечает за большую часть генных, и какой — за большую часть хромосомных мутаций. Поясните с этой точки зрения роль каждого из полов в процессе эволюции. Шилов Е.С.
10 Зима близко Представьте себе планету, максимально напоминающую Землю, но с резкой и непредсказуемой сменой времен года. Предположите, какие экологические, физиологические и анатомические особенности были бы характерны для организмов, населяющих такую планету. Воронцов Т.Т.
11 Несколько полов Считается, что у прокариотов нет истинного полового размножения, в то время как большинство видов высших эукариотов являются двуполыми. Однако у некоторых эукариотов количество «полов» может быть больше. С чем, с биологической точки зрения, может быть связано разное количество полов у различных видов? Приведите положительные и отрицательные стороны организации половой структуры вида для каждого из этих случаев. Кузин И.А.
12 Эволюция без палеонтологии Представьте себе, что наука развилась до современного уровня в условиях запрета на палеонтологические исследования. Как в таком случае биологи могли бы определять относительный и абсолютный возраст различных таксонов? С какими трудностями они бы столкнулись и как могли бы пытаться их преодолеть? Кузин И.А.
13 Альтернатива На определенном этапе эволюции приматы перешли «из мира запахов в мир света»: зрительная сенсорная система стала ведущей. Укажите эволюционные последствия такого перехода «в мир света». Предположите, как бы изменились предки человека и современные люди, если бы в ходе их эволюции доминирующей была не зрительная, а какая-либо другая сенсорная система. Кузин И.А., Морозова М.А.
14 Незаменимые аминокислоты С чем связана неспособность некоторых организмов синтезировать некоторые аминокислоты (ауксотрофность)? Для каких групп она характерна? Почему подобная ауксотрофность закрепилась в эволюционно успешных и прогрессивных группах? Шилов Е.С.
15 Амебы и слоны Известен парадокс, что слоны эволюционируют быстрее амеб. На основании каких типов данных был сделан такой вывод? Предложите возможные объяснения этого явления. Кузин И.А.
16 Смак Некоторые растения используют "вкусные" плоды для привлечения животных. Могут ли аналогичную стратегию использовать сами животные? Приведите реальные или гипотетические примеры животных, высокие вкусовые качества какой-либо части тела которых имеет адаптивное значение. Предложите классификацию этих примеров. Кузин И.А.
17 Муха Во многих фантастических фильмах и фильмах ужасов в качестве монстров часто выступают представители типа Членистоногие, которые многократно увеличены в размерах. Например, в фильме "Муха" изображена обычная комнатная муха, увеличенная до размеров взрослого позвоночного животного. Причем все ее функциональные возможности (способность к полету, питание полужидкой едой, трахейное дыхание и т.п.) сохранены. Возможно ли существование подобных представителей типа Членистоногих в реальном мире? Свою точку зрения обоснуйте. Неизвестно
18 Антитела в массы Адаптивный иммунитет, основанный на селективном распознавании при помощи нуклеиновых кислот (например, РНК-интерференция), широко распространен как среди прокариот, так и среди эукариот, а основанный на селективном взаимодействии белков - описан только для некоторых эукариот. По каким причинам у прокариот не распространены системы белкового адаптивного иммунитета? В какой группе современных прокариот мог бы появиться подобный механизм? Предложите модель прокариота, использующего такую стратегию защиты. Агапов А.А.
19 Самый древний Многие живые организмы заслужили название «живых ископаемых». Приведите максимально разнообразные доказательства, с помощью которых можно подтвердить их древность. Предположите, какие ныне живущие таксоны являются древнейшими среди, соответственно, животных, растений и микроорганизмов. Шилов Е.С.
20 Жизнь без РНК Приведите несколько примеров, когда традиционные функции РНК выполняют другие молекулы. Предложите молекулярные механизмы функционирования клетки, не содержащей РНК. Какие новые типы молекул появятся в такой клетке? Кузин И.А.
21 Друзья человека Существует мнение, что доместикация животных сыграла важную роль не только в становлении цивилизации, но и оказала влияние на физиологию, биохимию и генетику современных людей, предопределила многие их заболевания и фенотипические особенности. Приведите конкретные примеры такого влияния для каждой из перечисленных областей. Может ли у них быть альтернативное объяснение помимо влияния одомашненного животного? Как изменилась бы биология современного человека, если не было бы одомашнено ни одного вида животных? Кузин И.А., Шилов Е.С.
22 Уровни отбора На каких уровнях организации живого может идти естественный отбор? Обсудите логические критерии и практические способы проверки ответа на данный вопрос. Кузин И.А.
23 Мир без рекомбинации В некоторых случаях рекомбинация при мейозе на определенных участках не происходит (например при наличии инверсии). Как изменился бы характер эволюции, если бы отсутствие рекомбинации было общим правилом для всех живых организмов. Как изменилась бы доля видов с половым размножением? Шилов Е.С.
24 Одноклеточный монстр Некоторые одноклеточные организмы настолько велики, что видны невооруженным глазом. Какие биотические и абиотические факторы среды благоприятствуют гигантизму у таких организмов? Как приспособления к данной жизненной форме проявляются на уровне питания, подвижности, формы клеток и внутриклеточной структуры? Почему макроорганизмы все же пошли по пути увеличения числа клеток, а не размеров самой клетки? Волошина М.А., Кузин И.А.
25 Близняшки Для млекопитающих характерна возможность образования из одной зиготы нескольких отдельных особей, называемых однояйцевыми близнецами. Какие эволюционные преимущества и недостатки имеет это явление? Какие альтернативы однояйцевым близнецам существуют у других животных? По каким причинам млекопитающие выбрали «близнецовый» способ размножения? Шилов Е.С., Шилова О.Н.
26 Молекулярный ламаркизм У изученных видов перенос информации от фенотипа к генотипу, строго говоря, неизвестен. Однако в принципе он возможен. Предложите молекулярные механизмы такого переноса на основе или по аналогии с реально существующими клеточными процессами. Почему такой перенос информации не возник в ходе эволюции? Кузин И.А.
27 Систематика "Звездных войн" Представьте себе, что герои "Звездных войн" – магистр Йода, Джабба Хатт, Джа-Джа Бинкс – являются на самом деле потомками представителей фауны Земли. Предположите их систематическое положение, исходя из внешнего вида и поведения. С какими экологическими причинами, физиологическими и анатомическими изменениями могло быть связано появление разума у их предков? Пупов Д.В., Костюк А.И., Ломов Н.А., Бакулева М.А., Вьюшков В.С.
28 Гистоэволюция Классический объект теории эволюции – таксоны. А в течение последних десятилетий огромный прогресс достигнут в изучении принципов эволюции нуклеотидных и аминокислотных последовательностей. Используя эти принципы, предложите механизмы эволюции для клеточного и тканевого уровня – возникновения новых типов клеток и тканей. Шилов Е.С.
29 Смена пола Многие животные могут менять пол в течение жизни. Почему среди амниот такая стратегия не распространена? Предложите гипотетическое млекопитающее, способное в ходе онтогенеза много раз менять свой пол. Какие анатомические и физиологические особенности, связанные с многократной сменой пола, будут характерны для такого животного? У каких групп млекопитающих и в каких условиях обитания такая стратегия будет выгодной? Агапов А.А.
30 АнтиРой Формирование социальных видов животных ведет к отказу от размножения хотя бы у части популяции особей. Рассмотрите возможные причины и механизмы восстановления этого «права» у всех особей в популяции. Какие морфологические и экологические особенности будут способствовать отказу, хотя бы частичному, от эусоциальности? Суслов В.В., Пупов Д.В.
31 Алиса на острове У видов животных, оказавшихся изолированными на островах, в ходе эволюции часто происходят изменения размера тела, причем как в сторону увеличения (гигантский мальтийский лебедь), так и в сторону уменьшения (карликовый мальтийский слон). Какие факторы позволяют предсказать, вырастет ли организм в ходе такой эволюции или уменьшится? Какие еще наземные и водные биотопы демонстрируют аналогичный эволюционный эффект? Почему этот эффект чаще всего распространяется на животных, а не на другие живые организмы? Шилов Е.С.
32 Брачное агентство Известно, что многие сельскохозяйственные растения возникли в результате отдаленной гибридизации. Геномы каких растений было бы выгодно объединить, чтобы получить максимальную пользу? На основании каких критериев вы будете выбирать растения, образующие хорошее сочетание? По каким параметрам эти растения должны быть совместимы? Олина А.В.
33 Криптозоология Криптозоологи утверждают, что на Земле существуют виды крупных животных, до сих пор не известные официальной науке. По каким биологическим причинам существование таких видов маловероятно? Насколько крупными, по-Вашему мнению, могут быть представители еще не открытых видов? В каких таксонах, по-Вашему мнению, в будущем могут быть открыты крупные животные? Кузин И.А., Пупов Д.В.
34 Число видов Дж. Холдейна однажды спросили, какие черты Создателя наиболее ярко проявились в его Творении. «Необычайная любовь к жукам», - ответил Холдейн. Приведите другие примеры групп организмов, выделяющихся большим видовым разнообразием. С какими экологическими и эволюционными причинами это связано? За счет чего может увеличиваться число видов в экосистеме и какими факторами оно ограничивается? Почему видов на Земле не в 100 раз больше или не в 100 раз меньше, чем существует сейчас? Кузин И.А., Шилов Е.С.
35 Вечнозеленый заяц Эндосимбиоз пластид неоднократно происходил в различных линиях водорослей. Представьте себе, что в начале эволюционной линии многоклеточных животных также имело бы место событие эндосимбиоза, в результате которого общий предок животных получил бы способность к фотосинтезу. Как это событие повлияло бы на эволюцию животных и их биоразнообразие? Как могли бы быть устроены различные группы фотосинтезирующих животных (аналогичные реально существующим) с учетом морфологических, физиологических и биохимических адаптаций растений к фотосинтезу? Мамаева А.С.
36 Великий спор В 1830 г. во Французской академии наук между Ж. Сент-Илером и Ж. Кювье разгорелся спор. Ж. Сент-Илер защищал идею всеобщности единства плана строения - единство «композиции» органических форм. Ж. Кювье ограничивал единство «композиции» пределами типа…, «разные типы обладают разным планом строения», утверждал он. Прав ли был Ж. Сент-Илер, утверждая, что головоногий моллюск есть видоизмененное позвоночное? Ходырев Н.Н.
37 Безволосые животные Безволосость как видовой (и родовой) признак фиксирован у 53 родов (5,1%) современных млекопитающих. Среди млекопитающих, лишенных волосяного покрова, но имеющих хорошо развитые вибриссы, 42 рода приходится на представителей китообразных (39) и сирен (3). Среди ластоногих 1 род, рукокрылых - 1, грызунов – 1, непарно - и парнокопытных – 6, хоботных - 1. Род Homo – единственный из 58 родов приматов, представители которого лишены сплошного волосяного покрова. Как мог возникнуть подобный фенотипический эффект? Какие преимущества получают животные? Ходырев Н.Н.
38 Скрытая угроза Митохондрии обладают собственной системой передачи и реализации наследственной информации, которая теоретически может эксплуатироваться вирусами. Какие факторы осложняют репликацию и распространение вирусов митохондрий? При каких условиях все же возможно их появление в ходе эволюции? Предложите план исследования, призванного обнаружить такие вирусы или доказать их отсутствие в конкретной популяции клеток. Пупов Д.В.
39 Молекулярная гомология В ходе развития сравнительной анатомии были сформулированы три критерия гомологии: положения, специального качества и переходных рядов. Каким образом классические критерии гомологии могут быть применены для выявления гомологии белков (аминокислотных последовательностей)? Кузин И.А.
40 Враг в отражении Представьте, что в безжизненном районе Земли были обнаружены две лужи: в одной – экосистема из микроорганизмов, основанная на L-сахарах и D-аминокислотах, а в другой – похожая, но основанная на D-сахарах и L-аминокислотах. Затем эти две лужи оказались соединены. Каким образом «зеркальные» экосистемы будут взаимодействовать с точки зрения биохимии? К каким экологическим и эволюционным последствиям может привести это взаимодействие? Носов Г.А.
41 Биохимическая классификация Современные методы позволяют легко идентифицировать молекулярный состав сложнейших объектов. С другой стороны, большинство групп живых существ достаточно сильно различаются между собой по наличию или отсутствию определенных биохимических реакций. Предложите вариант естественной классификации, основанный на сходствах и различиях химических реакций, свойственных организмам. Какими соображениями Вы будете руководствоваться при отборе систематических признаков для таксонов высокого и низкого ранга? Оцените, насколько предложенная вами система отражает реальную филогенетическую классификацию. Пупов Д.В.
42 Реконкиста Современные наземные организмы с трудом возвращаются к пелагическому образу жизни. Представьте, что в результате массового вымирания в океане погибли все хищные животные. Предложите эволюционный сценарий вторичной колонизации такого океана представителями наземной фауны. Какие экологические ниши пелагиали могут быть освоены различными группами наземных животных, а какие останутся за потомками выживших водных видов? Агапов А.А.
43 Посторонним вход воспрещен Считается, что у прокариот часть эволюционных функций полового размножения по обеспечению генетического разнообразия выполняет горизонтальный перенос генов. Какие факторы ограничивают горизонтальный перенос и не позволяют прокариотам использовать любые гены любых организмов? Каким образом прокариотический организм может полностью защитить себя от риска горизонтального переноса генов? Как подобное событие скажется на его организации генома? Шилов Е.С., Суслов В.В.
44 Оптимизация Пластиды, как правило, устроены сложнее митохондрий и потенциально могут дублировать их функции. Что препятствует полному переносу функций от митохондрий к пластидам? В каких условиях и каким образом фотосинтезирующие пластиды могли бы взять на себя все функции митохондрий, так чтобы клетка могла полностью избавиться от последних? Методкомиссия
45 Игра «Жизнь» Место действия известной игры «Жизнь» - поверхность, состоящая из клеток, которые могут быть либо «живыми», либо пустыми. Переход клеток из одного состояния в другое определяется по простыми правилам, в зависимости от состояния соседних клеток. Приведите как можно больше аналогий между этой игрой и биологическими системами. В чем недостатки этих аналогий? Насколько оправдано название игры? Кузин И.А., Пупов Д.В.
46 Анатомия последовательностей Вам необходимо выяснить, являются ли гомологичными аминокислотные последовательности двух белков. Опишите, как можно решить эту задачу, применяя известные из сравнительной анатомии критерии гомологии: положения, специального качества и переходных рядов. В чем состоят ограничения такого метода определения гомологии последовательностей? Кузин И.А.
47 Дублер Многие гипотезы происхождения человека придают большое значение в этом процессе случайным небиологическим факторам (извержениям вулканов, появлению горных хребтов). Допустим, что в отряде приматов не появился разумный вид. Предположите, в какой группе животных наиболее вероятно его появление. При ответе используйте информацию о последовательности этапов возникновения интеллекта, взяв за основу различные гипотезы антропогенеза. Сапрыгин
48 Милашка Некоторые животные вызывают повышенную симпатию у значительной части людей. С какими особенностями этих животных это связано? Как такие особенности и соответствующие предпочтения могли возникнуть в ходе эволюции? Предложите модель максимально симпатичного животного. Шилов Е.С.
49 Декаданс Считается, что эукариоты произошли от прокариот. Предложите, наоборот, возможный механизм происхождения прокариот от эукариот. В каких условиях он мог бы реализоваться? С какими проблемами столкнулись бы первые прокариоты в мире эукариот? Бизяев Н.С.
50 Птерополис Известно, что некоторые виды животных живут в колониях, представленных несколькими фенотипическими классами (кастами), например, муравьи и термиты, у которых рабочие особи и солдаты сильно отличаются при почти одинаковом генотипе. Однако в колониях птиц и млекопитающих такой дифференциации особей по фенотипу не наблюдается. Почему одни группы животных формируют колонии с разделением на касты, а другие – нет? Предложите гипотетический вид птиц, особи которого, имея почти одинаковый генотип, образуют наибольшее количество кардинально отличающихся друг от друга каст. Как в этом случае достигается разнообразие фенотипов, и в каких условиях обитания его формирование наиболее выгодно? Жданков И.В.
51 Жизнь без мутаций Помимо мутаций источником генетического разнообразия для эволюции являются рекомбинация и горизонтальный перенос генов. Представьте себе идеальный организм, у которого нет точечных мутаций, связанных с ошибками ДНК-полимеразы и повреждениями ДНК. В каких случаях и при помощи каких механизмов рекомбинация и межорганизменный перенос ДНК смогут заменить мутации с эволюционной точки зрения? Предложите модель организма, способного к эволюционной адаптации, несмотря на отсутствие у него спонтанных мутаций. Шнепп Алексей
52 Заразный рак В настоящий момент известно всего несколько типов трансмиссивной злокачественной опухоли (в том числе у тасманийского дьявола). Почему это явление не распространено в природе? С какими трудностями сталкивается такая линия опухолевых клеток, и как она может их преодолеть? Предположите, какими способами, помимо известных, опухолевые клетки могут распространяться от организма к организму? Кондратенко Ю.Д.
53 Упрощение частей По мнению некоторых эволюционистов, главным направлением эволюции является упрощение частей биологических систем вследствие увеличения эффективности работы этих систем (например, упрощение клеток по мере усложнения многоклеточных организмов). Приведите соответствующие примеры и контрпримеры. Сделайте вывод об обоснованности данного утверждения о направлении эволюции. Кузин И.А.
54 USB-хвост В фильме «Аватар» представители коренного населения Пандоры могли «подсоединяться» к другим животным с помощью хвоста. Какими механизмами может обеспечиваться передача информации через такое соединение? Какие особенности строения нервной системы могут быть у организмов, общающихся таким образом? Как в ходе эволюции мог появиться такой общий для множества различных видов способ передачи информации? Ломов Н.А.
55 Буратино У некоторых растений встречаются сложно скоординированные реакции и движения, которые позволяют сравнивать их с реакциями многоклеточных животных. Какие причины (с точки зрения экологии и эволюции) могли бы привести к дальнейшему развитию этих способностей и возникновению «разума» у растений? Кузин И.А., Шилов Е.С.
56 Мир Ламарка Опишите, не вдаваясь в молекулярные механизмы, характер эволюции в мире, в котором главным фактором эволюции является наследование приобретенных признаков. Как по сравнению с нашим миром изменится структура биоразнообразия, степень адаптированности организмов, скорость эволюции и доля видов с половым размножением? Кузин И.А.
57 Регенерация клеток В первой трети XX века несколько микробиологов из разных стран утверждали, что в своем жизненном цикле бактерии могут проходить через неклеточную стадию, после которой вновь восстанавливается клеточная форма. Предложите наиболее правдоподобный механизм регенерации каких-либо клеток из неклеточного состояния, опираясь на аналогии с известными молекулярно-биологическими и клеточными процессами, а также на различные гипотезы возникновения клеток в ходе эволюции. Опишите структуру и состав неклеточного «живого вещества», из которого происходила бы такая регенерация. Кузин И.А.
58 Экологический лифт В ходе эволюции животных их место в пищевых цепях может меняться, причем возможен как подъем в консументы следующего порядка, так и спуск. Какие эволюционные процессы могут играть роль "экологических лифтов", поднимающих или опускающих положение организма в пищевых цепях? В каких средах обитания "экологические лифты" наиболее распространены? Приведите примеры животных, которые в недавнем прошлом поднялись/опустились на "экологическом лифте", и укажите причины, по которым это произошло. Шилов Е.С.
59 Вирусные коммуникации Недавно у некоторых бактериофагов было обнаружено чувство кворума. Кажется логичным, что коммуникация между вирусными частицами одного или нескольких разных вирусов могла бы быть выгодна для более успешной инфекции и их размножения. Предположите, какие пять функций с наибольшей вероятностью могла бы выполнять коммуникация между вирусами? Для каждой из этих пяти функций предложите правдоподобный механизм коммуникации между вирусами. В каких группах вирусов наиболее вероятно существование предложенных вами механизмов коммуникации? Кузин И.А.
60 Энты Для растений известны различные типы медленных движений, но сократительная ткань, необходимая для быстрых движений, у них отсутствует. Как могла бы быть устроена такая ткань? С какими преимуществами и недостатками будет связано наличие такой ткани? У каких растений она могла бы возникнуть в ходе эволюции? Агапов А.А.
61 Учиться никогда не поздно Переход к паразитизму связан со специализацией или даже морфо-физиологической дегенерацией организма. Насколько обратим этот процесс? Представьте себе, что одномоментно исчезли все животные, кроме облигатных паразитов грибов, животных и растений. К каким краткосрочным и долгосрочным последствиям это приведет? Какие группы паразитических животных смогут выжить, и за счет каких экологических стратегий? Кузин И.А.
62 Бактериальные сообщества Известно, что желудочно-кишечный тракт жвачных животных является местообитанием сложного бактериального сообщества, играющего ключевую функцию в пищеварении. В каких еще организмах встречаются подобные сложные сообщества и какие функции они выполняют у этих организмов? Для каких новых целей организмы могли бы использовать сложные бактериальные сообщества? Каким организмам, в настоящее время не имеющим таких сложных сообществ, было бы выгодно ими обзавестись? Филимонова А.В.
63 Тройное оплодотворение Одним из ароморфозов Покрытосемянных является двойное оплодотворение, позволяющее получить триплоидные клетки эндосперма. Какие преимущества имеет триплоидный эндосперм над гаплоидным с эволюционной точки зрения? Есть ли предпосылки к дальнейшему усложнению процесса оплодотворения у Цветковых и появлению тройного оплодотворения? Есть ли предпосылки, наоборот, к упрощению этого процесса? Вишницкая О.Н.
64 Игра «Эволюция» Предложите максимально длинное непротиворечивое сочетание нижеперечисленных свойств, характеризующих одно животное. Попробуйте подобрать реально существующий пример животного с таким набором свойств. Используемые свойства: хищник, падальщик, паразит, фильтратор, консумент I порядка, водное животное, эусоциальное животное, ядовитое животное, животное с элементами экзоскелета, мимикрирующее животное, территориальное животное, живородящее животное, животное строящее укрытия, живоное с большим размером тела. Кузин И.А.
65 Парадокс Пето Известно, что вероятность развития рака у разных видов организмов в пересчете на клетку весьма сильно варьирует и не дает положительной корреляции с размером и продолжительностью жизни организма. Примерно половина лабораторных мышей уже к концу второго года жизни умирает от рака, в то время как киты и слоны живут десятки лет не страдая от него. Это закономерность называется парадоксом Пето и свидетельствует о генетическом контроле вероятности онкологических заболеваний. Предположите причины возникновения такого контроля. Шилов Е.С.
66 Естественный отбор в истории С развитием цивилизации естественный отбор все слабее действует на человеческий вид. Возможно, наиболее интересный вид естественного отбора — это движущий отбор. Приведите возможные исторические примеры действия движущего отбора на человеческую популяцию. Какие генетические эффекты он мог вызвать? Кузин И.А.
67 Мутабор Живые организмы, как правило, значительно снижают число возникающих de novo мутаций за счет работы систем репарации. Однако возможна противоположная стратегия, направленная на увеличение наследственной изменчивости и рост числа мутаций, как, например, у вирусов с РНК-геномом. Какие преимущества и недостатки связаны с высокой частотой мутаций? Какие особенности онтогенеза, анатомо-физиологического строения тела и организации генетического аппарата будут характерны для многоклеточного организма с очень высокой частотой мутаций? Шилов Е.С.
68 Мичуринцы Некоторые экологические группы животных (насекомые-опылители, копытные и т.д.) в процессе коэволюции с растениями осуществляли их селекцию и значительно изменили их внешний вид, подобно искусственному отбору, проводимому людьми. Выберите несколько новых потенциальных сельскохозяйственных растений, над которыми уже "потрудились" животные-"селекционеры". По каким признакам идет такой "искусственный отбор" в исполнении животных? В каких случаях для выбранных вами растений векторы отбора, определяемые биотическими и абиотическими факторами эволюции, совпадают, а в каких - различаются? Шилов Е.С.
69 Альтернативная энергетика Множество «молекулярных машин» в каждой клетке превращают химическую энергию в механическую. Каким образом живые организмы могли бы решать обратную задачу, то есть преобразовывать механическую энергию (движение воды, воздуха и т.д.) в химическую? Предложите механизм работы такого преобразователя. У каких организмов и в каких условиях он мог бы возникнуть в ходе эволюции? Ломов Н.А.
70 Вирусы и бактерии Открытие гигантских вирусов – мимивирусов – поставило под сомнение существование четкой границы между вирусами и паразитическими бактериями. Предположите, какие недостающие переходные формы, еще неоткрытые или существовавшие ранее, можно расположить в ряду между вирусами и бактериями. Свою точку зрения обоснуйте. Кузин И.А., Шилов Е.С.
71 Мягкая сила В межвидовой конкуренции можно выделить эксплуатационную и интерференционную. В первом случае один вид успешнее потребляет общий с другим видом ресурс окружающей среды, обрекая конкурента на исчезновение из-за недостатка ресурса, во втором - особи одного вида побеждают особей другого в прямых столкновениях. Приведите альтернативные способы вытеснения одних видов другими видами - реально существующие или гипотетические. Для каких экологических групп могут быть характерны такие виды конкуренции? Предложите модель вида с наибольшим числом способов конкуренции с другими видами. Суслов В.В.
72 Саблезубый тигр Ископаемые остатки показывают, что размеры тела и длина клыков саблезубых тигров увеличились к моменту вымирания. Сформулируйте возможные гипотезы для объяснения этого феномена? Копысов В.А.
73 Чужой против Хищника По типу метаболизма все эукариоты подразделяются на фотолитоавтотрофов и хемоорганогетеротрофов. Среди прокариот можно обнаружить и шесть других возможных типов метаболизма. Проранжируйте эти шесть типов метаболизма по вероятности возникновения среди многоклеточных эукариот. Какие из существующих многоклеточных организмов могут дать начало каждому из них? Приобретение какого из шести типов метаболизма многоклеточными проще всего с эволюционной точки зрения? Агапов А.А., Ломов Н.А.
74 Ретроэндосимбиоз Представьте себе, что эукариотические клетки возникли по альтернативному сценарию: клетка с развитой системой внутриклеточных мембран с анаэробным метаболизмом была поглощена клеткой с интенсивным окислительным метаболизмом. Кто, по-Вашему мнению, из симбионтов будет «главным», а кто «подчиненным»? С какими трудностями столкнется возникший организм? Чем может быть выгоден такой вариант эндосимбиоза? Шилов Е.С.
75 Эукариоты По-видимому, эукариоты возникли в результате эндосимбиогенеза некоторого предшественника с предком митохондрии. Однако от прокариот их отличает ряд новых признаков, которые не могли возникнуть одновременно. Предложите наиболее правдоподобную, на Ваш взгляд, последовательность возникновения различных эукариотических признаков. Свое решение аргументируйте. Шилов Е.С.
76 Химическая эволюция Одной из наиболее популярных гипотез о происхождении жизни является концепция «Мир РНК», утверждающая, что первой молекулой, отделившей жизнь от «не-жизни», была именно РНК. Точнее рибозимы — молекулы РНК, способные к самовоспроизведению матричным способом. Предположите пути химической эволюции макромолекул, приведших к становлению классического пути реализации генетической информации в клетке ДНК - РНК - белок и опишите процессы, происходящие при эволюционировании РНК в ДНК и при передаче ряда функций РНК белкам. Шаламов Р.В.
77 Мир горизонтального переноса Считается, что у прокариот часть эволюционных функций полового размножения по обеспечению генетического разнообразия выполняет горизонтальный перенос генов. Как могла бы быть организована биосфера без полового размножения, но с горизонтальным переносом генов? Какие особенности видообразования и видового разнообразия будут характерны для такого мира? Какие особенности были бы характерны для многоклеточных организмов из такой биосферы? Пупов Д.В.
78 Отдаленная гибридизация Отдаленная гибридизация довольно часто происходит в эволюции растений, однако менее характерна для животных. Какие проблемы возникают при отдаленной гибридизации животных? Как эти проблемы можно решить? Предложите модель животного, возникшего в результате максимально отдаленной гибридизации. Какие особенности организации генома, регуляции развития и экологии будут характерны для этого организма? Кузин И.А., Пупов Д.В.
79 Камень, ножницы, бумага Многие случаи конкуренции в экологии и эволюции можно рассматривать с точки зрения теории игр, когда «игроками» являются виды или отдельные организмы, а игровые стратегии определяются генетически. В частности, интересна ситуация, когда стратегия А побеждает стратегию В, В побеждает С, но С побеждает А. Приведите несколько реальных или гипотетических примеров такой «игры» внутри вида или между видами многоклеточных организмов. Объясните, за счет чего она возникает. Предположите, как будет с течением времени изменяться численность игроков с разными стратегиями и их распределение в пространстве. Кузин И.А.
80 Умная оболочка Бактериофаги после инфицирования клетки и репликации собственной ДНК проходят этап сборки вирусных капсидов и покидают клетку. Однако процесс упаковки геномной ДНК фага в капсид не всегда происходит точно, и в ряде случаев упакованной может оказаться клеточная ДНК. Предложите несколько механизмов, позволяющих обеспечить высокую избирательность при упаковке в капсид фаговой ДНК. Какой из предложенных вами способов будет наиболее эффективным и универсальным? С какими преимуществами и недостатками для фага и для хозяйских клеток будет связано увеличение избирательности упаковки вирусной ДНК? Пупов Д.В.
81 Ex viri Допустим, что стадией онтогенеза некоторого клеточного организма является вирус. Предложите механизм перехода в жизненном цикле этого организма от вирусной стадии к клеточной. Какую роль может играть в жизненном цикле вирусная стадия? В чем могут быть преимущества и недостатки такой стратегии онтогенеза? Костюк А.И.
82 Самый старый Для животных разных видов характерна различная продолжительность жизни. Рассмотрите виды животных с быстрой сменой поколений и, наоборот, самых долгоживущих. Определите, какие экологические и эволюционные факторы регулируют продолжительность жизни в каждом из рассмотренных случаев. Чем с этой точки зрения может быть обусловлено существование «долгожителей»? Пупов Д.В.
83 Страшная месть Существуют прокариоты - паразиты других прокариот, однако нам неизвестны эукариоты, являющиеся в отношении прокариот не хищниками, а паразитами. Почему такая экологическая стратегия не распространена? Рассмотрите возможные способы паразитирования эукариот на прокариотах. Какой из них легче реализовать? Какие эукариоты могли бы перейти к такому образу жизни? Шилов Е.С.
84 Жизнь без эндосимбиогенеза Представьте себе, что в ходе эволюции эукариот не произошло бы ни одного приобретения эндосимбионтов, но все же возникли многоклеточные организмы. Предположите, как в таком случае была бы устроена «эукариотическая клетка». Каким образом могло бы быть компенсировано отсутствие эндосимбионтов? Ломов Н.А.
85 Яблони на Марсе В настоящее время активно ведутся поиски жизни на других планетах Солнечной системы и их спутниках. Даже если аборигенная жизнь и не будет там обнаружена, то некоторые небесные тела могут оказаться пригодными для жизни существующих земных организмов. Проанализируйте с этой точки зрения Марс, Титан и Европу. Представьте выборку организмов из состава земной биоты, которая может заселить их. Предложите варианты соответствующих биопланетохимических циклов для рукотворных биосфер этих небесных тел. Шилов Е.С.
86 Неразумный дизайн Сторонники креационизма часто придерживаются концепции «разумного дизайна», которая предполагает идеальную адаптированность организмов. Однако часто в ходе эволюции зафиксированным оказывается не самый оптимальный вариант биологической системы. За счет чего это может происходить? Приведите примеры таких не самых удачных «технических решений» природы для человека. На каких стадиях эволюции предков человека они были приобретены? Можно ли их сгруппировать по причинам возникновения? Кузин И.А., Шилов Е.С.
87 Минимальный геном Вас пригласили работать в проект «Минимальный геном», задача которого состоит в определении минимального набора генов, с которым может существовать и размножаться клетка в благоприятных для нее условиях, и когда в питательной среде присутствуют все необходимые ей низкомолекулярные метаболиты. Обсудите реальность создания такой клетки. Какие гены (группы генов) Вы выберете для создания «минимального генома»? Какими соображениями и экспериментальными подходами Вы будете руководствоваться для осуществления такого отбора? Кузин И.А.
88 Цикл Кребса Происхождение биохимических циклов довольно загадочно, так как на первый взгляд они могут быть полезны только в «готовом» виде. Существует две гипотезы возникновения цикла трикарбоновых кислот (ЦТК). Согласно одной точке зрения ЦТК возник еще до появления первых организмов, но был восстановительным (работал в обратном направлении). По другой версии ЦТК мог возникнуть в результате замыкания окислительной и восстановительной ветвей, выполнявших до этого независимые функции. Приведите как можно больше аргументов, подтверждающих или опровергающих ту или иную гипотезу. Кузин И.А.
89 Многоклеточные прокариоты Некоторые прокариоты, например, ряд цианобактерий и миксобактерии, способны образовывать скопления дифференцированных клеток, однако они не могут считаться истинными многоклеточными организмами. Какие особенности строения эукариотических клеток, по сравнению с прокариотическими, могли быть важны для появления в процессе эволюции многоклеточных организмов? Кузин И.А.
Любое использование и перепечатка задач представленных в данной базе возможно только при условии указания авторства Методической комиссии ВТЮБ и ссылки на сайт Турнира. Пример: "Задача предоставлена Методической комиссией Всероссийского Турнира юных биологов. Сайт Турнира: bioturnir.ru"

Открытая база задач ТЮБ

Задач в открытой базе: 413 шт.

Закрытая база задач ТЮБ

Задач в закрытой базе: 924 шт.

База заданий жеребьевок

Заданий жеребьевок: 151 шт.