Экология

Название Формулировка задачи Автор
1 Изюмительный плод Получение бессемянных плодов растений - это весьма привлекательная цель, однако семена являются необходимым материалом для поддержания культуры. Предложите универсальный биологический агент, который мог бы запускать образование плода у различных сельскохозяйственных культур без образования у них семян. Как такой агент мог бы функционировать? Как ограничить действие этого универсального агента только выбранными культурами? Зотова А.А., Зотов И.А., Шилова О.Н.
2 Конь в пальто В природе существуют животные, использующие различные "костюмы", не синтезированные самим организмом. Какие функции может выполнять такая "одежда"? Каким животным, в настоящее время, не использующим данную стратегию, могла бы пригодиться "одежда"? Предложите модель организма с наиболее обширным и разнообразным "гардеробом", имеющим функциональное значение. Алкин Н.А.
3 Гаметофорезия Растения часто используют животных «опылителей» для распространения пыльцы или спор. Рассмотрите преимущества и недостатки "опыления" у животных: переноса гамет от одной особи к другой при помощи других животных. Предложите модель из двух видов: животного-продуцента гамет и животного-«опылителя» Пуховая Е.М.
4 Снайпер Некоторые животные применяют прицельную «стрельбу по противнику». Приведите примеры таких «снайперов» и их «метательных снарядов». Какие типы «боеприпасов» наиболее перспективны для «снайперов» с точки зрения защиты и с точки зрения нападения? Какие из существующих ныне животных могут стать «снайперами» в будущем? Ломов Н.А.
5 Колобок Предложите, каким образом были бы устроены и могли бы передвигаться, питаться, дышать и размножаться животные, подобные Колобку из одноименной сказки. В каких биотопах они бы обитали? Пупов Д.В.
6 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.
7 Поиски нового вида Перед Вами поставлена задача в самые сжатые сроки отыскать новый, до этого неизвестный науке, вид многоклеточных организмов. Какие действия Вы предпримете для ее выполнения? Где Вы будете его искать и с помощью каких методов? Что это будет за организм? Как Вы будете доказывать уникальность и новизну своей находки? Пупов Д.В.
8 Чебурашка Герой книги Э.Успенского – Чебурашка – случайно попал в нашу страну. Предположите родину героя по его морфометрическим признакам и экологическим потребностям. Каково его систематическое положение и место в иерархической системе живого? Можно ли Чебурашку акклиматизировать в умеренной климатической зоне? Пересторонина О.Н.
9 Хищник-жертва Как правило, хищник и жертва сопоставимы по размерам. Однако известны случаи, когда это не соблюдается. Чем определяется максимальный и минимальный относительный размер добычи? Сравните анатомические, физиологические и экологические адаптации, которые могут позволить хищнику охотиться на максимально крупную добычу и на максимально мелкую. Ковалева
10 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.
11 Три поросенка Многие животные обустраивают свои местообитания для удовлетворения различных потребностей. Какое свободноживущее животное строит лучший дом? Предложите критерии оценки и определите победителей по трем номинациям: долговечность, защищенность и лучший дизайн. Пупов Д.В.
12 Сцилла Многие водные животные ведут прикрепленный образ жизни, но среди наземных животных такая экологическая стратегия не распространена. Какие факторы ограничивают распространение прикрепленных наземных животных? Предложите модель наземного позвоночного, ведущего прикрепленный образ жизни. С какими трудностями он будет сталкиваться, и как он сможет их преодолеть? Агапов А.А.
13 Blackout Представьте, что в результате какой-то катастрофы солнечные лучи длительное время не доходили до поверхности Земли. Организмы с какими типами метаболизма (по источнику углерода, по источнику энергии и по акцептору электронов) продолжат существование в таких условиях? Каким образом эти организмы будут повторно колонизировать Землю после восстановления освещенности? Какие экологические ниши они займут в первую очередь? Агапов А.А., Ломов Н.А., Кузин И.А.
14 Понаехали тут Крупные города представляют собой принципиально новые биотопы и экологические ниши для живых организмов. В чем состоят экологические особенности больших городов как среды обитания? Какие новые живые организмы из «дикой природы» смогут заселить урбобиотопы? Для каких групп переезд в города в будущем приведет к видообразованию? Шилова О.Н., Шилов Е.С., Суслов В.В.
15 Прудовик-моревик В некоторых крупных таксонах животных (например, в типе Моллюски) есть группы: 1) специализированные к пресноводным местообитаниям, 2) специализированные к морским местообитаниям и 3) универсальные, способные жить и там и там. Какие причины, кроме различия осмотического давления, «запрещают» (мешают) водным животным осваивать новую среду обитания? Как эти ограничения обходят группы-универсалы? В каком направлении переход более вероятен, из пресной воды в морскую или наоборот? Шилова О.Н.
16 Живородящие птицы Переход к внутриутробному развитию и живорождению происходил в различных таксонах позвоночных неоднократно, получив наибольшее развитие у млекопитающих. С какими преимуществами и недостатками связан переход к живорождению у различных классов позвоночных? Предложите модель птицы, перешедшей к живорождению, опишите анатомические, физиологические и экологические особенности этого организма. Пупов Д.В.
17 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.
18 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.
19 Мир без животных Ученый-гуманист К.Э. Циолковский предлагал уничтожить почти всех животных. Представьте, что все животные на Земле исчезли. К каким краткосрочным и долгосрочным последствиям для биосферы приведет это событие? Какие группы организмов могли бы занять освободившиеся ниши? Будут ли различаться последствия такого исчезновения для водных и наземных экосистем? Кузин И.А.
20 Миксотроф Известно, что эвглена зеленая может чередовать гетеротрофный и автотрофный типы питания. Данная стратегия на первый взгляд выглядит очень выгодной. Почему она не распространена среди многоклеточных организмов? Кто скорее мог бы дать начало группе многоклеточных миксотрофов: животные или растения? Кузин И.А., Пупов Д.В.
21 Великан-лилипут В каждом крупном таксоне существуют свои виды-великаны, такие как синий кит среди млекопитающих, гигантский кальмар среди моллюсков и т.д. Однако «великаны» из некоторых таксонов, например, насекомых, малы по сравнению с другими большими животными. Предложите для беспозвоночных животных класс, а для позвоночных животных отряд, в которых виды-великаны были бы наименьшими по своему размеру. Какие факторы ограничивают максимальный размер животных в этих таксонах? Шилов Е.С.
22 Игла Кащея В русских народных сказках Кащей Бессмертный хранил иглу на дубе в «матрешке» из различных живых организмов. Предложите наиболее длинную «матрешку» из реально существующих животных/грибов/растений, подходящую для хранения игры размером не менее 20 микрометров. Какие методы потребуется Ивану Царевичу, чтобы добраться до иглы, нанеся минимальный урон живым организмам, максимально используя их биологические особенности и при этом не сломав иглу раньше времени? Шилов Е.С.
23 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.
24 Подкидыш Гнездовой паразитизм характерен не только для кукушки, но встречается у других птиц, а также у насекомых и рыб. Какие особенности птиц делают для них возможной такую экологическую стратегию? Какие особенности млекопитающих препятствуют развитию у них гнездового паразитизма, в каких случаях эти препятствия могут быть преодолены? Предложите модель млекопитающего - гнездового паразита. Кузин И.А.
25 Старуха-процентщица В среднем передача энергии с одного трофического уровня на другой составляет около 10%. Тем не менее, для отдельных видов в трофических цепях это значение может быть как существенно больше, так и существенно меньше. Предложите модели самого «жадного» и самого «щедрого» организмов, относительно передачи энергии на следующий трофический уровень. Какие экологические, физиологические и биохимические особенности будут характерны для каждого из них? Шилов Е.С.
26 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.
27 Третий не лишний Представьте вид триплоидных организмов, у которых для оплодотворения необходимо слияние гамет от трех родителей. С какими преимуществами и недостатками связан данный способ размножения? Опишите механизмы деления клеток у таких особей. В каких условиях и каким группам организмов мог бы быть выгоден такой способ размножения? Костюк А.И.
28 Мальчик-с-пальчик Обычно в ходе онтогенеза размер и масса животного возрастают, но есть животные, которые снижают эти параметры в результате метаморфоза во взрослую особь. Какие особенности жизненного цикла делают возможным и необходимым уменьшение размеров (массы) животного в процессе онтогенеза? Какие преимущества это может давать организму? Предложите гипотетическое или реально существующее животное, у которого отношение размеров (массы) личинки и половозрелой особи максимально. Какими анатомическими, физиологическими и экологическими особенностями будут обладать личинка и взрослая особь такого животного? Катруха В.А.
29 Неопалимые Известно, что мифические саламандры не горят в огне. Какие реально существующие животные могли бы быть их прототипами? Предложите модель животного, которое наиболее успешно выживает при природных пожарах. Какими анатомическими, физиологическими и экологическими особенностями будет обладать такое животное? Шилова О.Н., Шилов Е.С.
30 Заботливые растения У животных встречается широкий спектр анатомических, физиологических и поведенческих адаптаций, способствующих выживанию потомства. Предложите классификацию этих адаптаций и выделите их аналоги у растений, если это возможно. Какие новые виды заботы о потомстве могли бы быть полезны и реализованы в случае растений? Пупов Д.В.
31 Мировой змей Линейные размеры большинства животных ограничены. В частности, потому что масса животного увеличивается пропорционально кубу линейного размера, а функциональная активность некоторых органов и тканей увеличивается пропорционально квадрату размера. Какие анатомические и физиологические особенности длинных животных отчасти позволяют решать эту проблему? Какие факторы ограничивают их длину? Насколько успешно справляются с ними различные длинные животные? Шилов Е.С.
32 Съешь меня! Несъедобность, обусловленная ядовитостью, широко распространена среди самых разных животных, но крайне редко встречается у амниот. С какими эволюционными и физиологическими причинами это может быть связано? Кузин И.А.
33 Вторичноводные Кайнозой – время расцвета сухопутных организмов: насекомых, покрытосеменных растений, млекопитающих и птиц. Однако вторичная колонизация моря удалась этим группам в разной степени. Сравните перечисленные таксоны по успешности перехода к морскому образу жизни. Какие из возникающих при таком переходе проблем являются общими, а какие — различными для этих групп организмов? Какую роль в освоении моря играет пресноводная среда? Шилов Е.С.
34 Водопровод Во многих районах Земли существует проблема доставки пресной воды на большие расстояния. Предложите способ непосредственного использования живых растений для транспортировки и последующего выделения пресной воды, а также модель растения, наиболее подходящего для такого процесса. Какое растение могло бы послужить прототипом для такой модели? Пупов Д.В.
35 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.
36 T-1000 Некоторые низшие животные (трихоплакс, губки) могут практически неограниченно изменять свою форму и собираться вновь после разделения на части. Предложите модель строения животного, обладающего основными системами органов, с такими же свойствами. Чем могут быть обусловлены пластичность его формы и способность к самосборке? Какую экологическую нишу мог бы занять такой организм? Ломов Н.А.
37 Искушение паразитизмом Среди каких типов многоклеточных животных переход к паразитизму может происходить проще всего, а среди каких – сложнее всего? С какими морфофизиологическими особенностями это связано? Какая из перечисленных Вами особенностей представляется ключевой для облегчения перехода к паразитизму? Носов Г.А.
38 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
39 Ахиллес и черепаха Скорость работы ферментов характеризуется числом оборотов Kcat и может значительно различаться у ферментов из разных источников, но обладающих одинаковой субстратной специфичностью. Какие преимущества и недостатки для функционирования живой клетки будет иметь увеличение значения Kcat в случае какого-либо фермента? Какие факторы накладывают ограничения на скорость работы ферментов? Сравните потенциальную возможность увеличения в ходе эволюции скорости работы ферментов в случаях прокариот и эукариот. К каким изменениям в метаболизме бактерии приведет превращение всех ее ферментов в максимально «быстрые»? Кузин И.А.
40 Плесень-ленд Лучшие ботанические сады мира дают посетителям возможность оценить красоту растений со всех уголков планеты. Представьте, что вам предстоит создать подобный сад грибов и грибоподобных организмов. С какими сложностями при выращивании и содержании сада вам придется столкнуться? Предложите три различные экспозиции вашего плесень-ленда, максимально широко представляющие таксономическое разнообразие данных групп организмов. Алкин Н.А.
41 Специфичные вкусы Растения часто используют животных для переноса пыльцы или спор. Рассмотрите преимущества и недостатки доставки гамет между животными через растение-посредника. Предложите модель из двух видов: животного-продуцента гамет и растения-«опылителя». В каких условиях могли бы возникнуть такие отношения? Агапов А.А.
42 Флешка Предложите механизм коммуникации между организмами с развитой нервной системой за счет передачи информации в виде долго хранящегося съемного модуля (аналога флешки). Каковы будут преимущества и недостатки такого механизма по сравнению с другими способами коммуникации? Пупов Д.В.
43 Прятки Долгие годы поиск новых антибиотиков ученые вели среди культивируемых почвенных микроорганизмов. Однако многие патогены вскоре приобрели устойчивость к традиционным антибиотикам. В каких еще экологических нишах будет перспективен поиск новых организмов-продуцентов антибиотиков? По каким критериям вы будете выбирать эти ниши? Филимонова А.В.
44 Матрешка Преформисты предполагали, что внутри взрослого организма находится маленький организм - будущий потомок, внутри которого, в свою очередь, его будущий потомок и т.д. Приведите примеры организмов, в той или иной степени использующих "матрешечный принцип" при размножении. Предложите модель гипотетического животного, наиболее полно реализующего принцип "матрешечного размножения". Какие преимущества и недостатки будут характерны для животного с таким принципом размножения? Каким образом возникающие проблемы могут быть решены? Кузин И.А.
45 Недохищники Термин «хищничество», как правило, применяют в отношении животных, однако в нескольких классах грибов существуют независимо возникшие группы хищных организмов. Сравните представителей хищных грибов и растений по способам привлечения добычи, механизмам поимки и переваривания, а также эффективности хищничества для удовлетворения энергетических и биосинтетических потребностей. Какие ограничения не позволили грибам сделать хищничество основным способом добывания пищи? Шилов Е.С.
46 Колобок Предложите, каким образом могли бы быть устроены и передвигались, питались, дышали и размножались животные, подобные на Колобку из одноименной сказки. В каких биотопах они бы обитали? Пупов Д.В.
47 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.
48 Рой Известно, что кроме эусоциальных насекомых, таких как муравьи или термиты, существуют и эусоциальные млекопитающие - например, голые землекопы. Какие преимущества и недостатки связаны с эусоциальностью? В каком типе, классе или отряде животных, в котором неизвестны эусоциальные виды, такой вид мог бы легче всего возникнуть? Предложите модель строения и функционирования колонии этих животных. Носов Г.А.
49 Жизнь без вирусов Одно из самых опаснейших заболеваний человека — оспа — было полностью побеждено на нашей планете в XX веке. Возможно в будущем, благодаря усилиям ученых и медиков, судьбу оспы повторят и другие вирусные заболевания. Положительные последствия такой победы очевидны. Проанализируйте, какие отрицательные последствия уже нанесла и еще может нанести подобная всеобъемлющая победа? Пупов Д.В.
50 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.
51 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.
52 Маршрутка Многие организмы используют других организмов для перемещения (эпибионты). Предложите модель организма, который перевозил бы на своей поверхности наибольшее число различных видов организмов, получая при этом выгоду от сообщества своих пассажиров. Вьюшков В.С.
53 Смена диеты В ходе эволюции некоторые виды животных, относящиеся к отрядам типично травоядных или типично плотоядных животных, изменили свою пищевую специализацию. С какими проблемами животные сталкиваются при переходе от плотоядности к травоядности и наоборот? В каком из этих направлений «смена диеты» происходит легче в ходе эволюции и почему? Шилов Е.С.
54 25% Известно, что передача энергии с одного трофического уровня на другой составляет в среднем около 10%. Представьте, что средняя эффективность передачи энергии между трофическими уровнями повысилась до 25%. Какое влияние это окажет на биоразнообразие, структуру экосистем и направления эволюции? Пупов Д.В.
55 Эйва где-то рядом В фантастическом фильме «Аватар» была описана энергоинформационная сеть, объединяющая и связывающая всю биосферу планеты. Хотя сеть подобного масштаба и не может существовать на Земле, в отдельных биотопах и экологических нишах существуют подобные энергоинформационные сети между организмами. Приведите несколько примеров подобных энергоинформационных сетей разных масштабов и сравните их по эффективности функционирования. Шилов Е.С.
56 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.
57 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.
58 Третий не лишний Представьте себе вид, представленный триплоидными организмами, у которых для оплодотворения необходимо слияние гамет от трех родителей. С какими преимуществами и недостатками связан такой способ размножения? Опишите процессы деления клеток у таких организмов. Костюк А.
59 Большая рыба Самые крупные известные нам животные - синие киты. С какими причинами связан гигантизм у усатых и зубатых китов? Почему рыбы уступают им по этому параметру? С чем связаны существующие различия по размеру среди различных видов китов? Какие анатомические, физиологические и экологические причины ограничивают дальнейшее увеличение размера водных позвоночных? Суслов В.В.
60 Вторичные митохондрии При возникновении фотосинтезирующих эукариот в процессе эндосимбиоза с предками пластид приобретение и потеря симбионта происходили многократно и параллельно в разных систематических группах. Однако в случае возникновения митохондрий путем эндосимбиоза такого не обнаружено. По каким причинам в случае митохондрий не распространены случаи вторичного эндосимбиоза? В каких условиях и каким образом эукариотическая клетка могла сначала потерять митохондрии в ходе эволюции, а затем приобрести новые? Пуховая Е.М.
61 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.
62 Фантастические твари Представьте себе, что сказочные существа из книг о Гарри Поттере – гиппогрифы, смеркуты и пушистики карликовые – являются, на самом деле, потомками представителей реальной фауны. Предложите их систематическое положение, исходя из внешнего вида и поведения. Какие экологические ниши они могли бы занимать? Возможна ли их интродукция на территорию Кировской ЛМШ? Пупов Д.В.
63 Царство Аида Для животных-троглобионтов пещеры являются постоянной средой обитания. Какие экологические и физиологические адаптации необходимы позвоночному животному, чтобы cтать постоянным жителем пещер? Предположите, представители какого отряда позвоночных, ныне не живущие в пещерах, с наибольшей вероятностью могли бы стать троглобионтами и укажите признаки, которые позволят им перейти к такому образу жизни. Суслов В.В.
64 Биотреш Экологи обсуждают осуществляемое человечеством загрязнение биосферы долго разлагающимися отходами, однако уделяют мало внимания тому, что многие миллионы лет различные живые организмы выделяют продукты жизнедеятельности, которые также с трудом подвергаются биодеструкции или вообще не разлагаются. Приведите примеры таких живых организмов – «загрязнителей» с наибольшим влиянием на биосферу (ТОП-5 таксонов). Какие функции для них играют вещества - «загрязнители»? Возможно ли существование «безотходной биосферы»? Шилов Е.С.
65 Молекулярное оружие Биологические способы борьбы с вредителями являются одними из самых перспективных. Предложите основанный на принципах молекулярной биологии способ борьбы, который с минимальными модификациями можно было бы использовать для уничтожения вредителей из самых разных таксонов. Кузин И.А., Пупов Д.В.
66 Кентавр Допустим, что план строения позвоночных легко допускал бы изменение числа конечностей в ходе эволюции. Какое число конечностей было бы оптимальным для разных групп позвоночных с точки зрения их среды обитания и экологической специализации? В каких направлениях у них шла бы специализация конечностей? Кузин И.А.
67 Blackout Представьте, что в результате какой-то катастрофы солнечные лучи длительное время не доходили до поверхности Земли. Какие экосистемы продолжили свое существование в таких условиях? Каким образом в ходе эволюции виды из этих экосистем будут осуществлять повторную колонизацию Земли после восстановления освещенности? Какие экологические ниши они займут в первую очередь? Агапов А.А., Ломов Н.А., Кузин И.А.
68 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.
69 Экстрим Среди прокариот встречаются различные экстремофилы: термофилы, галофилы, психрофилы и т.д. Какие группы многоклеточных животных являются чемпионами в различных "экстремальных дисциплинах", а какая – чемпионом в "экстремальном многоборье" (не учитывая человека)? Какие анатомические, физиологические и биохимические особенности обеспечивают успешное выживание этих животных в экстремальных средах? Пупов Д.В.
70 И ад следовал за ним Природно-очаговые инфекции являются естественной защитой биомов от вторжения инвазивных видов. Для нормального функционирования системы природно-очаговой инфекции кроме самого возбудителя требуются также животные-переносчики, активно заражающие других существ, и животные-резервуары, в популяциях которых осуществляется долговременное существование возбудителя. Однако иногда инвазивные виды не погибают, а напротив, становятся новыми резервуарами для инфекции, позволяя ей значительно расширить свой природный очаг (например, так произошло с крысами и чумой в Средние века). Выделите признаки, которыми должно обладать оптимальное животное-резервуар. Предложите пять животных, перспективных для того, чтобы сделать их новыми резервуарами пяти любых природно-очаговых инфекций в максимально возможном количестве различных биотопов и климатических зон. Пащенко Д.И.
71 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.
72 Дискогусь Хорошо известны примеры биолюминисценции среди глубоководных рыб, однако это явление не характерно для сухопутных позвоночных. С какими причинами это может быть связано? Предположите, какие функции биолюминисценция могла бы выполнять у наземных позвоночных. Какую экологическую нишу мог бы занимать такой организм? В каком отряде тетрапод он мог бы возникнуть в ходе эволюции? Ходырев Г.Н.
73 Абсолютный размер Представьте, что Вам прислали фотографию организма ранее неизвестного науке вида, но без указания масштаба снимка. Как можно оценить абсолютный размер этого организма? Как будет отличаться решение этой задачи для разных групп организмов? Насколько точными будут эти оценки? Кузин И.А.
74 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
75 Универсальный паразит В ходе коэволюции патогенность паразита часто уменьшается, так как гибель хозяина может быть опасна для паразита. Представьте модель эукариотического организма-паразита, придерживающегося противоположной стратегии: опасный паразит не заботится о здоровье окончательного хозяина, так как способен переключаться на окончательных хозяев других видов. Какие анатомические, физиологические и экологические особенности будут характерны для такого паразита? Насколько универсальным может быть такой паразит? Какой может быть его систематическая принадлежность? Пупов Д.В., Астахова А.А.
76 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.
77 Замедленная жизнь Многие организмы способны сильно замедлять процессы жизнедеятельности. Приведите примеры таких процессов. До каких пределов может замедляться скорость различных биологических процессов? В каких экологических нишах может существовать «медленная» жизнь? Как в таком случае изменится скорость эволюционных процессов? Пупов Д.В., Шилов Е.С.
78 Краеугольный камень В экологии выделяют ключевые виды, играющие критическую роль в поддержании структуры экосистемы. Составьте «Top 5» видов, ключевых для поддержания биосферы в целом, исчезновение которых приведет к наихудшим экологическим последствиям. Кузин И.А.
79 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.
80 Универсальный мигрант Экологическая стратегия некоторых растений состоит в том, чтобы быстро заселять незанятые территории. Встречается ли такая стратегия у животных? Предложите модели позвоночного и беспозвоночного животных, основу экологической стратегии которых составляет постоянная миграция в "свободные" биотопы. Какие морфофизиологические особенности позволили бы им максимально распространиться по земному шару? Какие животные наиболее близко подошли к реализации такой стратегии? Шилов Е.С.
81 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.
82 Импортозамещение Животноводство не получило широкого распространения в Австралии вплоть до начала ее колонизации европейцами в XVIII веке. Какие представители фауны этого континента с наибольшей вероятностью могли бы стать основой мясного, молочного, шерстного, тяглового и т. д. хозяйства австралийских аборигенов до момента занесения в Австралию новых видов? Какие анатомические, физиологические и экологические особенности этих видов осложнят их использование в сельском хозяйстве? Как эти проблемы можно будет решить? Алкин Н.А.
83 Прометей Считается, что «приручение» огня сыграло очень важную роль в эволюции предков человека. Предложите наиболее примитивный модельный организм, который был бы способен разводить, использовать и поддерживать открытый огонь. С какими преимуществами и недостатками будет связана такая экологическая стратегия? Акутин И.А.
84 Пазл Считается, что появление новых органелл - митохондрий и хлоропластов у предков эукариотических клеток происходило в процессе эндосимбиоза. Предложите модель строения многоклеточного организма, который мог бы использовать многоклеточного симбионта в качестве одного из своих органов. Какими преимуществами и недостатками будет обладать подобный подход? Предложите пару организмов хозяин - симбионт, которая могла бы с наибольшей вероятностью стать основой для такого "эндосимбиоза". Какой орган хозяина будет способен заменить такой симбионт? Пупов Д.В.
85 Ретровирусы прокариот Среди вирусов эукариот встречается ретровирусная стратегия репликации. С какими преимуществами она связана? По каким причинам ретровирусы не обнаружены среди вирусов прокариот? Каким образом и в каких условиях могли бы быть преодолены трудности, с которым сталкиваются гипотетические ретровирусы прокариот? Пупов Д.В.
86 Морские цветы Морские покрытосеменные растения, в отличие от пресноводных, представлены всего несколькими видами. С какими трудностями покрытосеменные сталкиваются в морской среде? Как эти трудности можно преодолеть? Предложите модель цветкового растения, наилучшим образом приспособленного к жизни в море. Олина А.В.
87 Кентавр Передняя половина мифического кентавра - от человека, а задняя - от лошади. Реконструируйте анатомические, физиологические и экологические особенности кентавра, исходя из сравнения его с человеком и лошадью, а также из древнегреческих изображений. Какое животное имело бы больше шансов быть жизнеспособным – кентавр или антикентавр (передняя половина от лошади, задняя - от человека)? Мифологические тексты для обоснования ответов на вопросы задачи просьба не использовать! Акутин И.А.
88 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.
89 Маятники Для биологических систем типична способность генерировать периодические процессы, не зависящие непосредственно от абиотических факторов. Приведите характерные примеры эндогенных периодических процессов для разных уровней организации живого. Предложите механизмы их возникновения. Что в этих механизмах общего? В чем адаптивное значение биологических «маятников»? Шушканова Е.Г., Кузин И.А.
90 Суперпаразит Рассмотрите жизненные циклы различных многоклеточных паразитических животных. Какие особенности этих циклов являются наиболее важными для выживания и размножения таких организмов? Какими критериями определяется приспособленность и «совершенство» паразита? На основе проанализированных Вами данных предложите жизненный цикл для «суперпаразита», в наибольшей степени отвечающего сформулированным Вами критериям. Маликова Ф.А.
91 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.
92 Снайпер Некоторые животные применяют прицельную «стрельбу по противнику». Приведите примеры таких «снайперов» и их «метательных снарядов». Какие «боеприпасы» наиболее перспективны для «снайперов» с точки зрения защиты и с точки зрения нападения? Какие животные могут стать «снайперами» в будущем? Ломов Н.А.
93 Гондвана 2.0 Представьте, что в наше время в результате движения земной коры Южная Америка и Африка воссоединились по границе старого разлома, что привело к взаимной миграции видов между этими континентами. Какие позвоночные на этих континентах вступили бы в конкуренцию друг с другом? Как изменился бы состав позвоночной фауны Южной Америки и Африки в результате этой конкуренции, если не учитывать вмешательство человека? Кузин И.А.
94 Глаз-алмаз Среди беспозвоночных встречаются животные, способные одновременно различать видимый, ультрафиолетовый, инфракрасный и поляризованный свет. Почему среди позвоночных нет животных с таким широким "спектром" зрения? Какую информацию позвоночным могло бы дать восприятие различных характеристик света? Каким систематическим группам позвоночных наиболее выгодны были бы максимально широкие возможности зрения? Хуснутдинова, Чернышова (Мамадыш)
95 Ковчег В 2526 году в галактике «М13» обнаружена звездная система, в которой одна из планет оказалась по большинству параметров очень похожей на Землю, но на ней полностью отсутствовали какие-либо признаки жизни. Было принято решение о колонизации этой планеты. Люди могут снарядить для этой миссии всего один корабль, место на котором сильно ограничено. Вам необходимо составить минимальный перечень видов живых существ, которые будут перевезены на планету. Какими соображениями Вы будете руководствоваться? Достаточно ли будет этих видов для создания биосферы на осваиваемой планете? Пупов Д.В.
96 Перспективный партнер Бактерии рода Rhizobium, способные фиксировать атмосферный азот, склонны вступать в мутуалистические отношения с различными растениями. Предложите гипотетическое животное, образовавшее взаимовыгодное партнерство с азотфиксирующими бактериями. В каких таксонах животных наиболее вероятно и выгодно возникновение мутуализма с азотфиксирующими бактериями? Какими анатомическими, физиологическими и экологическими особенностями должны обладать животные для устойчивого существования таких взаимоотношений? Азбукина Н.В.
97 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.
98 Прямая связь В биологических системах самого разного уровня – от молекул до экосистем – большую роль играют обратные связи (feedback). Их разделяют на отрицательные (уменьшающие отклонения системы от заданного состояния) и положительные (увеличивающие отклонения). Но важное значение имеют и прямые (упреждающие) связи (feedforward), когда регуляция в ответ на возмущение осуществляется еще до того, как возмущение вызовет отклонение системы. Приведите в виде схем примеры таких связей, действующих на различных уровнях организации живого. Отметьте, в чем состоят отличия прямых связей от обратных с точки зрения выполняемых функций. Волошина М.А.
99 Черная Земля Пигменты фотосинтезирующих организмов поглощают весь спектр видимого света кроме зеленой его части, что выглядит неэффективным. Каким организмам было наиболее выгодно освоение «зеленых» фотонов? Как при этом изменится структура фотосинтетического аппарата? К каким экологическим последствиям могло бы привести появление таких фотосинтетиков? Олина А.В., Агапов А.А.
100 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.
101 Питаться полезно Консументы второго и более высоких порядков (включая грибы и насекомоядные растения) используют животных в качестве источников различных питательных веществ. При этом наиболее полезными для такого консумента могут быть разные получаемые вещества. Предложите классификацию консументов на основе разнообразия полезных компонентов их рациона. Составьте рейтинг питательных веществ по степени их полезности для максимального числа консументов. Шилова О.Н., Шилов Е.С., Кузин И.А.
102 Парк Юрского периода Представьте себе, что современная биосфера Земли оказалась соединена «порталом», по которому возможно прохождение живых существ, с биосферой Юрского периода. Предположите, каким животным (группам животных) было бы выгодно переместиться из нашего времени в Юрский период и наоборот? Какие экологические ниши они могли бы занять? Какие «местные» группы животных в каждой из биосфер ожидало бы вытеснение? Шилов Е.С.
103 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.
104 Хищные бактерии Один из перспективных способов защиты от бактериального оружия - применение хищных бактерий. Хищничество несколько раз возникало в ходе эволюции животных, вероятно, то же самое верно и для прокариот. Составьте общее представление о хищных бактериях. Какие особенности морфологии, биохимии и молекулярной биологии будут характерны для хищных бактерий? Предложите классификацию их экологических стратегий. Кузин И.А.
105 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.
106 Жизнь без кислорода Позвоночные животные обитают в самых разнообразных условиях, но среди них не распространены адаптации к анаэробному образу жизни. С какими проблемами столкнулись бы позвоночные при переходе к анаэробному образу жизни? Какие из этих проблем и с помощью каких адаптаций могут быть решены? Предложите гипотетическое позвоночное животное, в наибольшей степени приспособленное к жизни без кислорода, и опишите его биохимические, анатомо-физиологические и экологические особенности. Кузин И.А.
107 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.
108 Спасение планеты Одной из задач современного общества является сокращение выделения парниковых газов в атмосферу. Известно, что организмы в ходе своей жизнедеятельности выделяют парниковые газы, такие как СО2 и CН4, тем не менее некоторые из них умеют выводить углерод из биогеохимического круговорота. Приведите примеры таких организмов и предложите модель организма, который мог бы наиболее эффективно выводить углерод из атмосферы. Пупов Д.В.
109 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.
110 Аксон 2.0 Передача информации по нервным волокнам характеризуется направленностью и высокой скоростью. Какие физические принципы могли бы стать основой для других способов направленной и быстрой передачи информации внутри организма, без участия нервных волокон и потенциала действия? Как могли бы быть устроены передающие структуры, использующие эти принципы? Какие преимущества они могли бы дать? Какие ограничения на строение и функционирование организма накладывает использование таких структур? Пупов Д.В.
111 Обманщица Всем известен гнездовой паразитизм у кукушек. При этом многие птицы чужого яйца не замечают и впоследствии ухаживают за птенцом кукушки, как за своим собственным. К каким «ухищрениям» прибегает кукушка и ее птенец, чтобы их обман не был раскрыт? Пупов Д.В.
112 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.
113 Anibacterium Agrobacterium tumefaciens трансформирует клетки растений при помощи Ti плазмид и изменяет их генетическую программу, чтобы обеспечить себя питательными веществами. Однако такой механизм контроля над клетками хозяина не характерен для патогенных бактерий и бактерий-симбионтов многоклеточных животных. С какими особенностями строения клеток и физиологии животных это связано? Какую информацию могли бы передавать бактерии, трансформируя клетки животных? Опишите жизненный цикл таких патогенов. Перевощикова К.Ю.
114 Молекулярная дезинформация Известно, что некоторые бактерии и грибы, в том числе симбиотические, используют для общения друг с другом молекулы, служащие нейромедиаторами для многоклеточных животных, в том числе для хозяев этих же симбионтов. Какие сигнальные молекулы хозяина было бы выгодно "подделывать" комменсалам и паразитам? Какую выгоду от хозяина в результате можно было бы получить? Как организм-хозяин может защитить свои сигнальные молекулы от "взлома" симбионтом? Шилова О.Н.
115 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.
116 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.
117 Самый быстрый Считается, что наибольшую скорость при передвижении по земле способен развивать гепард. Какими анатомическими, физиологическими и экологическими параметрами определяется максимальная скорость движения наземного животного? Как вы думаете, могли ли существовать среди вымерших животных более быстрые, чем гепард? Кузин И.А.
118 Свобода и необходимость Для большинства животных характерен регулятивный тип онтогенеза, однако у некоторых организмов наблюдается детерминированное развитие, когда каждая клетка имеет свое "предназначение" (например, у нематод и коловраток). В чем преимущества и недостатки каждого из типов онтогенеза? Почему детерминированный тип онтогенеза не получил широкого распространения у растений? Предложите модель растения, развитие которого было в максимально возможной степени детерминировано. Селифанова Мария Витальевна, Потапенко Елена Юрьевна
119 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.
120 Буратино Обычно растения используют для коммуникации химические сигналы, что соответствует человеческим чувствам обоняния и вкуса. Рассмотрите возможности коммуникации растений между собой или между растениями и животными с использованием других модальностей: акустической, визуальной, тактильной и т.д. Какая из них связана с наибольшими преимуществами? Какие морфологические, физиологические и экологические особенности будут характерны для растений, осуществляющих коммуникацию выбранным Вами способом? Ломов Н.А., Шилов Е.С.
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: 932 шт.

База заданий жеребьевок

Заданий жеребьевок: 151 шт.