«Турнир юных биологов»
Номера задач приведены в соответствии с номерами Всероссийского турнира юных биологов (2018)
1. «Gorynych vulgaris» Всем знакомый Змей Горыныч обладает несколькими сказочными свойствами: многоголовость, умение извергать пламя, гигантские размеры, наличие крыльев и четырех лап одновременно. К какой группе реальных животных Горыныч ближе всего по систематическому положению? Предложите наиболее правдоподобную и непротиворечивую модель Горыныча и опишите на ее основе его анатомические, физиологические и экологические особенности. Какие преимущества и недостатки связаны с данными особенностями Горыныча?
2. «Регенераты» Представьте, что в недалеком будущем благодаря усилиям ученых человек приобрел способность к регенерации любых тканей. Не вдаваясь в конкретные механизмы регенерации, предположите, какие разделы медицины в результате этого окажутся менее востребованными, а какие, наоборот, более востребованными и почему? Как изменятся фармацевтические, хирургические и другие подходы к лечению различных заболеваний?
3. «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?
4.«Кошмар Кювье» Жорж Кювье, один из создателей сравнительной анатомии, мог сделать заключение о внешнем виде ранее неизвестного науке животного на основании его части (одной кости), но не умел столь же легко предсказывать облик растений. По каким причинам восстановить облик организма по его части для растений сложнее, чем для животных? На основании какого органа, помимо стебля (то есть цветка, плода, листа или корня) можно достовернее всего предсказать облик и жизненную форму представителя ранее неизвестного семейства цветковых растений? Какие органы лучше всего подходят для этой цели у Папоротников и Голосеменных и почему?
5.«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?
6.«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?
7.«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?
8.«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?
9.«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?
11.«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.
Авторы задач: А.А. Агапов, Н.В. Азбукина, И.А. Акутин, Н.А. Алкин, А.Н. Андреева, Н.С. Бизяев, В.С. Вьюшков, И.В. Жданков, В.А. Катруха, И.А. Кузин, А.С. Кущенко, Н.А. Ломов, А.Р. Миннегалиева, Е.Ю. Потапенко, Д.В. Пупов, Е.С. Шилов, О.Н. Шилова, Д.И. Шмидт.
Полную информацию о Воронежском Турнире юных биологов можно найти на сайте https://bioturnir.ru/tub/voronezh
