В каких ситуациях, при каких условиях животному может быть выгодно убивать и/или есть собственных детей? По возможности, приведите примеры

Класс

Предположите, какие отличия можно найти в анатомии и физиологии культурных растений по сравнению с их дикими родственниками

Главной проблемой оказалось то, что большинство участников не обратило внимания на формулировку «отличия в анатомии и физиологии» и писали про любые отличия, независимо от того, имеют ли они отношение к внутреннему строению и функционированию организма растений. Поэтому такие верные по сути утверждения, как «культурные растения не выдерживают конкуренции с сорняками» или «культурные растения могут отличаться тем, что им не нужны насекомые-опылители» оценивались минимальным баллом.

Итак, каким был возможный верный путь решения этой задачи.

Во-первых, можно было подумать о целях выращивания культурных растений человеком и о том, какие особенности этих растений важны для нас. Например, декоративные растения могут отличаться от дикорастущих родственных видов крупными и многочисленными цветками, их строением (махровые цветки), необычной окраской цветков или листьев и т. д. Плодовые растения должны давать обильные крупные плоды с высоким содержанием ценных для нас питательных веществ (например, сахаров). У других пищевых растений должны быть особенно развиты те части, которые мы употребляем в пищу. С другой стороны, пищевые растения не должны быть ядовитыми. Хотя можно учесть, что некоторые вещества, используемые растениями как токсины для защиты от вредителей, являются для нас тонизирующими, ароматическими или пряными. Можно было вспомнить или прочитать и про растения, которые мы используем для получения технического сырья (волокон для получения тканей, млечного сока для получения каучука и т.д.)

Дальше можно было найти информацию или подумать о том, какие ткани, клетки и части клеток отвечают за нужные нам особенности культурных растений. Например, питательные вещества обычно запасаются в основной ткани (паренхиме), а на уровне клеток – в вакуолях в растворённом виде или в качестве нерастворимых включений в цитоплазме (крахмал, капли масла). Развитые механические ткани и толстые клеточные стенки в тех частях растений, которые мы употребляем в пищу, нежелательны. За особенности окраски, важные для декоративных и в меньшей степени для пищевых растений, отвечают пигменты, которые содержатся в вакуолях (красные и синие антоцианы) и пластидах (зелёные хлорофиллы, оранжевые и жёлтые каротиноиды). Декоративные растения будут отличаться количеством этих пигментов в клетках. Например, у пестролистных растений часть клеток содержит хлоропласты, не способные синтезировать хлорофилл.
Также можно было подумать о том, какие особенности строения, важные для дикорастущих растений, могли исчезнуть у культурных. Например, всем известны бананы и сорта винограда без семян, которые искусственно размножают вегетативным путём.

 

Детеныши некоторых животных постоянно находятся рядом с обоими или одним из родителей длительное время после рождения. Какие есть плюсы и минусы (для родителей и детей) у того, что детеныш не расстается с мамой и/или папой?

При ответе на вопрос значительная часть школьников ограничилась упоминанием, что родители в этом случае заботятся о детеныше (охраняют его, кормят, согревают, учат). Это правильные ответы, которые оценивались положительно, однако максимальный балл получали те работы, в которых были версии, относящиеся ко всем четырем блокам вопроса: 1) плюсы с точки зрения детеныша, 2) плюсы с точки зрения родителей, 3) минусы с точки зрения детеныша, 4) минусы с точки зрения родителей.

В числе плюсов для детёныша, кроме упомянутых выше, называли постоянное общение с родителями, который может улучшать физическое и психическое развитие, а также более высокий иммунитет за счет вскармливания молоком, содержащим материнские антитела (у млекопитающих).

С точки зрения родителей основных плюсов три:

1) Забота о потомстве улучшает его выживаемость и повышает вероятность передачи родительских генов следующим поколениям

2) Детёныш в его «детском» состоянии может быть полезен родителям (об него можно греться, группа животных кажется больше, и поэтому хищники могут опасаться нападать на них, может помогать охотиться, в трудные времена его можно съесть)

3) Детёныш будет полезен, когда вырастет – он сможет добывать пищу для семьи, охранять членов группы.

Кроме того, родители набираются опыта и будут более умело обращаться со следующими детьми, что полезно для них.

Какие минусы наблюдаются с точки зрения детёныша? В первую очередь он несамостоятелен и, скорее всего, не сможет выжить, если что-то случится с родителями. Несамостоятельность предполагает также, что детеныш «не может делать то, что хочется». Повзрослевший детеныш может так привыкнуть жить с родителями, что будет бояться расстаться с ними и не рожать свое потомство.

Минусы заботы о потомстве с точки зрения родителей более многочисленны.

Во-первых, она требует много ресурсов:

·  Нужно много еды, что может даже приводить к истощению родителей

·  Нужно более просторное жилище

·  Нужно защищать детеныша

Во-вторых, говоря словами одного участника, родителям «приходится таскаться с детьми». Иными словами, родители становятся менее маневренны, отсюда

·  Растет угроза от хищников

·  Сложнее охотиться.

В-третьих, детёныш может представлять угрозу для родителей. В юности он может привлечь хищника своим «детским» запахом, а после полового созревания может составить конкуренцию родителям и, более того, убить их.

Также любой тесный контакт особей повышает вероятность передачи инфекционных заболеваний между ними (это минус как для родителей, так и для потомства).

В целом, в этом вопросе было мало списанных работ, школьники выдвигали разнообразные версии. В качестве недочета можно указать на некоторое очеловечивание животных, когда в качестве основных версий были выдвинуты радость родителей от детеныша рядом, отсутствие семейных ссор, потому что с детенышем все в порядке, благодарность ребенка за счастливое детство и т. п.

 

Про то, зачем деревья в сезонном климате сбрасывают листья, знают все (или почти все). Поэтому об этом мы вас спрашивать не будем. Напишите, пожалуйста, какие преимущества в таком климате есть у вечнозеленых растений

Сбрасывание листьев не синхронно, а равномерно в течение года могло выработаться как у тех растений, которые обитают в климате с невыраженной сменой сезонов, так и у тех, которые произрастают в неблагоприятных условиях. В последнем случае листья функционируют более одного сезона, сменяются постепенно и необходимо это для экономии ресурса растения. Наиболее очевидное преимущество состоит в том, что фотосинтез у таких растений может происходить в любое время года при достаточном уровне тепла и влажности. К тому же листья служат не один сезон и растению не нужно затрачивать большое количество энергии и питательных веществ для разворачивания всех листьев разом, что часто невозможно в условиях жесткой экономии.

Кроме того, листья у вечнозеленых растений могут выполнять дополнительные функции: во-первых, создавая термоизолирующий слой вокруг ствола и веток, а во-вторых, препятствуя росту конкурентов под растением, т. к. не остаётся времени, когда солнечный свет проходил бы свободно до нижерасположенных ярусов.

Некоторые участники вспомнили, что вечнозеленые растения, произрастающие на территории России в сезонном климате в основном хвойные, поэтому часть ответов основывалось именно на особенностях этой группы. Однако, ученикам необходимо было отобрать варианты, связанные именно с тем, что хвоя сохраняется даже в зимнее время. К сожалению, не многие справились с этой задачей. Часто, придя к мысли о том, что спрашивают именно про хвойные, участник перечислял все особенности этой группы и, несмотря на объемный ответ, получал низкий балл.

В целом с заданием участники справились неплохо, но важно отметить, что чаще всего ответ включал 1-2 близких по смыслу содержательных версии, что свидетельствует о том, что вопрос не был рассмотрен с разных сторон.

В каких ситуациях, при каких условиях животному может быть выгодно убивать и/или есть собственных детей? По возможности, приведите примеры.

При ответе на этот вопрос можно выделить 3 группы версий – нехватка ресурсов, регуляция численности и/или качества потомства и конкуренция.

Первая связана с нехваткой ресурсов. В случае если матери или детенышам нечего есть, выгоднее убить и съесть кого-то из них, чтобы выжить.

Второй вариант – регуляция численности, как всей популяции, так и конкретного помета. Если у самки родилось слишком много детенышей, то она не сможет выкормить их всех и в этом случае ей выгодно убить несколько для выживания остальных.

Третья группа версий самая обширная и оценивалась выше всего в виду своей низкой встречаемости. Чаще всего убийства детей встречаются в случае конкуренции их с отцом за самку. Например, если ко времени размножения самка все еще занята с предыдущим выводком, самец может убить его, чтобы самка снова была готова к размножению. Также самец может уничтожать потомство как будущих конкурентов. Несколько отдельно стоит версия о том, что детеныши, вырастая, могут конкурировать с родителями за территорию и в таком случае родители могут убивать их.

Примеры оценивались отдельно, давались дополнительные баллы за каждый правильный пример.

 

Некоторые виды животных могут обитать как в городах, так и в дикой природе. Вам принесли группу животных одного из таких видов. С помощью каких экспериментов можно определить, городские перед вами животные или дикие?

Вопросы, где нужно придумать эксперимент, традиционно получаются одними из самых трудных. Этот не был исключением. Эксперимент, пожалуй, наиболее сложная форма научного познания, так что спланировать его нелегко, особенно шестикласснику. И тем не менее именно экспериментами в основном придётся заниматься каждому, кто выберет себе в качестве основной деятельности науку. Поэтому вопрос стоило прочесть особенно внимательно…

...и увидеть фразу “с помощью каких экспериментов”. Ответы, в которых участники только описывали животных, не приносили никаких баллов. Нужно было именно смоделировать ситуацию.

Второе, на что следовало обратить внимание, — на слово “городские”. Здесь имелось в виду именно то, что такие животные обитают в городах, а не то, что они домашние (а об этом, увы, подумала почти половина участников). Это понятие близко к термину “синантропные”, то есть живущие рядом с человеком. Но слово “синантропные” решили не упоминать в вопросе, потому что оно довольно сложное.

Не надо думать, что дикие животные обязательно злые голодные хищники, а домашние — травоядные милашки. Это далеко не всегда так. Поэтому версии “дать еду, дикие набросятся на неё, а городские нет”, “подсадить к животному добычу, кто будет ловить, тот и дикий” не давали баллов. Любое животное в незнакомой ему обстановке будет более осторожным, и его поведение изменится. Очень мала вероятность, что пойманный зверь или птица будут в первую очередь думать о том, как бы кого убить. Они скорее будут пытаться высвободиться.

Воробьи, стрижи, голуби, синицы, белки в парке, бродячие собаки, блохи на этих собаках — все они городские, но не домашние. Человек для них далеко не всегда друг, поэтому большой разницы в их доверии к человеку быть не должно. По этой причине предложения вида “погладить или как-то ещё провзаимодействовать с животными, какое охотнее пойдёт на контакт, то и городское” оценивались невысоко.

Конечно же, городские животные не рождаются с предрасположенностью к взаимодействию с человеком. Поэтому эксперименты вроде “надеть ошейник”, “попробовать научить нескольким командам, кто быстрее научится, тот и городской” не приносили никаких баллов. Вероятно, те, кто их предложил, думали о домашних животных, когда писали ответ. А смысл, как мы уже сказали, был не в этом.

Но те, кто вырос в городе, будут более привычны к разнообразным стимулам, связанным с антропогенной средой: фарами и гудками машин, светофорам, фонарям. Поэтому те, кто предложил эксперимент “помигать фарами рядом с животным”, “сделать так, чтобы животное услышало звуки машин” получали достаточно много баллов — при условии, что они упомянут, что городское животное таких стимулов не испугается.

Обитание в городе часто предполагает поедание остатков чужой пищи. Наверняка вы видели ворон, собак или кошек, которые роются в помойках. Дикое животное, которое никогда не видело мусорного бачка, может и не догадаться, что в нём есть что-то съестное — в том числе потому, что оно никогда не видело пищу в такой форме. Так что если дать дикому и городскому животному городскую еду, первое, скорее всего, не будет её есть, потому что привычный рацион у него другой. Те, кто предложил такой эксперимент, получили за него много баллов. Но ещё больше “заработал” тот, кто придумал опыт “дать животному еду в “человеческой” упаковке и посмотреть, сможет ли оно её открыть, если да, то это городское”.

Определить, чем питается животное, можно не только дав ему еду. Выяснить, “городской” у организма рацион или “дикий”, можно, проверив состав его кала. Негуманный, но действенный способ — провести вскрытие и посмотреть на содержимое желудка и кишечника. Все эти варианты приносили тем, кто их озвучил, довольно много баллов.

Ещё городские животные могут отличаться от диких массой, в том числе мышечной, стойкостью к перепадам температуры и потребностями в пространстве. Всё-таки в городе чуть проще найти еду (из-за тех же помоек), поэтому “подопытных” можно просто взвесить и посмотреть, кто тяжелее. Ещё полезно сравнить относительную массу мышц: скорее всего, у диких она будет больше, так как им нужно больше передвигаться. Ещё лучше — дать физическую нагрузку. В городе проще найти места с относительно постоянной температурой (подвалы, коллекторы), так что, вероятно, устойчивость к её перепадам у городских будет ниже. Это можно проверить, поместив животное в комнату, в которой будет то холодно, то жарко. Наконец, в целом не лишено смысла посадить животных в маленькое помещение на какое-то время и посмотреть, какое из них будет спокойнее реагировать. От новой незнакомой обстановки нервничают все, тем более если помещение закрытое (срабатывает так называемый “рефлекс свободы”). Тем не менее, у городских животных территории, которые они считают своими, зачастую меньше, чем у тех, кто живёт в других экосистемах. Поэтому, по идее, они должны чуть лучше переносить нехватку места.

Самые простой эксперимент, который можно было описать: “разделить животных на две группы, одних какое-то время держать в городской обстановке, других — в негородской, и посмотреть, кто где будет лучше себя чувствовать”. Те, кто описывал подобный опыт, получали баллы, пусть и немного.

 

Большинство ядовитых растений опасны, но не смертельно: их поедание, как правило, не приводит к летальному исходу. Какие объяснения вы можете предложить такому факту? Зачем или почему растения могут быть “немного ядовитыми”?

Все версии делятся на “зачем” и “почему”, оно же “как так вышло”.

Из первого ряда самая очевидная и распространенная версия: для самозащиты. Без уточнений, от кого понадобилось защищаться растению, версия пригодная, но слабая. Мысль можно немного развернуть. Это может быть защита от поедателей (тлей, жуков, гусениц и травоядных позвоночных), от паразитов, от животных, которые могут съесть плод. Сам по себе плод не ядовит, но может быть «немного ядовитым», пока не созреет или же ядовитыми будут только семена, чтобы распространители не грызли и не повреждали их.

Совершенно справедливо писали, что у растения может быть специализированный распространитель, для которого плоды не ядовиты (как у птиц, распространяющих семена красного перца). Вообще, идея, что ядовитым может быть не все растение целиком, или не всегда или не для всех – хорошие версии, выводящие нас за плоскость вопроса.

Упоминали несколько смежных версий о том, что животное ест плоды и все же слегка отравляется. Тогда у него возникает кишечное расстройство, и оно быстро отдает почве семена, пока они не успели повредиться в кишечнике, вскоре наступает голод, и всё может повториться. Либо животное поумнее, и оно запоминает, что данное растение есть не стоит (не важно, плоды или любую другую часть), а может и потомство свое научить. Так растение оказывается спасено от поедателей. При этом можно быть не ядовитым, а просто очень горьким.

Второй ряд идей относится к объяснению, как у растения получилось стать ядовитым. Яд может не специально синтезироваться растением, а накапливаться из среды. Ядовитость может зависеть от места произрастания (загрязнения воздуха, вод или почвы), от возраста растения или от времени года, даже от массы животного-поедателя или от степени освещенности (как у борщевика, который повышает чувствительность кожи к солнечному свету).

Многие почему-то писали про лечебные растения. Даже если растения лекарственные для человека или животных, то для самого растения это не играет никакой роли. Такая версия не может быть ответом на вопрос.

Закономерно ничего не писали про продукты метаболизма, но это целый большой класс версий. Растение могло что-то нужное синтезировать через промежуточные продукты, которые оказались ядовитыми для животных. Их мало, поэтому растение «немного ядовито». Есть такая гипотеза, что ядовитые (ну или просто неприятные) вторичные метаболиты растений могли быть «легкими вариантами», способом обезопасить себя от еще более ядовитых продуктов метаболизма. Или растению нужно другое свойство этого вещества, например, привлекательный запах, а еще оно ядовито. Такой побочный эффект. Очень жаль, что не написали важную мысль: ядовитое вещество может быть ядовито для самого растения, поэтому растение может быть только «немного ядовитым», очень ядовитые экземпляры уже умерли. Или вещество может накапливаться в мертвых тканях (например, в пробке) или выделяться на поверхность, в смоляные ходы и похожие структуры. Растение может быть даже ядовитым только в случае обнаружения поблизости своего врага. А еще растение может быть ядовитым вообще не для животных, а для других растений, таким образом снижая конкуренцию.

Класс