Заражённые энтомопатогенным грибом Metarhizium brunneum куколки рабочих муравьёв подают специальный химический сигнал, чтобы взрослые рабочие особи уничтожили их и остановили распространение гриба. Куколки цариц же не подают такого сигнала, но активнее борются с инфекцией — их иммунная защита эффективнее.
Что наиболее точно описывает биологический смысл этого различия?
- Сигнал является случайным побочным продуктом распада клеток при заражении
- Для муравейника рабочие особи менее ценны, жертвование ими снижает распространение патогена
- Куколки рабочих не способны к иммунному ответу из-за дефицита питания в силу их низкого положения в касте
- Иммунная система куколок цариц блокирует подачу сигнала, таким образом гриб постепенно распространяется по колонии
Сигнал специальный и целенаправленный, значит, он результат отбора, а не побочный продукт (вариант
Это социальный иммунитет и отбор на уровне колонии: ценность особи для колонии определяет, во что вкладываться — в индивидуальную защиту или в жертвование.
Зрительный нерв хамелеонов закручен в спираль, формирующуюся на поздних стадиях эмбриогенеза.
Выберите наиболее вероятное адаптивное объяснение данной особенности строения:
- Спиральная форма позволяет глазам вращаться независимо, не растягивая нерв
- Закрученный нерв снижает теплопотери через глаз в холодных условиях
- Спиральный нерв замедляет сигнал, давая мозгу время для анализа
- Спираль увеличивает число волокон в условиях небольшой площади поверхности и улучшает остроту зрения
Глаза хамелеона вращаются независимо друг от друга на большие углы. Прямой нерв при этом натягивался бы и мог повредиться. Спираль работает как запас длины, подобно пружинному телефонному шнуру: нерв раскручивается и закручивается без растяжения. Вариант
Спираль — адаптация к высокой подвижности глаз: она даёт запас длины нерва.
При добавлении лимона в чай напиток светлеет — кислота протонирует пигменты-теарубигины.
Какой растительный пигмент также меняет цвет при изменении pH?
- Антоциан, обеспечивающий окраску краснокочанной капусты
- Бетулин, придающий белую окраску берёзовой коре
- Хлорофилл a, обеспечивающий зелёную окраску листьев
- Каротиноид, придающий цвет моркови
Антоцианы — водорастворимые пигменты вакуолей. Их окраска зависит от pH: в кислой среде они красные, в нейтральной фиолетовые, в щелочной синие или зеленоватые. Бетулин — белое вещество коры, не индикатор. Хлорофилл в кислой среде теряет магний и буреет, но он не используется как pH-индикатор. Каротиноиды pH практически не меняют окраску. Подходит антоциан (сок краснокочанной капусты — известный природный индикатор).
Антоцианы обратимо меняют цвет при изменении pH, поэтому их используют как природные индикаторы.
Дрозофилы (Drosophila melanogaster) — обитатели гниющих фруктов, в которых всегда присутствуют продукты брожения: этанол и метанол. Группа учёных обнаружила, что самцы, получавшие с пищей даже минимальные дозы этанола и метанола, производили больше половых феромонов и привлекали самок вдвое успешнее, чем самцы без доступа к этим веществам. При этом самки не получали метанол и этанол с пищей — их привлекал исключительно запах феромонов. Флуоресцентные метки позволили визуализировать активность нейронов в мозге насекомых и выявить три независимые нейронные цепи: первые две распознают этанол и метанол и запускают поведение поиска источника, третья активируется при большой концентрации метанола и вызывает избегание.
Какова наиболее вероятная биологическая роль третьей нейронной цепи?
- Метанол при высоких концентрациях токсичен; третья цепь предотвращает отравление, не позволяя самцу погибнуть
- Цепь активируется при низких концентрациях метанола, когда эффект от феромонов ещё не достигает порога привлекательности для самок
- Третья цепь нужна для распознавания конкурентов-самцов: высокая концентрация метанола сигнализирует о присутствии соперника
- Третья цепь подавляет синтез феромонов, чтобы перераспределить ресурсы самца на поиск пищи
Малые дозы метанола и этанола полезны, и первые две цепи привлекают муху к источнику. Третья цепь включается только при большой концентрации метанола и вызывает избегание. Метанол в больших дозах токсичен (в организме превращается в формальдегид и муравьиную кислоту), поэтому избегание защищает от отравления. Вариант
Избегание высоких доз токсичного вещества — защитная адаптация: полезны малые дозы, опасны большие.
Ландыш майский (Convallaria majalis) — энтомофильное растение с поникшими белыми цветками и выраженным ароматом, но с крайне малым количеством нектара.
Какая стратегия опыления наиболее вероятна для данного растения?
- Привлечение насекомых ароматом без пищевого вознаграждения (обманное опыление)
- Имитация запаха самки насекомого-опылителя (псевдокопуляция)
- Выделение большого количества нектара, компенсирующего слабую заметность цветка
- Термогенез — нагревание цветка, имитирующее тёплое убежище для насекомых
Ландыш привлекает насекомых сильным ароматом, а нектара почти не даёт. Значит, вознаграждение отсутствует или ничтожно, и это обманное опыление. Вариант
Обманное опыление — это привлечение опылителей сигналами (запах, цвет) без награды в виде нектара.
