LXXIi Школьная Биологическая олимпиада МГУ, 2023 год
Разбор варианта 6 класса

Вопрос №1
Назовите известные вам случаи, когда еда морского происхождения играет заметную роль в питании обитателей суши (люди не в счёт).

В ответе на этот вопрос надо было рассмотреть примеры наземных животных, у которых еда морского происхождения является важной частью рациона. Самыми популярными версиями были примеры различных околоводных птиц: чаще всего упоминались чайки и пингвины, рацион которых действительно по большей части состоит из морской рыбы. Реже упоминались другие, но, несомненно, верные примеры, такие как пеликаны, бакланы, краски, альбатросы, тупики, фрегаты, фаэтоны и гагары. Встречалась также корректная версия, что чайки могут питаться маленькими морскими черепашатами. Распространенной ошибкой было перечисление птиц, питающихся в пресных водоемах (гуси, серая цапля, фламинго, утки*) - в вопросе требуется указать тех, кто питается именно морской пищей.

*Существует группа морских уток, питающихся рыбой, к ним, например относятся крохали, но версия «утки» без уточнений засчитывалась как неверная.

Рассмотреть можно было и млекопитающих, живущих у моря. Наиболее корректными версиями были: белые медведи и песцы, питающиеся тюленями или выброшенными на берег китами, бурые медведи, питающиеся лососем. В некоторых работах встречалась версия, что белые медведи питаются рыбой, однако рыба - слишком мелкая добыча для таких крупных хищников. Часто упоминалось, что тюлени, морские львы, моржи и другие ластоногие питаются рыбой, и это, определенно, так, но в рамках данного вопроса они не считаются за наземных животных. Менее популярная, но встречающаяся версия - некоторые обезьяны, собирающие моллюсков на морском побережье.

Можно было привести в пример рептилий: морские игуаны питаются исключительно морскими водорослями, молодые комодские вараны питаются рыбой на побережьях острова, некоторые змеи могут питаться рыбой и моллюсками.

Вопрос №2
В книге «Перегруженный ковчег», описывая ночной поход по влажному тропическому лесу в Камеруне, Джеральд Даррелл писал:

«Постепенно я начал замечать, что в воде мы движемся не одни; вокруг нас, извиваясь и высовываясь из воды, находились десятки коричневых змей. Они с любопытством кружили около нас, над поверхностью торчали их головы со сверкающими при свете фонарей крошечными глазками.
Я не знаю, чем этот ручей так привлекал водяных змей, но нигде и никогда я не встречал их в таком количестве. Быть может, здесь происходило спаривание, быть может, обилие пищи притягивало их сюда – нам так и не удалось понять, в чем дело. Через несколько недель мы снова оказались ночью на том же участке того же ручья и не видели ни одной змеи. В африканских лесах часто приходится сталкиваться с подобными загадками, но, к сожалению, не хватает времени, чтобы заниматься разрешением их.»

А какие исследования вы бы предприняли, если бы у вас, в отличие от автора, было на это время? И какие ещё гипотезы можно придумать?

В ответе на данный вопрос надо было предложить конкретные гипотезы появления большого количества змей в ручье, гипотезы их исчезновения и варианты возможных исследований, которые могли бы объяснить причины этих событий. Ответ должен отражать знания и представления о строении, физиологии, поведении и жизнедеятельности змей. Например, как влияет изменение температуры окружающей среды на жизнедеятельность змей, как змеи питаются, как происходит их размножение и выведение потомства.

Рассмотрим варианты гипотез:

1. Змеи, как холоднокровные животные не могут поддерживать постоянную температуру тела, и, если вокруг холодно, они тоже остывают, у них замедляется обмен веществ, они медленнее двигаются, медленнее реагируют. Поэтому вероятна версия, что они в ручье грелись. К сожалению, было довольно много ответов, что змеи в ручье охлаждались, что является неправильным.

2. Правильной версией считалась миграция: сезонная, суточная, в поиске пищи, миграция молодняка, миграция для кладки яиц, миграция для размножения.

3 Правильной версией считалось питание змей в ручье, выше оценивались версии, отражающие взаимосвязь питания змей с жизнедеятельностью потенциальной пищи.

4. Размножение в ручье тоже было правильной версией. К сожалению, было достаточно неправильных версий, например, что это были только что вылупившиеся змеи, или змеи откладывали яйца в ручье, так змеи откладывают яйца на суше и вылупляются на суше.

5. Правильным было указать, что змеи реагируют на запах, так как запах для них играет большую роль.

Варианты исследований.

Правильными считались: длительное наблюдение, отслеживание перемещений, определение вида змей и изучение их жизнедеятельности, использование технических средств наблюдения, изучение питания, среды обитания, температурных, погодных и природных условий. Дополнительно оценивались работы, в которых чётко отражалась связь возможных исследований с предполагаемыми гипотезами. Например, измерение температуры воды необходимо для понимания, что змеи в воде грелись, или анализ наличия большого количества потенциальной пищи подтверждает гипотезу, что змеи в ручье питались. К сожалению, в достаточном количестве работ отсутствовала связь между исследованиями и гипотезами.


Вопрос №3
– У нас возле дома появились какие-то бешеные вороны, – рассказывала Варенька подружке. – Сидели на деревьях возле пешеходной дорожки и с истошными воплями накинулись на меня, когда я просто проходила мимо... Что это с ними было? В толк не возьму...

– О, причины могли быть разными! – засмеялась подружка. И назвала несколько возможных. Как вы думаете, что она могла сказать Вареньке?

Правильными ответами на этот вопрос было, что вороны защищали слётков (многие писали про «гнёзда», но вороньи гнёзда обычно расположены высоко на деревьях, и птицы достаточно уверены в их безопасности), что они могли запомнить Вареньку, неосторожно приблизившуюся к «охраняемому объекту» (или как-то иначе «обидевшую ворон») в недавнем прошлом, или что в одежде либо в руках девочки было что-то (сумочка. чёрный берет), похожее на пойманную ворону. Последнюю мысль писали очень редко, хотя многие говорили, что в одежде девочки было что-то, раздражающее ворон – но без уточнения, что и почему, эти высказывания считались гораздо менее ценными.

Идеи, что вороны защищали еду или территорию, оценивались низко – всё же осторожные птицы не стали бы связываться из-за этого с человеком, это вам не угроза потомству и не «товарка в беде». На удивление многие отвечающие трактовали образное выражение про «какие-то бешеные» как прямое указание на болезнь. Однако, хотя в лабораторных условиях и возможно заразить птицу вирусом бешенства, встретить дикую больную птицу практически нереально.

Вопрос №4
Группа ребят пришла перекусить в кафе с японской кухней.

– Смотри, какие изящные – сказал один из них, разглядывая поданные палочки для еды. – И ведь настоящее дерево!
– О чём ты, это же искусственный материал, на все забегаловки деревянных палочек не напасёшься, а имитации сейчас качественные, – возразил ему друг.

Как ребята могли бы разрешить их спор? Предложите разные варианты наблюдений и экспериментов.

В ответе на данный вопрос необходимо было привести различные примеры экспериментов и наблюдений, позволяющих отличить палочки, используемые в японской традиционной кухне, изготовленные из древесины и изготовленные из различных пластиков. Пластик в данном примере является наиболее распространенным и экономически обоснованным материалом, ввиду чего примеры с палочками, изготовленными из металла, кости или керамики не кажутся столь реалистичными.

Разумными вариантами экспериментов могли служить следующие:

Горение. Известно, что изделия из пластика при воздействии огня и высоких температур плавятся, т.к. имеют гораздо более низкую температуру плавления. Более того, при горении пластика выделяются различные токсичные газообразные вещества с едким и резким запахом, чего, как правило, не наблюдается при горении древесины. Наконец, при полном сгорании деревянных изделий образуется уголь, который легко оставляет следы на бумаге. При сгорании пластика же оставаться будут, скорее, расплавленные и вновь застывшие капли исходного материала с продуктами горения.

Исследование на излом. Древесина имеет характерное гистологическое строение, основными элементами которого являются склеренхимные волокна, лигнифицированные стенки сосудов ксилемы. За счет этого при попытке сломать деревянную палочку на месте излома будут оставаться сплетения подобных волокон, за счет чего слом будет неровный, с торчащими и отпадающими «щепками». При попытке сломать однородный пластик будет наблюдаться сначала сильный изгиб палочки за счет большей упругости материала, а затем резкий слом с однородным и гладким местом излома. Ввиду наличия характерной структуры, при исследовании деревянных палочек под лупой или на срезе под микроскопом (особенно при использовании окрашивания с солянокислым флороглюцином) можно обнаружить характерные ткани и структуры, а также годичные кольца.

Проверка на капиллярные свойства у древесины, обеспечивающиеся большим количеством внутренних полостей, чего не наблюдается у пластиковых аналогов. Так, деревянные палочки будут впитывать жидкости, в том числе окрашенные.

Весьма интересным представляется проверка с использованием животных-ксилофагов, таких как термиты, личинки жуков-короедов и др. Такие животные, если оставить их без внешних раздражителей, с большой вероятностью будут пытаться полакомиться деревянными палочками, но не пластиковыми.

Проверка на плавучесть. Бóльшая часть пород древесины не тонет в воде, что можно использовать как один из способов отличить древесину от пластика. Однако стоить помнить, что многие типы пластмасс также менее плотные, чем вода, ввиду чего данный метод не является абсолютно точным.

Лабораторные методы анализа, например, спектральные, также позволят узнать точный либо примерных химических состав исследуемых палочек.

Деревянные палочки будут непременно подвергаться процессу гниения, например, в почве, чего не будет наблюдаться с пластиковым изделием в обозримом будущем. Однако надо также помнить об относительно больших сроках данного процесса.

Необходимо помнить, что данный список не исчерпывает все возможные варианты экспериментов. Однако большая их часть не является абсолютно точными методами, в связи с чем предельно важно использовать хотя бы несколько различных экспериментов. Отдельно стоит обратить внимание на желательность использования контроля при проведении эксперимента для качественной интерпретации наблюдаемых результатов. Так, при исследовании горения палочки желательно параллельно провести такой же опыт с настоящим кусочком древесины, и делать выводы на основании сравнения наблюдаемых эффектов.

Вопрос №5
Известно, что среди горожан (вероятно, злостно прогуливавших в школе биологию) существует один забавный «городской миф» про то, что воробьи – это дети голубей. Как вы думаете, какие особенности этих видов птиц могли поспособствовать возникновению такого мифа?

Рассмотрим версии, которые получали положительные оценки.

Самой часто встречающейся версией было то, что никто не видел птенцов голубей, при этом воробьи и голуби являются самыми часто встречающимися в городе птицами.

Кроме того, школьники обращают внимание воробьи и голуби похожи по ряду признаков (имеют сходный рацион питания, не перелетные, держатся стаями, общий ареал обитания и т.п.).

Отмечается сосуществование этих птиц – часто их видят рядом, он вместе прилетают к корму, не видно явной конкуренции между ними, их можно воспринять как одну стаю.

Почему же именно воробьям предназначена роль «детей»? В силу разницы в размерах (они меньше), голоса (более высокого, «детского»), особенностей поведения (проворные, шустрые). «Выглядит, как будто голуби приглядывают за воробьями».

Разная окраска получает свое объяснение – у ряда птиц (например кур) окраска детей и взрослых различается, обычно у малышей окраска ярче.

Не засчитывались общие ответы без уточнений (строение/внешность, поведение, среда обитания, образ жизни) и заведомо неверные ответы (возможность кормить воробьев зобным молоком, забота о том, чтобы воробьи не ели вредную пищу и т.п.)