LXXiI Школьная Биологическая олимпиада МГУ, 2023 год
Разбор варианта 8 класса

Вопрос №1
Поздней осенью в лесу и в поле можно всё-таки найти какие-то цветущие растения. Интересно, что большинство из них (по крайней мере в Средней России) – это сложноцветные. Почему? Что позволяет сложноцветным так поздно цвести?

В ответе на этот вопрос желательно было ответить как на первый («Почему?»), так и на второй («Что позволяет…?») вопросы. Рассмотрим по очереди сначала первый, а потом и второй вопросы.

Мы считали первый вопрос основным, т.к. именно причина имеет большее значение (адаптации возникают из-за приспособления к условиям, в которых будет оказываться растение).

Собственно, на вопрос «Почему?» было довольно много вариантов ответов. Например, среди правильных ответов были версии об увеличении активности специфичных осенних опылителей или насекомых перед спячкой; уменьшение количества фитофагов осенью; избегание конкуренции с другими растениями за какие-либо ресурсы; длительное развитие растения (например, из-за того, что оно изначально родом из другой климатической зоны (растение интродуцент), и из-за более короткого периода вегетации происходит смещение периода цветения на осень или из-за того, что летом условия почему-либо не подходят растению, а осенью негативный фактор исчезает).

Также разумными ответами были различные версии, обосновывающие позднее цветение (например, вызванное разнокачественностью семян, нетипичной погодой осенью или тем, что за сезон успевает появиться новое поколение). Интересной идеей был ответ про то, что, например, на полях сорняки цветут позже из-за исчезновения давления на них после сбора урожая (человек перестаёт активно уничтожать сорняки). Также стоит добавить, что действительно, сложноцветных очень много и вследствие этого их доля в выборке осеннецветущих растений может оказаться больше, а их соцветие, в котором цветки могут распускаться не одновременно, может цвести долгое время, и тем самым только создавать иллюзию того, что оно цветёт именно осенью. Конечно, это не все правильные идеи, что были в работах, но давайте перейдём ко второму вопросу про адаптации.

Среди адаптаций можно выделить несколько групп сходных по смыслу ответов. Например, адаптацией является то, что осеннецветущие сложноцветные будут короткодневными (цветение растения запускается в ответ на удлинение тёмного времени суток). Также довольно распространённым правильным ответом было что-либо про уменьшение зависимости от опылителя, будь то апомиксис, самоопыление, опыление водий и/или ветром или же меньшая специфичность среди опылителей. Запасание питательных веществ в каких-либо органах летом и использование этих веществ осенью для цветения является хорошим, разумным и логичным примером адаптации. Крупные яркие соцветия сложноцветных, действительно, эффективнее других помогают им привлекать опылителей, причём если насекомое прилетит на одно соцветие, то может опылить сразу много цветов, причём самому опылителю тоже выгодно: меньшие затраты по времени с большим полезным выходом для него. Также, несомненно, адаптации к распространению семян осенью тоже правильны, как и (!) конкретные адаптации к пониженным температурам (опушение, способность к синтезу ферментов при низких температурах и т.п.).

Версии, в которых были только общие слова, например, одинокое слово «строение», «морозостойкость» и пр., или же версии, содержащие логические ошибки, неприменимые к растениям средней полосы, и т.п., мы считали неверными. Ошибочными были и ответы про то, что стержневая корневая система позволяет им цвести осенью. Во-первых, она есть далеко не только у сложноцветных, во-вторых, осенью основной проблемой становится уже не добыча воды, а её транспорт (из-за низкого испарения). Ответ, содержащий только факт без логического вывода, мы не оценивали, т.к. не понятно, что автор ответа хотел этим сказать. Например, различные ответы, в которых просто констатируется, что в соцветии несколько типов цветков. Это правда, но это не отвечает на поставленный вопрос. Стоит отметить, что к моменту, когда снег уже начинает падать на землю, сложноцветные уже заканчивают цвести и, соответственно, ответы про то, что снег помогает им не замерзать, укрывая их, неверны.

Также, как нам кажется, многие пытались написать очень лаконичный «правильный» ответ. Здесь этого не требовалось, т.к. возможных версий гораздо больше одной, и, собственно, чем больше идей, тем лучше.




Вопрос №2
Женя с Сашей шли в школу и обсуждали прошлый урок ботаники. «Нам рассказывали, что листья растений располагаются мозаично, чтобы не мешать друг другу фотосинтезировать, – заметил Саша. – Но вот я шёл по улице и глядел на разные растения, и далеко не у всех листья расположены мозаично». «Так не у всех они и должны быть так расположены», – сказала Женя. Попробуйте придумать, какие аргументы и примеры она могла привести.

Много баллов можно было получить за следующие версии: нижние ветки длиннее, чем верхние; спиральный стебель; горизонтально растущие растения и некоторые другие.

Часто встречалась версия: растение высокое, солнце все равно обходит кругом за день вокруг растения и светит с разных сторон или сбоку, поэтому то, что сейчас работает как мозаичность, в другое время ей не является. Другой вариант - все растение поворачивается за солнцем или наоборот разворачиваются от солнца, и мозаичность не нужна.

Выдвигались также гипотезы, что листья не могут располагаться мозаично, потому что им не хватает места; в засушливом климате листья расположены не мозаично, чтобы экономить воду и избегать ожогов, защищая друг друга. Много баллов давалось за довольно популярную версию, что листья поворачиваются ребром к свету и отражают свет

Удачными были версии про морфологические причины: листовая розетка, листья разной длины и размера, листья на черешках разной длины, бесчерешковые, а также частично пропускающие свет и изрезанные листья, которые позволяют нижним листьям фотосинтезировать тоже.

Редкими, но удачными были версии про мутовку листьев, чтобы собирать воду, и листья с разными функциями - нижние испаряющие и запасающие, а верхние для фотосинтеза.

Большая группа версий была о светолюбивых и теневыносливых растениях: Идея заключалась в том, что мозаика листьев нужна для теневыносливых растений, а светолюбивым света хватает и так. Высказывалась и противоположная идея – тенелюбивое растение плохо переносит солнечный свет, поэтому мозаичность ему не нужна. Отмечалось, что эффективность фотосинтеза не всегда зависит от положения листа.

Мозаичность также не нужна при высокой интенсивности фотосинтеза, при фотосинтезе стеблем, а не листьями, при паразитизме, у растений-эпифитов, при малом числе листьев и пр.

Мозаичность у одних и тех же видов растений может наблюдаться или не наблюдаться в зависимости от возраста растения, произрастания в лесу или на открытом месте. Высказывалась также спорная гипотеза об утрате мозаичности в силу вирусного или грибкового заболевания.

Рядом школьников рассматривалась ель как дерево, имеющее свою специфику. Мысль, что хвоя пропускает свет и лучше освещается, встречалась часто. Значительно выше оценивалась идея, что у ели мозаичность обеспечивается конусовидным расположением побегов, сами колючки мозаику не образуют.

Самой частой ошибочной идеей было, что супротивное, очередное или мутовчатое расположение противоречат листовой мозаике. Это не так.

Вопрос №3
В руководствах для рыболовов вы нередко можете прочитать указания вроде: «Этот вид рыбы ловят с такого-то по такой месяц». А в остальное-то время что с ней происходит? Почему бы её не ловить и в другие периоды?

Ответ на этот вопрос распадается на две части: причины естественные и причины административные (природоохранные).

Как многие справедливо заметили, рыб часто запрещено ловить во время нереста – для того, чтобы дать им спокойно размножиться и не подорвать их численность (на общем фоне выделялась пара работ, авторы которых, наоборот, были уверены, что ловить рыб надо именно тогда, когда все они собрались на нерест в одно место – ну, щука им судья).

Что же касается естественных причин, то тут, конечно, играет важнейшую роль сезонная смена активности рыб – от зимней спячки многих видов, до, наоборот, зимней активности холодолюбивых налимов, сезонные изменения активности питания, когда после спячки или после того же нереста рыбы активно восстанавливаются и охотятся, так называемые периоды «жора».

Многие отмечали, что у рыб могут быть сезонные миграции, когда они покидают эти места. Но вот проходных рыб, живущих в море, но иногда входящих в реки, в связи с проблемой миграций вспоминали на удивление редко. И совсем редки были разные экзотические идеи типа того, что в какие-то периоды рыбы могут становиться несъедобными (например, накапливая токсины во время цветения воды фитопланктоном). На удивление многие отвечающие не удосужились внимательно прочитать вопрос, и вместо «с такого-то по такой-то месяц» писали про то или иное время суток (понапрасну тратя и свои усилия, и время проверяющего).


Вопрос №4
Некоторые животные начинают образование пар задолго до того, как приступают к размножению. С какими причинами это может быть связано?

Итак, уже произошло образование пары. Почему бы сразу же не размножиться, тем более что эволюция скорее всего уже сделала и сроки образования пар, и сроки размножения оптимальными?

Ответ «образование пары требует значительного времени, надо выбрать лучшего» правильным не считался, поскольку предполагается, что пара уже образовалась.

Возможно, если образование пар уже началось, иногда имеет смысл выбрать партнёра пораньше, чтобы на него не претендовал кто-то ещё.

Часто образование пар — процесс коллективный, происходящий на какой-то определённой территории, где обитает данное сообщество животных. Однако бывают и такие ситуации, когда соответствующий вид редок, самке и самцу трудно встретиться. Так, глубоководные кальмары могут, встретив друг друга, образовать пару вообще задолго до полового созревания и уже не разлучаться. У птиц образование пар может происходить там, куда птицы совершают осенний перелёт зимой, или (при отсутствии дальних перелётов) там, где они зимой кормятся, а размножение — в другом месте.

Перед размножением, о чём многие писали, надо построить гнездо, сделать дупло, найти подходящее логово. Чуть реже писали о том, что этой деятельностью легче заниматься совместно.

Легче также совместно охотиться, заниматься охраной территории от конкурентов. Вообще нередко наличие партнёра может резко повышать конкурентоспособность и социальный ранг, как у гусей. Впрочем, следует иметь в виду, что на время размножения социальные контакты обычно ослабевают, как у волков, а наличие партнёра даёт преимущество моногамным видам, когда стая собирается снова.

Очень важный момент состоит в том, что уже образовавшейся паре надо научиться согласовывать свои действия. Многие писали, что это будет важно в критический момент ухода за потомством. Это действительно так, но такая согласованность важна и ранее, на стадии спаривания. Для многих видов (особенно это характерно для птиц) для гарантированного успеха размножения важны частые и регулярные спаривания. А для этого надо, чтобы партнёры перестали пугаться друг друга или отвечать друг на друга агрессией, осуществляли спаривание точно и нетравматично. Для некоторых рыб важно синхронизировать сроки созревания и выброса икры и молок, отчего, например, у лабиринтовых рыб пары образуются даже несмотря на то, что уходом за икрой и потомством занимается только отец.

В паре надо создать прочную связь между самкой и самцом. Иначе, например, одного из партнёров может переманить сосед. Многие писали о наличии моногамных видов, но были недостаточно раскрыты преимущества моногамии. А они не только в том, что не надо всякий раз тратить силы и время на образование пары, но и в согласованности действий и прочности моногамной пары.

Было высказано также весьма разумное соображение, что обычные для вида сроки размножения и образования пары рассчитаны на «среднеарифметическую» погоду. Конечно, температура и другие показатели могут их сбивать, но какие-то резкие погодные перемены могут наступить и неожиданно, тогда размножение откладывается.

Вопрос №5
Многие птицы и млекопитающие имеют специальные приспособления для заботы об оперении и шерсти, в том числе для того, чтобы уничтожать эктопаразитов (т.е. таких паразитов, которые обитают не внутри, а на поверхности тела организма-хозяина). Однако далеко не во всех случаях животное стремится избавиться от всех организмов, оказывающихся на его теле. Так, например, ленивцы «разводят» в своих шерстинках целый сад с водорослями, бабочками-огневками и грибами.
Чем и для кого могли бы быть полезны беспозвоночные, способные жить в перьях или в шерсти своего хозяина?


Чтобы придумать ответ на данный вопрос, полезно представить, какие потребности могут быть у млекопитающего или птицы, на котором живёт беспозвоночное. Если есть потребность - есть и проблема с её удовлетворением, а значит, здесь может помочь партнёрство (мутуализм) с другим видом. Проблемы могут быть связаны:

С самой шерстью или перьями. Беспозвоночные могут участвовать в уходе за шерстью, поедая грязь, лишнее сало и отмершие чешуйки кожи;

С защитой от хищника. Беспозвоночное может выделять яд, обеспечивать механическую защиту (острые раковины), а также маскировать запахом;

С защитой от других беспозвоночных паразитов, микроорганизмов, грибов и т.д. - выделяя отпугивающие или антибактериальные вещества или напрямую уничтожая их;

С питанием или его недостатком. Позвоночное может поедать беспозвоночных, чтобы получить дополнительную энергию.

С поддержанием жизнедеятельности других видов экосистемы шерсти или перьев. Эта версия оценивалась только в том случае, если участник указывал, зачем эта экосистема нужна позвоночному животному, и как конкретно беспозвоночное участвует в жизни экосистемы (в том числе засчитывалось объяснение о роли бабочек-огнёвок в жизнедеятельности ленивца).

Даже если беспозвоночное только вредит животному, на котором живёт, оно может приносить пользу другим организмам. Высоко оценивались версии о поедании беспозвоночного другим видом (например, как буйволовы скворцы поедают насекомых и клещей со шкуры буйволов), а также о контроле численности хозяина паразита.

Дополнительные баллы участники олимпиады могли получить, приводя конкретные примеры млекопитающих, птиц и беспозвоночных, участвующих в симбиотических отношениях, а также более подробно описывая механизм помощи, которую оказывает беспозвоночное. Например, версия "беспозвоночные содержат питательные вещества, которых не хватает в другой пище животного, например белки и витамины" оценивалась выше, чем "беспозвоночное — это дополнительное питание".


Вопрос №6
Древняя легенда гласит, что в забытые ныне времена жрица Храма равенства Аркадия воззвала к своему божеству.

– О Великое! – просила Аркадия – сердце моё обливается кровью, ибо вижу я ежедневно неравенство и несправедливость среди неповинных животных, которым посвящён наш храм! Сильный волк отгоняет слабого от еды, и тот смиренно ждёт, пока первый изволит насытить свою утробу. Сильный кот изгоняет прочь несчастного котёнка. Сильный козёл попирает рогами своими слабого. Стон стоит по земле! О Великое, что стоит тебе исправить несправедливость? Сделай животных равными, и пусть не будет сильных и слабых ни среди волков, ни среди козлов! Пусть любой волк будет во всём равен любому волку, а любой козёл – любому козлу!

Но речи её были прерваны. Ударил гром, и на стенах храма возникли буквы, сложившиеся в ответ божества.

– Я не настолько жестоко, чтобы выполнить твою просьбу! – гласили они.

А в самом деле, что бы произошло, если бы желания Аркадии сбылись?

В вопросе оговаривается, что речь идет о равенстве животных одного вида («пусть не будет сильных и слабых ни среди волков, ни среди козлов! Пусть любой волк будет во всём равен любому волку, а любой козёл – любому козлу!). Ряд школьников рассматривали вариант равенства видов между собой. Такие ответы не оценивались положительно, поскольку не являлись ответом на заданный вопрос.

Еще одним довольно распространённым вариантом ответа, который не засчитывался, было описание сути естественного отбора без привязки к предложенной ситуации и следствиям, вытекающим из нее.

Не засчитывались также версии, не содержащие никакой конкретики, например, «нарушилась бы цепь питания животных», без уточнения как именно.

Верные идеи, выдвинутые участниками олимпиады, можно разделить на несколько групп.

Самая часто встречаемая гипотеза - прекращение естественного отбора и, как следствие, прекращение эволюции. Кроме того, поскольку вирусы и болезнетворные бактерии поражали бы не только старых и слабых, могло бы произойти широкое распространение ряда заболеваний.

Вторая по частоте гипотеза – о нехватке ресурсов в силу отсутствия внутривидовой борьбы. Дополнительные баллы давались за более развернутые формулировки – уточнение типа ресурсов (еда, жизненное пространство) и упоминание возможности быстрого распространения заболеваний вследствие перенаселения.

Достаточно высоко оценивалась версия, что внутривидовую борьбу сменит межвидовая, и, как следствие, «некоторые виды могли бы вообще исчезнуть, а некоторые стали бы очень многочисленными».

Равенство животных одного вида приводило бы также к более длительным и кровавым схваткам из-за равенства сил бойков, что, в свою очередь, приводило бы к сложностям в борьбе за самку.

Школьниками также верно назывались трудности жизни в сообществах, в отсутствие иерархии, что привело бы к развалу сообществ с разделением труда (например, пчелы, термиты и пр.). Кроме того, могли бы возникнуть сложности с передачей опыта, т.к. не будет «уважения к старшим».

И вообще, по мнению школьников, «наступит хаос».


Вопрос №7
Когда Чебурашка заболел, доктор Айболит выписал ему таблетки и велел пить их 10 дней. Но таблетки были очень горькие, а Чебурашка уже на пятый день почувствовал себя хорошо. И тогда он стал приставать к крокодилу Гене с вопросом, зачем продолжать пить таблетки, если он уже поправился? И нельзя ли бросить это дело, скажем, чтобы сэкономить лекарство? Крокодил Гена, однако, поползновения Чебурашки решительно пресёк и велел ему пропить полный курс, назначенный врачом, в чём был прав.
Скажите, а какая нужда может быть в продолжении приёма таблеток, если пациент чувствует себя уже поправившимся? Рассмотрите разные варианты.

При ответе на данный вопрос надо было рассмотреть вероятные причины определенной длительности курса лечения как со стороны действия лекарства, так и с точки зрения его влияния на патоген.

Большинство участников сконцентрировалось на разборе лечения антибиотиками. Прежде всего стоит отметить, что одной из очень распространенных ошибок, встретившихся в работах, было лечение антибиотиками вирусных заболеваний. Антибиотики — это препараты, действующие только на бактерии, и они не способны бороться с вирусами. Тем не менее, почти все варианты ответа на данный вопрос, касающиеся антибиотиков, будут верны также и для противовирусных препаратов.

Во-первых, если закончить прием антибиотиков или противовирусных препаратов раньше, скорее всего не все патогены будут убиты. Это может привести к тому, что у оставшихся бактерий разовьется резистентность к данному антибиотику и он уже не будет действовать в дальнейшем. В случае вирусной природы заболевания это может привести к появлению новых штаммов вируса. Отдельно стоит отметить, что некоторые участники подумали не только о заболевшем Чебурашке, но и окружающих - оставшиеся в живых вирусы могут активно заражать всех вокруг, даже если уже не приносят вреда Чебурашке.

Другие интересные идеи связаны с приемом других типов лекарств. Так, при ряде хронических заболеваний, таких как шизофрения, СПИД и пр, необходим постоянный прием препаратов и при прекращении приема симптомы вернутся.

Еще одной интересной (и абсолютно правильной) версией был накопительный эффект лекарства. Для некоторых лекарств для достижения максимальных результатов необходима либо определенная суточная доза, либо определенная концентрация вещества в организме, что достигается длительностью приема.

Некоторые возбудители заболевания (например, плоские черви) имеют в своем жизненном цикле разные стадии, и чтобы эффективно убить их все, нужно пить лекарство определенное время. Также некоторые возбудители могут образовать защитную оболочку и "переждать" лечение, таким образом при несвоевременном окончании приема лекарства они смогут выжить.

Также очень редкой и ценной версией было негативное влияние резкого обрыва приема лекарства на организм Чебурашки. Так, при приеме психотропных и некоторых гормональных препаратов организм "привыкает" к веществу, содержащемуся в лекарстве и отменять лекарство нужно, постепенно снижая дозу.

Некоторые участники вспомнили о таких нестандартных эффектах, как, например, у малярии - болезнь проходит "волнами" и то, что симптомы исчезли, связано всего лишь с "затишьем" перед следующим приступом, а не с действием лекарства.