Задания от учеников NeoFamily

В аниме “Магическая битва” (Jujutsu Kaisen) персонаж Чосо обладает редкой наследственной способностью, позволяющей осуществлять гиперконтроль над собственной кровью за пределами естественной циркуляции. Он может вызывать мгновенную коагуляцию крови, формировать из крови плотные структуры (например, лезвия или взрывные сферы), и даже проводить эритроцитарный гиперконтроль сосудистого русла для временного усиления физических параметров организма. Однако техника имеет свои ограничения. В одной из сцен Чосо сражается в помещении, где повсюду обильно брызжет вода, что мешает ему использовать свои способности снаружи, однако он всё ещё может использовать технику внутри своего тела. Объясните с точки зрения биологических процессов, почему вода, попадающая на кровь, мешает Чосо формировать оружие во время битвы? Персонажи с подобными техниками избегают полного контроля над всей собственной циркулирующей кровью, чтобы избежать опасных последствий для организма. Какие риски для жизни мага связаны с контролем крови внутри своих сосудов? Ответ поясните.

В начале пьесы Л. Филатова «Про Федота-стрельца, удалого молодца» имеется следующая фраза: «На Федьке от страха намокла рубаха, в висках застучало, в пузе заурчало, тут, как говорится, и сказке начало…». Работой какого отдела вегетативной нервной системы обусловлены данные изменения? Укажите не менее двух эффектов этого отдела, на которые мог ссылаться автор произведения. В этой же пьесе один из персонажей даёт шуточное описание осиновой коре: «В ейном соке, генерал, есть полезный минерал, - от него из генералов ни один не помирал!..». После проведения элементного анализа коры осины, выяснилось, что очень богата микроэлементом - цинком. Известно, что цинк входит в состав гексамеров белка, под действием которого происходит встраивание глюкозного транспортера GLUT4 в мембрану клетки. Для профилактики какого заболевания обмена веществ могло бы помочь употребление экстракта этой коры? Ответ поясните.

Вольбахия - уникальная паразитическая бактерия, размножающаяся в цитоплазме клеток членистоногих. У перепончатокрылых (в частности, пчёл) она способна блокировать расхождение хромосом во время первого митотического деления неоплодотворенной гаплоидной яйцеклетки. Какой набор хромосом будут иметь дочерние клетки после окончания митоза? Исходя из особенностей размножения пчёл, укажите, каким будет соотношение полов в потомстве, если все яйцеклетки заражены вольбахией. Ответ поясните. Исходя из локализации вольбахии в клетках хозяина, предположите, какое значение для численности бактерии имеет такой механизм изменения соотношения полов у хозяина.

Трехпалый ленивец (Bradypus tridactylus) - вид млекопитающих из отряда неполнозубых. Большую часть жизни ленивцы проводят на деревьях тропических лесов вверх ногами, питаясь растительной пищей. Их шерстяной покров хорошо впитывает влагу и направлен от живота к хребту, а волоски имеют полости и продольные желобки с воздухом. Обычно шерсть трехпалых ленивцев окрашена в сероватый или коричневый оттенок, но в сезон дождей часто приобретает зеленую окраску. Это обусловлено размножением зеленой водоросли (Trichophilus welckeri) в шерсти ленивца. Предположите, какая форма биотических связей формируется между трехпалым ленивцем и зеленой водорослью. Ответ обоснуйте, раскрыв значение таких взаимоотношений для обоих организмов. Почему ленивец обретает такой окрас именно в сезон дождей?

В 1940-х годах исследователи “Отряда 731” японских вооружённых сил ставили жестокие эксперименты на живых людях, заражая их различными патогенами, включая возбудителей чумы. Их целью было создание бактерий с максимальной болезнетворностью. Для этого они отбирали штаммы, вызывавшие наиболее быстрое и тяжелое течение болезни, и насильно заражали людей большими дозами бактерий. Почему данные, полученные на людях в условиях такого бесчеловечного эксперимента оказываются неприменимыми к реальной эпидемии? Укажите и поясните четыре причины.

У некоторых видов глубоководных удильщиков наблюдается крайняя форма полового диморфизма - сексуальный паразитизм. Самцы этих видов во много раз меньше самок. Найдя самку по запаху (феромонам), самец впивается в её кожу зубами. Со временем их ткани и кровеносные системы полностью срастаются: самец теряет зрение, челюсти и большинство внутренних органов, становясь фактически придатком на теле самки. С какими условиями среды обитания связано формирование такой стратегии размножения удильщиков? В чём заключается биологическое преимущество такой связи для популяции в данных условиях? Укажите два пункта. Какой тип естественного отбора привел к формированию столь малых размеров у самцов по сравнению с самками? Ответ поясните.

Маленькие древолазы (Oophaga pumilio) - яркие тропические лягушки. Их кожа выделяет батрахотоксин - сильный нервно‑паралитический яд. При этом лягушки не синтезируют яд самостоятельно: они получают его из съеденных ядовитых насекомых. Кроме того, у древолазов наблюдается необычное поведение: самки приносят своим головастикам в качестве пищи неоплодотворённые икринки. Почему естественный отбор сохранил у древолазов способность накапливать яд из пищи, а не синтезировать его самостоятельно? Приведите физиологическое и экологическое обоснование. Почему самки древолазов приносят потомству именно неоплодотворённые икринки, а не другую пищу (например, мелких насекомых)? Приведите не менее двух аргументов, объясняющих адаптивную ценность такого поведения.

У некоторых живородящих акул, например кошачьих, эмбрионы развиваются в утробе матери. Ученые обнаружили, что на поздних стадиях развития эмбрионы способны улавливать слабые электрические поля, характерные для хищных рыб (например, для более крупных акул). При обнаружении «электросигнатуры хищника» эмбрион резко снижает двигательную активность, практически прекращает дыхательные движения жабр и замедляет сердцебиение. Это позволяет минимизировать его собственное биоэлектрическое поле. Какое эволюционное преимущество дает такая реакция еще не родившемуся организму? Какой врожденный механизм лежит в основе этой реакции? В каком отделе мозга располагается нервный центр, регулирующий такое поведение акуленка? Ответ поясните. В каких условиях окружающей среды такая адаптация будет особенно важна для выживания вида? Почему частое использование этой реакции неблагоприятно сказывается на развитии эмбриона?

В отличие от многих других млекопитающих, в печени кошек активность ферментов глюконеогенеза (синтеза глюкозы из неуглеводных компонентов) постоянно высокая и практически не зависит от состава рациона. Предложите из какого класса органических соединений преимущественно осуществляется синтез глюкозы у кошек? Известно, что кошки при длительном голодании теряют мышечную массу гораздо быстрее, чем собаки или люди. Объясните это явление, исходя из особенностей их метаболизма. Объясните адаптивное значение постоянно высокой скорости глюконеогенеза для кошек в условиях их естественной среды обитания.

В сетчатке глаза перелетных птиц присутствует белок криптохром, который при поглощении синего света переходит в активное состояние, чувствительное к магнитным линиям Земли. Это позволяет птицам «видеть» магнитное поле и ориентироваться в пространстве. Почему навигация птиц на основе криптохрома становится невозможной при использовании красных светофильтров? Почему в условиях низкой освещенности (глубокие сумерки) точность выбора направления полета мигрирующими птицами снижается? В чем заключается адаптивное значение интеграции магнитного чувства в зрительную систему птиц? Какие отделы центральной нервной системы птиц обеспечивают обработку навигационных сигналов и координацию маневров в воздухе?

Известно, что кровь (гемолимфа) мечехвоста содержит уникальные клетки - амебоциты. При попадании в гемолимфу грамотрицательных бактерий (например, кишечной палочки) амебоциты мгновенно реагируют, разрушаются и высвобождают вещества, вызывающие свертывание крови вокруг бактерий, изолируя их. Этот тип иммунного ответа сочетает как клеточный, так и гуморальный механизмы. Какие два типа форменных элементов крови человека выполняют сходную с амебоцитами мечехвостов функцию? Ответ поясните. Какой тип иммунитета обеспечивают амебоциты? Ответ аргументируйте. Почему реактив, разработанный на основе амебоцитов мечехвостов (LAL-тест) получил широкое применение в фармацевтической промышленности?

Известно, что у подавляющего большинства наземных растений устьица расположены преимущественно на нижней стороне листа. Однако у растения-полупаразита омелы Viscum album, обитающего на ветвях деревьев, устьица распределены равномерно по всей поверхности листа, причем их плотность аномально высока по сравнению с родственными видами кустарников. Почему для большинства наземных растений характерно расположение устьиц на нижней стороне листа? Приведите не менее двух причин. С какой особенностью водоснабжения и образа жизни омелы связано расположение и высокая плотность ее устьиц. Ответ поясните. Какая группа растений и почему имеет устьица только на верхней стороне листа?

В аридных (засушливых) регионах мира встречаются загадочные «ведьмины круги» – участки голой почвы, окруженные кольцом растительности. Долгое время считалось, что это результат деятельности термитов, но эксперименты с удалением насекомых не привели к исчезновению кругов. Почвоведы обнаружили, что после дождей вода скатывается с центра круга и накапливается по его краям, где растения имеют более мощные и глубокие корни. Почему растения с более длинными корнями получают в условиях пустынь преимущество? Объясните, как конкурентные взаимоотношения растений за воду могли сформировать такие “ведьмины круги”. Как это связано с доступом к воде в центре круга и по краям круга?

Шмели часто прокусывают цветок у основания или используют уже готовые отверстия, чтобы выпить нектар, при этом не касаясь пыльцы. Можно ли назвать подобные взаимоотношения мутуализмом (симбиозом)? Ответ поясните. Известно, что в цветочном нектаре могут активно размножаться дрожжи. Учёные выяснили, что продукты метаболизма дрожжей служат для насекомых сигналом, указывающим на содержание в нектаре определенных веществ. Объясните, какой метаболический процесс осуществляют дрожжи, находящиеся в нектаре? Какое вещество, служащее сигналом для насекомых, они выделяют? Содержание каких соединений в нектаре может оценить насекомое по этому сигналу?

Брюшина - серозная оболочка, покрывающая брюшную полость и органы в ней. Брюшину используют как мембрану в перитонеальном диализе: в брюшную полость заливается диализный раствор с определённой концентрацией веществ, в который из кровеносных сосудов поступает вода и растворенные в ней примеси. При нарушении функций какого органа проводят перитонеальный диализ? Каким свойством обладает брюшина для осуществления этого процесса? Благодаря какому физическому процессу возможна эта процедура? Какие соединения могут удаляться из крови благодаря этой процедуре? Приведите два примера. Какой должна быть суммарная осмотическая концентрация (осмолярность) растворенных веществ в диализном растворе по сравнению с осмолярностью крови? Ответ поясните.