Пример рассуждения .

Задача1 Известно, что температура тела колибри в холодные ночи падает до 10 °С, тогда как днём она равна 43 °С. Как вы думаете, почему именно у колибри возникла такая особенность?

Ответ. Теплокровные животные тратят значительную часть энергии, полученной с пищей, на поддержание температуры тела. Особенно остро стоит эта проблема у мелких теплокровных, которые имеют большую относительную поверхность тела.

Колибри — очень маленькие птицы, их масса равна всего трем граммами потери тепла у них особенно велики. Чтобы под­держивать темпергйруру тела всю ночь, надо за день накопить запасы жира или гликогена. Однако накопление таких запасов для колибри очень невыгодно, так как это увеличило бы массу животного в дневное время и повысило бы затраты энергии на полет. Кроме того, колибри питаются углеводной пищей, и переработка ее в калорийное топливо (в жир) тоже требует дополнительных энергозатрат. Значит, чтобы сделать запасы, колибри надо интенсивнее питаться. Но колибри питается в полете, зависая над цветком, поэтому сам процесс питания тоже связан с затратами энергии.

Разрешить эту проблему в ходе эволюции можно было, по-видимому, двумя путями: увеличить размеры тела и тем самым снизить потери на теплоотдачу или снизить ночные потери энергии, обеспечив способность переносить без вреда заметное снижение температуры тела. Эволюция колибри пошла по второму пути.

Надо заметить, что колибри не является исключением. Некоторые другие птицы тоже могут переносить заметное снижение температуры тела ночью (например, стрижи). Для них ночные потери энергии, видимо, не столь необходимы, как для колибри, но позволяют снижать потребность в пище. У многих крупных насекомых (например, шмели, бражники) во время полета температура тела достигает 36 °С, что повышает эффективность работы двигательных мышц, а в покое снижается до уровня температуры окружающей среды, что позволяет экономить энергию (подобно колибри). Пример рассуждения 2.

Задача2. В Якутии на северных склонах растет даурская лиственница (более северная и влаголюбивая), а южные склоны покрыты сосновыми лесами. Объясните причины такого распространения деревьев.

Ответ.В 1951 г. В. В. Алехин установил правило предварения для растений. Согласно этому правилу, северные влаголюбивые растения в пределах южных границ ареала располагаются на северных склонах и на дне балок, а южные по мере продвижения на север произрастают на более прогреваемыхюжных склонах. Даурская лиственница более северная и вла­голюбивая, чем сосна. В пределах южных границ ареала даурская лиственница растет на северных склонах, а сосна в пределах северных границ своего ареала растет на южных склонах.

Задача №1. Для роста пшеницы нужна температура от 0°С (нижний предел, минимума) до 42°С (верхний предел, максимум), для фасоли — от 9°С до 46°С, для клена остролистного — от 7°С до 26°С, для бактерий- от 29° С до 41°С, для жизни рыжего муравья — от 1,5°С до 50°С. Какие из этих организмов являются узко приспособленными, какие - широко приспособленными к температурному фактору? Для каких организмов из числа перечисленных температура почвы 2°С и воздуха 2°С весной будет являться ограничивающим фактором? Почему?

Задача №2. Иногда летом в утренние часы, после прохладной дождливой ночи многие растения проявляют явные признаки увядания, хотя почва сильно увлажнена и температура воздуха довольно высока. Объясните причины увядания растений.

Задача №3. Известно, что на сфагновых болотах, несмотря на большое количество влаги, вода оказывается недоступной для многих растений. Объясните, с чем это связано.

Задача №4. В песчаных пустынях жизнь богаче, чем в глинистых. Растения достигают здесь больших размеров, а почвенные животные отличаются видовым многообразием и большей численностью. Объясните причины большего разнообразия жизни в песчаных пустынях по сравнению с глинистыми.

Задача №5. Известно, что процесс оплодотворения у растений осуществляется при достаточно высокой температуре. Каким образом внутри цветков высокогорных и арктических растений достигается температура более высокая, чем температура окружающей среды?

Задача №6. В XIX в. немецким физиологом Карлом Бергманом была установлена следующая зоогеографическая закономерность: величина тела теплокровных животных в Северном полушарии увеличивается по направлению к северу, а в Южном полушарии — по направлению к югу. Как вы объясните это явление?

Задача №7. В XIX в. исследователи обратили внимание на следующую зоогеографическую закономерность: по мере приближения к югу в Северном полушарии у теплокровных животных наблюдается относительное увеличение размеров конечностей по отношению к телу и размерам придатков на теле. Почему? Дайте аргументированный ответ.

Задача №8. В настоящее время самые крупные теплокровные животные —- киты и слоны, а самые мелкие — землеройки (длиной 4—5 см), птицы колибри (длиной 2,8—2,85 см). Чем, по вашему мнению, обусловлены предельные размеры теплокровных животных?

Задача №9. Императорский пингвин (Aptenodytes forsteri), длина тела которого достигает 120 см, а масса 35—40 кг, — наиболее крупный из пингвинов, обитающих в Южном полушарии, гнездится в самом сердце Антарктиды, а живет в прибрежных ее районах, редко встречаясь за пределами 61° ю. ш. Королевский пингвин (Aptenodytes panagonica) величиной 91—96 см и массой 15—17 кг живет в основном в пределах Субантарктики под 55° ю. ш. Очковый пингвин (Spheniscus demersus) высотой в пределах 55 см и массой 5—6 кг обитает на мелких островах и на побережье Южной Африки до 34°30' ю. ш. Галапагосский пингвин (Spheniscus mendiculus) размером не более50 см, самый мелкий из пингвинов, обитающих в Южном полушарии, живет в тропиках на Галапагосских островах.

Почему размеры и масса тела близких в систематическом отношении видов пингвинов, обитающих в Южном полушарии, уменьшаются по мере продвижения от более холодных к теплым местам обитания?

Задача №10. Наблюдая за суточными перемещениями перелетной саранчи, ученые обратили внимание на следующие особенности ее поведения: днем насекомые располагали свое тело параллельно солнечным лучам, на закате саранча поднималась в верхнюю часть травостоя, а к восходу солнца спускалась ближе к почве. Объясните особенности поведения саранчи в разное время суток.