ЕКОЛОГІЧНІ ЗАДАЧІ ТА ЗАВДАННЯ

Пізнавальні екологічні задачі є одним з ефективних засобів, що забезпечує творчий рівень засвоєння  знань, розвиток логічного мислення. В процесі вирішення цих задач аналізують, встановлюють внутрішні зв’язки між компонентами природи, застосовують знання з різних навчальних дисциплін.

ТЕМА. Основні  екологічні поняття та закономірності.

§       Берізка польова, кульбаба та інші рослини закривають свої віночки перед дощем. Жовта акація, навпаки, виділяє перед дощем особливо багато нектару, розповсюджуючи далеко свій аромат, приваблюючи комах. Поясніть екологічне значення цих явищ.

         Одні рослини «захищають» пилок від дощу закриваючи віночки, інші «поспішають» запилитись, приваблюючи комах. Має місце різноманітність адаптацій до однакових умов існування.

§        З поверхні суші біогенні елементи надходять в океан. За допомогою яких процесів вони повертаються на сушу?

         У процесі кругообігу речовин, а також завдяки геологічним процесам, тобто має місце біогеохімічний цикл.

§        Які взаємовідносини існують між мурашками та вищими рослинами?

         Мурашки розносять насіння рослин, знищують окремих шкідників, проте вони сприяють поширенню тлі (попелиць), переміщуючи її під час переселення мурашників.

§        У одних рослин пилок дрібний, сухий, порошкоподібний, у інших – липкий  або має різні вирости. Поясніть екологічне значення такої різноманітності.

         Це є проявом пристосування різних видів рослин до поширення. Вітрозапильні рослини рослини мають дрібний сухий пилок, що легко розносить вітром. Комахозапильні рослини мають пилок липкий, з наростами, що сприяє його кращому закріпленню на тілі комах.

§        Учням дуже хотілося, аби в їхньому класі впродовж зими зеленіла берізка. Навесні вони обережно викопали деревце, висадили у велику посудину, перенесли до кімнати й поставили біля вікна. Берізка прижилася, але  восени, незважаючи на догляд, її листя пожовкло, опало. Поясніть причини цього явища.

         Листопад – це прояв своєрідної адаптації дерев до сезонних змін у природі. Визначальним чинником є тривалість світлового дня, що восени зменшуються.

§        У популярних районах (в Україні взимку) у закритому грунті вирощують огірки, помідори, квіти. Яким чином створюються умови, необхідні для цих культур?

         Створюються умови, необхідні для фотосинтезу: додаткове й тривале освітлення, тепло, волога, вуглекислий газ, родючий грунт.

§        На узліссях та лісових галявинах серед кущів глоду, шипшини іноді зустрічаються смородина, аґрус. Яким чином могли потрапити до лісу ці рослини?

         Можливі два шляхи: занесення людьми під час прогулянок, відходами та занесення птахами.

§        Відомо, що сосна є евритопним видом і здатна пристосовуватися до різних умов існування. Поясніть, чому на піщаному грунті корінь сосни росте углиб, а на болоті коренева система сосни поверхнева. До яких умов середовища пристосовується рослина у такий спосіб?

         На піщаному грунті корінь сосни росте углиб, досягаючи вологих шарів грунту. На болоті вологи достатньо, але відчувається нестача повітря у грунті. Тому коренева система сосни тут поверхнева.

§        Дві рослини були висаджені в глиняні горщики з однаковим грунтом. Догляд за ними був однаковий, але стінки однієї посудини були пофарбовані. Де краще розвиватимуться рослини?

         Рослина краще ростиме у нефарбованому горщику, оскільки тут кращим є доступ повітря у грунт.

§        Які рослини і як у природних умовах отримують поживні речовини не з грунту?

         Так звані рослини-хижаки (наприклад, росичка) отримують необхідні речовини з перетравлюваних комах. Це також можливо за гідропонного вирощування сільськогосподарських рослин.

§        Після дощу часто можна спостерігати масовий вихід дощових червів на поверхню грунту. Якою є причина цього явища?

         Нестача кисню, повітря у надмірно зволоженому грунті.

§        Навесні під листяними деревами зустрічаються петрів хрест – рослина рожевого кольору, позбавлена хлорофілу. Якщо розкопати землю, можна помітити, що ця рослина прикріплена до коренів дерев. Який тип екологічних відносин має місце у цьому випадку? Як живиться петрів хрест за відсутності хлорофілу?

         Спостерігаються паразитичні відносини. Паразитичний організм (петрів хрест) отримує необхідні поживні речовини від живителя (дерева). Ось чому хлорофіл йому не потрібен.                

§        В умовах африканської савани можна розмістити в 15 разів більше диких травоїдних тварин, ніж свійських. Річний приріст продукції диких тварин також значно вищий.  Як пояснити це явище?

         Дикі тварини займають різні екологічні ніші, вживають різні корми, оскільки видовий склад дикої фауни різноманітний. Свійські тварини живляться досить одноманітним кормом. Видовий склад худоби набагато бідніший, що призводить до конкуренції за їжу, швидкого знищення трав`яного покриву.

§        У деяких деревних рослин молоді листки навесні мають червонувато-фіолетовий колір. Яке значення має такий колір листя для рослин у цей час?

         Листя червонуватого кольору краще поглинає теплові промені Сонця. Тому рослина менше страждає від холоду, біохімічні процеси відбуваються навіть за умов зниження температур.

§        Інколи восени окремі дерева зацвітають повторно. Чому це відбувається?

         Повторне цвітіння спостерігається при настанні восени сприятливих умов: теплої погоди після холодного літа; сильних дощів після посушливого сезону тощо. Це явище несприятливе для дерев, оскільки витрачаються запаси поживних речовин.

§        Якою екологічною закономірністю можна пояснити такі явища: а) загроза змерзнути значно більша при морозі з сильним вітром, ніж у безвітряну погоду. б) спеку легше переносити у сухому, а не при вологому повітрі.

         Наведені явища пояснюються закономірностями взаємодії чинників.

§        Які абіотичні чинники визначають вертикальну поясність гірських біоценозів Карпат, Кримських гір?

         Вертикальна поясність гірських біоценозів, в тому числі Криму і Карпат, пояснюється з вертикальною зональністю (зміною з висотою), температури та вологості.

§        Який абіотичний чинник виявився в процесі еволюції головним сигналом і регулятором сезонних явищ у житті рослин і тварин. Наведіть приклади. Чому саме цей, а не інші чинники?

         Тривалість дня та ночі, зміни пори року як найбільш ритмічні й закономірні явища у природі виявились визначальними у еволюції живої природи, пристосуванні організмів до умов існування.

§        В 1 кг свіжих листків різних рослин міститься різна кількість хлорофілу : у подорожника – 1,8 г ; аспідистри – 4,0 г. Яка з цих рослин світлолюбна, а яка – тіньовитривала? Відповідь обґрунтуйте.

         Подорожник – світлолюбна, аспідистра – тіньовитривала рослина. Тіньовитривалим рослинам для забезпечення фотосинтезу необхідно більше хлорофілу.

§        З яким екологічним правилом пов’язано те, що вухатий їжак мешкає у півден-них районах?
         Це явище пояснюється правилом Аллена – у багатьох ссавців Північної півкулі відносні розміри кінцівок і різних частин тіла, що виступають ( хвости, вуха), збільшуються в міру віддалення на південь. У ссавців вуха мають велике терморегуляторне значення  і їх значна відносна поверхня є вигідною за умов жаркого клімату.

ТЕМА. Організм та середовище існування.

§        Чи можливо за зовнішнім виглядом птахів визначити місце їх існування та спосіб живлення?

         Так. Місце існування можна визначити за розмірами, формою тіла, забарвленням оперення, будовою кінцівок. Спосіб живлення можна встановити за будовою та формою дзьоба.

§        Риби, що мешкають у морях та океанах на різних глибинах, мають різний розмір очей. Із зростанням глибини у більшості видів риб очі збільшуються ( наприклад, у морського окуня). На ще більших глибинах риби мають невеликі очі, а у деяких видів риб, що живуть на великих глибинах, вони відсутні. Поясніть особливості органів зору риб, що мешкають на різних глибинах.

         З глибиною змінюються умови освітлення. Великі очі – ознака пристосування до життя за недостатнього освітлення. У риб, які мешкають на великих глибинах, куди не проникає сонячне світло, очі функціонують неповною мірою, тому в процесі еволюції змінились, а подекуди й атрофувались.

§        Які спільні пристосування до існування у наземно—повітряному середовищі у хребетних і безхребетних?  Чим зумовлено виникнення цих пристосувань?

         Як правило, організми, що мешкають у наземно– повітряному середовищі, мають щільні покривні тканини, твердий скелет (зовнішній чи внутрішній), розвинуті органи чуття (зір, слух), органи руху. Виникнення цих пристосувань обумовлено особливостями наземно—повітряного середовища: низька густина повітряного середовища, тиск атмосфери, наявність світла, поширення звуків тощо, а також необхідністю орієнтуватись і рухатись  у цьому середовищі.

§        Чому живі аскариди не перетравлюються в шлунково – кишковому тракті організму – живителя, а мертві перетравлюються?

         Живі аскариди, як і інші паразитичні черви, виділяють речовини, що нейтралізують дію травних соків організму—живителя.

§        У теплу пору року деякі риби закопуються у мул, засинають. Поясніть причини й екологічне значення цього явища.

         У теплій воді знижується вміст кисню. Під час сплячки уповільнюється обмін речовин у риб, отже, зменшується потреба у надходженні кисню. Таким чином, сплячка допомагає вижити за несприятливих умов, це є одним з пристосувань до умов існування.

§        У двох водоймах, розташованих  у різних умовах – перша на сонці, друга у затінку, ловили личинок та лялечок комарів. Виявилось, що в одному випадку переважали личинки,  в іншому – лялечки. Де і чому?

         У першій водоймі було більше лялечок, у другій—личинок. Комарі проходять такі стадії розвитку: яйце, личинка, лялечка, доросла комаха. У першій водоймі умови сприятливіші для розвитку комара, процес перетворення відбувається швидше.

§        Який з чинників життя зелених рослин (температура, світло, вода, кисень, елементи живлення) найчастіше знижує врожай культурних рослин у південних областях України,  де дуже родючі грунти?

              Вода.

§        Згідно з загальними вимогами вирубки догляд здійснюють таким чином: через кожні 10-12 р. вирубують 8-10 % загальної маси всіх насаджень. Вирубки намагаються проводити взимку, по глибокому снігу. Чому такий спосіб вирубки є найбезболіснішим для лісу?

              Поступове розріджування створює сприятливі умови для дерев, що залишаються. Сніжний покрив захищає  рослини нижніх ярусів, лісову підстилку та її мешканців.

§        З метою стимулювання росту дуба у висоту разом з ним вирощують інші породи (підгін). Яка особливість дуба при цьому враховується?  Для чого застосовується цей прийом?

              Дуб—світлолюбна рослина, не виносить затінення зверху. За умов затінення з боків бічні відгалуження відмирають, дерево тягнеться вгору. Формується деревина без сучків, більш  високого ґатунку.

§        На злакових луках, як правило, зустрічаються бобові рослини: конюшина, люцерна тощо. Чим пояснюється таке поєднання рослин в угрупуванні?

              У бобових рослин корінь стрижневий, росте углиб, у злаків – мичкуватий, розміщується у верхніх шарах. Бобові нижче злакових, займають другий ярус в угрупуванні. Світла їм тут досить, а азот вони засвоюють з повітря за допомогою бульбочкових бактерій. Злаки є опорою для стебел бобових, останні збагачують грунт азотом.

§        Поясніть такі факти: риби, що нерестяться на швидкій течії, мають липку ікру; пелагічні риби,  що живуть і нерестяться у товщі води далеко від берегів, мають ікру з великим вмістом жиру,  ікринки мають шорстку поверхню.

              Особливості будови ікри пояснюються умовами середовища: липка ікра прикріплюється, її не зносить течією. Вміст жиру та шорстка поверхня сприяють тому, що ікринки пелагічних риб не тонуть, перебуваючи у товщі води.

§        В одному з господарств викопали котлован, заповнили його водою. Чи можна запускати туди риб?

              Ні, оскільки ще не забезпечено умов, необхідних для існування риб: немає рослин і достатньої кількості кисню, немає їжі.

§        Деякі види форелі мешкають у водоймах із слабкою течією, але ікру відкладають у швидкоплинних річках. Чи можна розводити цих риб штучно у ставках? Якщо так, то за яких умов?

              Можна за умов штучного розведення. Вода річок із швидкою течією багата на кисень. Тому необхідно забезпечити штучну аерацію води у ставках.

§        У озері мешкали лише нехижі риби. Згодом туди випадково потрапила ікра хижих видів риб. Які можливі наслідки?

              Наслідки можуть бути різноманітними, неоднозначними: ікра може загинути через несприятливі абіотичні умови; її можуть з’їсти нехижі риби; у випадку, коли хижі риби виживуть, поменшає кількість нехижих риб; згодом встановиться динамічна рівновага між  хижими та нехижими видами риб.

§        В Україні водиться жаба-повитуха. Самка відкладає до 150 ікринок, які утворюють два шнури. Самець намотує їх на задні ноги і носить ікру на собі до виходу пуголовків. Жаба звичайна відкладає до 7 тисяч ікринок. Чим можна пояснити таку різницю у кількості ікри у споріднених видів?

              У жаби-повитухи виражено турботу про потомство. Тому незначна кількість ікри не загрожує вимиранню виду.

§        Одного разу у степу на півдні України археолог дуже втомився і ліг спати на спальний мішок, просто неба. Вранці, прокинувшись, хотів підвестися, але відчув, що на грудях щось лежить. Це була степова гадюка. Обережно, аби не потурбувати і не розлютити змію, він скинув її, і вона поповзла геть. Чому змії повзуть до людей, що сплять?

              У змій не постійна температура тіла. У людини температура тіла не залежить від температури середовища. За допомогою термолокаторів змій відчувають тепло і в холодний період (нічний час) повзуть на тепло людського тіла.

§        Взимку у змішаних зграях великі синиці ведуть широкий пошук корму на деревах, в кущах, на пеньках, а часто – й на снігу. Синиці-гаїчки обстежують переважно великі гілки, довгохвості синиці шукають поживи на кінчиках гілок. Яке значення має різниця у особливостях здобування корму спорідненими видами?

              Таким чином синиці уникають конкуренції за їжу.

§        Птахи у різних місцях по-різному будують гнізда: щеврик лісовий – на землі з гілочок ялини, дрозди – з трав, зцементованих глиною на висоті 2-3 м, зяблик – з моху, лишайників, глухар – на землі. Яке значення мають відмінності у побудові гнізд? Як вони сформувались?

              Кожен вид займає свою екологічну нішу, що проявляється у різних місцях гніздування, матеріалах побудови гнізд. Так знижується конкуренція між популяціями різних видів і забезпечується пристосування до умов життя у лісовому біоценозі.

§        У представників роду курячих, які на зиму залишаються у північних областях України, на пальцях з`являються жорсткі пір`їни, відростають міцні кігті. Яке значення мають такі зміни для виживання птахів?

              Взимку пір’я утримує куріпку на пухкому снігу, а кігті допомагають розкопувати сніг і здобувати їжу.

§        У випадку небезпеки їжак швидко згортається у клубочок. Але деякі хижаки здатні здолати його: лисиця, наприклад, зіштовхує його у воду, пугач користується гострими кігтями ніг. Яких висновків можна дійти з наведених фактів?

              Пристосованість до середовища існування (захист від хижаків) має відносний характер.

§        З настанням зими деякі види кажанів відлітають, інші залишаються зимувати, впадаючи у сплячку. Яке значення для кажанів мають міграція та сплячка?

              Взимку зникають комахи – їжа летючих мишей. Сплячка й міграція – пристосування до несприятливих умов середовища.

§        Назвіть біологічні особливості бу`рянів, що пояснюють їх широке розповсюдження.

              Невибагливість до умов навколишнього середовища (висока екологічна валентність), утворення великої кількості насіння, широкі адаптивні можливості.

§        Дорослий тюлень за день з`їдає близько 10 кг риби. Лише у Каспійському морі тюлені знищують майже 1 млн ц риби. Чи можливе у природі повне знищення рибних запасів тюленями?

              Ні. В природі існує відносна динамічна рівновага між жертвою та хижаком.

§        Найпоширенішим на Землі видом є хатня муха. Доведено, що спочатку ця комаха існувала у тропічних широтах. Найкращою для розмноження температурою є 25 *C. Які біологічні особливості цієї комахи дозволили їй так широко розповсюдитись на Землі, в тому числі у північних широтах?

              Висока плодовитість, пристосованість до життя поряд з людиною, здатність впадати у сплячку за несприятливих умов.

§        Взимку на річках та озерах в льоду роблять ополонки, у які вставляють снопи з комишу, соломи. З якою метою це робиться?

              Таким чином створюються умови для газообміну між повітрям а водоймою, внаслідок чого вода збагачується на кисень і запобігається задуха риб.

§        Вчені знайшли сотні квітучих орхідей – Венериних черевичків – на островах Онезького та Сегозера, у деяких інших місцях. Вони припустили, що на них островах повинні бути вапняки. Як ви гадаєте, чим керувалися вчені?

              Венеричні черевички є індикатором вапняків, тобто ці рослини ростуть на таких грунтах, у складі яких є вапнякові породи й мінерали.

§        На території України висівають сорт пшениці Миронівська-808. Грунти у господарствах різні. Обгрунтуйте глибину висівання на чорноземах, піщаних та глинистих грунтах.

              Оптимальна глибина загортання насіння озимої пшениці –  5-6 см. На легких (піщаних) грунтах, які швидко просихають, пшеницю висівають глибше на 2-3 см, на важких (глинистих) і вологих грунтах насіння загортають більш мілко – на 1-2 см. Важливо, аби під час сівби насіння потрапило у вологий шар грунту і був забезпечений доступ повітря.

§        На шкільній ділянці висіяли пшеницю зі схожістю насіння 99%. Навесні випало багато опадів. У низині насіння не зійшло. Чому? Які умови проростання насіння порушилися?

              У низині через перезволоження грунту порушено газообмін, внаслідок чого не було достатнього доступу повітря, необхідного для проростання повітря.

§        Багата та красива колись флора полів і лук європейських країн знаходиться на межі зникнення через використання гербіцидів для боротьби з бур`янами. Звичайно, з бур`янами боротися потрібно, вони відбирають воду й поживні речовини, затінюють посіви культурних рослин. Чому ж тоді вживають заходів для вирощування й збирання насіння бур`янів? Чому фермерам пропонується залишати спеціальні 5 -метрові смуги для врятування бу`рянів.

              Бур’яни створюють природний життєвий простір для ворогів комах, що є шкідниками сільськогосподарських  культур, а також забезпечують захист від ерозії деяких ділянок грунту (наприклад, на схилах).

§        Одного холодного осіннього дня до нашої країни прибув незвичайний живий вантаж – кілька удавів. Спеціаліст без побоювань оглядав кожну тварину. Працівники митниці вирішили, що зоолог загіпнотизував змій, оскільки вони поводились дуже спокійно. А як би ви пояснили поведінку тварин?

              Справа не у гіпнозі, звичайно. Мала активність змій пов’язана з низькою температурою повітря. (Зверніть увагу, подія відбувалася восени).

§        Багато лісових птахів, як тільки вилупляться пташенята, виносять шкаралупки яєць подалі від гнізда. Яке значення має така поведінка птахів?

              Білий колір внутрішньої частини шкаралупок добре виділяється на темній лісовій підстилці й може привабити хижаків.

§        У Норвегії вирішили збільшити кількість цінних промислових птахів — білих  куріпок. Для цього у районах їх гніздування знищили майже всіх хижаків, що нападали на куріпок. В перші роки чисельність птахів зросла, а згодом стала знижуватись і куріпки майже зовсім зникли. Поясніть наведені факти.

              Зниження пресу хижаків спершу призвело до різкого зростання чисельності куріпок. Подальше зменшення чисельності птахів пов’язане з нестачею корму та поширенням хвороб ( хижаки перш за все нападають на ослаблених тварин).

§        Сіянці сосни вирощували в посудинах з грунтом, вологість якого становила: 
а) 4,0 см;    б) 12 см;    в) 6,4 см.
Як пояснити одержані результати?  Яка вологість грунту є оптимальною?

              Оптимальною є 60% - на вологість грунту.

§        Температура якого листка буде вищою спекотного літнього дня: підв’ялого чи такого, що знаходиться в стані тургору? Поясніть.

              Вищою буде температура листка. Випаровування води активним листком призводить до зниження температури.

§        Під соснами в лісі зустрічаються молоді ялинки, але під ялинами ніколи немає молодих сосон. Чому?

              Ялина – тіньовитривала порода. Її сходи потерпають від сонячних опіків на відкритій місцевості і знаходять сприятливі умови у сосновому затінку. Світлолюбній сосні не вистарчає освітлення під кронами ялини.

§        За описом назвіть тварину: тіло брускоподібне без явно вираженої шиї, загострена в хоботок морда, короткі, дуже маленькі, заховані серед густого бархатистого хутра. Вушних раковин немає. Вкажіть, до яких умов життя пристосована ця тварина.

              Кріт. Пристосування до життя під землею виражені яскраво.

§        Металевий павич у Ермітажі є своєрідним символом – за сигналом вмонтованого годинникового механізму він розгортає пишний хвіст. « Годинниковий механізм » мають також живі істоти. Як він занивається і в чому проявляється?

              Йдеться про явище біологічних ритмів, так званий біологічний годинник. Певного часу розкривають і закривають віночки квіти, співають птахи. Сезонні зміни в житті тварин і рослин також є проявом біоритмів.

§        Кріт і хохуля – тварини, що належать до однієї родини комахоїдних. Які відмінності їх хутра пов’язані з особливостями способу життя?

              Хохуля добуває їжу у воді, хутро її не намокає. Хутро крота, який мешкає під землею, однаково пригладжується як до голови, так і в зворотньому напрямку, що не утруднює його пересування у норах.

§        Акваріумні риби, яких було придбано у зоомагазині і випущено у акваріум, через кілька годин загинули.
      Запропонуйте якомога більше обґрунтованих гіпотез щодо причин загибелі риб.

              Найвірогідніша причина – різкий перепад температур. Можливі також: переохолодження при транспортуванні, використання не відстояної води з водопроводу тощо.

§        Прочитайте текст і скажіть, про яку тварину йдеться:
а) пропускає через травну систему велику кількість грунту; збагачує при цьому    грунт органічними речовинами;
б) прискорює гниття органічних решток;
в) сприяє проникненню у грунт води та повітря.

                  Дощовий черв’як.