Zadanie 17
Matura z biologii, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: VIII.2 — adaptacje do warunków środowiska.
VIII.5 — interpretacja wyników badań ekologicznych.
Treść zadania
Płaskogłów ciemnogłowy (Platycephalus fuscus) jest ciepłolubną rybą żyjącą w zatokach, przybrzeżnych jeziorach i estuariach na wschodnim wybrzeżu Australii. Jego ciało jest mocno spłaszczone grzbietobrzusznie. Oczy są osadzone na czubku spłaszczonej głowy. Ryba potrafi zmieniać ubarwienie ciała, przez co dopasowuje się do otoczenia. Ukrywa się w piasku i czeka na ofiarę — poluje na mniejsze ryby oraz krewetki.
Naukowcy zbadali zależność aktywności tej ryby od temperatury otoczenia w warunkach naturalnych. W tym celu wypuszczono ryby tego gatunku do rzeki Georges, 12 km w głąb od jej ujścia. W rzece mierzono temperaturę wody. Ryby były wyposażone w odpowiednie nadajniki z czujnikami, dzięki którym można było określić przyspieszenie poruszającej się ryby. Dane zbierano przez 18 miesięcy.
Na fotografii A przedstawiono płaskogłowa ciemnogłowego w jego naturalnym środowisku, a na wykresie B — wyniki opisanego badania. Koła na wykresie B reprezentują surowe wyniki pomiarów, a krzywa jest modelem dopasowanym do tych pomiarów, przedstawiającym zależność między temperaturą wody a przyspieszeniem ryby.
Wykres B (przyspieszenie [m·s⁻²] vs temperatura wody [°C]): krzywa z maksimum ok. 22°C, zakres 12-28°C, n=58 pomiarów dla 3 osobników.
Na podstawie: N.L. Payne i in., Temperature Dependence of Fish Performance in the Wild: Links with Species Biogeography and Physiological Thermal Tolerance, „Functional Ecology" 30(6), 2016; Fotografia: R. Ling.
Zadanie 17.1. (0-1)
Podaj wartość optimum temperaturowego wody dla aktywności płaskogłowa ciemnogłowego.
Zadanie 17.2. (0-1)
Rozstrzygnij, czy podnoszenie się temperatury wody w zbiornikach może stanowić zagrożenie dla płaskogłowa ciemnogłowego. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do przedstawionych wyników badań.
Zadanie 17.3. (0-1-2)
Wypisz z tekstu dwie cechy płaskogłowa ciemnogłowego stanowiące adaptację do drapieżnictwa i przedstaw, na czym polega każda z tych adaptacji.
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
17.1. Optimum temperaturowe ≈ 22°C (wartość temperatury, przy której przyspieszenie ryby osiąga maksimum — szczyt krzywej zależności).
17.2. Rozstrzygnięcie: TAK — podnoszenie temperatury wody może stanowić zagrożenie.
Uzasadnienie: w temperaturach powyżej optimum (~22°C) przyspieszenie ryby maleje (zgodnie z krzywą badań). Skutki:
- Niższa zdolność polowania (mniejsze przyspieszenie w ataku → krewetki/ryby uciekają).
- Mniej efektywne unikanie drapieżników (sama ryba także musi przyspieszać przy ucieczce).
- Przy wzroście temperatury do np. 28°C (skrajny punkt wykresu) przyspieszenie spada do bardzo niskich wartości → ryba głoduje i staje się ofiarą.
Konsekwencja: ocieplenie wód estuariów Australii (zmiany klimatu) realnie zagraża populacji płaskogłowa.
17.3. Dwie cechy adaptacyjne do drapieżnictwa:
1. Spłaszczone grzbietobrzusznie ciało + spłaszczona głowa.
Polega na: ryba przylega płasko do dna → niewidoczna z góry przez ofiary (sylwetka znika na tle dna). To adaptacja do polowania z zasadzki (ambush predation) — ryba czeka nieruchomo na ofiarę przepływającą nad nią i atakuje z zaskoczenia.
2. Zmienne ubarwienie ciała dopasowujące się do otoczenia (piasek, czeska).
Polega na: ryba kamufluje się kolorystycznie pod podłoże → ofiary nie widzą drapieżnika → mogą podpłynąć blisko → atak z minimalnej odległości (przy słabszym przyspieszeniu wystarczy krótki rzut). To kamuflaż chromatyczny / homochromia.
(Alternatywne cechy z tekstu: oczy na czubku spłaszczonej głowy → widzi ofiary nadpływające z góry; ukrywanie w piasku → ofiara nie wykrywa zapachu/kształtu.)
Pułapka 17.1 — czytanie wykresu. Optimum = szczyt krzywej (maksimum przyspieszenia). Nie środek zakresu temperatur, ale wartość przy największej wydajności.
Pułapka 17.2 — odpowiedź "nie" bez logiki. Klucz: powyżej optimum krzywa opada → ryba traci wydajność → zagrożona. Nie wystarczy "podnoszenie temperatury jest złe" — trzeba odwołać się do wykresu i konkretnie wskazać spadek powyżej optimum.
Pułapka 17.3 — wymyślanie cech spoza tekstu. Klucz: zadanie mówi "wypisz z tekstu". Trzeba użyć cech opisanych: spłaszczone ciało, spłaszczona głowa, oczy na czubku głowy, zmienne ubarwienie, ukrywanie w piasku.
Strony arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — ryby ektotermiczne i temperatura
| Pojęcie | Definicja |
|---|---|
| Ektotermia | Brak własnego termoregulatora — temperatura ciała = temperatura otoczenia |
| Optimum termiczne | Temperatura, w której wydajność (metabolizm, ruch) jest maksymalna |
| Krzywa termiczna | Wydajność rośnie do optimum, potem gwałtownie maleje (denaturacja enzymów) |
| Polowanie z zasadzki (ambush) | Drapieżnik czeka nieruchomo, atakuje przy krótkiej odległości |
| Kamuflaż / homochromia | Ubarwienie pasujące do podłoża, ukrywa drapieżnika lub ofiarę |
Analiza wykresu (17.1)
Krzywa przyspieszenia vs temperatura:
- Niskie temperatury (12-16°C): przyspieszenie niskie (~3-5 m/s², ryba “zimna”, powolna).
- Wzrost do 22°C: przyspieszenie rośnie → osiąga maksimum.
- Powyżej 22°C (24-28°C): przyspieszenie maleje (denaturacja enzymów, niedotlenienie wody, stres cieplny).
Optimum termiczne ≈ 22°C — wartość, przy której ryba jest najsprawniejsza (max szybkość ataku).
Analiza 17.2 — zagrożenie wzrostu temperatury
Krzywa opada powyżej 22°C. Przy 28°C przyspieszenie jest niższe niż przy 22°C.
Ocieplenie klimatu podnosi temperaturę wody w zatokach i estuariach. Płaskogłów żyje na wschodnim wybrzeżu Australii — region szczególnie wrażliwy.
Skutek: ryba traci wydajność polowania:
- Mniejsze przyspieszenie → wolniejsza próba schwytania ofiary.
- Krewetki i małe ryby uciekają.
- Mniej zdobyczy → osłabienie → spadek przeżywalności.
Dodatkowy skutek: ryba ektotermiczna nie może aktywnie regulować temperatury. Migracja do chłodniejszych wód estuariów = ograniczona (zatoki nie mają głębin).
→ TAK — zagrożenie realne.
Analiza 17.3 — cechy adaptacyjne (2 z tekstu)
Cechy płaskogłowa wymienione w tekście:
- Mocno spłaszczone, szerokie ciało (grzbietobrzusznie) + spłaszczona głowa.
- Oczy osadzone na czubku spłaszczonej głowy.
- Zmienne ubarwienie ciała → ukrywanie w piasku/czeskanie.
Najlepsze odpowiedzi (po 2 z 3):
Cecha 1 — spłaszczone ciało + głowa. Adaptacja do: zalegania na dnie + niewidoczność z góry. Mechanizm: ryba przylega płasko do podłoża → nie rzuca cienia z góry → ofiara (krewetki, rybki) nie wykrywa drapieżnika → podpływa blisko → płaskogłów atakuje z krótkiej odległości (potrzebuje mniejszej zdolności przyspieszenia).
Cecha 2 — zmienne ubarwienie (dopasowane do dna piasek/czeska). Adaptacja do: maskowanie chromatyczne (homochromia). Mechanizm: ryba przyjmuje barwę dna → ofiary nie odróżniają jej od podłoża → bezbronnie pływają nad drapieżnikiem → możliwy atak z zaskoczenia. To kamuflaż aktywny (zmienia się w czasie).
Cecha 3 (alternatywna) — oczy na czubku głowy. Adaptacja do: obserwacja z góry przy ciele leżącym na dnie. Mechanizm: ryba zakopana w piasku, ale oczy wystają → szerokie pole widzenia w pionie → wykrywanie ofiar nadciągających z góry + reakcja błyskawiczna.
Punktacja CKE
- 17.1. 1 pkt — wartość ~22°C (tolerancja ±1°C).
- 17.2. 1 pkt — rozstrzygnięcie “tak” + uzasadnienie odwołujące się do spadku przyspieszenia powyżej optimum.
- 17.3. 2 pkt — 2 cechy + wyjaśnienie każdej (1 cecha + mechanizm = 1 pkt).
- Suma: 4 pkt.
Po co to umieć
Ektotermia to klucz do zrozumienia wrażliwości wielu zwierząt na zmiany klimatu:
- Ryby w ciepłych zatokach (Wielka Rafa Koralowa, Bałtyk) — bardzo wrażliwe.
- Gady (jaszczurki, węże) — wymierają w niektórych obszarach (gradient termiczny zniknął).
- Płazy — najbardziej zagrożona gromada (~40% gatunków).
Kamuflaż to klasyczny przykład doboru naturalnego — osobniki lepiej “ukryte” przeżywają i rozmnażają się częściej. Inne klasyczne przykłady:
- Ćma pieprzowa (industrial melanism, Anglia XIX w.).
- Patyczaki — naśladowanie gałązek.
- Lwy — żółtawa sierść w sawannie.
- Niedźwiedzie polarne — białe futro w śniegu.
Płaskogłów = przykład żywej adaptacji w skali ewolucyjnej — i przyszłej ofiary ocieplenia klimatu.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „ekologia, adaptacje, kamuflaż, drapieżnictwo, optimum temperaturowe, ryby ektotermiczne" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl