Zadanie 18
Matura z biologii, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: XVI. Ewolucja. Zdający: 13) rozpoznaje, na podstawie opisu, schematu, rysunku, konwergencję i dywergencję.
XVII. Ekologia. 1. Ekologia organizmów. Zdający: 6) przedstawia adaptacje form ekologicznych roślin do życia w różnych siedliskach.
IX. Różnorodność roślin. 5. Rozmnażanie i rozprzestrzenianie się roślin. Zdający: 3) przedstawia budowę kwiatów roślin nasiennych; 5) opisuje proces zapłodnienia i powstawania […] owoców u okrytonasiennych.
Treść zadania
Niski wzrost i ciasne ułożenie liści rośliny w tzw. poduszkę stanowią przystosowanie do skrajnych warunków środowiska panujących w wysokich górach. Takie formy roślin występują u ponad trzystu gatunków należących do ponad trzydziestu różnych rodzin botanicznych, występujących w różnych obszarach geograficznych świata.
Poniżej przedstawiono schematyczną budowę roślin poduszkowych.
Przykładem rośliny poduszkowej jest lepnica bezłodygowa (Silene acaulis), przedstawiona na poniższej fotografii. Wytwarza ona różowe kwiaty wyrastające na szczytach łodyg. W populacji tego gatunku występują zarówno osobniki żeńskie, jak i obupłciowe.
Na podstawie: Q. Canelles i in., Environmental Stress Effects on Reproduction and Sexual Dimorphism in the Gynodioecious Species Silene acaulis, „Environmental and Experimental Botany” 146, 2018. Schematy: H. Hauri, Review: Ecology of Cushion Plants, „Journal of Ecology” 1(2), 1913. Fotografia: Wikimedia Commons.
Zadanie 18.1. (0-1)
Rozstrzygnij, czy wytwarzanie form poduszkowatych wśród roślin wysokogórskich jest wynikiem konwergencji, czy — dywergencji. Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 18.2. (0-1)
Podaj jeden przykład czynnika abiotycznego, do którego przystosowaniem jest występowanie u lepnicy bezłodygowej poduszkowatego typu wzrostu. W odpowiedzi uwzględnij rodzaj czynnika oraz jego nasilenie lub poziom.
Zadanie 18.3. (0-1)
Uzupełnij tabelę — określ zdolność do wytwarzania ziaren pyłku i owoców przez osobniki żeńskie i przez osobniki obupłciowe lepnicy bezłodygowej. W odpowiednie komórki tabeli wpisz literę T (tak), jeśli istnieje taka możliwość, albo N (nie) — jeśli nie ma takiej możliwości.
| Możliwość wytwarzania ziaren pyłku | Możliwość wytwarzania owoców | |
|---|---|---|
| osobniki żeńskie | ||
| osobniki obupłciowe |
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
18.1. KONWERGENCJA (zbieżność ewolucyjna).
Uzasadnienie: poduszkowa forma występuje u gatunków z ponad 30 różnych rodzin botanicznych w różnych regionach geograficznych świata. Te gatunki nie pochodzą od wspólnego przodka w sensie posiadania tej cechy — niezależnie wyewoluowały tę samą formę życiową w odpowiedzi na podobne presje selekcyjne wysokogórskie (zimno, wiatr, UV). To definicja konwergencji — różni przodkowie + ten sam fenotyp pod presją tych samych warunków.
(Dywergencja byłaby odwrotnie: jeden wspólny przodek → wielość form pod różnymi presjami.) Zasady oceniania nie uznają uzasadnienia ograniczonego do samej definicji konwergencji ani niezwiązanego z procesami ewolucyjnymi („jest spowodowane warunkami, w jakich rosną”).
18.2. Niska temperatura (powietrza, podłoża) / mróz.
Inne poprawne odpowiedzi według zasad oceniania: silny wiatr, niewielka dostępność wody / susza, silne nasłonecznienie. Trzeba podać rodzaj czynnika i jego nasilenie (np. „niska”, „silny”). Nie uznaje się odpowiedzi „duże opady śniegu”.
18.3.
| Możliwość wytwarzania ziaren pyłku | Możliwość wytwarzania owoców | |
|---|---|---|
| osobniki żeńskie | N | T |
| osobniki obupłciowe | T | T |
Pułapka 18.1 — pomylenie konwergencji z dywergencją. Konwergencja = różni przodkowie → ten sam fenotyp (skrzydła ptaków vs nietoperzy). Dywergencja = jeden przodek → różne fenotypy (radiacja zięb Darwina). Kluczowe sformułowanie z tekstu: "różne rodziny botaniczne" → różni przodkowie → konwergencja.
Pułapka 18.2 — brak nasilenia lub poziomu. Nie wystarczy sam „wiatr” czy „temperatura” — trzeba określić nasilenie, np. „niska temperatura”, „silny wiatr”.
Pułapka 18.3 — błąd "osobniki żeńskie wytwarzają pyłek". NIE — żeńskie mają tylko słupki (organy żeńskie). Pyłek wytwarzają tylko obupłciowe (mają i pręciki, i słupki).
Pułapka 18.3 — błąd "osobniki żeńskie nie wytwarzają owoców". TAK — wytwarzają, po zapyleniu pyłkiem z osobników obupłciowych. Owoc rozwija się ze słupka po zapłodnieniu.
Strony arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — konwergencja vs dywergencja
| Cecha | Konwergencja | Dywergencja |
|---|---|---|
| Przodkowie | Różni (niespokrewnione gatunki) | Jeden wspólny |
| Środowisko | Podobne presje selekcyjne | Różne presje |
| Wynik | Ten sam fenotyp u różnych gatunków | Różne fenotypy z jednego przodka |
| Typ podobieństwa | Analogiczne (funkcja podobna, pochodzenie różne) | Homologiczne (pochodzenie wspólne) |
| Przykłady | Skrzydła ptaków/nietoperzy/owadów; opływowość delfina/rekina/ichtiozaura; forma poduszkowa roślin | Zięby Darwina, dziobki kolibrów, ssaki workowate Australii |
Mechanizm: dlaczego konwergencja? (18.1)
Tekst mówi: poduszkowy wzrost jest “przystosowaniem do skrajnych warunków” i występuje „u ponad trzystu gatunków należących do ponad trzydziestu różnych rodzin botanicznych”.
Różne rodziny = różni przodkowie (rodziny botaniczne pochodzą od różnych pradawnych linii).
Wszystkie wykształciły tę samą formę w odpowiedzi na te same warunki (góry — niska temperatura, wiatr, UV).
Definicja konwergencji: niezależna ewolucja tej samej cechy u różnych gatunków pod podobnymi warunkami środowiskowymi.
→ Poduszkowa forma = konwergencja.
Mechanizm: dlaczego poduszkowy wzrost adaptacją? (18.2)
Czynniki abiotyczne uznane w zasadach oceniania (rodzaj czynnika + jego nasilenie/poziom):
- niska temperatura (powietrza, podłoża) / mróz,
- silny wiatr,
- niewielka dostępność wody / susza,
- silne nasłonecznienie.
Niska, zwarta forma rośliny ogranicza m.in. wychładzanie i wysuszanie przez wiatr. Liczby nie są potrzebne — wystarczy określenie nasilenia, np. „niska temperatura”, „silny wiatr”. Nie uznaje się odpowiedzi „duże opady śniegu”.
Mechanizm: gynodioecja u lepnicy (18.3)
Gynodioecja = system rozrodczy, w którym w populacji występują dwa typy osobników:
- Żeńskie — tylko kwiaty żeńskie (słupki, brak pręcików).
- Obupłciowe (hermafrodytyczne) — kwiaty mają pręciki + słupki.
Wytwarzanie pyłku:
- Pyłek powstaje w pylnikach pręcików → tylko obupłciowe mają pręciki → tylko obupłciowe wytwarzają pyłek.
- Żeńskie nie wytwarzają pyłku (N).
Wytwarzanie owoców:
- Owoc rozwija się ze słupka (zalążnia) po zapłodnieniu.
- Słupki mają OBA typy osobników (żeńskie i obupłciowe).
- Po zapyleniu pyłkiem z osobników obupłciowych → owoce powstają u obu typów.
- → Obie wytwarzają owoce (T, T).
Punktacja CKE
- 18.1. 1 pkt — „konwergencja” + uzasadnienie przedstawiające argument za niezależnym wykształceniem cechy (np. występowanie u różnych rodzin botanicznych).
- 18.2. 1 pkt — rodzaj czynnika abiotycznego + jego nasilenie/poziom (np. „niska temperatura”, „silny wiatr”).
- 18.3. 1 pkt — wszystkie 4 komórki tabeli poprawne (N, T, T, T).
- Suma: 3 pkt.
Po co to umieć
Inne przykłady konwergencji:
- skrzydła owadów, ptaków i nietoperzy,
- opływowy kształt ciała rekinów i delfinów,
- sukulentyzm łodygowy kaktusów (Ameryka) i niektórych wilczomleczy (Afryka).
Lepnica bezłodygowa — populacja złożona z osobników żeńskich i obupłciowych (taki układ nazywa się gynodioecją).
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „ewolucja, konwergencja, adaptacje, rośliny poduszkowe, gynodioecja, lepnica bezłodygowa” zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl