MBIP-R0-100-2505 • Otwarte krótkie • 2 pkt • Trudność: ★★★☆☆

Zadanie 7

Matura z biologii, maj 2025, poziom rozszerzony

Wymaganie:

V.3 — homeostaza wewnętrzna, osmoregulacja u kręgowców. VII.3 — opieka rodzicielska jako adaptacja ewolucyjna.

Treść zadania

Tilapia nilowa (Oreochromis niloticus) to słodkowodna ryba z rodziny pielęgnicowatych.

Na poniższym schemacie przedstawiono strategię osmoregulacyjną tilapii nilowej. Strzałkami zaznaczono kierunki transportu $t e x t N a^{+}$ i $t e x t Cl^{-}$ oraz $t e x t H_{2} t e x t O$ :

dyfuzja: $t e x t H_{2} t e x t O$ wpływa do ryby, $t e x t N a^{+}$ i $t e x t Cl^{-}$ wypływają z ryby;
transport aktywny: $t e x t N a^{+}$ i $t e x t Cl^{-}$ pobierane przez skrzela;
wydalanie przez nerki: duża objętość moczu o niskim stężeniu $t e x t N a^{+}$ i $t e x t Cl^{-}$ .

Wiele gatunków pielęgnicowatych, w tym — tilapia nilowa, jest określanych mianem pyszczaków, ponieważ samice pobierają ikrę do pyska po zapłodnieniu. Samice tych gatunków noszą w jamie gębowej zapłodnione jaja, a często — także larwy i narybek.

Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Szkarłupnie — płazy, t. 3, cz. 1, Warszawa 2015; S. Friedman, Ontogeny of the Osmoregulatory Capacity of Teleosts and the Role of ionocytes, „Frontiers in Marine Science" 7, 2020; Rysunek: Scandinavian Fishing Yearbook.

Zadanie 7.1. (0-1)

Wyjaśnij, dlaczego tilapia nilowa musi pobierać jony $t e x t N a^{+}$ i $t e x t Cl^{-}$ ze środowiska zewnętrznego. W odpowiedzi uwzględnij różnice między środowiskiem wewnętrznym ryby a środowiskiem zewnętrznym.

Zadanie 7.2. (0-1)

Uzasadnij, że adaptacja w postaci noszenia w jamie gębowej zapłodnionych jaj, larw i narybku przez samice pielęgnicowatych zwiększa szanse na przeżycie potomstwa.

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

7.1. Tilapia żyje w wodzie słodkiej (środowisko zewnętrzne = niskie stężenie jonów, hipotoniczne). Środowisko wewnętrzne ryby (krew, płyny ciała) zawiera znacznie wyższe stężenie Na⁺ i Cl⁻ (hipertoniczne względem otoczenia).

Skutki różnicy stężeń:

Dyfuzja: jony Na⁺ i Cl⁻ wypływają z ryby do wody (zgodnie z gradientem stężeń, "z wyższego do niższego").
Wydalanie: nerki produkują duże ilości rozcieńczonego moczu (woda + część jonów).

Aby utrzymać homeostazę jonową (stałe stężenie soli we krwi), ryba musi kompensować straty Na⁺ i Cl⁻. Robi to przez aktywny transport jonów ze środowiska zewnętrznego przez skrzela (zużywając ATP). Bez tego ryba by się odsoliła i umarła.

7.2. Noszenie jaj/larw/narybku w jamie gębowej zwiększa przeżywalność z kilku powodów:

Ochrona przed drapieżnikami — jaja i larwy w wodzie otwartej są łatwym łupem; w jamie gębowej są fizycznie chronione.
Stała kontrola środowiska — temperatura, natlenienie, pH są stabilne. Samica może aktywnie wybierać dobre warunki.
Natlenienie — przez skrzela samicy przepływa świeża, natleniona woda opływająca jaja i larwy.
Mobilność — matka może uciekać z potomstwem przed zagrożeniem (powodzią, drapieżnikiem, suszą).
Brak strat na drapieżnictwo = większy procent jaj rozwija się w narybek.

Typowy błąd / pułapka

Pułapka 7.1 — kierunek dyfuzji. Ryba słodkowodna jest HIPERTONICZNA względem wody. Jony wypływają (gradient w dół), woda wpływa (osmoza). Transport aktywny wchodzi (kompensuje stratę). Częsta pomyłka: odwrotne stwierdzenie kierunku.

Pułapka 7.1 — pomylenie z rybami morskimi. Słodkowodne: hipertoniczne, pobierają jony, wydalają wodę. Morskie: hipotoniczne, piją wodę, wydalają jony.

Pułapka 7.2 — wymienienie tylko jednej korzyści. CKE chce uzasadnienia — czyli przynajmniej dwie konkretne korzyści (ochrona + natlenienie / kontrola środowiska).

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 7 - tilapia, osmoregulacja — Strona 12 arkusza CKE 2025 PR biologia - zadanie 7 (tilapia, osmoregulacja). Na podstawie: CKE 2025 Oryginalny PDF CKE, str. 12

Klucz pojęciowy — osmoregulacja ryb

Środowisko	Stosunek tonowy	Strategia
Słodkowodne (karp, tilapia)	Ryba hiperton. vs woda	Pobiera jony, wydala dużo wody (mocz rozcieńczony)
Morskie kostnoszkieletowe (dorsz, łosoś dorosły)	Ryba hipoton. vs woda	Pije wodę, wydala jony przez skrzela (mocz stężony, mało)
Morskie chrzęstne (rekiny)	Izoton. (mocznik)	Zatrzymują mocznik → brak gradientu osmotycznego

Mechanizm osmoregulacji tilapii (woda słodka)

Gradient stężeń: krew tilapii ~300 mOsm vs woda słodka ~5 mOsm. 60-krotna różnica!

Co się dzieje pasywnie:

Woda wpływa do ryby przez błony (osmoza w stronę hipertonicznych płynów).
Jony wypływają z ryby (dyfuzja w stronę hipotonicznej wody).

Co robi ryba aktywnie:

Skrzela: aktywnie pompują Na⁺ i Cl⁻ do środka (Na⁺/K⁺-ATPaza, pompy Cl⁻). Zużycie ATP.
Nerki: wytwarzają duże ilości rozcieńczonego moczu (wydalanie nadmiaru wody).
Ryba NIE pije wody (tylko wchłania przez błony).

Analiza zadania 7.1

Środowisko zewnętrzne (woda słodka): bardzo niskie stężenie Na⁺, Cl⁻. Środowisko wewnętrzne (krew tilapii): wysokie stężenie Na⁺, Cl⁻.

→ Gradient stężeń wymusza wypływ jonów (dyfuzja) + wpływ wody (osmoza).

Ryba musi aktywnie pobierać Na⁺, Cl⁻ z wody, by:

Kompensować straty przez dyfuzję (skrzela).
Kompensować straty przez wydalanie z moczem (nerki).
Utrzymać homeostazę wewnętrzną (stałe stężenie soli).

Bez aktywnego pobierania ryba by się odsoliła i umarła.

Analiza zadania 7.2 — opieka rodzicielska w jamie gębowej

Mouthbreeding (inkubacja jamy gębowej) — strategia rozrodu pielęgnicowatych (cichlid, tilapii):

Ochrona przed drapieżnikami: jaja i larwy w wodzie otwartej są łatwym łupem (ryby drapieżne, owady wodne, ptaki). W jamie gębowej są fizycznie chronione za szczękami matki.

Natlenienie: przez skrzela matki przepływa stale natleniona woda, opływając jaja/larwy. Stała wentylacja = brak deficytu O₂.

Stabilne środowisko: matka aktywnie szuka miejsc o dobrej temperaturze i pH. Embriony nie są narażone na skoki warunków (suszy, deszczu, mętności).

Mobilność: matka przenosi potomstwo z zagrożenia (na nowe terytorium). Jaja przyklejone do dna lub roślinności są nieruchome i bezbronne.

Punktacja CKE

7.1. 1 pkt — wskazanie hiperton. wnętrza, hipoton. wody + utrata jonów + konieczność uzupełniania.
7.2. 1 pkt — co najmniej dwie korzyści dla przeżywalności potomstwa.

Po co to umieć

Mouthbreeding = klasyczna K-strategia ewolucyjna. Pielęgnicowate (cichlidy) z Wielkich Jezior Afrykańskich (Wiktorii, Tanganiki, Malawi) wykształciły setki gatunków, w większości z opieką rodzicielską. Mała liczba potomstwa + intensywna opieka = wysoka przeżywalność = sukces ewolucyjny.

Przeciwna strategia: r-strategia (śledź, dorsz) = miliony jaj, brak opieki, znikoma przeżywalność każdego.

Podobne zadania

ewolucja, dobór naturalny, gady, zaskroniec, łańcuch pokarmowy

Zadanie 6 (4 pkt)

Na poniższej fotografii przedstawiono zaskrońca zwyczajnego (*Natrix natrix*) — niejadowitego węża, żywiącego się głównie płazami. Na podstawie obserwacji populacji zaskrońca zwyczajnego badacze stwierdzili, że w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat na terenie Puszczy Niepołomickiej doszło do wyraźnego spadku długości ciała tych zwierząt. Nadal obserwuje się pojedyncze duże okazy przekraczające 100 cm, a nawet osiągające 120 cm, jednak średni rozmiar samic wynosi 77,7 cm (spadek o 8,2%), natomiast samców — 55,9 cm (spadek o 16,7%). Naukowcy postawili dwie niewykluczające się hipotezy wyjaśniające to zjawisko: - **Hipoteza 1.**: Od lat 60-tych XX wieku populacja płazów (głównego pokarmu zaskrońca zwyczajnego) na badanym terenie wykazuje bardzo silny spadek biomasy i liczebności, spowodowany m.in. osuszaniem terenów, a niedobór pokarmu jest przyczyną ograniczenia wzrostu zaskrońców zwyczajnych. - **Hipoteza 2.**: W analizowanym okresie wzrosła na badanym terenie liczba osób odwiedzających siedliska węży, co skutkuje wzrostem śmiertelności wśród większych osobników, łatwiej zauważanych i intencjonalnie zabijanych przez człowieka. Na podstawie: S. Bury i in., *Decline in Body Size [...] in the Grass Snake (*Natrix natrix*, Linnaeus, 1758) [...]*, „Environmental Science and Pollution Research" 29(6), 2022; www.puszczaniepolomicka.pl; Fotografia: G. Kulescu. ### Zadanie 6.1. (0-1) Wykaż związek między osuszaniem terenów a spadkiem liczebności płazów, stanowiących pokarm zaskrońców zwyczajnych. ### Zadanie 6.2. (0-1) Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3. Hipoteza 2. zakłada, że na populację zaskrońca zwyczajnego działa | | | | | | |---|---|---|---|---| | A. | dobór różnicujący, | który polega na eliminowaniu z populacji osobników | 1. | najdłuższych i najkrótszych. | | B. | dobór stabilizujący, | | 2. | najdłuższych. | | C. | dobór kierunkowy, | | 3. | o długości zbliżonej do wartości średniej. | ### Zadanie 6.3. (0-2) Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące zaskrońca zwyczajnego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F — jeśli jest fałszywe. | | | | | |---|---|---|---| | 1. | Zaskroniec zwyczajny utrzymuje względnie stałą temperaturę ciała, niezależnie od temperatury otoczenia. | P | F | | 2. | Podczas rozwoju zarodka zaskrońca zwyczajnego dochodzi do wykształcenia się błon płodowych. | P | F | | 3. | Zaskroniec zwyczajny przechodzi rozwój złożony, a rozwój jego postaci larwalnej zachodzi w środowisku wodnym. | P | F |

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „fizjologia, osmoregulacja, ryby słodkowodne, opieka rodzicielska" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl