m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MBIP-R0-100-2605 Otwarte krótkie 2 pkt Trudność: ★★★★☆

Zadanie 20

Matura z biologii, maj 2026, poziom rozszerzony

Wymaganie:

X. Ewolucja — dowody ewolucji, konwergencja i dywergencja, narządy homologiczne i analogiczne, drzewa filogenetyczne i zasady ich odczytywania. Radiacja adaptacyjna torbaczy i łożyskowców.

Treść zadania

Czaszki dwóch kopalnych zwierząt — z rodzaju Thylacosmilus i z rodzaju Smilodon — wykazują pewne podobieństwa: występują u nich długie kły z piłkowanymi krawędziami, zwane zębami szablastymi. Paleontologowie przypuszczają, że były to duże drapieżniki, a zęby szablaste pomagały im zabijać ofiary.

Na drzewie filogenetycznym przedstawiono relacje pokrewieństwa między tymi rodzajami a wybranymi współczesnymi ssakami, w kolejności gałęzi:

Na drzewie zaznaczono: wspólnego przodka z zębami o normalnej długości, dwa niezależne momenty pojawienia się zębów szablastych oraz obecność zębów szablastych u obu rodzajów kopalnych.

20.1. (0–1) Uzasadnij, że występowanie zębów szablastych u Thylacosmilus i Smilodon jest wynikiem ewolucji zbieżnej — konwergencji. Odnieś się do przedstawionego drzewa filogenetycznego.

20.2. (0–1) Oceń prawdziwość stwierdzeń (P/F):

  1. Thylacosmilus jest bliżej spokrewniony ze Smilodon niż z kangurami, należącymi do torbaczy.
  2. Smilodon jest bliżej spokrewniony ze słoniem niż z człowiekiem.

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2605. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

20.1.

Z drzewa filogenetycznego wynika, że ostatni wspólny przodek Thylacosmilus i Smilodon miał zęby o normalnej długości — cecha ta jest zaznaczona u podstawy drzewa. Zęby szablaste pojawiły się dwukrotnie i niezależnie, w dwóch odrębnych liniach ewolucyjnych:

  • raz w linii prowadzącej do Thylacosmilus — wśród torbaczy (grupa z kangurem),
  • drugi raz w linii prowadzącej do Smilodon — wśród łożyskowców, w grupie kotowatych.

Obie linie rozdzieliły się na długo przed pojawieniem się tej cechy, a między nimi na drzewie leżą inne gatunki (słoń, człowiek) pozbawione zębów szablastych. Zęby szablaste nie zostały więc odziedziczone po wspólnym przodku — powstały osobno w każdej z linii, jako podobne przystosowanie do podobnego trybu życia (polowania na duże ofiary).

To definicja konwergencji (ewolucji zbieżnej): niezależne powstanie podobnych cech u organizmów niespokrewnionych blisko ze sobą, poddanych podobnej presji selekcyjnej.

20.2. FF

  1. F — z drzewa wynika, że Thylacosmilus leży w gałęzi torbaczy, razem z kangurem. Jest więc bliżej spokrewniony z kangurem niż ze Smilodon, który należy do łożyskowców. Podobieństwo uzębienia jest mylące — nie odzwierciedla pokrewieństwa.

  2. F — o pokrewieństwie decyduje położenie ostatniego wspólnego przodka na drzewie. Kolejność gałęzi to: słoń — człowiekSmilodon — kot. Smilodon dzieli najbliższego przodka z kotem, kolejnego — z człowiekiem, a dopiero potem, głębiej w drzewie, ze słoniem.

Wspólny przodek Smilodona i człowieka leży więc bliżej wierzchołków drzewa niż wspólny przodek Smilodona i słonia. Oznacza to, że Smilodon jest bliżej spokrewniony z człowiekiem niż ze słoniem — stwierdzenie jest fałszywe.

Typowy błąd / pułapka

W 20.1 klucz odrzuca samą definicję konwergencji. Odpowiedź „to cecha, która powstała niezależnie" nie punktuje. Trzeba odwołać się do drzewa — wskazać, że wspólny przodek miał zęby normalnej długości albo że cecha pojawiła się na drzewie dwa razy, w dwóch odrębnych liniach.

Kluczowy argument: stan cechy u wspólnego przodka. Jeśli wspólny przodek nie miał danej cechy, a mają ją dwa odległe gatunki — cecha musiała powstać niezależnie. To standardowy sposób rozpoznawania konwergencji na drzewie filogenetycznym.

Pokrewieństwo odczytuje się z drzewa, nie z wyglądu. Thylacosmilus wygląda jak szablozębny kot, ale jest torbaczem — bliżej mu do kangura niż do Smilodona. Podobieństwo morfologiczne bywa mylące i to jest sedno całego zadania.

Jak porównywać pokrewieństwo na drzewie. Bliżej spokrewnione są te gatunki, których ostatni wspólny przodek jest bliżej wierzchołków drzewa (późniejszy w czasie). Liczy się położenie węzła, a nie odległość gałęzi na rysunku ani kolejność wypisania nazw.

Konwergencja to nie to samo co dywergencja. Konwergencja — organizmy niespokrewnione stają się do siebie podobne (podobne środowisko). Dywergencja — organizmy spokrewnione stają się do siebie niepodobne (różne środowiska, np. radiacja adaptacyjna).

Cecha analogiczna a homologiczna. Zęby szablaste u obu rodzajów to struktury analogiczne — podobna funkcja i wygląd, różne pochodzenie ewolucyjne. Struktury homologiczne mają wspólne pochodzenie, choć mogą pełnić różne funkcje.

Treść zadania (CKE)

Zadanie 20 — biologia 2026, poziom rozszerzony, arkusz CKE
Fragment arkusza CKE MBIP-R0-100-A-2605 — zadanie 20. Na podstawie: CKE, matura maj 2026, biologia PR Oryginalny PDF CKE

Konwergencja a dywergencja

CechaKonwergencja (ewolucja zbieżna)Dywergencja (ewolucja rozbieżna)
punkt wyjściaorganizmy niespokrewnioneorganizmy spokrewnione
kierunek zmianstają się podobnestają się różne
przyczynapodobne warunki środowiska i presja selekcyjnaróżne warunki, różne nisze
powstające strukturyanalogicznehomologiczne
przykładyzęby szablaste, opływowy kształt ryb/delfinów/ichtiozaurów, skrzydła owadów/ptaków/nietoperzykończyny ssaków, dzioby zięb Darwina

Struktury homologiczne a analogiczne

CechaHomologiczneAnalogiczne
pochodzeniewspólneróżne
budowa wewnętrznapodobnaróżna
funkcjamoże być różnapodobna
dowód nawspólnego przodka (dywergencja)podobną presję selekcyjną (konwergencja)
przykładkończyna przednia kreta, konia, nietoperza, wielorybaskrzydło ptaka i skrzydło owada
przykład z zadaniazęby szablaste Thylacosmilus i Smilodon

Jak czytać drzewo filogenetyczne

ElementZnaczenie
węzełostatni wspólny przodek dwóch gałęzi
gałąźlinia ewolucyjna
wierzchołek (liść)współczesny lub kopalny takson
korzeńwspólny przodek wszystkich taksonów na drzewie
znacznik na gałęzimoment pojawienia się cechy

Reguła porównywania pokrewieństwa: dwa taksony są tym bliżej spokrewnione, im później (bliżej wierzchołków) leży ich ostatni wspólny przodek. Nie liczy się ani kolejność wypisania nazw, ani odległość gałęzi na rysunku.

Torbacze a łożyskowce — dwie równoległe radiacje

Nisza ekologicznaTorbacz (Australia, Ameryka Płd.)Łożyskowiec
drapieżnik szablozębnyThylacosmilusSmilodon
wilkopodobny drapieżnikwilkowór (Thylacinus)wilk
ryjący owadożercakret workowatykret
szybujący roślinożercalotopałankapolatucha
małe gryzoniemyszowórmysz
mrówkojadmrówkożer workowatymrówkojad

To najbardziej spektakularny przykład konwergencji w świecie ssaków: dwie linie oddzielone ok. 160 mln lat wytworzyły niemal identyczne formy przystosowane do tych samych nisz.

Thylacosmilus kontra Smilodon

CechaThylacosmilusSmilodon
grupatorbacze (Sparassodonta)łożyskowce (kotowate)
miejsceAmeryka PołudniowaAmeryki, Europa
czasmiocen–pliocen (~9–3 mln lat temu)plejstocen (~2,5 mln–10 tys. lat temu)
kłyrosnące przez całe życie, chronione osłoną żuchwynierosnące, bez osłony
siekaczebrakobecne
najbliższy krewny na drzewiekangurkot

Różnice szczegółowe w budowie kłów potwierdzają niezależne pochodzenie tej cechy — mimo powierzchownego podobieństwa czaszek.

Inne klasyczne przykłady konwergencji

CechaGrupy
opływowy kształt ciałarekin (ryba), delfin (ssak), ichtiozaur (gad)
skrzydłaowad, ptak, nietoperz, pterozaur
oko soczewkowekręgowce i głowonogi (ośmiornica)
fotosynteza C4niezależnie w kilkudziesięciu liniach roślin
sukulentyzmkaktusy (Ameryka) i wilczomlecze (Afryka)
echolokacjanietoperze i walenie

Punktacja CKE

  • 20.1. 1 pkt — uzasadnienie zawierające argument na rzecz niezależnego pochodzenia cechy, oparty na drzewie: wspólny przodek miał zęby normalnej długości / cecha pojawiła się dwukrotnie / obie linie są odrębne. (Sama definicja konwergencji nie wystarcza.)
  • 20.2. 1 pkt — FF.
  • Razem: 2 pkt.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „konwergencja, ewolucja zbiezna, drzewo filogenetyczne, torbacze i lozyskowce, zeby szablaste" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl