4. Какие преимущества дает насекомым общественный образ жизни?

Ответ. Семьи общественных насекомых (муравьев, ос, пчел) обычно строят крупные жилища, создание которых, безусловно, не по силам одной особи. Наличие такого жилища, иногда к тому же весьма прочного (например, термитника), повышает защищенность как самих насекомых, так и их потомства, запасов пищи. Совместная деятельность общественных насекомых позволяет им поддерживать особый микроклимат в жилищах, что также весьма затруднительно при одиночном проживании особей.

Совместно значительно легче защищаться от врагов, проще заметить их приближение. Обмен информацией между большим числом особей, например о месте нахождения цветков с нектаром, позволяет снизить временные затраты на поиски пропитания.

Всем общественным насекомым свойствен полиморфизм, характеризующийся наличием особей, способных к размножению, – матки и самцов, а также бесплодных рабочих особей. При совместном проживании большого количества насекомых ярко выражена специализация особей по выполняемым функциям. Так, матка избавлена от необходимости добывания пищи, охраны и т.д., при этом ее плодовитость резко возрастает, а вероятность гибели минимальна. Даже между рабочими особями существует разделение труда – одни из них охраняют жилище, другие ухаживают за потомством, третьи заняты поиском пищи. Зачастую узкая специализация позволяет насекомым лучше справляться с их обязанностями. В целом вся семья функционирует как единое целое, выигрывая во всех отношениях по сравнению с одиночно обитающими особями.

5. Какие клеточные органоиды можно назвать «сборочным цехом» клетки, а какие «силовыми станциями»? Почему?

Ответ. «Сборочным цехом» клетки часто называют рибосомы, ведь именно на этих клеточных структурах происходит «сборка» (синтез) белковой макромолекулы из мономерных звеньев – аминокислот.

«Силовыми станциями» клетки называют митохондрии, так как именно здесь происходит окисление органических веществ с выделением (и запасанием. – Прим. ред.) энергии, необходимой для жизнедеятельности.

6. Биоиндикация – определение состояния окружающей природной среды по наличию или отсутствию, а также по состоянию и поведению определенных видов живых объектов. Наиболее известные биоиндикаторы – лишайники? К какому загрязнению среды они чувствительны в первую очередь?

Ответ. Действительно, одними из наилучших биоиндикаторов, в первую очередь чистоты воздуха, в наших лесах могут быть симбиотические организмы – лишайники. Они обладают достаточно высокой чувствительностью к повышенному содержанию в воздухе загрязняющих веществ (в первую очередь, оксидов серы). В районах с загрязненным воздухом слоевище лишайников развито слабо, они болеют, вплоть до их полного исчезновения в районах, где воздух загрязнен чрезмерно. Биоиндикаторами могут служить представители всех трех групп лишайников – листоватых, накипных и кустистых.

11-й класс

1. Какие функции может выполнять жир в организме животных?

Ответ. Функции жиров в организме животных трудно переоценить. Наиболее важной из них является функция аккумуляции энергии. Как запасные вещества жиры (триглицериды) имеют много важных преимуществ перед другими органическими соединениями. Они нерастворимы в воде (гидрофобны) и в клеточном соке, а потому практически не меняют физико-химических свойств цитоплазмы. Вследствие своего обезвоженного и восстановленного состояния жиры представляют собой высококонцентрированные резервы метаболической энергии (выделяющейся в процессе внутренних процессов окисления в клетке). Жиры калорийнее углеводов: выход энергии при окислении 1 г жирных кислот составляет 9 ккал, а для углеводов и белков этот показатель равен 4 ккал. Вследствие того, что жиры запасаются в обезвоженном состоянии, на их долю приходится меньший процент массы тела, что делает организм более подвижным (особенно это важно для хищников, добывающих пропитание преследованием жертвы, где скорость играет решающую роль и от которой зависит, будет ли сыт хищник). Полное окисление жиров приводит к образованию воды и углекислого газа, т.е. продуктов, безвредных для организма. Подкожный жировой слой млекопитающих выполняет теплоизолирующую функцию, уменьшает потери тепла (например, у моржей, тюленей.) Для многих животных характерно наличие «бурого жира». Специальная функция этой ткани – теплопродукция, которая осуществляется в результате разобщения в митохондриях процесса окисления и образования АТФ, из-за чего основная доля энергии выделяется именно в виде тепла. Наличие «бурого жира» особенно важно для организмов, впадающих на зиму в спячку.

Также жировая ткань может выполнять механическую функцию. Например, у китообразных она служит своеобразной подушкой, на которой располагаются внутренние органы. Подкожная жировая клетчатка может выполнять и защитную функцию, например у пингвинов она защищает внутренние органы от повреждений при ударе тела о воду. Жир – важный источник метаболической воды: окисление 1 г жира ведет к образованию 1,1 г воды. Такая особенность позволяет животным выжить в условиях жарких пустынь.

Хорошо известно также, что многие животные используют жиры в качестве смазки, например у многих водоплавающих птиц жир защищает перьевой покров от намокания и облегчает передвижение в воде. Жир выполняет и гидростатическую функцию, т.к. его плотность меньше плотности воды, и плотность тела животного с жировыми запасами будет меньшей, что приводит к повышению плавучести. У ряда наземных членистоногих жиром заполнены клетки «жирового тела», в котором концентрируются ядовитые вещества и вредные продукты жизнедеятельности.

Для жира характерны и узкоспецифические функции. Так, заполненная жиром полость в голове китообразных, по-видимому, выполняет роль своеобразной линзы, которая фокусирует издаваемые животными ультразвуки при эхолокации.

К классу жиров также относятся и те липиды, которые являются структурными элементами клеточных мембран и определяют их свойства, участвуют в клеточной рецепции, обеспечивают гидрофобное окружение для протекания ряда реакций, являются предшественниками некоторых гормонов и витаминов, обеспечивают изоляцию нервных волокон и др.