Тест по биологии: Экологическая ниша. Правило оптимального фуражирования (11 класс)

1

Что понимается под термином «экологическая ниша» в биологии?

Правильный ответ:

Совокупность всех жизненных условий, необходимых для существования вида, а также его функциональная роль в биологическом сообществе (его «профессия»)

Пояснение:

Экологическая ниша — это широкое понятие, включающее не только пространственное положение вида, но и его трофические связи, требования к абиотическим факторам и влияние на экосистему. Это функциональное место вида в биоценозе.

2

Какой вывод сделали ученые на основе опытов Г.Ф. Гаузе с инфузориями-туфельками?

Правильный ответ:

Длительное совместное существование двух видов с близкими экологическими требованиями (в одной нише) невозможно

Пояснение:

Опыты Гаузе доказали, что при полной идентичности потребностей один вид неизбежно вытесняет другой в результате конкуренции. Это положение легло в основу закона конкурентного исключения.

3

Каким образом в африканских саваннах достигается сосуществование множества видов травоядных копытных?

Правильный ответ:

Они занимают разные экологические ниши, поедая разные виды растений или их части на разной высоте (разделение ресурсов)

Пояснение:

Копытные саванны демонстрируют яркий пример дифференциации ниш. Зебры едят верхушки, гну — определенные травы, газели — низкую траву, жирафы — листья деревьев. Это позволяет им не конкурировать напрямую.

4

Что гласит правило оптимального фуражирования, сформулированное МакАртуром и Пианкой?

Правильный ответ:

Поведение животных развивается в направлении выработки стратегии, обеспечивающей самую высокую скорость потребления энергии при минимальных затратах времени на поиск и обработку

Пояснение:

Естественный отбор благоприятствует тем особям, которые получают максимум энергии (калорий) за минимум времени. Это соотношение определяет выбор жертвы и стратегию охоты хищника.

5

В чем заключается суть закона конкурентного исключения?

Правильный ответ:

Два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут сосуществовать в одном месте неограниченно долго (один вытеснит другого)

Пояснение:

Если экологические ниши двух видов полностью совпадают, конкуренция становится настолько острой, что один из видов (менее приспособленный к данным конкретным условиям) исчезает из сообщества.

6

Какой параметр в формуле оптимального фуражирования обозначает время, затраченное на поиск добычи?

Правильный ответ:

t1

Пояснение:

В формуле МакАртура-Пианки время делится на две составляющие: t1 — время поиска жертвы, и t2 — время обработки (поимки и поедания). Знаменатель формулы представляет собой сумму этих времен.

7

Почему летучая мышь рыжая вечерница предпочитает охотиться на ночных бабочек, а не на майских жуков?

Правильный ответ:

Потому что ловля и обработка (разгрызание панциря) жука занимают слишком много времени, что снижает скорость потребления энергии

Пояснение:

Майский жук дает много энергии, но время на его поимку и, главное, разгрызание жесткого хитина (t2) слишком велико. Это делает охоту на него энергетически менее выгодной, чем на мягких бабочек.

8

Какой фактор позволяет серой и черной крысам менять результат конкуренции в свою пользу в зависимости от условий?

Правильный ответ:

Влажность (потребность в воде)

Пояснение:

Серая крыса сильнее, но требовательна к воде. Черная крыса слабее, но физиологически приспособлена к сухости. Поэтому во влажных местах побеждает серая, а в сухих — черная.

9

Какое явление иллюстрирует пример с головастиком и взрослой лягушкой?

Правильный ответ:

Разделение экологических ниш представителями одного вида на разных стадиях развития (онтогенетическое разделение)

Пояснение:

Смена ниши в процессе развития (головастик — травоядный гидробионт, лягушка — хищный амфибионт) позволяет избежать конкуренции за пищу между родителями и их потомством.

10

Что происходит с экологической нишей, если занимавший её вид исчезает?

Правильный ответ:

Пустующая ниша всегда и обязательно будет заполнена другим видом, выполняющим те же функции (правило обязательности заполнения)

Пояснение:

Свято место пусто не бывает. Если ресурс доступен, эволюция или миграция приведут к появлению нового потребителя этого ресурса, который займет освободившуюся функциональную ячейку.

11

Почему насекомоядные летучие мыши разных видов, обитающие на одной территории, избегают острой конкуренции?

Правильный ответ:

Они активны в разное время ночи, что разводит их охоту во времени (темпоральное разделение ниш)

Пояснение:

Разделение активности во времени (одни вылетают в сумерках, другие — в глубокой ночи) позволяет разным видам рукокрылых охотиться на разных насекомых, пики активности которых также различаются.

12

Как растения разных видов могут сосуществовать в одном густом травостое?

Правильный ответ:

Их корневые системы поглощают ресурсы с разной глубины, а надземные части имеют разную высоту (ярусность)

Пояснение:

Пространственная дифференциация (подземная и надземная ярусность) позволяет растениям на одном квадратном метре почвы использовать разные объемы ресурсов, не мешая критически соседям.

13

Какую переменную в формуле оптимального фуражирования старается уменьшить человек, покупая продукты в ближайшем магазине?

Правильный ответ:

t1 (время поиска)

Пояснение:

Покупка продуктов рядом с домом сокращает время, затрачиваемое на дорогу и поиск еды (t1). Это повышает общую эффективность процесса обеспечения пищей, согласно правилу фуражирования.

14

Какой ученый НЕ является автором правила оптимального фуражирования?

Правильный ответ:

Чарльз Дарвин

Пояснение:

Чарльз Дарвин разработал теорию эволюции, но математическую теорию оптимального фуражирования в экологии сформулировали американские ученые Роберт МакАртур и Эрик Пианка.

15

Какое животное в саванне специализируется на поедании листьев деревьев, занимая уникальную нишу?

Правильный ответ:

Жираф

Пояснение:

Жираф благодаря своему росту и длинной шее имеет доступ к кормовому ресурсу (листва высоких акаций), который физически недоступен другим травоядным, что исключает прямую конкуренцию.

16

Что обозначает буква «E» в формуле оптимального фуражирования?

Правильный ответ:

Количество энергии, заключенное в добыче (ее энергетическая ценность)

Пояснение:

E (Energy) — это чистый выход энергии (калорий), который получает хищник, съев жертву. Хищнику выгодно выбирать добычу с максимальным E, но только если затраты времени на ее получение не слишком велики.

17

Почему комары-звонцы не являются оптимальной добычей для рыжей вечерницы, несмотря на их огромное количество?

Правильный ответ:

Из-за их маленьких размеров их сложно искать поодиночке (большое t1) при низкой энергетической ценности каждой особи

Пояснение:

Для крупной летучей мыши ловля одиночных мелких комаров энергетически невыгодна: затраты времени на поиск и погоню за каждой мошкой (t1) не окупаются ничтожным количеством получаемой энергии.

18

Какое поведение наблюдается у близкородственных видов птиц, обитающих в одном лесу, для снижения конкуренции?

Правильный ответ:

Они специализируются на разном корме (семена, плоды, насекомые) или добывают его в разных местах

Пояснение:

Специализация питания (трофическая дифференциация) — главный способ расхождения ниш. Дятлы долбят кору, синицы ищут на ветках, дрозды — на земле. Это позволяет им жить в одном лесу.

19

Какое влияние оказывает подкормка диких животных человеком на их поведение с точки зрения правила фуражирования?

Правильный ответ:

Она сокращает время на поиск пищи (t1), делая получение энергии более легким и эффективным

Пояснение:

Подкормка искусственно создает концентрацию ресурсов. Животным не нужно тратить время и силы на поиск (t1 стремится к минимуму), что делает такую кормежку чрезвычайно привлекательной энергетически.

20

Какой пример демонстрирует действие закона конкурентного исключения в неблагоприятных условиях (засуха)?

Правильный ответ:

Победа черных крыс над серыми, так как черные менее требовательны к воде

Пояснение:

Физиологическое преимущество (меньшая потребность в воде) становится решающим фактором конкуренции в засушливом климате, позволяя более слабому виду (черной крысе) вытеснить более сильного.

21

Что такое «V» в формуле И = E / (t1 + t2)?

Правильный ответ:

Скорость потребления энергии

Пояснение:

V — это целевая функция поведения животного. Все стратегии фуражирования направлены на то, чтобы максимизировать этот показатель (получить как можно больше энергии в единицу времени).

22

Какую экологическую нишу занимают антилопы топи в саванне?

Правильный ответ:

Они кормятся высокими стеблями трав

Пояснение:

Антилопы топи специализируются на поедании высоких сухих стеблей, которые остаются после того, как зебры съели верхушки, но до того, как газели добрались до приземного слоя.

23

Какое утверждение верно относительно перекрывания экологических ниш?

Правильный ответ:

Ниши могут частично перекрываться, но полное совпадение ведет к конкурентному исключению

Пояснение:

Частичное перекрывание — норма (например, два вида едят одну и ту же ягоду, но живут в разных ярусах). Полное совпадение означает абсолютную конкуренцию, которая не может длиться вечно.

24

Какой пример из человеческой жизни иллюстрирует стремление уменьшить время обработки добычи (t2)?

Правильный ответ:

Покупка продуктов быстрого приготовления или полуфабрикатов

Пояснение:

t2 — это время от момента обнаружения ресурса до его потребления (включая готовку). Покупка готовой еды сводит это время к минимуму, повышая «скорость потребления» по аналогии с хищниками.

25

Какое понятие описывает функциональную роль вида в сообществе?

Правильный ответ:

Экологическая ниша

Пояснение:

В экологии принято различать «адрес» вида (местообитание) и его «профессию» (экологическую нишу). Ниша описывает, что вид делает, что ест, кто ест его и как он влияет на среду.

26

Какая часть растения является объектом питания для зебр в саванне?

Правильный ответ:

Верхушки высоких трав

Пояснение:

Зебры — это «первопроходцы» пастбища. Они поедают грубые верхушки высоких трав, делая нижние ярусы доступными для более привередливых антилоп (гну и газелей).

27

Почему майский жук имеет высокое значение t2 (время обработки) для летучей мыши?

Правильный ответ:

Он обладает твердым хитиновым панцирем, с которым трудно справиться

Пояснение:

Хищнику нужно потратить время и энергию, чтобы разгрызть жесткий экзоскелет жука и добраться до съедобных частей. Это увеличивает знаменатель в формуле эффективности, снижая привлекательность добычи.

28

Какое животное в примере из текста занимает нишу потребителя низких трав в саванне?

Правильный ответ:

Газель

Пояснение:

Газели появляются на пастбище последними, когда высокая трава уже съедена или вытоптана крупными копытными. Они специализируются на выщипывании нежных низкорослых растений.

29

Что происходит, если два вида инфузорий с одинаковым питанием поместить в одну пробирку?

Правильный ответ:

Численность одного вида падает до нуля, а второй выживает (один вытесняет другого)

Пояснение:

Это суть эксперимента Гаузе. В ограниченном пространстве с одним ресурсом более эффективный конкурент полностью монополизирует ресурс, обрекая соперника на вымирание.

30

Какое утверждение справедливо для архитекторов, планирующих городскую застройку, с точки зрения биологии?

Правильный ответ:

Они интуитивно используют правило оптимального фуражирования, размещая магазины близко к жилью (уменьшая t1)

Пояснение:

Градостроительство учитывает базовую потребность человека минимизировать энергозатраты на рутинные действия. Магазины «у дома» сокращают время поиска ресурсов, что биологически оправдано.