Matura z biologii 2017, zadanie 22: Utrwalanie lewoskrętności muszli ślimaków Satsuma – odpowiedzi i wyjaśnienie

Lewoskrętność utrwala się, bo daje przewagę selekcyjną – takie ślimaki przeżywają ataki węża i zostawiają potomstwo. Nowy lewoskrętny gatunek Satsuma bacca powstał w drodze specjacji sympatrycznej, więc poprawna jest odpowiedź B i uzasadnienie 2.

O czym jest zadanie 22?

Wstęp pokazuje paradoks: mutacja odwracająca kierunek zwojów muszli utrudnia, a nawet uniemożliwia kopulację z prawoskrętnym partnerem, więc wydawałoby się, że lewoskrętne ślimaki powinny wyginąć. Mimo to u ślimaków z rodzaju Satsuma lewoskrętne osobniki pojawiają się często, a na Tajwanie powstał nawet osobny lewoskrętny gatunek obok prawoskrętnego krewniaka. Obserwacje w podczerwieni ujawniły, że wyspecjalizowany w polowaniu na ślimaki wąż ma asymetryczne szczęki, którymi nie potrafi wyciągnąć lewoskrętnego ślimaka z muszli – przeżywa ponad 90% ataków, a prawoskrętne giną wszystkie.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 22 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 22.1 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego w populacjach ślimaków z rodzaju Satsuma utrwala się mutacja powodująca lewoskrętność, mimo że utrudnia ona znalezienie partnera płciowego. W odpowiedzi uwzględnij działanie doboru naturalnego.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Bo lewoskrętne ślimaki są znacznie rzadziej zjadane przez węża, więc częściej przeżywają i wydają potomstwo, przekazując dalej gen lewoskrętności – dobór naturalny faworyzuje ten allel.

Mutacja dostarcza zmienności, na którą działa dobór. Wąż ma asymetryczne szczęki dopasowane do wyciągania ślimaka z muszli prawoskrętnej, więc osobniki lewoskrętne przeżywają ponad 90% ataków, a prawoskrętne giną. Przeżywające lewoskrętne osobniki rozmnażają się i przekazują allel potomstwu, wskutek czego jego częstość w populacji rośnie. Wadą jest utrudnione znalezienie partnera, ale zysk w przeżywalności przewyższa ten koszt.

Punktacja: Punkt za wyjaśnienie łączące większą przeżywalność lewoskrętnych (rzadsze zjadanie przez węża) z większą szansą na wydanie potomstwa; nie wystarczy samo stwierdzenie, że wąż zjada prawoskrętne, bez odniesienia do rozrodu i przekazania genu.

Zadanie 22.2 (0–1 pkt)

Wybierz i zaznacz w tabeli odpowiedź A albo B, która jest poprawnym dokończeniem poniższego zdania, oraz jej poprawne uzasadnienie spośród odpowiedzi 1.–3.
Wyodrębnienie się nowego lewoskrętnego gatunku ślimaka Satsuma bacca jest przykładem specjacji
A. allopatrycznej,
B. sympatrycznej,
ponieważ
1. wąż polujący na ślimaki Satsuma żywi się tylko osobnikami prawoskrętnymi.
2. powstała bariera rozrodcza oddzielająca osobniki żyjące na jednym terytorium.
3. ślimaki Satsuma żyjące na różnych wyspach są oddzielone przez bariery geograficzne.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: B2 – specjacja sympatryczna, bo bariera rozrodcza powstała między osobnikami żyjącymi na tym samym terytorium.

Satsuma bacca i jego prawoskrętny krewny S. batanica żyją razem na Tajwanie, na tym samym obszarze, więc nie ma między nimi bariery geograficznej – wyklucza to specjację allopatryczną. Barierą jest tu niezgodność kierunku zwojów muszli, która uniemożliwia kopulację – to bariera rozrodcza powstająca bez izolacji geograficznej. Dokładnie to opisuje uzasadnienie 2, a nie 1 czy 3.

Punktacja: Punkt tylko za połączenie B z uzasadnieniem 2; za samą literę lub za inne zestawienie (np. B z 1) punkt nie przysługuje.

Najczęstsze błędy w zadaniu 22

Wybieranie specjacji allopatrycznej, bo we wstępie mowa o wyspach i różnych rejonach Azji, choć oba tajwańskie gatunki żyją na tym samym obszarze.
Łączenie litery B z uzasadnieniem 1 lub 3, czyli mylenie faktu o diecie węża albo barier geograficznych z rzeczywistym mechanizmem specjacji sympatrycznej.
W 22.1 pomijanie rozmnażania i przekazania genu – uczeń pisze tylko, że wąż nie zjada lewoskrętnych, i nie domyka wyjaśnienia doborem naturalnym.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2017, poziom rozszerzony (w maju 2017). Wstęp CKE opracowała na podstawie: http://naukawpolsce.pap.pl;. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.