{"id":"biologia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/18","paper_id":"biologia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"18","points":3,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.\nNiski wzrost i ciasne ułożenie liści rośliny w tzw. poduszkę stanowią przystosowanie do\nskrajnych warunków środowiska panujących w wysokich górach. Takie formy roślin\nwystępują u ponad trzystu gatunków należących do ponad trzydziestu różnych rodzin\nbotanicznych, występujących w różnych obszarach geograficznych świata.\nPoniżej przedstawiono schematyczną budowę roślin poduszkowych.\nPrzykładem rośliny poduszkowej jest lepnica bezłodygowa (Silene acaulis), przedstawiona\nna poniższej fotografii. Wytwarza ona różowe kwiaty wyrastające na szczytach łodyg.\nW populacji tego gatunku występują zarówno osobniki żeńskie, jak i obupłciowe.\nNa podstawie: Q. Canelles i in., Environmental Stress Effects on Reproduction and Sexual Dimorphism in the\nGynodioecious Species Silene acaulis, „Environmental and Experimental Botany” 146, 2018.\nSchematy: H. Hauri, Review: Ecology of Cushion Plants, „Journal of Ecology” 1(2), 1913.\nFotografia: Wikimedia Commons.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **18.1.** **KONWERGENCJA** (zbieżność ewolucyjna). **Uzasadnienie**: poduszkowa forma występuje u **gatunków różnych rodzin botanicznych** (≥3 niespokrewnione rody) w **różnych regionach geograficznych** świata. Te gatunki **nie pochodzą od wspólnego przodka** w sensie posiadania tej cechy — niezależnie wyewoluowały tę samą formę życiową w odpowiedzi na **podobne presje selekcyjne** wysokogórskie (zimno, wiatr, UV). To definicja **konwergencji** — różni przodkowie + ten sam fenotyp pod presją tych samych warunków. (Dywergencja byłaby odwrotnie: jeden wspólny przodek → wielość form pod różnymi presjami.) **18.2.** **Niska temperatura** w wysokich górach (np. **średnia roczna temperatura poniżej 5°C**, częste przymrozki). Mechanizm: zwarta poduszkowa forma: - **Zmniejsza powierzchnię** wystawioną na wymrażające powietrze. - **Zatrzymuje ciepłe powietrze** wewnątrz \"poduszki\" — temperatura wnętrza jest **kilka stopni wyższa** niż na zewnątrz. - Minimalizuje **transpirację** (mniejsza utrata wody w warunkach mrozu fizjologicznego). *(Alternatywne czynniki: silny wiatr >30 km/h, intensywne promieniowanie UV — wszystkie z konkretną wartością.)* **18.3.** | | Możliwość wytwarzania **ziaren pyłku** | Możliwość wytwarzania **owoców** | |---|---|---| | osobniki **żeńskie** | **N** | **T** | | osobniki **obupłciowe** | **T** | **T** |\n\nStrony arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — konwergencja vs dywergencja\n\nCecha | Konwergencja | Dywergencja\nPrzodkowie | Różni (niespokrewnione gatunki) | Jeden wspólny\nŚrodowisko | Podobne presje selekcyjne | Różne presje\nWynik | Ten sam fenotyp u różnych gatunków | Różne fenotypy z jednego przodka\nTyp podobieństwa | Analogiczne (funkcja podobna, pochodzenie różne) | Homologiczne (pochodzenie wspólne)\nPrzykłady | Skrzydła ptaków/nietoperzy/owadów; opływowość delfina/rekina/ichtiozaura; forma poduszkowa roślin | Zięby Darwina, dziobki kolibrów, ssaki workowate Australii\n\nMechanizm: dlaczego konwergencja? (18.1)\n\nTekst mówi: poduszkowy wzrost jest \"przystosowaniem do skrajnych warunków\" i występuje \"u trzystu gatunków różnych rodzin botanicznych\".\n\nRóżne rodziny = różni przodkowie (rodziny botaniczne pochodzą od różnych pradawnych linii).\n\nWszystkie wykształciły tę samą formę w odpowiedzi na te same warunki (góry — niska temperatura, wiatr, UV).\n\nDefinicja konwergencji: niezależna ewolucja tej samej cechy u różnych gatunków pod podobnymi warunkami środowiskowymi.\n\n→ Poduszkowa forma = konwergencja.\n\nMechanizm: dlaczego poduszkowy wzrost adaptacją? (18.2)\n\nCzynniki abiotyczne wysokogórskie:\n\nCzynnik | Nasilenie | Skutek dla rośliny | Jak poduszka pomaga\nNiska temperatura | &lt; 5°C średnia, częste przymrozki | Zamarzanie tkanek, hamowanie metabolizmu | Zwarta forma zatrzymuje ciepło — temp. wewnątrz +5-10°C vs zewnątrz\nSilny wiatr | &gt; 30 km/h średnio | Wysuszanie liści, mechaniczne uszkodzenia | Niska forma poniżej warstwy laminarnej wiatru\nIntensywne UV | ponad 2× wartości nizinnych | Uszkodzenia DNA, fotoinhibicja | Gęste ułożenie liści chroni warstwy wewnętrzne\nKrótki okres wegetacji | poniżej 3 miesięcy w roku | Brak czasu na wzrost | Akumulacja zasobów w zwartej formie\nNiska wilgotność | RH poniżej 30% | Susza fizjologiczna | Wewnętrzna kondensacja wilgoci\n\n→ Najbezpieczniejsza odpowiedź: niska temperatura, średnia roczna &lt; 5°C (z konkretną wartością).\n\nMechanizm: gynodioecja u lepnicy (18.3)\n\nGynodioecja = system rozrodczy, w którym w populacji występują dwa typy osobników:\n- Żeńskie — tylko kwiaty żeńskie (słupki, brak pręcików).\n- Obupłciowe (hermafrodytyczne) — kwiaty mają pręciki + słupki.\n\nWytwarzanie pyłku:\n- Pyłek powstaje w pylnikach pręcików → tylko obupłciowe mają pręciki → tylko obupłciowe wytwarzają pyłek.\n- Żeńskie nie wytwarzają pyłku (N).\n\nWytwarzanie owoców:\n- Owoc rozwija się ze słupka (zalążnia) po zapłodnieniu.\n- Słupki mają OBA typy osobników (żeńskie i obupłciowe).\n- Po zapyleniu pyłkiem z osobników obupłciowych → owoce powstają u obu typów.\n- → Obie wytwarzają owoce (T, T).\n\nSkrótem: kobieta-fizjologicznie = tylko jajeczka; hermafrodyta = i jajeczka, i plemniki.\n\nPunktacja CKE\n\n- 18.1. 1 pkt — \"konwergencja\" + uzasadnienie wskazujące na różne rodziny (różni przodkowie) + podobne warunki.\n- 18.2. 1 pkt — czynnik + nasilenie/poziom (z konkretną wartością).\n- 18.3. 1 pkt — wszystkie 4 komórki tabeli poprawne (N, T, T, T).\n- Suma: 3 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nKonwergencja ewolucyjna to wszechobecne zjawisko biologiczne:\n- Oczy wyewoluowały niezależnie ~40 razy w różnych grupach zwierząt (gad, ssak, głowonóg, mucha).\n- Lot powstał 4 razy (owady, pterozaury, ptaki, nietoperze).\n- Forma opływowa rekinów, delfinów (ssaki), ichtiozaurów (gady wymarłe) — wszystkie szybkie drapieżniki wody.\n- Kaktusy Ameryk + euforbie Afryki — niespokrewnione rodziny, ale identyczne grubosze pustynne.\n\nLepnica bezłodygowa jest kluczowym gatunkiem alpejskim Europy — żyje w Tatrach, Alpach, Pirenejach, Norwegii. Gynodioecja to przejście ewolucyjne między hermafrodytą a dwupiennością (osobne męskie i żeńskie). Lepnica jest żywym przykładem tej tranzycji.\n\nW kontekście zmian klimatu: rośliny poduszkowe są wrażliwe na wzrost temperatury → migracja \"w górę\" → utrata siedlisk na szczytach. Już zaobserwowano cofanie się ich zasięgów w Alpach.\n\nTypowy błąd: Pułapka 18.1 — pomylenie konwergencji z dywergencją. **Konwergencja** = różni przodkowie → ten sam fenotyp (skrzydła ptaków vs nietoperzy). **Dywergencja** = jeden przodek → różne fenotypy (radiacja zięb Darwina). Kluczowe sformułowanie z tekstu: \"różne rodziny botaniczne\" → różni przodkowie → konwergencja. Pułapka 18.2 — brak nasilenia/poziomu. Nie wystarczy \"niska temperatura\". Trzeba **wartość** (np. <5°C średnia, mrozy poniżej -10°C, częste przymrozki). Pułapka 18.3 — błąd \"osobniki żeńskie wytwarzają pyłek\". NIE — żeńskie mają **tylko** słupki (organy żeńskie). Pyłek wytwarzają tylko obupłciowe (mają i pręciki, i słupki). Pułapka 18.3 — błąd \"osobniki żeńskie nie wytwarzają owoców\". TAK — wytwarzają, **po zapyleniu** pyłkiem z osobników obupłciowych. Owoc rozwija się ze słupka po zapłodnieniu.","image":"img/biologia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-18.webp","solution_image":null,"topics":"ewolucja, konwergencja, adaptacje, rośliny poduszkowe, gynodioecja, lepnica bezłodygowa","page_from":28,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 18.<br>Niski wzrost i ciasne ułożenie liści rośliny w tzw. poduszkę stanowią przystosowanie do<br>skrajnych warunków środowiska panujących w wysokich górach. Takie formy roślin<br>występują u ponad trzystu gatunków należących do ponad trzydziestu różnych rodzin<br>botanicznych, występujących w różnych obszarach geograficznych świata.<br>Poniżej przedstawiono schematyczną budowę roślin poduszkowych.<br>Przykładem rośliny poduszkowej jest lepnica bezłodygowa (Silene acaulis), przedstawiona<br>na poniższej fotografii. Wytwarza ona różowe kwiaty wyrastające na szczytach łodyg.<br>W populacji tego gatunku występują zarówno osobniki żeńskie, jak i obupłciowe.<br>Na podstawie: Q. Canelles i in., Environmental Stress Effects on Reproduction and Sexual Dimorphism in the<br>Gynodioecious Species Silene acaulis, „Environmental and Experimental Botany” 146, 2018.<br>Schematy: H. Hauri, Review: Ecology of Cushion Plants, „Journal of Ecology” 1(2), 1913.<br>Fotografia: Wikimedia Commons.</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>18.1.</strong> <strong>KONWERGENCJA</strong> (zbieżność ewolucyjna). <strong>Uzasadnienie</strong>: poduszkowa forma występuje u <strong>gatunków różnych rodzin botanicznych</strong> (≥3 niespokrewnione rody) w <strong>różnych regionach geograficznych</strong> świata. Te gatunki <strong>nie pochodzą od wspólnego przodka</strong> w sensie posiadania tej cechy — niezależnie wyewoluowały tę samą formę życiową w odpowiedzi na <strong>podobne presje selekcyjne</strong> wysokogórskie (zimno, wiatr, UV). To definicja <strong>konwergencji</strong> — różni przodkowie + ten sam fenotyp pod presją tych samych warunków. (Dywergencja byłaby odwrotnie: jeden wspólny przodek → wielość form pod różnymi presjami.) <strong>18.2.</strong> <strong>Niska temperatura</strong> w wysokich górach (np. <strong>średnia roczna temperatura poniżej 5°C</strong>, częste przymrozki). Mechanizm: zwarta poduszkowa forma: - <strong>Zmniejsza powierzchnię</strong> wystawioną na wymrażające powietrze. - <strong>Zatrzymuje ciepłe powietrze</strong> wewnątrz &quot;poduszki&quot; — temperatura wnętrza jest <strong>kilka stopni wyższa</strong> niż na zewnątrz. - Minimalizuje <strong>transpirację</strong> (mniejsza utrata wody w warunkach mrozu fizjologicznego). <em>(Alternatywne czynniki: silny wiatr &gt;30 km/h, intensywne promieniowanie UV — wszystkie z konkretną wartością.)</em> <strong>18.3.</strong> | | Możliwość wytwarzania <strong>ziaren pyłku</strong> | Możliwość wytwarzania <strong>owoców</strong> | |---|---|---| | osobniki <strong>żeńskie</strong> | <strong>N</strong> | <strong>T</strong> | | osobniki <strong>obupłciowe</strong> | <strong>T</strong> | <strong>T</strong> |</p>\n<p>Strony arkusza CKE z trescia zadania</p>\n<p>Klucz pojęciowy — konwergencja vs dywergencja</p>\n<p>Cecha | Konwergencja | Dywergencja<br>Przodkowie | Różni (niespokrewnione gatunki) | Jeden wspólny<br>Środowisko | Podobne presje selekcyjne | Różne presje<br>Wynik | Ten sam fenotyp u różnych gatunków | Różne fenotypy z jednego przodka<br>Typ podobieństwa | Analogiczne (funkcja podobna, pochodzenie różne) | Homologiczne (pochodzenie wspólne)<br>Przykłady | Skrzydła ptaków/nietoperzy/owadów; opływowość delfina/rekina/ichtiozaura; forma poduszkowa roślin | Zięby Darwina, dziobki kolibrów, ssaki workowate Australii</p>\n<p>Mechanizm: dlaczego konwergencja? (18.1)</p>\n<p>Tekst mówi: poduszkowy wzrost jest &quot;przystosowaniem do skrajnych warunków&quot; i występuje &quot;u trzystu gatunków różnych rodzin botanicznych&quot;.</p>\n<p>Różne rodziny = różni przodkowie (rodziny botaniczne pochodzą od różnych pradawnych linii).</p>\n<p>Wszystkie wykształciły tę samą formę w odpowiedzi na te same warunki (góry — niska temperatura, wiatr, UV).</p>\n<p>Definicja konwergencji: niezależna ewolucja tej samej cechy u różnych gatunków pod podobnymi warunkami środowiskowymi.</p>\n<p>→ Poduszkowa forma = konwergencja.</p>\n<p>Mechanizm: dlaczego poduszkowy wzrost adaptacją? (18.2)</p>\n<p>Czynniki abiotyczne wysokogórskie:</p>\n<p>Czynnik | Nasilenie | Skutek dla rośliny | Jak poduszka pomaga<br>Niska temperatura | &amp;lt; 5°C średnia, częste przymrozki | Zamarzanie tkanek, hamowanie metabolizmu | Zwarta forma zatrzymuje ciepło — temp. wewnątrz +5-10°C vs zewnątrz<br>Silny wiatr | &amp;gt; 30 km/h średnio | Wysuszanie liści, mechaniczne uszkodzenia | Niska forma poniżej warstwy laminarnej wiatru<br>Intensywne UV | ponad 2× wartości nizinnych | Uszkodzenia DNA, fotoinhibicja | Gęste ułożenie liści chroni warstwy wewnętrzne<br>Krótki okres wegetacji | poniżej 3 miesięcy w roku | Brak czasu na wzrost | Akumulacja zasobów w zwartej formie<br>Niska wilgotność | RH poniżej 30% | Susza fizjologiczna | Wewnętrzna kondensacja wilgoci</p>\n<p>→ Najbezpieczniejsza odpowiedź: niska temperatura, średnia roczna &amp;lt; 5°C (z konkretną wartością).</p>\n<p>Mechanizm: gynodioecja u lepnicy (18.3)</p>\n<p>Gynodioecja = system rozrodczy, w którym w populacji występują dwa typy osobników:</p>\n<ul><li>Żeńskie — tylko kwiaty żeńskie (słupki, brak pręcików).</li><li>Obupłciowe (hermafrodytyczne) — kwiaty mają pręciki + słupki.</li></ul>\n<p>Wytwarzanie pyłku:</p>\n<ul><li>Pyłek powstaje w pylnikach pręcików → tylko obupłciowe mają pręciki → tylko obupłciowe wytwarzają pyłek.</li><li>Żeńskie nie wytwarzają pyłku (N).</li></ul>\n<p>Wytwarzanie owoców:</p>\n<ul><li>Owoc rozwija się ze słupka (zalążnia) po zapłodnieniu.</li><li>Słupki mają OBA typy osobników (żeńskie i obupłciowe).</li><li>Po zapyleniu pyłkiem z osobników obupłciowych → owoce powstają u obu typów.</li><li>→ Obie wytwarzają owoce (T, T).</li></ul>\n<p>Skrótem: kobieta-fizjologicznie = tylko jajeczka; hermafrodyta = i jajeczka, i plemniki.</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>18.1. 1 pkt — &quot;konwergencja&quot; + uzasadnienie wskazujące na różne rodziny (różni przodkowie) + podobne warunki.</li><li>18.2. 1 pkt — czynnik + nasilenie/poziom (z konkretną wartością).</li><li>18.3. 1 pkt — wszystkie 4 komórki tabeli poprawne (N, T, T, T).</li><li>Suma: 3 pkt.</li></ul>\n<p>Po co to umieć</p>\n<p>Konwergencja ewolucyjna to wszechobecne zjawisko biologiczne:</p>\n<ul><li>Oczy wyewoluowały niezależnie ~40 razy w różnych grupach zwierząt (gad, ssak, głowonóg, mucha).</li><li>Lot powstał 4 razy (owady, pterozaury, ptaki, nietoperze).</li><li>Forma opływowa rekinów, delfinów (ssaki), ichtiozaurów (gady wymarłe) — wszystkie szybkie drapieżniki wody.</li><li>Kaktusy Ameryk + euforbie Afryki — niespokrewnione rodziny, ale identyczne grubosze pustynne.</li></ul>\n<p>Lepnica bezłodygowa jest kluczowym gatunkiem alpejskim Europy — żyje w Tatrach, Alpach, Pirenejach, Norwegii. Gynodioecja to przejście ewolucyjne między hermafrodytą a dwupiennością (osobne męskie i żeńskie). Lepnica jest żywym przykładem tej tranzycji.</p>\n<p>W kontekście zmian klimatu: rośliny poduszkowe są wrażliwe na wzrost temperatury → migracja &quot;w górę&quot; → utrata siedlisk na szczytach. Już zaobserwowano cofanie się ich zasięgów w Alpach.</p>\n<p>Typowy błąd: Pułapka 18.1 — pomylenie konwergencji z dywergencją. <strong>Konwergencja</strong> = różni przodkowie → ten sam fenotyp (skrzydła ptaków vs nietoperzy). <strong>Dywergencja</strong> = jeden przodek → różne fenotypy (radiacja zięb Darwina). Kluczowe sformułowanie z tekstu: &quot;różne rodziny botaniczne&quot; → różni przodkowie → konwergencja. Pułapka 18.2 — brak nasilenia/poziomu. Nie wystarczy &quot;niska temperatura&quot;. Trzeba <strong>wartość</strong> (np. &lt;5°C średnia, mrozy poniżej -10°C, częste przymrozki). Pułapka 18.3 — błąd &quot;osobniki żeńskie wytwarzają pyłek&quot;. NIE — żeńskie mają <strong>tylko</strong> słupki (organy żeńskie). Pyłek wytwarzają tylko obupłciowe (mają i pręciki, i słupki). Pułapka 18.3 — błąd &quot;osobniki żeńskie nie wytwarzają owoców&quot;. TAK — wytwarzają, <strong>po zapyleniu</strong> pyłkiem z osobników obupłciowych. Owoc rozwija się ze słupka po zapłodnieniu.</p>"}]}