7-8-е классы
advertisement
Конкурс «Человек и природа» - 2013 Вопросы конкурса «Человек и природа» для 7-8 классов (конкурс прошёл 18 апреля 2013 года) Задания, оцениваемые 3 балла 1. Первую русскую кругосветную экспедицию возглавлял А) Беллинсгаузен; Б) Дрейк; В) Кавендиш; Г) Коцебу; Д) Крузенштерн. Первая русская кругосветная экспедиция состоялась в 1803-1806 годах. Два парусных судна «Надежда» и «Нева» совершили кругосветное плавание под командованием капитан-лейтенантов Ивана Фёдоровича Крузенштерна и Юрия Фёдоровича Лисянского. Общее руководство экспедицией осуществлял Крузенштерн. Иван Фёдорович Крузенштерн родился в 1770 году в Эстонии в семье остзейских дворян. Учился в Морском кадетском корпусе, участвовал в русско-шведской войне, изучал морское искусство в Англии. В 1802 году император Александр I поддержал его идею кругосветного путешествия и назначил его начальником первой русской кругосветной экспедиции, которая внесла значительный вклад в географию. Описание этого похода и результаты океанологических и этнографических исследований Крузенштерн изложил в трёхтомном труде «Путешествие вокруг света в 1803, 1804, 1805 и 1806 годах на кораблях "Надежда" и "Нева"», чуть позже Лисянский опубликовал своё «Путешествие». Оба издания содержали атласы, в которые входили не только карты, но и рисунки, изображающие природу и бытовые сцены. Крузенштерн писал: «Экспедиция наша, казалось мне, возбудила внимание Европы», и действительно, описание его похода было переведено впоследствии на семь европейских языков. В 1811 году он стал преподавателем Морского Кадетского корпуса, позднее, став адмиралом, был назначен его директором. Крузенштерн стал одним из учредителей Русского географического общества, помогал организовывать другие исследовательские русские экспедиции. Ф. Ф. Беллинсгаузен (А) участвовал в первой русской кругосветной экспедиции, а в 1819-21 годах возглавил кругосветную экспедицию, открывшую Антарктиду. О. Е. Коцебу (Г) также участвовал в первой кругосветной русской экспедиции, будучи ещё кадетом Морского корпуса. Позднее он руководил двумя кругосветными плаваниями на кораблях «Рюрик» в 1815-1818 годах и «Предприятие» в 1823-1826 годах. Капитан Ф. Дрейк (Б) в 1577—1580 годах совершил первое английское кругосветное плавание, он возглавил флотилию, но домой вернулся на флагманской «Золотой Лани», нагруженной несметными сокровищами и диковинками, в числе которых были клубни картофеля. Английский мореплаватель Т. Кавендиш (В) вслед за Дрейком в 1586-1588 годах обошёл вокруг света и вернулся тоже только на одном корабле, правда, полном награбленного испанского золота и пряностей. 2. Часть воды, участвующей в круговороте, находится в атмосфере. Её доля А) около 0,001 %; Б) примерно 0,1 %; В) около 4 %; Г) примерно 10 %; Д) около 25%. Современные оценки показывают, что в атмосфере доля воды незначительна — всего 0,001 %. Почти вся она сосредоточена в нижнем слое атмосферы — тропосфере. При этом содержание этого химического соединения в тропосфере значительно варьируется на протяжении не только года, но и даже суток. Остальная вода на нашей планете распределена так: Мировой океан — 96,5 % Ледники и снежники — 1,74 % Подземные воды (кроме почвенных и льда) — 1,7 % Многолетняя мерзлота и грунтовые льды — 0,022 % Озёра — 0,013 % Почвенная влага — 0,001 % Новосибирский центр продуктивного обучения 1 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Болота — 0,0008 % Реки и ручьи — 0,0002 % Вода живых организмов — 0,0001 % Приведённые величины округлены, поэтому их сумма не составляет точно 100 %. Кроме того, вода есть в более глубоких частях земной коры, но оценить её количество довольно сложно. Есть гипотеза о существовании на сравнительно больших глубинах обширных бассейнов, содержащих воду. 3. На картине Яна Матейко изображён знаменитый учёный, создавший гелиоцентрическую модель Вселенной А) Тихо Браге; Б) Иоганн Кеплер; В) Николай Коперник; Г) Михаил Васильевич Ломоносов; Д) Парацельс. Знаменитый польский живописец Ян Алоизий Матейко (1838–1893) значительную часть своих полотен посвятил истории своей родины. Очевидно, это и определило то, что на одной из известных картин художника изображён его не менее (а может быть и более) знаменитый соотечественник — Николай Коперник (1473–1543). Основным достижением Коперника совершенно справедливо считается создание гелиоцентрической модели мира, в которой, в частности, определялось следующее: 1. Центром мира является Солнце. Планеты движутся по орбитам вокруг него. 2. Расстояние между Землей и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землей и звёздами (кроме Солнца, конечно). 3. Наблюдаемое суточное перемещение Солнца по небосводу, на самом деле, определяется вращением Земли вокруг своей собственной оси. 4. Годичные изменения определяются обращением Земли вокруг Солнца по круговой орбите. В господствовавшей на протяжении веков геоцентрической модели, в которой за центр мира принималась неподвижная Земля, перемещения небесных тел приходилось описывать очень сложно. В модели Коперника всё определялось и рассчитывалось существенно проще. Хотя модель Коперника была ещё не совершенной (например, потому что он принимал орбиты планет круговыми), её появление (главное сочинение Коперника «О вращении небесных сфер» было опубликовано в 1543 году), как считают, положило начало первой научной революции. Отношение католической церкви к идеям Коперника было сложным. Хотя сама идея о том, что не Земля, а Солнце является центром мира, осуждалась (а книга Коперника даже запрещалась), тем не менее допускалось её использование для расчётов движения планет. Коперник ещё при жизни прославился не только как астроном, но и как врач (в том числе занимался борьбой с эпидемией чумы), инженер (решил проблему водоснабжения города Фромборк), финансист (автор проекта введения в Польше новой денежной системы), политик (принимал участие в мирных переговорах). Тихо (Тюге) Браге (1546–1601) — датский астроном, астролог и алхимик. Браге фактически вывел тогдашнюю астрономию на совершенно иной уровень точности (например, ему удалось измерить длительность года с ошибкой менее одной секунды). Гелиоцентрическую модель Коперника Браге критиковал и пытался разработать гео-гелиоцентрическую систему, в которой Земля считалась неподвижным центром мира, но при этом остальные планеты и кометы вращались вокруг Солнца. Иоганн Кеплер (1571–1630) — знаменитый немецкий математик, астроном, механик и оптик. Основываясь на гелиоцентрической модели Коперника и точных наблюдениях Браге, Кеплер открыл законы движения планет, которые замечательно и очень точно объясняли характер перемещений планет в пространстве. В том числе им было показано, что орбиты небесных тел — эллипсы. Новосибирский центр продуктивного обучения 2 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765) — знаменитый русский естествоиспытатель, поэт, один из создателей литературного русского языка, историк, художник, общественный деятель. В истории астрономии известен как первооткрыватель атмосферы у Венеры. Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенхайм (1493–1541), более известный как Парацельс, был знаменитым алхимиком и врачом. 4. В романсе на слова Александра Сергеевича Пушкина есть строки: «Ночной зефир струит эфир». В них эфир — это А) трансляция телевизионного сигнала в реальном времени; Б) тихие звуки арфы; В) органическое соединение; Г) гипотетическая всепроникающая среда; Д) воздух, которым дышат боги. Первые две строфы в стихотворении звучат так: Ночной зефир Струит эфир. Шумит, Бежит Гвадалквивир. Вот взошла луна златая, Тише... чу... гитары звон... Вот испанка молодая Оперлася на балкон. Слово «зефир» использовалось древними греками для обозначения западной стороны света. В том числе так называли ветер, дующий в Средиземноморье с запада. В западной части этого региона зефиром называли лёгкий, нежный ветерок. Именно такой тихий, ласкающий ветер Пушкин использовал для создания образа чудесной тихой ночи. Что может струить такой ветерок? Конечно, воздух, которым дышат и в котором живут боги. Именно для обозначения места пребывания богов в Древней Греции использовали слово эфир. Как часть мира — это тонкий и лучезарный слой воздуха. Исходный смысл этого слова способствовал его внедрению в более поздние эпохи в другие сферы жизни. Так, в XVII веке Рене Декарт создал концепцию светоносного эфира как некоей всепроникающей среды, свойства которой определяют распространение света. Позже с существованием подобной среды стали связывать распространение любого электромагнитного излучения. Судя по всему, наследием этой когда-то признанной в физике концепции является современное достаточно обычное использование этого слова для обозначения передачи телевизионного и радио- сигналов. Применение слова «эфир» в химии для обозначения нескольких групп органических соединений, часто характеризующихся летучестью и ярко выраженным запахом (например, диэтиловый эфир, обычно называемый просто эфиром и являющийся традиционным анестетиком), видимо, восходит к древнегреческим идеям об эфире, причём не только как области обитания богов, но и как тончайшей пятой стихии (наряду с водой, землёй, огнём и воздухом). 5. Это растение зацветает раньше других. Новосибирский центр продуктивного обучения 3 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Цветки на разных видах растений появляются неодновременно. Сроки их цветения часто зависят от того, как распространяется пыльца растений: разносится ветром или насекомыми. Определяется срок цветения ещё и запасом питательных веществ, накопленных растением за прошлое лето. Раньше других из представленных на фотографиях растений зацветает мать-имачеха (Б). В средней полосе эти цветки можно заметить уже в апреле или в самом начале мая на прогретых солнцем пригорках, вдоль дорожек, по склонам оврагов. Сначала у растения появляется толстый беловато-розовый стебель. Зелёных листьев на нём нет, а есть буроватые короткие чешуи. На верхушке стебля издалека можно заметить ярко-жёлтую корзинку из мелких цветков. Ещё вокруг никаких других цветов нет, а мать-и-мачеха уже цветёт! Это растение справляется с такой трудной задачей потому, что в корневищах под землёй в почве всё предыдущее лето оно накапливало питательные вещества. Как только пригрело солнце и сошёл снег, этот запас помог растению быстро зацвести и опередить другие виды. А уже летом эти красивые соцветия не найти. Летом на этих растениях развиваются крупные листья, они-то под действием солнечных лучей и запасают энергию для цветения следующей весной. Название этого растения появилось из-за разницы в строении верхней и нижней сторон листьев. Нижняя сторона густо покрыта белыми мягкими волосками, на ощупь она нежная и тёплая, совсем как ласковая мамина рука. Верхняя сторона тёмно-зёленая, гладкая, скользкая, холодноватая на ощупь – похожа на отношение к падчерице мачехи из сказки. На остальных фотографиях А) - огоньки, В) – поповник, Г) – цикорий, Д) - колокольчик, они зацветают позже. 6. Все перечисленные ниже металлы встречается в природе в самородном состоянии, кроме А) медь; Б) платина; В) серебро; Г) кальций; Д) ртуть. Самородными называются такие ископаемые металлы, которые встречаются в природе в чистом или почти чистом виде. Из наиболее известных металлов в самородном состоянии встречаются золото, серебро, платина, ртуть, медь, железо (последнее — преимущественно в составе метеоритов). Отметим также, что четыре из пяти перечисленных металлов находятся в ряду напряжений после водорода и, следовательно, относятся к металлам неактивным, в то время как кальций является химически очень активным щелочноземельным металлом и находится в самом начале ряда. На открытом воздухе металлический кальций очень быстро окисляется, взаимодействуя с кислородом, парами воды и даже азотом, поэтому он не может встречаться в природе в самородном состоянии. 7. Эта горная система сформировалась 200 – 350 миллионов лет назад в эпоху становления суперконтинента Пангея: А) Альпы; Б) Гималаи; В) Кавказ; Г) Кордильеры; Д) Урал. Всегда ли наша планета Земля выглядела так же, как теперь? Нет. Твёрдые внешние слои Земли разделены на огромные плиты, их называют тектоническими, они находятся в постоянном движении, хотя скорость тектонического движения очень мала – около 1 см/год. За миллионы лет очертания и местоположения континентов менялись неоднократно. Рассмотрим историю возникновения суперконтинента Пангея. Формирование Пангеи из более древних континентов началось в эпоху палеозоя — около 300 миллионов лет назад. Континент существовал во времена пермского периода и до середины триасового периода. В процессе формирования этого континента сталкивались тектонические плиты более древних континентов и образовывались горные системы. Некоторые из них существуют и сейчас — Уральские горы в Евразии, Аппалачи в Северной Америке. Если бы существовали тогдашние снимки из космоса, то Пангея выглядела бы так (стрелкой указано месторасположение будущих Уральских гор). Поскольку это очень Новосибирский центр продуктивного обучения 4 Конкурс «Человек и природа» - 2013 древние горные образования (ведь им более 200 миллионов лет!), то горы невысоки. Их вершины разрушились со временем, склоны имеют обкатанную форму. 250 миллионов лет назад начался раскол суперконтинента Пангея на Лавразию — северный континент, название которого восходит к названию Лаврентийских гор на северо-востоке Северной Америки и к общеизвестной части света Азии, и Гондвану — южный континент, названный по району в центральной части полуострова Индостан, заселённому этнической группой гондов. Между ними располагались воды древнего океана Тетис. 280 миллионов лет назад часть Гондваны Киммерийский материк — современная территория Малой Азии, Афганистана, Ирана, Тибета, Индокитая и Малайзии, отделилась и начала своё путешествие через воды Тетиса к берегам Лавразии. За 80 миллионов лет осколки Гондваны достигли Лавразии. При столкновении формировались новые горные системы, входящие в состав Альпийско-Гималайского пояса. В то время поднялись такие массивы как Альпы, Кавказ, Гималаи в Евразии, Кордильеры в Северной и Южной Америке. Эти горные системы более молодые — им «всего» около 50 миллионов лет. 8. Общее содержание углерода в природе оценивается в 6,5∙1016 тонн, причём основная часть его мировых запасов содержится А) в воде; Б) в атмосфере; В) в растительных и животных организмах; Г) в горючих полезных ископаемых; Д) в карбонатных горных породах. Углерод (лат. Carboneum, химический символ C), соединения углерода имеют в названии часть карб(он)- от carbо (уголь). По оценкам учёных масса углерода, содержащегося в воде, составляет 1,3∙1014 тонн (0,2 % от общей массы углерода в природе); в атмосфере — 2,3∙1012 тонн (0,0035 %); в растительных и животных организмах — 1,8∙1012 тонн (0,0027 %); в горючих полезных ископаемых — 3,2∙1015 тонн (4,9 %); в карбонатных горных породах — 6,2∙1016 тонн (около 95 %). Таким образом, основные запасы углерода на нашей планете находятся в литосфере (в основном в составе карбонатов), заметная часть растворена в водах океана (гидросфере), и относительно небольшая – сосредоточена в атмосфере и живых существах. 9. Продуценты — это организмы, которые А) потребляют готовое органическое вещество; Б) производят электрическую энергию; В) расщепляют органическое вещество до неорганического; Г) создают органическое вещество из неорганического; Д) находятся в стадии покоя и не питаются. Продуцентами экологи называют живые организмы, способные использовать энергию светового излучения или энергию химических связей неорганических соединений для создания органических соединений из неорганических (прежде всего имеется в виду, что они используют углерод, входящий в состав таких соединений). Таких существ довольно много, в современных условиях это в первую очередь представители групп, способных к фотосинтезу: на суше преимущественно семенные и споровые растения, в водоёмах — цианобактерии, разнообразные одноклеточные эукариоты, красные, бурые и зелёные водоросли. Продуценты, использующие энергию химических связей неорганических соединений, были открыты выдающимся русским микробиологом Сергеем Николаевичем Виноградским в 1887–1888 годах. Сейчас разнообразие подобных микроорганизмов известно довольно хорошо: это тионовые, водородные, сульфатвосстанавливающие, нитрифицирующие и другие бактерии. В современной биосфере такие бактерии создают продукцию главным образом в своеобразных экосистемах, существующих в океанах на больших глубинах (несколько километров) в районах выхода горячих вод. Возможно, новые исследования покажут, что мир таких существ ещё богаче. В любом случае энергетическая эффективность такой продукции намного ниже эффективности фотосинтеза. Новосибирский центр продуктивного обучения 5 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Созданную продуцентами органику потребляют другие группы живых организмов. Экологи объединяют их в две группы, а именно консументы и редуценты. Консументы — организмы, потребляющие другие живые организмы (или их части), а редуценты (или деструкторы) — организмы, питающиеся остатками жизнедеятельности живых существ и подвергающие их разрушению до более простых органических и минеральных соединений. Электрическая энергия — в общем виде энергия, заключённая в электрическом поле. Такое поле создается любой живой клеткой за счёт разницы потенциалов, но подобные поля очень слабые. Только некоторые рыбы (то есть консументы) способны генерировать с помощью специальных органов довольно высокое напряжение (300–650 В). 10. У этих паразитических живых организмов в жизненном цикле есть стадия, проходящая вне организма хозяев А) малярийный плазмодий; Б) трипаносома; В) филярия; Г) аскарида; Д) боррелия (возбудитель болезни Лайма). Паразит — это организм, эксплуатирующий ресурсы другого организма (хозяина). Обычно паразит использует какие-то части хозяина в качестве источника необходимой органики и как среду обитания, а нередко ещё и перекладывает на хозяина регуляцию взаимоотношений с окружающей средой. Наиболее отчетливо это проявляется у так называемых эндопаразитов, заселяющих либо полости, либо какие-то ткани внутри хозяина. Многие эндопаразиты являются внутриклеточными. Эндопаразиты, обитая внутри хозяина, имеют массу преимуществ (избыток пищи, защищённость от многих неблагоприятных факторов), но они должны как-то расселяться и, соответственно, перемещаться от одной особи хозяина к другой. В ходе эволюции паразитов появилось несколько основных способов проникновения эндопаразита внутрь хозяина. Вопервых, многие эндопаразиты настоящих животных проникают в хозяина через ротовое отверстие, часто с пищей. Во-вторых, есть разнообразные формы, способные тем или иным способом прогрызать, прокалывать, разрушать внешние покровы хозяина, то есть могут проникать через его «стенку». В-третьих, довольно часто паразиты используют для расселения так называемых переносчиков, в первую очередь кровососущих членистоногих. Последние могут пососать кровь одной особи, получить с порцией крови паразита, а при следующем укусе «подарить» паразита незаражённой другой особи вида-хозяина. Переносчики фактически также являются хозяевами паразита. Присутствие (а нередко и размножение) в них того или иного паразитического вида обычно приводит к изменению поведения переносчика (например, он может начать интенсивно и часто питаться). Есть основания предполагать, что паразит может наносить переносчику определённый ущерб. Среди перечисленных эндопаразитов малярийные плазмодии, трипаносомы, филярии и боррелии расселяются с участием переносчиков. Боррелии — род, объединяющий паразитических бактерий из группы спирохет. Некоторые боррелии вызывают у человека возвратный тиф. Их переносчиками являются вши. Другие боррелии — возбудители болезни Лайма. Их распространение от человека к человеку обеспечивается кровососущими клещами — аргасовыми и иксодовыми, в том числе широко распространённым таёжным клещом. Малярийные плазмодии — представители обширной группы специализированных паразитов из числа простейших, а именно споровиков, — являются возбудителями малярии. У человека паразитируют несколько видов. Каждому из них соответствует свой вариант малярии. В организме человека плазмодий вначале заселяет клетки печени, там даёт новое поколение, а потом начинает проникать в эритроциты, в которых растёт и размножается. И так несколько раз. Именно массовое поражение эритроцитов и приводит к развитию всем известных приступов малярии. Расселение плазмодиев от одного человека к другому происходит с участием кровососущих двукрылых — малярийных комаров. Трипаносомы принадлежат к другой группе простейших — кинетопластидам, дальним родственникам известной из школьных учебников эвглены. Трипаносомы очень разнообразны. У Новосибирский центр продуктивного обучения 6 Конкурс «Человек и природа» - 2013 человека паразитируют несколько видов, вызывающих так называемую сонную болезнь, а в Южной Америке один из видов этого рода является возбудителем болезни Чагаса (Шагаса). Трипаносомы заселяют кровеносную и лимфатическую системы человека, спинномозговую жидкость, разрушают или поражают разные группы клеток. Трипаносомы, вызывающие сонную болезнь, распространяются с помощью кровососущих мух це-це, а возбудители болезни Чагаса — кровососущих клопов (в последние годы не только местных, южно-американских видов, но и печально известного постельного клопа). Филярии (нитчатки) — это некрупные и очень тонкие круглые черви (взрослые обычно в длину достигают нескольких сантиметров, некоторые виды чуть длиннее). Филярии, паразитирующие у человека, заселяют — в зависимости от вида — кровеносную и лимфатическую системы, подкожную клетчатку, другие ткани, один из видов часто внедряется в глаза (вызывая слепоту). Переносчиками филярий обычно являются кровососущие двукрылые. Соответственно, у всех этих паразитов в жизненном цикле нет стадий, проходящих вне организма основного хозяина и переносчика, то есть во внешней среде. В отличие от описанных групп аскариды имеют такую стадию. Аскариды — это паразитические круглые черви (то есть дальние родственники филярий). Заселение хозяина аскаридами происходит через ротовое отверстие (вполне типичная болезнь «грязных рук»), но только что отложенные яйца для человека не опасны. В более или менее влажной и тёплой почве или на её поверхности, куда яйца попадают с экскрементами человека, внутри яйцевых оболочек начинается формирование личинки. Оставаясь в этих оболочках, личинка несколько раз линяет и только после этого она способна «обживать» хозяина. Обычно эта часть жизненного цикла занимает несколько недель (не менее двух). Задания, оцениваемые в 4 балла 11. За эксперименты по исследованию новой аллотропной модификации углерода выпускникам МФТИ А. К. Гейму и К. С. Новосёлову в 2010 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Этот двумерный материал называется А) карбин; Б) графин; В) графен; Г) карбид; Д) графит. Графен — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и πсвязей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. За «передовые опыты с двумерным материалом графеном» А. К. Гейму и К. С. Новосёлову была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год. Карбин (А) — аллотропная форма углерода на основе sp-гибридизации углеродных атомов. Состоит из углеродных фрагментов с чередующимися тройными и одинарными связями –С≡С–С≡С– (-карбин), или двойной кумулированной связью =С=С=С=С= (-карбин). Может быть линейным или образовывать циклические структуры. Карбид (Г) — соединение углерода с металлом или неметаллом, обладающим меньшей электроотрицательностью, чем углерод. В просторечии термином «карбид» обычно называют карбид кальция CaC2, который активно взаимодействует с водой с образованием ацетилена С 2Н2. Это свойство позволяет использовать карбид кальция как источник ацетилена при проведении газосварочных работ. Графит (Д) — одна из аллотропных модификаций углерода со слоистой структурой. Слои слабоволнистые, почти плоские, состоят из шестиугольных слоёв sp2-гибридизованных атомов углерода. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые. Слово графин (Б) никакого отношения к углероду не имеет. Оно обозначает толстостенный сосуд из прозрачного стекла или хрусталя, используемый для подачи к столу различных напитков. Новосибирский центр продуктивного обучения 7 Конкурс «Человек и природа» - 2013 12. Эффект Новой Земли — мираж, при котором восход солнца наблюдается раньше его реального появления, можно увидеть в А) Австралии; Б) Антарктиде; В) Африке; Г) Южной Америке; Д) Индостане. Эффект Новой Земли — оптическая иллюзия, характерная для Арктики и Антарктики, связанная с преломлением солнечного света в приземных слоях воздуха. История первоописания этого явления связана с трагедией. Впервые его достоверно видели участники экспедиции голландского мореплавателя Виллема Баренца к Новой Земле в 1596–1597 годах. Это была первая европейская экспедиция, зимовавшая в Арктике. На исходе зимы Геррит де Веер и Якоб ван Хеемскерк наблюдали диск Солнца, хотя согласно астрономическим данным на той широте, где они находились, ещё две недели должна была продолжаться полярная ночь. Большая часть участников экспедиции погибли, но Геррит де Веер оказался среди немногих выживших, и именно он описал это явление в своём дневнике. Однако на родине, в Нидерландах, ему не поверили, решив, что экспедиция использовала юлианский календарь, опаздывающий больше чем на неделю, вместо введённого в Голландии в 1583 году григорианского. В 1915 году данное явление зафиксировала экспедиция Эрнеста Шеклтона в Антарктиде. Эффект получил научное объяснение и был признан научным сообществом лишь в конце XX века. Своё название он получил в честь архипелага, где его впервые увидели люди. Сам эффект основан на преломлении света в приземных слоях атмосферы. При нормальных условиях приземный слой воздуха должен быть более тёплым за счёт его нагрева от земной поверхности, но в Арктике и Антарктике зимой приземный воздух очень холодный. Он действует как линза: меняет угол отражения солнечных лучей, создавая тем самым иллюзию, что Солнце стоит в небе выше, чем на самом деле. Но собственно эффект Новой Земли можно наблюдать при соблюдении ещё одного условия — холодный приземный слой воздуха должен охватывать значительную часть поверхности планеты — не менее 400 км в длину. Это обеспечивает образование своего рода «световода», по нему преломлённые лучи света распространяются параллельно поверхности Земли. Так как в Арктике и Антарктике преобладает плоский рельеф – ледовая поверхность океана, поверхность покровного ледника или равнины, то и препятствий на пути такого «световода» часто нет. В результате в конце полярной ночи наблюдатель может увидеть солнечный диск раньше положенного срока, правда порой несколько неожиданной формы (в виде линии или даже четырёхугольника). 13. Для полного разложения выброшенного в лесу полиэтиленового пакета в среднем потребуется А) менее 1 месяца; Б) около 1 года; В) от 5 до 10 лет; Г) от 20 до 50 лет; Д) более 100 лет. Различные вещества по-разному взаимодействуют с окружающей средой: некоторые являются пищей для бактерий и микроорганизмов, некоторые вступают в реакцию с кислородом из воздуха или из воды, некоторые подвержены воздействию ультрафиолета солнечного света; таким образом, и скорость разложения у разных видов мусора разная. Также эта скорость зависит и от местонахождения мусора (глубоко в земле - на поверхности, на солнце – в темноте, сырая или сухая почва, климат и т. д.) поэтому невозможно с высокой точностью определить, когда именно разложится, например, вот эта куча мусора. Однако оценить определенные временные рамки, в том числе экспериментально, возможно. К сожалению, в случае с полиэтиленовыми пакетами на данный момент придётся сделать Новосибирский центр продуктивного обучения 8 Конкурс «Человек и природа» - 2013 лишь неутешительные выводы. По статистике в наши дни по всему миру производится и потребляется примерно миллион пакетов в минуту. Такие пакеты появились менее 60 лет назад, и за этот небольшой, в общем-то, срок, были произведены, использованы и выброшены в природу в неимоверно огромном количестве. За это время они так и не начали разлагаться, и мы, увы, можем встретить их валяющимися буквально где угодно. Полиэтиленовый пакет, при всей его кажущейся хрупкости и непрочности, является одним из самых долгоживущих видов мусора. Такие пакеты (как и другие изделия из различных пластмасс) не подвержены биологическому разложению. Постепенно (и очень медленно) они окисляются под воздействием кислорода, а также (ещё медленнее) разрушаются под действием солнечных лучей. По оценкам экологов этот процесс займёт более 100 лет. 14. Резкое падение солёности воды (почти в два раза) в Андаманском море летом и в начале осени связано А) с пассатами; Б) с юго-западными муссонами; В) со смещением течения Агульяс; Г) с наступлением Эль-Ниньо; Д) со строительством ирригационных сооружений на реках, впадающих в море. Андаманское море — довольно велико (около 1 200 километров с севера на юг и 650 — с востока на запад) и расположено в северо-восточной части Индийского океана. На севере и востоке оно ограничено континентальной частью Евразии, с запада — Андаманско-Никобарским хребтом, отдельными вершинами которого являются Андаманские и Никобарские острова, с юга — большим островом Суматра. На севере в море впадают две крупные реки — Иравади и Салуин. Средний расход воды этих рек соответственно 13 000 и 6 700 кубометров в секунду, в сумме это больше, чем расход Енисея (19 800) или Миссисипи (19 000). Иравади и Салуин, так же как и другие крупные реки юговостока Азии (например, Меконг, Брахмапутра), начинаются в высоко поднятом горном массиве (Тибетское нагорье и его окружение — Гималаи, Сино-Тибетские горы и др.). Сток всех этих рек зависит от муссонов — сезонных ветров, направление которых определяется разницей атмосферного давления над сушей и над океаном. Летние юго-западные муссоны дуют с мая по октябрь с Индийского океана в сторону континента. Эти влажные ветры приносят на сушу большое количество влаги. Начинается сезон дождей, а в летнее время высоко в горах начинается также таяние ледников и снежников. В результате резко поднимается вода в местных реках (понятно, что подъём воды несколько запаздывает по отношению к началу сезона дождей). Так, максимальный расход Иравади в низовьях может превышать 40 000 кубометров в секунду, тогда как минимальный объём в сухой сезон составляет всего 2 300 кубометров в секунду. Вода в сезон дождей может подниматься очень высоко (более 10 метров по отношению к сухому сезону). Всё это приводит к тому, что летом и в начале осени в Андаманское море (понятно, что в первую очередь в его северную часть) начинает поступать очень много пресной воды. Именно поэтому падает общая солёность: с более или менее близких к Мировому океану зимне-весенних 3,2 % до 2 %. В отличие от муссонов пассаты — устойчивые на протяжении всего года ветры в приэкваториальной полосе. Эль-Ниньо — своеобразная перестройка системы перераспределения поверхностных вод в Тихом океане, отражающаяся в какой-то степени в других частях Мирового океана, а также на суше, особенно в притихоокеанских частях Южной Америки. Но наблюдается такая перестройка далеко не каждый год. Течение Агульяс (или мыса Игольного) тёплое западное течение на юго-западе Индийского океана. Влияние течения ограничено примыкающими частями этого океана (в какой-то степени также Южного и Атлантического океанов). Ирригация, или орошение, — это создание системы подведения воды на поля в районах, испытывающих недостаток влаги. Если представить себе возможность развития такой системы в районах, примыкающих к Андаманскому морю, результатом будет сезонное выравнивание объёма пресных вод. Новосибирский центр продуктивного обучения 9 Конкурс «Человек и природа» - 2013 15. Какая из этих планет вращается с востока на запад? На рисунках изображены планеты Солнечной системы. Все представленные планеты вращаются по своим орбитам вокруг Солнца и, кроме того, вокруг своей оси с запада на восток, и только Венера (Б) вокруг своей оси вращается с востока на запад, в направлении, обратном её вращению вокруг Солнца. Все, очевидно, сразу узнали Землю (А) по расположению океана и суши и по знакомым характерным очертаниям Северной и Южной Америки. Венера представлена на рисунке Б. Она имеет очень плотную атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа (97%) и включающую азот и воду. Поверхность Венеры скрыта густым слоем облаков, в том числе содержащих капельки серной кислоты, и поверхность её трудно рассмотреть в видимом свете. Сатурн (В) — единственная планета, имеющая несколько плоских концентрических колец из множества отражающих солнечный свет твёрдых ледяных тел размером от песчинки до 20–30 м. По этим кольцам Сатурн легко отличить от других планет. Самая большая планета Солнечной системы — Юпитер (Г) — относится к газовым гигантам. Характерной его особенностью являются видимые полосы на поверхности. По одной из версий, выдвинутых астрономами, под влиянием притяжения спутников этой планеты сформировались своеобразные столбы вещества, которые, вращаясь, образовали [полосы. Конвективные потоки, выносящие внутреннее тепло к поверхности, внешне проявляются как тёмные и светлые полосы. В области светлых зон потоки восходящие, их светлая окраска объясняется повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Тёмные облака поясов — области нисходящих потоков, они предположительно состоят из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония. Примечательным образованием в атмосфере Юпитера является Большое красное пятно в южной тропической зоне. Оно видно на изображении Юпитера внизу справа. Это уникальный долгоживущий гигантский ураган с вращающимся со скоростью 360 км/час веществом. Марс (Д) иногда называют красной планетой из-за красноватого оттенка выходящих на поверхность горных пород с высоким содержанием железа. Вероятно, именно красный цвет планеты стал основой для её ассоциации с древнеримским богом войны Марсом. 16. На побережье Чёрного моря, в районе Новороссийска, суда и прибрежные строения зимой иногда покрываются льдом. Это происходит из-за А) подъёма сероводорода с больших глубин моря; Б) резкого ветра с моря; В) высокой влажности воздуха; Г) высокого атмосферного давления; Д) сильного ветра с гор. Новороссийск расположен на северо-восточном берегу Чёрного моря и отгорожен от материковой части невысокими горами. Эта часть Кавказа, к сожалению, не является препятствием для холодных воздушных масс, пришедших с севера. Наоборот, нередко возникают ситуации, при которых ветровые явления усиливаются. В результате формируются ветры особого типа, носящие название борá (восходит к названию северного ветра в Древней Греции — борей). В окрестностях Новороссийска холодная, более плотная воздушная масса, пришедшая откуда-то с севера (чаще с северо-востока), после пересечения невысокого Новосибирский центр продуктивного обучения 10 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Мархотского хребта обрушивается в прибрежную долину. При этом возникает шквальный ветер и штормовые волнения на море, а температура резко падает (на 10–15 °С). Скорость ветра достигает 60 м/с, иногда, если бора приходится на заморозки, возникают ледяные наносы. Такую же картину можно наблюдать в окрестностях села Сень в Хорватии. Перед наступлением боры можно наблюдать спускающиеся с гор густые облака – «бороды», вытесняемые плотной воздушной массой. 17. Замечено, что многие явления (например, высокие урожаи пшеницы, эпидемии и эпизоотии, массовые размножения саранчи и даже крупные политические потрясения) повторяются с периодом цикла солнечной активности примерно в … А) 7 лет; Б) 11 лет; В) 17 лет; Г) 21 год; Д) 47 лет. Многолетние наблюдения за Солнцем позволили учёным разных стран заметить определённые закономерности в проявлении солнечной активности. Продолжительность циклов варьируется, но в среднем составляет около 11 лет (так называемый цикл Швабе). В начале цикла активность минимальна. Затем начинается довольно быстрое (продолжительностью в среднем около 4 лет) увеличение числа солнечных пятен, усиление других видов солнечной активности, таких, как магнитные бури, или, например, смещение зон образования солнечных пятен ближе к экватору. После максимума активности начинается более продолжительный (в среднем около 7 лет) спад и цикл завершается очередным минимумом. Последний цикл начался в 2008 году, и сейчас мы находимся примерно на пике. Связь солнечных циклов с жизнью на Земле выявлена учёными во многих областях. Финансовые и экономические кризисы, эпидемии, революции и другие массовые социальные потрясения приходятся на периоды максимальной солнечной активности. Магнитные бури влияют на состояние здоровья людей и животных и на урожайность растений. Солнечная активность влияет на климат: ураганы, наводнения и другие природные катаклизмы случаются там, где их не ждали. К сожалению, пока не выработано чёткой единой теории о взаимосвязи всех этих явлений, и мнения исследователей разнятся, иначе многих природных и социальных катастроф можно было бы избежать. 18. Поговорка «Вот тебе, бабушка, и Юрьев день!» напоминает А) об отмене празднования старого Нового года; Б) о полном запрете перехода крестьян от одного помещика к другому; В) о начале нового финансового года; Г) о начале княжения Юрия Долгорукого; Д) о полном запрете передела крестьянской земли. На Руси отмечали два Юрьева дня — весенний [Егорий Вешний, 23 апреля по так называемому старому стилю, точнее — по юлианскому календарю (см. комментарий к вопросу 21); в XXI веке соответствует 6 мая] и зимний, или осенний (Егорий зимний, 26 ноября, в нынешнем веке — 9 декабря). К 26 ноября довольно долго была привязана возможность перехода крестьян от одного феодала к другому. Логика была очень простой — к этому времени основные сельскохозяйственные работы заканчивались и расчёты завершались. С 1497 года такой переход был ограничен одной неделей до осеннего Юрьева дня и одной неделей после. Этот порядок продержался целый век. Окончательно он был отменён в 1649 году во время царствования Алексея Михайловича. В результате крепостное право было полностью оформлено, а в народе появилась поговорка «Вот тебе, бабушка, и Юрьев день!», отражающая разочарование. Считается, что с отменой возможности перехода связано и появление глагола «объегорить» (обмануть, надуть). Остальные варианты не имеют отношения ни к весеннему, ни к зимнему Юрьеву дню. Под старым Новым годом мы обычно имеем в виду наступление Нового года по юлианскому календарю: соответственно, в XX–XXI веках это ночь с 13 на 14 января. Но до 1700 года начало нового года в России приходилось либо на 1 сентября, либо на день весеннего равноденствия. В Новосибирский центр продуктивного обучения 11 Конкурс «Человек и природа» - 2013 общем-то, празднование начала Нового года никто не отменял, и рабочим днём, например, 1 января (как по юлианскому календарю до 1919 г., так и по григорианскому — позже) было довольно долго. Начало финансового года — периода, для которого формируют схему распределения доходов и расходов, часто не соответствует началу календарного года, но все-таки обычно приурочено к первому числу какого-то месяца года. Ситуация с началом княжения Юрий Владимировича по прозвищу Долгорукий вообще запутанная, поскольку, во-первых, он был как ростово-суздальским князем (либо с 1113, либо с 1096 года до конца жизни), так и (хотя и сравнительно короткое время) великим князем киевским (1149–1151 и 1155–1157 годы). Вряд ли все эти неопределённые сроки были как-то связаны именно с Юрьевым днём. Переделы крестьянской земли ограничивались, но не запрещались. Эта практика потеряла актуальность в результате сплошной коллективизации лишь в 1920–1930-х годах. 19. На этом рисунке учёный при помощи маятника демонстрирует опыт, подтверждающий А) суточное вращение Земли; Б) отклонение магнитного полюса от географического; В) возникновение электромагнитных колебаний; Г) вращение Земли вокруг Солнца; Д) вращение Луны вокруг Земли. Жан Бернар Леон Фуко — французский физик, позже — член Французской академии наук, в 1851 году под куполом Пантеона в Париже с помощью маятника, получившего впоследствии его имя, осуществил публичный опыт, подтвердивший суточное вращение Земли. Маятник Фуко — это устройство, представляющее собой груз, подвешенный на проволоке и способный свободно колебаться. При освобождении маятника он начинает качаться. В опыте Фуко маятник совершал колебания над круглым постаментом диаметром 6 метров, по краю которого был насыпан валик из песка. При каждом качании маятника острый стержень, укреплённый на шаре снизу, задевал песок, оставляя на валике метку. При каждом качании было видно, что новая метка, оставленная стержнем на песке, оказывалась примерно в 3 мм от предыдущей. За час наблюдений плоскость качания повернулась примерно на 11о по часовой стрелке. В настоящее время в России можно увидеть повторение этого яркого опыта — действующие маятники Фуко есть в Московском, Санкт-Петербургском, Волгоградском планетариях, в Красноярске — в Сибирском федеральном университете. Наглядно убедиться во вращении Земли можно и в открытом в феврале 2012 года Новосибирском астрофизическом комплексе, где доступна для посещений башня Фуко, похожая на белый средневековый маяк. Внутри башня Фуко выглядит как колодец, обрамляющий 15-метровую конструкцию — стальную луковицу на тросе, круглосуточно демонстрирующую вращение Земли. Плоскость колебания маятника медленно смещается относительно земной поверхности в сторону, противоположную той, куда вращается планета. Правда, стержень сибирского маятника следов на песке не оставляет, он сбивает специальную линейку на подставке. 20. Космонавты в космической станции, вращающейся на орбите около Земли, испытывают невесомость. Это значит: А) на них не действуют никакие силы; Б) они не испытывают притяжение Земли; В) на них действует только одна существенная сила – притяжение Земли; Г) притяжение Луны компенсирует притяжение Земли; Д) на космической станции нет невесомости. Новосибирский центр продуктивного обучения 12 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Весом тела называется реакция опоры или натяжение подвеса. Проще говорить о натяжении подвеса, так как это будет просто натяжение нити подвеса. Для верёвочки подвеса есть только сила натяжения и легко представить, что будет весом. На космическом корабле верёвочка не натянута: космонавт и корабль падают вместе, вес отсутствует. На космическую станцию и космонавтов действуют силы гравитационного притяжения Земли. На низких орбитах эти силы мало отличаются от сил на поверхности Земли, то есть они существенные. Скорость космонавтов относительно станции, когда они в ней «парят», близка к нулю. Значит, у космонавтов и станции одинаковые ускорения, которые, по второму закону Ньютона, равны силе гравитационного притяжения между Землей и объектом, делённой на массу объекта. Это как раз ускорение свободного падения на орбите станции. То есть, если нет взаимодействия между космонавтом и внутренней поверхностью станции и относительная скорость равна нулю, то космонавт и станция будут двигаться синхронно. Отсутствие взаимодействия и называется невесомостью, хотя силы гравитационного взаимодействия с Землей существенные. Гравитационное взаимодействие между космонавтом и станцией очень мало, так как их массы существенно меньше массы Земли, следовательно, основной силой, действующей на космонавта, является сила притяжения Земли. Задания, оцениваемые в 5 баллов 21. Разница между продолжительностью года по юлианскому календарю, который использовался в разных странах на протяжении веков, и «тропическим» годом (временем между возвращением Земли в ту же самую точку орбиты) составляет А) 1 месяц; Б) 1 сутки; В) 0,250 суток; Г) 0,242 суток; Д) её нет. Время, за которое Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, называют тропическим или солнечным годом. К сожалению, продолжительность такого года, во-первых, не измеряется в целых сутках и даже в целых часах, а во-вторых, зависит от характера наложения вращений Земли и Солнца друг на друга и всевозможных возмущений и поэтому несколько варьируется. Так, перед началом нашей эры продолжительность такого года (для весенних равноденствий) составляла 365,242137 суток, тогда как сейчас для того же периода — 365,242374 суток. Считается, что средняя продолжительность тропического года в настоящее время равна 365 дней 5 часов 48 минут 45,19 секунды. Юлианский календарь назван в честь знаменитого римского общественного деятеля и диктатора Гая Юлия Цезаря. Этот вариант календаря был разработан александрийскими астрономами и принят в Римской республике с 45 года до нашей эры. В соответствии с этим календарём продолжительность года составляла 365 суток, а по високосным годам (каждый четвёртый год) добавлялись ещё одни сутки. То есть средняя продолжительность года по юлианскому календарю составляла 365,25 суток. Значит, величина компенсации, предусмотренной юлианским календарём, составляет 0,250 суток. (Собственно разница между современной средней продолжительностью тропического года и средней продолжительностью года по юлианскому календарю составляет 0,0078 суток.) 22. В истории Земли на протяжении последних двух миллионов лет чередовались периоды наступления и отступления покровных ледников. Что свойственно межледниковьям? А) каждое последующее оказывалось холоднее предыдущего; Б) каждое последующее оказывалось теплее предыдущего; В) средние температуры оставались неизменными; Г) первые межледниковья были прохладными, затем более тёплыми, а потом снова прохладными; Д) первые межледниковья были тёплыми, затем более холодными, а потом снова тёплыми (но прохладнее первых). Новосибирский центр продуктивного обучения 13 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Характерное для последних двух миллионов лет постоянное чередование похолоданий и потеплений приводило (и приводит) к значительным изменениям в биосфере, в том числе к изменению в распределении природных зон, размещении экосистем и распространении многих видов. Хотя такие перестройки в первую очередь затрагивали внетропические регионы (а поскольку они проявляются преимущественно на суше — то, соответственно, во внетропических районах Северного полушария), но значительные изменения прослеживаются и в тогдашних приэкваториальных районах, где часто удается выявить заметное уменьшение количества выпадающих осадков и/или появление сезонности в их выпадении. Во время наиболее сильных похолоданий во многих районах формировались равнинные покровные ледники, напоминающие современные ледники Антарктиды и Гренландии. В первую очередь это прослеживается для Северной Америки и Европы, а также высоко поднятых горных массивов. Соответственно, территории, примыкающие к таким ледникам, в то время характеризовались низкими температурами и лета и зимы, а часто и недостаточным увлажнением. Затем ледники отступали, и ледниковья сменялись межледниковьями, во время которых климатические особенности в той или иной степени были близки к современным. Традиционно, в соответствии с так называемой альпийской схемой, выделяют 4 ледниковья: самое давнее — гюнц, затем — миндель, рисс и вюрм. Соответственно межледниковья называют гюнц-миндель, миндель-рисс, рисс-вюрм. Сейчас мы живём в очередном межледниковье, у которого в альпийской системе ещё нет названия, поскольку межледниковья именуются по разделяемым ледниковьям, а грядущему ледниковью названия еще не присвоили, поскольку оно еще не наступало. Временные рамки как ледниковий, так и межледниковий у разных исследователей не вполне совпадают. Это определяется не только некоторым несовершенством определения времени в прошлом, но и тем, что реальная картина смены тёплых и холодных периодов в разных регионах существенно различается. Сейчас понятно, что, во-первых, в зависимости от конкретного района может выделяться больше или меньше ледниковий или межледниковий. Даже во время наиболее хорошо изученного вюрмского (валдайского) оледенения были временные промежутки, когда покровные ледники в Европе почти исчезали. Во-вторых, опять-таки в зависимости от района оценки температур и количества осадков значительно варьируются. В целом, если сравнивать традиционно выделяемые межледниковья, то картина прослеживается такая: каждое последующее межледниковье оказывается несколько холоднее предыдущего. Средние температуры гюнц–миндельского межледниковья были выше современных на несколько градусов. В миндель-риссе и рисс-вюрме было немного холоднее, чем в гюнц-минделе. Даже если учесть, что за последние десять тысяч лет был очень тёплый промежуток, так называемое атлантическое время, когда температуры были выше современных примерно на 1,5о, всё равно, тенденция общего снижения средних температур межледниковий сохраняется. Такую картину можно проследить по изменению природы в каждом регионе, где сохранились следы межледниковий. В период, соответствующий гюнц-минделю, на территории современной Карелии росли бук и тсуги, в Белоруссии встречался дикобраз. В следующем межледниковье в центральной части Европейской России основным доминантом был граб, встречались тис, падуб, каштан и виноград. В рисс-вюрме здесь также сохраняется доминирование граба, в районе современного Санкт-Петербурга росли широколиственные леса со значительным присутствием граба, а тундровой зоны в Европе вообще не было. 23. У всех насекомых в жизненном цикле всегда есть несколько линек. Какой гормон участвует в их регуляции? А) глюкагон; Б) дофамин; В) трийодтиронин; Г) эстрадиол; Д) ювенильный. Гормоны — это специальные вещества, вырабатывающиеся в специализированных клетках разных групп многоклеточных живых существ и выполняющих регуляторные функции. Глюкагон вырабатывается особыми клетками поджелудочной железы. Дофамин (как гормон) вырабатывается в надпочечниках и в некоторых других органах. Источником трийодтиронина, Новосибирский центр продуктивного обучения 14 Конкурс «Человек и природа» - 2013 как и его предшественника тироксина, является щитовидная железа. Эстрадиол — это женский половой гормон, в основном вырабатывается в яичниках, а также (в незначительных количествах) корой надпочечников и яичками. Соответственно, все четыре перечисленных гормона — это гормоны человека, а также, судя по всему, других млекопитающих. В отличие от них ювенильный гормон — это гормон насекомых, вырабатываемый так называемыми прилежащими телами. Это вещество способствует развитию личиночных структур и как бы приостанавливает линьки. На самом деле, ювенильный гормон снижает активность другого гормона — экдизона, увеличение содержания которого определяет начало и характер прохождения линьки. 24. Скотоводы гор юга Сибири и Монголии перегоняют стада овец летом вверх, на горные пастбища, а зимой спускаются с ними вниз, в сухие степи и полупустыни на предгорных равнинах, потому что А) туда свозят сено, заготовленное на склонах гор; Б) после стрижки овцам в горах холодно; В) овцы питаются сухой степной травой, оставшейся с лета; Г) в высокогорьях зимой овцы страдают от недостатка кислорода; Д) в горах зимой засыпает все дороги и связь с внешним миром обрывается. В умеренных широтах одна из серьёзных проблем, стоящих перед скотоводами: как и чем кормить овец, коз, коров и им подобных в зимнее время… В разных условиях она решалась и решается по-разному. Часто делают огромные запасы кормов в виде сена, соломы, силоса, высушенных веток с листьями… Где держать такие запасы не принципиально (применительно к сформулированному вопросу — можно и в горах…). Соответственно, животных в это время содержат в загонах или специальных помещениях. Но в некоторых районах сложилась иная практика, связанная с продолжающимся в холодное время года выпасом животных. Это относится в первую очередь к овцам и козам, менее требовательным к качеству корма и относительно защищённым от воздействия низких температур. Традиционно во многих горных районах юга Сибири и Монголии летом стада пасут в горах, где многочисленны луга и разнообразные степи. Соответственно, запасы корма тут велики, а с наступлением холодов стада овец перегоняют на предгорные равнины, на которых преобладают сухие степи и полупустыни. Хотя общая продуктивность таких экосистем невелика, но значительная часть фитомассы формируется в конце тёплого сезона, когда в эти районы прорываются влажные воздушные массы с юго-востока и востока. Многие травянистые растения в конце лета и начале осени просто высыхают, а поскольку зимы малоснежные (на зимние месяцы обычно приходится только небольшая часть осадков, например, в Юго-Восточном Алтае выпадает всего несколько миллиметров снега в месяц), то они остаются доступными для овец. Стригут овец обычно весной, некоторые породы — ещё и в конце тёплого сезона, при этом шерсть должна отрасти к зиме. Вряд ли какое-то влияние на содержание овец в этих районах оказывает недостаток кислорода: все-таки максимальные высоты, на которых на юге Сибири и в Монголии пасут овец, обычно не превышают 2 километра над уровнем моря. Что касается связи с внешним миром, то тут надо иметь в виду, что, во-первых, подобная практика выпаса овец традиционна, сложилась много веков назад, а во-вторых, в многих районах сейчас такие контакты не прерываются. 25. Ранней весной в долинных лесах юга Дальнего Востока цветёт связноплодник (симплокарпус) почколистный. Кроме яркой окраски покрывала и неприятного запаха, насекомых-опылителей может привлекать А) очень большое количество нектара; Б) яркая окраска венчика; В) морфология соцветия; Г) издаваемые соцветием звуки; Д) повышенная температура соцветия. Новосибирский центр продуктивного обучения 15 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Ранняя весна — не самое благоприятное время для цветения покрытосеменных растений. Те же растения, которые всё же отваживаются расцветать в эту пору, сталкиваются с проблемой опыления. Ранней весной очень мало насекомых-опылителей, они ещё не проснулись от зимнего сна. Поэтому многие первоцветы используют стратегию самоопыления. Однако есть и те, которые стремятся привлечь насекомых во чтобы то ни стало! Самый простой способ привлечения насекомых — это яркая окраска и крупные размеры цветка или соцветия. К этому, например, прибегает кандык сибирский (на фото). Его яркие цветки хорошо заметны издали. Однако стоит помнить, что ранней весной растению трудно получать минеральные вещества из слабо прогретой почвы, особенно если с неё ещё не сошёл снег. С увеличение длины светового дня, всё больше цветковых растений будет распускаться, привлекая к себе опылителей, поэтому первоцветам необходимо «найти» своих насекомых как можно быстрее. Симплокарпус имеет оригинальное соцветие, окружённое виннокрасным клювообразным покрывалом. Соцветие появляется весной сразу же после схода снега, иногда даже пробиваясь сквозь него. Растение выглядит очень необычно на фоне серого подтаявшего снега и прошлогодней листвы. Внутри такого шлема-покрывала виден почти округлый желтоватый початок с обоеполыми цветками. Симплокарпус привлекает насекомых ярким цветом покрывала и чесночным запахом. Его посещают многочисленные мухи, пчёлы, небольшие клопы, не исключена возможность опыления улитками и самоопыления. Помимо этого данное растение обладает удивительным свойством, а именно термогенезом. Связноплодник, выходя по весне из-под снега, растапливает его! Растение до какой-то степени может регулировать температуру соцветия: чем холоднее, тем больше оно тратит энергии на подогрев, а при увеличении температуры окружающей среды может и совсем «отключить обогреватель». Повышенная температура соцветия привлекает насекомых, судя по всему, благодаря сочетанию двух причин: усилению запаха (повышается летучесть ароматических соединений) и более комфортной — хотя бы временно — температурой (ведь температура насекомых тесно связана с температурой окружающей среды). 26. На государственном флаге и гербе Португалии изображён прибор, символизирующий её роль в эпоху великих географических открытий, — это А) армиллярная сфера; Б) гномон; В) компас; Г) корабельный штурвал; Д) секстант. Мореплаватели эпохи великих географических открытий постоянно сталкивались с проблемой определения своего положения в пространстве. У них не было хороших карт, у них не было системы глобального позиционирования. Да и часто не было (особенно в открытом океане) возможности спросить у кого-то путь. Именно поэтому приборы, позволявшие в те времена в той или иной степени ориентироваться на поверхности Земли в отсутствие заметных наземных ориентиров (например, в открытом океане), приобретали особую ценность. Понятно, что корабельный штурвал не относится к числу таких приборов (более того, надо отметить, что штурвал появился относительно поздно — на границе XVI и XVII веков, а до этого управление судном обеспечивалось рычагом, непосредственно соединённым с рулём). Остальные перечисленные приборы позволяют в той или иной степени ориентироваться в пространстве. Всем нам прекрасно знаком компас. Этот прибор известен давно (считается, что первый компас создали в Китае в XI веке), но он позволяет ориентироваться только по направлению север–юг, да и то с какой-то степенью условности, поскольку стрелка компаса располагается в соответствии с магнитным полем Земли, а магнитные полюса расположены далеко от географических, да ещё и относительно быстро перемещаются. Кроме того, есть и так называемые магнитные аномалии. Новосибирский центр продуктивного обучения 16 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Точное определение направления север–юг возможно с помощью гномона, известного ещё в Древней Греции. По сути, гномон — это просто шест (или его аналог). Наблюдатель следит за перемещением тени шеста, самая короткая тень лежит на свойственной данной точке поверхности Земли линии север–юг (то есть местном меридиане). Но очевидны недостатки данного простого устройства — нужно довольно долго следить за тенью, да ещё и в солнечный день. Понятно, что на постоянно движущемся корабле это было неудобно. Секстант (или секстан) появился значительно позже, хотя его первые варианты были созданы ещё в Средние века. Этот прибор позволяет точно измерить угол между двумя направлениями. Основное назначение секстанта (иногда его используют и сейчас) определение широты местности по высоте Солнца над горизонтом в астрономический полдень. Армиллярная сфера, изображённая на флаге и гербе Португалии, — во многом более сложный прибор, хотя считается, что её первый вариант появился ещё в III веке до нашей эры (её изобретателем, по-видимому, был Эратосфен). Этот прибор использовался для определения координат небесных светил. Соответственно, в нём есть часть, изображающая небесную сферу. Хотя армиллярная сфера использовалась преимущественно астрономами, она считается символом искусства навигации, поэтому её изображение можно встретить во многих портах мира, например, в Санкт-Петербурге. И именно это определило присутствие её изображения на государственных символах Португалии, сложившихся ещё в XV веке, когда португальские мореплаватели начали очень активно осваивать области, лежащие за пределами Европы и Северной Африки. 27. Птица, способная облететь Земной шар. А) сероголовый альбатрос; Б) белый аист; В) лебедь-шипун; Г) розовый пеликан; Д) полярная крачка. А) В 1999 году группа ученых под руководством профессора Джона Круксолла начала изучение миграций самцов серогоголового альбатроса. Орнитологи выбрали для своего эксперимента остров Южная Георгия, находящийся вблизи Антарктиды, - на нём гнездится большая колония этих птиц. (На карте в левой верхней части отмечен остров Южная Георгия; указан путь молодых альбатросов за год). Ученые установили датчики на ноги молодых самцов и в течении 18 месяцев отслеживали их передвижение. Результаты оказались поразительными: в поисках рыбы птицы побывали во всех океанах Южного полушария, 12 из них совершили кругосветное путешествие, причем три особи за это время успели обогнуть земной шар дважды! Таких путешествий не совершало ни одно известное науке животное – в среднем птицы пролетали около 22 000 км, а на самый быстрый облёт вокруг Земли понадобилось всего 46 дней! Как выяснили исследователи, обычно подобные путешествия альбатросы совершают в первые два года жизни, затем они возвращаются в места гнездования и начинают более степенную семейную жизнь. Новосибирский центр продуктивного обучения 17 Конкурс «Человек и природа» - 2013 Б) Белые аисты встречаются на большей части территории Европы и в некоторых областях Азии. На зимовку обычно улетают в Африку ( цетральную и южную), некоторые – в Индию и ЮгоВосточную Азию, ни одно из направлений их миграции не является кругосветным. В) Лебеди-шипуны распространены почти по всей 3ападной Европе, степи и местами лесостепи Предуралья, Зауралья и 3ападной Сибири. В периоды миграций и летом нередко залетают в лесную зону, в тундру и даже до арктического побережья. На зимовки улетают на южные моря и водоемы Центральной Азии; все эти перемещения не подразумевают облет земного шара. Г) Розовые пеликаны гнездятся на юге Европы и Азии, а также практически по всей Африке. Часть из них (в основном африканская) остается вблизи гнездовий всю жизнь, остальные зимуют южнее обычного местонахождения, чаще всего в той же Северной Африке. Перемещения между двумя континентами (а тем более в пределах одного) в любом случае не являются кругосветным путешествием. Д) Полярные крачки – абсолютные рекордсменки по протяженности сезонных миграций. Гнездуются они в арктическом Заполярье, а зимуют в Антарктике! Многие из них пролетают по 70 000 км за сезон (по некоторым данным отдельные особи даже до 80 000 км), однако во время своих перелетов они не облетают вокруг земного шара, как это проделывают некоторые сероголовые альбатросы. 28. Эритроцитам требуется 1,5 секунды, чтобы пройти через сердце взрослого человека. Для прохождения полного круга кровообращения при нормальном давлении им потребуется А) 7 секунд; Б) 10 секунд; В) 15–16 секунд; Г) 21–23 секунды; Д) 40–45 секунд. Полный круг кровообращения включает в себя два последовательно соединённых круга — малый, сосуды которого обеспечивают газообмен в лёгких, и большой. Сосуды последнего снабжают кровью ткани и органы по всему организму. Общая протяжённость всех сосудов в организме 100 тысяч километров. От чего же зависит скорость прохождения крови по сосудам? В первую очередь от устройства самих сосудов. Ведь строение артерий, вен и капилляров различается. Вены — сосуды, по которым кровь течёт к сердцу, менее эластичные и более тонкие, чем артерии — сосуды, по которым кровь течёт от сердца. Потому они менее упруги. Проходя по сосудам, кровь испытывает сопротивление со стороны сосудов, да и сама она обладает определённой вязкостью. Кровь по сосудам движется благодаря двум силам: разности давления жидкости между артериями и венами, которая создаётся и поддерживается работой сердца, и сопротивлением стенок сосудов току крови. Таким образом, количество крови, проходящей по той или иной части круга кровообращения, зависит от величины артериального давления и состояния сосудов организма. При нормальном артериальном давлении скорость прохождения кровяными тельцами полного круга кровообращения составляет 23–26 секунды. Для определения времени прохождения используют метод меченых эритроцитов. В локтевую вену вводят индикатор — меченые эритроциты, и фиксируют временной интервал через который метка появится в венозной крови сосуда того же порядка в другой конечности. 29. Для получения обычного содово-известкового стекла песок спекают с содой и известняком. Какой из содержащихся в сырье элементов в итоге не попадает в состав стекла? А) кремний; Б) кислород; В) натрий; Г) углерод; Д) кальций. Стандартный способ получения обычного стекла заключается в плавлении смеси кварцевого песка (SiO2), соды (Na2CO3) и известняка (CaСO3). В результате получается химическое соединение приблизительного состава Na2O∙CaO∙6SiO2: Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = 2CO2↑ + Na2O∙CaO∙6SiO2. Таким образом, в ходе процесса приготовления стекла элемент углерод, изначально содержащийся в сырье, удаляется из реакционной массы в виде углекислого газа. Новосибирский центр продуктивного обучения 18 Конкурс «Человек и природа» - 2013 30. Определите на основе продолжительности гаплоидной и диплоидной стадий, жизненные циклы каких организмов изображены на рисунках, где О — оплодотворение, М — мейоз, тонкая линия — гаплоидная стадия, толстая — диплоидная): Варианты ответов А Б В Г Д Мхи 1 2 4 2 1 Папоротники 2 3 3 1 3 Семенные растения 3 4 1 3 2 Высшие животные 4 1 2 4 4 Мейоз — тип деления эукариотических клеток, при котором происходит редукция числа хромосом, то есть из диплоидной клетки образуются гаплоидные. Иногда можно встретить определение, что «мейоз — тип деления половых клеток». В действительности мейотическое деление и формирование гамет может быть разделено значительным промежутком времени, во время которого может происходить смена нескольких поколений, размножающихся бесполым путём. Во время мейоза происходит рекомбинация генетического материала. Она определятся как независимым случайным расхождением хромосом во время деления (2n, где n — гаплоидное число хромосом), так и кроссинговером — обменом отдельным участками между гомологичными хромосомами. Таким образом невероятно увеличивается разнообразие генетического материала вида, так как возникают совершенно новые генетические комбинации, которые могут быть более успешными при изменении условий обитания. Благодаря мейозу происходит увеличение генетической пластичности у организмов с чередованием диплоидной и гаплоидной стадий развития. У растений представлены в той или иной степени обе стадии. Надо сразу отметить, что диплоидная стадия развития считается более эволюционно продвинутой, так как повышает устойчивость организма к внешним воздействиям за счет наличия резервной копии генома. Соответственно, повышается и выживаемость. Поэтому, чем древнее и примитивнее растение, тем продолжительнее в его жизненном цикле гаплоидная стадия. Так, у мхов и папоротников самостоятельное растение вырастает как из гаплоидной, так и из диплоидной клеток, диплоидная форма размножается спорами (спорофит), а гаплоидная — гаметами (гаметофит). У мхов(2), как более примитивных растений, гаплоидная стадия длиннее, чем у папоротников (1). А у покрытосеменных растений основная стадия диплоидная, гаплоидное же поколение развивается под покровами спорофита и обычно включает всего несколько клеток (3). У высших животных, как правило, гаплоидная стадия — только половые клетки (4). Новосибирский центр продуктивного обучения 19
