ZHTHMA 1o

Mονάδες 25

Α. Σε καθεμία από τις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή πάντηση. Μόρια 10

1. Τα βακτήρια κατατάσσονται στο ίδιο είδος σύμφωνα με:

i. το μειξιολογικό κριτήριο.

ii. το τυπολογικό κριτήριο.

iii. τη θεωρία της φυσικής επιλογής.

iv. τον τρόπο αναπαραγωγής τους.

2. Η φυσική επιλογή δρα:

i. επί του είδους.

ii. επί της βιοκοινότητας.

iii. επί του πληθυσμού.

iv. επί του ατόμου.

3. Η θεωρία του Λαμάρκ, υποστηρίζει ότι:

i. κάθε κύτταρο προέρχεται από κύτταρο.

ii. τα γενετικά χαρακτηριστικά προσαρμόζουν το περιβάλλον.

iii. το περιβάλλον επιλέγει ποια χαρακτηριστικά θα περιπέσουν σε αχρησία.

iv. το περιβάλλον κατευθύνει ποια γενετικά χαρακτηριστικά θα διαιωνισθούν.

4. Σύμφωνα με τη θεωρία του Δαρβίνου, νέα είδη δημιουργούνται:

i. όταν ένα άτομο ενός πληθυσμού αποκτήσει μια μετάλλαξη στο DNA του.

ii. όταν πολλά άτομα ενός πληθυσμού για πολλές γενεές εμφανίζουν πολλές μεταλλάξεις ευνοϊκές για το περιβάλλον όπου διαβιούν.

iii. τα είδη είναι σταθερά και δε μεταβάλλονται σε βάθος χρόνου γενεών.

iv. από τη φυσική τάση για βελτίωση κάθε ατόμου ενός πληθυσμού.

5. Οι βασικότερες θεωρίες της επιστήμης της Βιολογίας είναι:

i. η κυτταρική θεωρία και η θεωρία της εξέλιξης.

ii. η θεωρία του Λαμάρκ και η θεωρία του Δαρβίνου.

iii. η θεωρία της αυτόματης γένεσης και η θεωρία της σταθερότητας των ειδών.

iv. η Βιολογία είναι επιστήμη και δε στηρίζεται σε θεωρίες.

Β. Σημειώστε ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή και ποια είναι λανθασμένη:

Μόρια 15

1. H φυσική επιλογή στηρίζεται στην διαφορετική επιτυχία αναπαραγωγής που εμφανίζουν τα άτομα ενός πληθυσμού εξαιτίας της γενετικής ποικιλότητάς τους καθώς και στην τάση κάθε πληθυσμού να δημιουργεί πολύ περισσότερους απογόνους από όσους μπορούν να επιβιώσουν στο δεδομένο περιβάλλον.

2. Η θεωρία του Λαμάρκ και η θεωρία του Δαρβίνου για την εξέλιξη των ειδών έχουν ως κοινό σημείο ότι η εξελικτική προσαρμογή των ειδών προέρχεται από τις επιδράσεις μεταξύ των οργανισμών και του περιβάλλοντός τους.

3. Τα είδη εμφανίζουν ικανότητα ανταλλαγής γενετικού υλικού μεταξύ τους.

4. Θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των θεωριών του Λαμάρκ και του Δαρβίνου είναι ότι ο Λαμάρκ υποστηρίζει την στοχευμένη αλλαγή των ατόμων ώστε να ανταποκριθούν στις αλλαγές του περιβάλλοντος, ενώ ο Δαρβίνος υποστηρίζει την τυχαία αλλαγή των κληρονομίσημων χαρακτηριστικών των ατόμων, ανεξαρτήτως των αλλαγών του περιβάλλοντος.

5. Στον παρακάτω πίνακα, αντιστοιχίστε τα δεδομένα της αριστερής στήλης με τα δεδομένα της δεξιάς, με κριτήριο τα δεδομένα της αριστερής στήλης να ανήκουν στην ίδια ταξινομική βαθμίδα με τον σύγχρονο άνθρωπο.

Έμβια Όντα	Ταξινομική Βαθμίδα
Ασπόνδυλα	Φύλο
Ερπετά	Κλάση
Θηλαστικά	Τάξη
Ανθρωπίδες	Οικογένεια
Homo erectus	Γένος
Βακτήρια
Πρωτεύοντα

ΖΗΤΗΜΑ 2ο

Μονάδες 25

Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

1. Ποιες είναι οι παρατηρήσεις που οδήγησαν τον Κάρολο Δαρβίνο στα συμπεράσματά του; Ποια είναι αυτά τα συμπεράσματα; Μόρια 9

2. Ποιες είναι οι βασικές αρχές της θεωρίας του γάλλου φυσιοδίφη Λαμάρκ; Μόρια 8

3. Για ποιο λόγο η εξέλιξη των ειδών δεν μπορεί να επιτευχθεί με μεταλλάξεις που θα συμβούν σε ένα μεμονωμένο άτομο του είδους αυτού; Μόρια 9

ΖΗΤΗΜΑ 3ο

Μονάδες 25

Το σχολικό βιβλίο στη σελίδα 26 αναφέρει «… η αλόγιστη χρήση των αντιβιοτικών έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία στελεχών βακτηρίων που είναι ανθεκτικά στα αντιβιοτικά…» Σε αυτή την πρόταση, θεωρείτε ότι το σχολικό βιβλίο υιοθέτει την Δαρβινική ή την Λαμαρκική προσέγγιση για την εξέλιξη των οργανισμών; Πώς θα έπρεπε να διατυπωθεί η πρόταση σύμφωνα με την διαφορετική προσέγγιση από αυτήν που χρησιμοποιεί το σχολικό βιβλίο; Αιτιολογήστε τις απαντήσεις σας.

Το στέλεχος είναι μία ομάδα βακτηρίων εντός του είδους που χαρακτηρίζεται από ένα ή λίγα κύρια χαρακτηριστικά διαφορετικά από τα άτομα που ανήκουν σε διαφορετικά στελέχη του ίδιου είδους. Π.χ. το στέλεχος Α του είδους Ε. coli, είναι ανθεκτικό στην πενικιλίνη, ενώ το στέλεχος Β του είδους Ε. coli, δεν είναι ανθεκτικό σε αυτό το αντιβιοτικό.

ΖΗΤΗΜΑ 4ο Μονάδες 25

Με βάση το παρακάτω φυλογενετικό δένδρο μερικών ειδών χερσαίων φυτών να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

i. Ποιο είδος έχει εξαφανιστεί;

ii. Ποια ειδή σχηματίστηκαν πιο πρόσφατα;

iii. Μεταξύ των ειδών Β, Γ, Δ, Ε, ποια αναμένεται να ανήκουν στο ίδιο γένος και ποια στην ίδια οικογένεια;

iv. Εκτός του είδους Α, ποιο αναμένεται να εμφανίζει πολλές και μεγάλες διαφορές σε σχέση με τα υπόλοιπα;

v. Σε ποιο σημείο του φυλογενετικού αυτού δένδρου θα τοποθετούσατε την βάση του κλάδου που υποδεικνύει την δημιουργία των φυκιών, εάν η ρίζα του δένδρου αντιπροσωπεύει τον κοινό πρόγονο όλων των πολυκύτταρων φωτοσυνθέτοντων οργανισμών του πλανήτη;

Για κάθε ερώτηση να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

Κάθε φυλογενετικό δένδρο αποτελεί την διαγραμματική απεικόνιση των εξελικτικών σχέσεων ανάμεσα στα είδη που μελετούνται.

Απαντήσεις

ΖΗΤΗΜΑ 1o

A. Οι σωστές απαντήσεις είναι:

1. ii

2. iii

3. iii

4. ii

5. i

A. Οι σωστές απαντήσεις είναι:

1. Σ

2. Σ

3. Λ

4. Σ

5. Πρωτεύοντα → Τάξη

Homo erectus → Γένος

Θηλαστικά → Κλάση

Ανθρωπίδες → Οικογένεια

Ερπετά → Φύλο

Ασπόνδυλα →

Βακτήρια →

ΖΗΤΗΜΑ 2o

1. Η θεωρία της φυσικής επιλογής ερμηνεύει τον μηχανισμό με τον οποίο προχωράει η εξέλιξη των ειδών και μπορεί να συνοψιστεί σε τέσσερις βασικές παρατηρήσεις και σε τρία συμπεράσματα που απορρέουν από αυτές.

• Παρατήρηση 1. Οι πληθυσμοί των διάφορων ειδών τείνουν να αυξάνονται από γενιά σε γενιά με ρυθμό γεωμετρικής προόδου.

• Παρατήρηση 2. Αν εξαιρεθούν οι εποχικές διακυμάνσεις, τα μεγέθη των πληθυσμών παραμένουν σχετικά σταθερά.

• Συμπέρασμα 1. Για να παραμείνει σταθερό το μέγεθος ενός πληθυσμού, παρά την τάση για αύξηση, μερικά άτομα δεν επιβιώνουν ή δεν αναπαράγονται. Συνεπώς μεταξύ των οργανισμών ενός πληθυσμού διεξάγεται ένας αγώνας επιβίωσης.

• Παρατήρηση 3. Τα άτομα ενός είδους δεν είναι όμοια. Στους πληθυσμούς υπάρχει μια τεράστια ποικιλομορφία όσον αφορά τα φυσικά χαρακτηριστικά των μελών τους.

• Παρατήρηση 4. Τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά των γονέων κληροδοτούνται στους απογόνους τους.

• Συμπέρασμα 2. Η επιτυχία στον αγώνα για την επιβίωση δεν είναι τυχαία. Αντιθέτως,

εξαρτάται από το είδος των χαρακτηριστικών που έχει κληρονομήσει ένας οργανισμός από τους προγόνους του. Οι οργανισμοί οι οποίοι έχουν κληρονομήσει χαρακτηριστικά που τους βοηθούν να προσαρμόζονται καλύτερα στο περιβάλλον τους επιβιώνουν περισσότερο ή/και αφήνουν μεγαλύτερο αριθμό απογόνων από τους οργανισμούς οι οποίοι έχουν κληρονομήσει λιγότερο ευνοϊκά για την επιβίωσή τους χαρακτηριστικά.

• Συμπέρασμα 3. Τα ευνοϊκά για την επιβίωση χαρακτηριστικά μεταβιβάζονται στην επόμενη γενιά με μεγαλύτερη συχνότητα από τα λιγότερο ευνοϊκά, καθώς οι φορείς τους επιβιώνουν και αφήνουν μεγαλύτερο αριθμό απογόνων από τους φορείς των λιγότερο ευνοϊκών χαρακτηριστικών. Έτσι, με την πάροδο του χρόνου, η συσσώρευση όλο και περισσότερων ευνοϊκών χαρακτηριστικών σε έναν πληθυσμό μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση ενός νέου είδους.

Σημείωση: Αξίζει να αναφέρουμε μία ακόμη παρατήρηση που έγινε από τον Κ. Δαρβίνο και δεν αναφέρεται στο σχολικό βιβλίο σε αυτό το σημείο. Η παρατήρηση αυτή θα αποτελούσε κανονικά την παρατήρηση 3. Σύμφωνα με αυτή: Το περιβάλλον διαθέτει περιορισμένους φυσικούς πόρους και συνεπώς μπορεί να θρέψει περιορισμένο πλήθος ατόμων ενός πληθυσμού που διαβιεί σε αυτό. Η παρατήρηση αυτή αναφέρεται εμμέσως πλην σαφώς στην σελ. 131 του σχολικού βιβλίου. 115

2. Οι απόψεις του Λαμάρκ, όπως αυτές διατυπώθηκαν μέσα από το έργο του «Η φιλοσοφία της ζωολογίας», ήταν ότι η άβια ύλη παράγει ατελείς μορφές ζωής, οι οποίες εξελίσσονται σε συνθετότερες εξαιτίας μιας έμφυτης τάσης των όντων για συνεχή πρόοδο. Κατά τη διάρκεια μεγάλων χρονικών περιόδων οι πρωτόγονοι οργανισμοί μετατρέπονται σταδιακά, κατά μήκος μιας «νοητής φυσικής κλίμακας», σε πιο εξελιγμένους, με τη βοήθεια μιας εσωτερικής δύναμης, η οποία στοχεύει στη βελτίωσή τους.

Ο Λαμάρκ πίστευε επίσης ότι οι αλλαγές στο περιβάλλον δημιουργούν νέες συνήθειες στα ζώα, με αποτέλεσμα αυτά να χρησιμοποιούν περισσότερο κάποια όργανά τους ή, αντίθετα, να μην τα χρησιμοποιούν καθόλου. Σύμφωνα με την αρχή της χρήσης και της αχρησίας, τα όργανα ενός ζώου που βοηθούν στην προσαρμογή του στο περιβάλλον χρησιμοποιούνται από αυτό περισσότερο, αναπτύσσονται και μεγαλώνουν, ενώ τα όργανα εκείνα που δε συμβάλλουν στην προσαρμογή του περιπίπτουν σε αχρησία, ατροφούν και εξαφανίζονται. Μ’ αυτό τον τρόπο τα ζώα αποκτούν νέα χαρακτηριστικά κατά τη διάρκεια της ζωής τους. O Λαμάρκ πίστευε ότι τα επίκτητα αυτά χαρακτηριστικά κληροδοτούνται στη συνέχεια στους απογόνους. Έτσι, με την πάροδο του χρόνου, συσσωρεύονται πολλές αλλαγές οι οποίες οδηγούν στη δημιουργία ενός είδους που είναι διαφορετικό από το αρχικό.

3. Ένα μεμονωμένο άτομο μπορεί να παρουσιάσει ένα, το πολύ, νέο χαρακτηριστικό είτε λόγω μεταβολής του γενετικού υλικού του (μετάλλαξη) είτε λόγω της επίδρασης του περιβάλλοντός του (επίκτητο γνώρισμα). Όμως, η εξέλιξη απαιτεί συσσώρευση πολλών νέων κληρονομήσιμων χαρακτηριστικών που έχουν εδραιωθεί στους πληθυσμούς διαδοχικών γενεών με τη δράση της φυσικής επιλογής.

ΖΗΤΗΜΑ 3o

Πρέπει να γίνει μια επισήμανση προκειμένου να αποφευχθούν πιθανές παρανοήσεις για το μηχανισμό με τον οποίο προχωρεί η εξέλιξη. Τα βακτήρια δεν ανταποκρίθηκαν στη μεταβολή του περιβάλλοντος (παρουσία αντιβιοτικού) αναπτύσσοντας ένα γνώρισμα που δεν υπήρχε προηγουμένως (όπως θα μπορούσε να ισχυριστεί ένας οπαδός της θεωρίας του Λαμάρκ), καθώς η ανθέκτική παραλλαγή τους προϋπήρχε της επίδρασης του αντιβιοτικού. Απλώς η «φυσική» επιλογή έδρασε ευνοώντας από τα υπάρχοντα κληρονομήσιμα χαρακτηριστικά εκείνο που προσέδιδε μεγαλύτερες πιθανότητες επιβίωσης στο φορέα του (ανθεκτικότητα στο χρησιμοποιούμενο αντιβιοτικό στην χρησιμοποιούμενη δόση). Καθώς τα ανθεκτικά άτομα προϋπάρχουν στον πληθυσμό ανεξάρτητα από την δράση ή όχι του αντιβιοτικού. Δεν είναι δηλαδή το αντιβιοτικό η αιτία που δημιουργήθηκαν τα ανθεκτικά άτομα του πληθυσμού σε αυτό. Επομένως το σχολικό βιβλίο στην πρόταση αυτή όπως την διατυπώνει στην σελίδα 26, φαίνεται να υιοθετεί την Λαμαρκική προσέγγιση για την εξέλιξη των ειδών των οργανισμών.

Η ίδια πρόταση θα μπορούσε να είχε διατυπωθεί ως εξής: «… η αλόγιστη χρήση των αντιβιοτικών έχει ως αποτέλεσμα την ΕΠΙΒΙΩΣΗ στελεχών βακτηρίων που είναι ανθεκτικά στα αντιβιοτικά…» ώστε να συμφωνεί με την Δαρβινική προσέγγιση της εξέλιξης των οργανισμών. Διότι τα ανθεκτικά άτομα, τα οποία προϋπήρχαν της δράσης του αντιβιοτικού επιβίωσαν και διαιωνίσθηκαν, διαιωνίζοντας ταυτόχρονα και την ιδίοτητά τους να είναι ανθεκτικά. Ενώ αντίθετα τα μη-ανθεκτικά άτομα του πληθυσμού, όταν επέδρασε στον πληθυσμό το αντιβιοτικό, πέθαναν και συνεπώς δεν αναπαράχθηκαν για να διαιωνίσουν τις γενετικές ιδιότητές τους.

Ζήτημα 4ο

Η ταξινόμηση των οργανισμών εκτός του ότι διευκολύνει τη μελέτη τους, αντανακλά και τον τρόπο με τον οποίο αυτοί έχουν εξελιχθεί. Μπορούμε δηλαδή πηγαίνοντας πίσω στο χρόνο η εξελικτική έρευνα να μας οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι δύο ή περισσότερα είδη έχουν έναν απώτερο κοινό πρόγονο, οπότε πρέπει να συγκαταταχθούν στην ίδια ταξινομική βαθμίδα. Γενικά ισχύει, ότι όσο πιο παλιά έζησε ο κοινός πρόγονος δύο ή περισσοτέρων ειδών, τόσο πιο απομακρυσμένα είναι εξελικτικά και συνεπώς σε τόσο ανώτερη ταξινομική βαθμίδα συγκατατάσσονται.

Στο δοθέν φυλογενετικό δένδρο λοιπόν, προκύπτει ότι:

i. Το είδος Α έχει εξαφανιστεί, καθώς δε ζει στο ίδιο παρόν, όπως όλα τα υπόλοιπα είδη (Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Η).

ii. Τα είδη Δ και Ε είναι αυτά που σχηματίστηκαν πιο πρόσφατα, αφού το σημείο τομής των κλάδων τους, που αναπαριστά τον κοινό πρόγονό τους, εμφανίζεται να είναι το πιο πρόσφατο σε σχέση με όλα τα άλλα αντίστοιχα σημεία, δηλαδή ο κοινός πρόγονό τους έζησε πιο πρόσφατα σε σχέση με τους κοινούς προγόνους των άλλων ειδών. 116

iii. Τα είδη Β και Γ ανήκουν στο ίδιο γένος, όπως στο ίδιο γένος, αλλά σε διαφορετικό από αυτό των ειδών Β και Γ, ανήκουν και τα είδη Δ και Ε. Ωστόσο, και τα τέσσερα αυτά είδη, δηλαδή το Β, το Γ, το Δ και το Ε, μοιράζονται έναν απώτερο κοινό πρόγονο και αναμένεται έτσι να συγκατατάσσονται και τα τέσσερα στην ίδια οικογένεια.

iv. Από όλα τα είδη που αναφέρονται στο δοθέν φυλογενετικό δένδρο και απαντούν ταυτόχρονα στον πλανήτη, αυτό που αναμένεται να εμφανίζει τις περισσότερες και μεγαλύτερες διαφορές από τα υπόλοιπα, είναι το είδος Η. Το είδος Η, διαχωρίστηκε από τα υπόλοιπα είδη στο απώτερο παρελθόν, δηλαδή ο κοινός πρόγονός του με τα είδη Α, Β, Γ, Δ, Ε και Ζ έζησε πολύ πριν από την εποχή που έζησε ο κοινός πρόγονος του είδους Ζ και των υπολοίπων ειδών (Β, Γ, Δ και Ε).

v. Τα φύκη είναι πολυκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί, παραγωγοί των υδάτινων οικοσυστημάτων οπότε αφού είναι φωτοσυνθέτοντες οργανισμοί και αυτοί, αναμένεται να μοιράζονται κάποιο κοινό πρόγονο με τα είδη των χερσαίων φυτών του δοθέντος φυλογενετικού δένδρου. Αυτός ο απώτερος κοινός πρόγονος, θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι, έζησε στον πλανήτη πριν από τον κοινό πρόγονο όλων των χερσαίων φυτών. Συνεπώς, ο κοινός πρόγονος των φυκιών με τα είδη χερσαίων φυτών Α, Β, Γ, Δ, Ε και Ζ θα πρέπει να τοποθετηθεί μεταξύ της ρίζας του φυλογενετικού δένδρου και του κοινού προγόνου, μεταξύ του είδους Α και των ειδών Β, Γ, Δ, Ε, Ζ και Η.