Primer hitre evolucije žepnih skalnih miši— 2. vaja

Biologija, Gimnazija Bežigrad

Profesor: prof. Gregor Križ
Avtor: Anton Luka Šijanec, 2. a

7. januar 2021

Povzetek Ta dokument vsebuje navodila in rešitve učnega lista vaje Primer hitre evolucije žepnih skalnih mišipri biologiji,

ki sem jih spisal sam.

Kazalo

1 Uvod  1
1.1 Namen vaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Opis vaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Potrebščine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Faze  2
2.1 Faza 1: Pregled predhodnih znanstvenih ugotovitev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Naloge  2
3.1 Naloga 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3.2 Naloga 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3.3 Naloga 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4 Zaključek  3

1 Uvod

1.1 Namen vaje

• spoznavanje poteka znanstvenega dela ob uporabi podatkov iz resnične znanstvene raziskave

• ugotavljanje fenotipskih in genotipskih lastnosti populacij v različnih okoljih

• ugotavljanje povezav med fenotipskimi lastnostmi, geni in beljakovinami

• oblikovanje zaključkov o delovanju naravnega izbora na temelju kritične presoje znanstvenih dokazov

1.2 Opis vaje

V vaji bomo uporabili podatke iz znanstvenega članka, ki ga je leta 2003 objavila ameriška raziskovalna skupina pod vodstvom dr. Michaela Nachmana. V članku so znanstveniki opisali, kako so raziskovali fenotipske in genotipske lastnosti populacij skalne žepne miši — majhnega glodavca, ki živi v puščavah na severozahodu ZDA in v Mehiki.

Vaja obsega več faz. Njihovo zaporedje okvirno ustreza zaporedju postopkov, ki so jih opravili znanstveniki med raziskavo.

1.3 Potrebščine

• delovni list

• barvice: rumena, modra, oranžna, rdeča, siva oz. črna (ali navadni svinčnik), lahko tudi svetlo rjava (drap)

• kalkulator

2 Faze

2.1 Faza 1: Pregled predhodnih znanstvenih ugotovitev

Vsaka znanstvena raziskava temelji na podatkih in ugotovitvah, ki so jih predhodno zbrali znanstveniki. Oglejmo si torej glavne podatke o skalni žepni miši.

Skalna žepna miš (Chaetodipus intermedius) je majhen glodavec, ki živi na skalnih območjih v puščavah na jugozahodu ZDA in v Mehiki (slika 1). Njeno telo (brez repa) je približno 17 cm, tehta pa okrog 15 g. Je nočno aktivna žival, ki se pretežno prehranjuje s semeni in plodovi različnih rastlin. Skalno žepno miš plenijo sove, kojoti, lisice in drugi plenilci malih sesalcev. Skalna žepna miš v prst skoplje majhen brlog, v katerem se skriva in skoti mladiče. Razmnožuje se več mesecev v pomladnem času. V enem leglu so običajno trije do šest mladičev.

Slika 1: Zemljevid razširjenosti skalne žepne miši v puščavskem območju Severne Amerike, Ta vrsta označenega (šrafiranega) območja ne poseljuje strnjeno. Živi namreč le na skalnatih območjih, na peščenih pa ne. Pinacate je eno od območij, na katerih so znanstveniki populacije skalne žepne miši podrobneje preučili.

Vir slike: prof. Gregor Križ, poštena uporaba

Večino puščavskega območja, ki ga poseljuje skalna žepna miš, predstavljajo svetle kamnine, predvsem granit. Med skalnimi območji (npr. nizkimi griči) so svetla peščena območja, v katerih se skalna žepna miš ne zadržuje rada. Na več mestih v puščavi najdemo območja črnih vulkanskih kamnin (bazalt), ki so nastala s strjevanjem izbruhane lave in so stara od tisoč do nekaj milijonov let, obsegajo pa do več 100 km^{2}. Tako kot drugi predeli puščave so tudi ta območja poraščena z redkim nizkim grmičenjem, in tudi na teh temnih skalnih območjih živi skalna žepna miš.

Že sredi 20. stoletja so biologi opazili, da imajo v populacijah puščavskih skalnih miši na večini puščavskega območja, kjer so kamnine svetle, velika večina osebkov dlako svetlo rjave barve, na območjih temnih vulkanskih kamnin pa ima velika večina osebkov temno sivo dlako. Znanstvenike je zanimalo, kako lahko razložimo te velike razlike v pogostosti svetlih in temnih osebkov na različnih območjih.

Znanstveniki so tudi pri drugih vrstah glodavcev opazili povezavo med pogostostjo osebkov različne barve in prevladujočo barvo okolja, v katerem te populacije živijo. Za več vrst nočno aktivnih malih glodavcev so s poskusi dokazali, da sove med nočnim lovom hitreje opazijo osebke, katerih barva dlake je zelo različna od barve okolja. Čeprav tovrstnih poskusov niso opravili s skalno žepno mišjo, lahko sklepamo, da so tudi pri tej vrsti za plenilce bolj opazni osebki, katerih barva se ne sklada z njihovim okoljem.

3 Naloge

3.1 Naloga 1

Kako lahko razložimo pojav, da so v populacijah skalnih žepnih miši na svetlih kamninah bolj pogosti svetli osebki, na temnih kamninah pa temni osebki? Za lažje razmišljanje si oglej štiri slike, ki prikazujejo pogostost osebkov svetle in temne barve na dveh vzorčnih mestih, A in B, v puščavi. V okvirček na vsaki sliki zapiši število svetlih in temnih skalnih žepnih miši. Skupno število osebkov na vsakem vzorčnem mestu je vedno 20.

3.2 Naloga 2

Slike prikazujejo stanje v štirih časovnih točkah znotraj obdobja več sto let. (Število prikazanih miši ne temelji na rezultatih znanstvenih raziskav, temveč je izmišljeno.) Slike razvrsti v časovno zaporedje, ki se ti zdi smiselno, in na vrhu vsake slike obkroži njeno mesto v tem časovnem zaporedju. Pri razvrščanju upoštevaj zgoraj navedene podatke o skalni žepni miši. Razloži, zakaj si slike postavil v takšno zaporedje. Kako lahko razložimo spreminjanje pogostosti svetlih in temnih osebkov skozi čas na obeh vzorčnih mestih?

Vzorčno mesto A spodaj desno, zgoraj desno, zgoraj levo, spodaj levo

Vzorčno mesto B zgoraj levo in spodaj desno, zgoraj desno in spodaj levo

casstevec1¡ 5

3.3 Naloga 3

4 Zaključek

Ta dokument je informativne narave in se lahko še spreminja. Najnovejša različica, torej PDFji in L^{A}TEX^{1} izvorna koda, zgodovina sprememb in prejšnje različice, je na voljo v mojem šolskem Git repozitoriju na https://git.sijanec.eu/sijanec/sola-gimb-2 v mapi /bio/vaje/2/. Povezava za ogled zadnje različice tega dokumenta v PDF obliki je http://razor.arnes.si/~asija3/files/sola/gimb/2/bio/vaje/2/dokument.pdf

in/ali https://git.sijanec.eu/sijanec/sola-gimb-2/raw/branch/master/bio/vaje/2/dokument.pdf.

Razhroščevalne informacije

Te informacije so generirane, ker je omogočeno razhroščevanje. Pred objavo dokumenta izklopite razhroščevanje. To naredite tako, da nastavite ukaz razhroscevanje na 0 v začetku dokumenta.

Grafi imajo natančnost 100 točk na graf.

Konec generiranja dokumenta: 7. januar 2021 ob 19:35:05^{2} Dokument se je generiral R0qK1KR2 s.

1Za izdelavo dokumenta potrebujete TeXLive 2020.

2To ne nakazuje dejanskega časa, ko je bil dokument napisan, temveč čas, ko je bi dokument generiran v PDF/DVI obliko. Isto velja za datum v glavi dokumenta. Če berete direktno iz LaTeX datoteke, bo to vedno današnji datum.