Materiał źródłowy do zadania
Foka Weddella (Leptonychotes weddellii), zwana też weddelką, ma w porównaniu z człowiekiem proporcjonalnie mniejsze płuca oraz dwukrotnie większą niż człowiek objętość krwi w przeliczeniu na kilogram masy ciała. Duże stężenie mioglobiny w mięśniach oraz zmniejszone zużycie tlenu i energii podczas nurkowania pozwalają jej na długotrwałe przebywanie pod wodą. Przed nurkowaniem wykonuje ona przeważnie wydech i nie zanurza się z pełnymi płucami. Podczas zanurzania się jej płuca zmniejszają swą objętość, a na dużych głębokościach – zapadają się. Weddelka ma również nieproporcjonalnie dużą śledzionę, w której magazynowana jest utlenowana krew.
U fok i innych ssaków nurkujących w początkowej fazie zanurzania uaktywniają się fizjologiczne mechanizmy nazywane odruchem nurkowania: akcja serca ulega spowolnieniu, a tempo metabolizmu spada o około 20%.
Na wykresie przedstawiono zmiany dopływu krwi do głównych narządów weddelki podczas nurkowania.
Dopływ krwi do głównych narządów u weddelki
Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt Adaptacja do środowiska, Warszawa 2008;
Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2016.
Wykaż, że ograniczony dopływ krwi do niektórych narządów weddelki pozwala na wydłużenie jej czasu nurkowania.
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Pod wodą weddelka nie pobiera kolejnych porcji tlenu atmosferycznego. Zastanów się, co wydłuża czas wykorzystania istniejącego zapasu.
Podpowiedź 2
Przepływ przez mózg jest względnie zachowany, podczas gdy inne narządy otrzymują mniej krwi. Ta różnica wskazuje priorytety zaopatrzenia, nie przypadkowe wyłączenie krążenia.
Podpowiedź 3
Połącz oszczędzanie tlenu w części tkanek z dłuższym podtrzymaniem pracy narządów niezbędnych do życia. Nie pisz, że zwierzę przestaje oddychać komórkowo.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Występowanie odruchu nurkowania pozwala na zmniejszenie tempa zużycia tlenu, co warunkuje wydłużenie okresu przebywania weddelki pod wodą.
• Może to wydłużyć czas nurkowania weddelki, ponieważ dzięki temu takie narządy jak trzustka, wątroba, czy mięśnie szkieletowe, zużywają mniej tlenu, który jest konieczny do prawidłowego działania mózgu.
Zasady oceniania
1 pkt – za prawidłową odpowiedź, uwzględniającą wolniejsze zużycie tlenu podczas
nurkowania. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
Ograniczenie dopływu krwi do mniej pilnie zaopatrywanych narządów jest elementem oszczędzania tlenu podczas odruchu nurkowania. Mniej tlenu zużywa się w tkankach, których aktywność może zostać ograniczona, a zapas jest dłużej dostępny dla niezbędnych funkcji, zwłaszcza mózgu. Dzięki temu zwierzę może później wynurzyć się po powietrze. Nie chodzi o całkowite zatrzymanie krążenia ani brak metabolizmu wszystkich narządów. Trzeba połączyć redystrybucję z ograniczonym, nieodnawianym pod wodą zapasem tlenu.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 pkt – za prawidłową odpowiedź, uwzględniającą wolniejsze zużycie tlenu podczas
nurkowania. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 8.3
W podstawie programowej
Ograniczenie zużycia tlenu podczas nurkowania.
- PR:XI.1.7 — wykazuje związek między wielkością, aktywnością życiową, temperaturą ciała, a zapotrzebowaniem energetycznym organizmu.
- PR:XI.2.3.k — przedstawia rolę krwi w transporcie gazów oddechowych,
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2022-CZERWIEC-F2015-Z8-3
Organizator: CKE
Działy: Funkcjonowanie zwierząt
Organizmy: człowiek | zwierzęta
Zagadnienia: Wymiana gazowa i krążenie