Test n. 1 I CLADOGRAMMI

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1 Test n. 1 Dalle olimpiadi di Scienze 2007 I CLADOGRAMMI Negli ultimi anni due nuovi approcci stanno rivoluzionando il mondo della sistematica: la fenetica e la cladistica. Le 6 domande che seguono si riferiscono alla cladistica (da una parola, greca che significa ramo ). I cladisti cercano di raggruppare gli organismi in modo che siano immediatamente evidenti i loro rapporti filogenetici. Le domande sono introdotte da un breve testo e da uno schema ai quali dovrai fare riferimento per fornire le risposte. Lo schema riportato sopra rappresenta le relazioni filogenetiche tra alcune specie appartenenti al phylum cordati. Ogni pallino nero posto lungo i rami indica il momento della comparsa di un carattere conservato in tutti gli organismi successivi. Ad esempio, tutti gli organismi rappresentati nello schema sono caratterizzati da bocca dotata di mascelle. Fai uso dello schema e delle tue conoscenze di zoologia per rispondere alle seguenti domande. 1. In base alle sole specie rappresentate nello schema, quale tra i seguenti raggruppamenti costituisce un gruppo naturale? a) Salamandra, rana, sgombro. b) Scimpanzè, X, canguro. c) Scimpanzè, X, canguro, Y, lucertola. d) Canguro, Y, lucertola, salamandra. e) Lucertola, salamandra, rana. 2. Quale delle specie seguenti dovrebbe essere posta nello schema in un tempo precedente la comparsa del carattere «bocca dotata di mascelle»? a) Razza. b) Lampreda. c) Tonno. d) Usignolo. e) Tartaruga. 3. Quale dei seguenti caratteri corrisponde al pallino nero con il punto interrogativo? a) Uova amniotiche. b) Respirazione polmonare. c) Cordone nervoso in posizione dorsale. d) Cure parentali. e) Omeotermia. f) 1

2 4. Quale tra i cordati seguenti deve essere disposto nello schema nella posizione indicata dalla lettera X? a) Gallina. b) Ascidia. c) Merluzzo. d) Echidna. e) Ratto. 5. Quale tra i cordati seguenti deve essere disposto nello schema nella posizione indicata dalla lettera Y? a) Struzzo. b) Coccodrillo. c) Cavallo. d) Ornitorinco. e) Opossum. 6. Se nello schema dovesse comparire anche lo squalo, in quale punto dovrebbe figurare l inserimento del ramo che porta a questa specie? a) Prima della comparsa del carattere «bocca dotata di mascelle». b) Fra la comparsa del carattere «bocca dotata di mascelle» e il ramo che porta allo sgombro. c) Lungo il ramo che porta allo sgombro, come diramazione laterale. d) Fra il ramo che porta allo sgombro e la comparsa del carattere «locomozione tetrapode». e) Lungo il ramo che porta alla salamandra e alla rana, come diramazione laterale. Dalle olimpiadi di Scienze 2002 PARTE QUARTA Le 6 domande di questa parte riguardano il medesimo argomento e sono introdotte da brevi testi e da schemi o figure. Fornisci la risposta a ciascuna domanda nel foglio delle risposte allegato. Lo schema a lato è tratto dall Origine della specie di Darwin; le lettere dalla A alla E rappresentano specie di uno stesso genere, con diverso grado di somiglianza fra loro; le linee tratteggiate indicano la "discendenza variante", cioè con variazioni che Darwin ipotizza molto lievi... ma della natura più differenziata; esse non compaiono simultaneamente, ma sovente dopo lunghi intervalli di tempo... ciò conduce alle più differenti e divergenti variazioni... quando una linea divergente incontra un punto, si suppone che una somma di variazioni si sia accumulata sino a formare una varietà assai ben marcata, tanto da essere ritenuta degna di essere registrata in un'opera di sistematica In base alle tue conoscenze e quanto è rappresentato nello schema, rispondi alle domande seguenti: 7. Le variazioni all interno di una stessa popolazione sono dovute: a) al fatto che gli organismi, nel corso della vita, si adattano all ambiente in cui vivono e che gli adattamenti sono ereditari; b) al caso, che porta a forme di vita diverse, tutte ugualmente idonee a sopravvivere e a lasciare discendenza; c) al movimento organico tipico dei viventi, che non solo ha la proprietà di sviluppare la loro organizzazione, ma anche quella di moltiplicarne gli organi e le relative funzioni; d) al processo riproduttivo, che può originare organismi diversi fra loro, fra i quali sopravvivono e si riproducono quelli più idonei all ambiente in cui vivono; e) alla contemporanea presenza delle modalità sessuata e asessuata nella riproduzione. 2

3 8. Gli organismi nel tempo danno origine a specie fra loro diverse mediante un processo che: a) richiede centinaia di migliaia o milioni di anni; b) avviene repentinamente, anche in anni, come è dimostrato dagli animali raffigurati nelle tombe egizie, diversi da quelli attuali; c) può avvenire in tempi lunghi, ma anche in tempi molto brevi (una o due generazioni); d) avviene in centinaia di milioni di anni; e) si verifica fra individui che appartengono a generi diversi. 9. Gli individui rappresentati sulla riga più in alto appartengono a: a) le specie migliori, che hanno avuto maggior successo; b) le specie più evolute e più complesse; c) alcune specie presenti attualmente sulla Terra che non hanno subito, sino a questo momento, estinzione; d) specie che si sono diversificate nel presente e nel passato; e) specie che non hanno alcun antenato comune. La figura a lato rappresenta una serie di Marsupiali presenti in Australia, di aspetto molto simile ad animali che vivono nel continente eurasiatico o nel continente africano. 10. Gli animali rappresentati appartengono tutti: a) alla stessa specie; b) alla stessa classe; c) allo stesso genere; d) alla stessa popolazione; e) alla stessa razza. 11. Il fenomeno secondo il quale animali simili presentano specializzazioni diverse prende il nome di: a) convergenza adattativa; b) divergenza adattativa; c) diffusione; d) radiazione adattativa; e) evoluzione filetica. 12. Un importante meccanismo di formazione di nuove specie si basa sull isolamento geografico; perché la speciazione si attui in questo caso è necessario che: a) la specie che è andata ad occupare il nuovo territorio presenti efficaci mezzi di dispersione, per esempio semi che possono essere trasportati dal vento; b) la specie che occupa il nuovo territorio possa ritornare di frequente nel territorio di origine; c) i due territori abbiano zone in comune, in cui gli organismi possano circolare liberamente; 3

4 d) si crei fra la specie originaria e la specie che è andata ad occupare il nuovo territorio un qualunque impedimento che impedisca la riproduzione fra gli individui delle due specie; e) non sopravvenga alcuna mutazione nella specie originaria né in quella che è andata a occupare il nuovo ambiente. PARTE SETTIMA Le 6 domande di questa parte riguardano il medesimo argomento e sono introdotte da una figura e da un breve testo. Fornisci la risposta a ciascuna domanda nel foglio delle risposte allegato. La figura a lato riporta lo schema di una tipica zampa di insetto generico, in cui sono indicati i segmenti che compongono l arto, e gli schemi delle zampe di tre insetti particolari. 13. La figura descrive un esempio di: a) radiazione adattativa; b) analogia; c) coevoluzione; d) evoluzione convergente; e) omologia. 14. Ci si può attendere che tutte le strutture rappresentate in figura con lo stesso colore: a) svolgano la stessa funzione; b) abbiano avuto la stessa origine embrionale; c) siano della stessa dimensione; d) compaiano solo in un particolare tipo di insetti; e) si siano reciprocamente influenzate nel corso della loro evoluzione. 15. Se nella figura fosse aggiunto il disegno di una zampa di ape, ci si potrebbe attendere che la zampa di ape: a) mostri adattamenti che la rendono atta a sostenere l animale in volo; b) sia uguale alla tipica zampa di insetto disegnata nello schema in alto nella figura; c) presenti un tipo e un numero di strutture diverse da quelle di tutte le altre zampe raffigurate; d) manchi del tarso e della tibia, pur presentando anca, trocantere e femore; e) sia formata dalle stesse strutture presenti in tutte le altre zampe raffigurate, anche se diverse per dimensioni e per forma. f) Dalle olimpiadi di Scienze Naturali Quale fra i seguenti è un esempio di selezione naturale? a) Durante un periodo di siccità, i fringuelli con un becco robusto in grado di aprire grossi semi sopravvivono, mentre i fringuelli con il becco più fragile soffrono la fame e muoiono; b) Nelle piante da pascolo, grazie alla mutazione di un gene, può intervenire una resistenza ai metalli pesanti; c) L altezza media della popolazione umana è aumentata negli ultimi 100 anni; d) Un gruppo di iguane marine, intrappolate da vegetazione galleggiante, viene trasportato dalle correnti verso un isola vulcanica che in questo modo viene da loro colonizzata; e) Un errore mitotico porta alla formazione all interno di una popolazione di organismi poliploidi. 17. Le strutture omologhe possono essere distinte da quelle dovute ad evoluzione convergente, esaminando: a) I geni che controllano queste strutture; b) L organizzazione anatomica di tali strutture; c) Le fasi di sviluppo che caratterizzano tali strutture; d) I marcatori molecolari associati a tali strutture; e) Tutti i punti precedentemente descritti. 18. La selezione naturale per le caratteristiche sessuali secondarie, di per sé non adattative, viene definita: a) Selezione sessuale; b) Radiazione adattativa c) Zonazione adattativa; d) Diminuzione della fitness 4

5 e) Selezione distruttiva. 19. Quale/i fra le seguenti è/sono esempi di radiazione adattativa? a) Dopo aver colonizzato un nuovo ambiente, le Hawaii, i moscerini della frutta (Drosophila) si sono evoluti in diverse specie; b) Al confine tra il mesozoico e il cenozoico, dopo l estinzione in massa dei grandi rettili che lasciò vuote un gran numero di nicchie, nel corso di circa 12 milioni di anni comparve la maggior parte degli ordini a cui appartengono i mammiferi attuali; c) I marsupiali dell Australia, un continente che rimase isolato staccandosi precocemente dalla Pangea, hanno dato origine ad una grande varietà di forme viventi, con numerose specie simili ai mammiferi placentati degli altri continenti; d) Il lago Vittoria, la cui formazione risale a soli anni fa, presenta circa 170 specie di pesci ciclidi, alcuni insettivori, altri ittivori e altri ancora che si nutrono di molluschi, mentre i torrenti circostanti sono abitati solo da poche specie di ciclidi. e) Tutti gli esempi precedenti sono dovuti a radiazione adattativa. 20. L origine evolutiva del volo negli insetti è un esempio di: a) Competizione fra specie di uccelli e di insetti; b) Un particolare tipo di selezione sessuale; c) Anagenesi; d) Colonizzazione adattativa di nuovi ambienti; e) Filogenesi 21. Una sola di queste caratteristiche degli Uccelli non costituisce un adattamento al volo. Quale? a) Sterno carenato. b) Potenti muscoli pettorali. c) Ossa con ampie cavità (ossa pneumatiche). d) Becco corneo. e) Trasformazione delle squame in penne. 5

6 CHIAVI DOMANDA DOMANDA 1 C 12 D 2 B 13 E 3 A 14 B 4 E 15 E 5 D 16 A 6 B 17 E 7 D 18 A 8 C 19 E 9 C 20 D 10 B 21 D 11 D 6