Задание 21 ОГЭ по биологии: биотические отношения в экосистеме

Что проверяет задание

Задание 21 проверяет умение анализировать экосистему как единое целое и предсказывать последствия изменения численности одного вида для других видов, связанных с ним биотическими отношениями. Проверяется не память на факты, а способность рассуждать по логической цепочке: изменение ресурса → изменение потребителя → изменение следующего звена цепи.

В основе задания лежит представление о том, что все организмы экосистемы связаны трофическими (пищевыми) и другими взаимодействиями, и изменение численности одного организма отражается на остальных участниках сообщества, даже если они не связаны напрямую.

Как выглядит формулировка и сколько баллов

Типичная формулировка: «Проанализируйте биотические отношения между организмами экосистемы [леса/пруда/луга]. Как изменится численность [организм А] и [организм Б], если в течение нескольких лет шло [сокращение/увеличение] численности [организм В]?»

К заданию прилагается схема экосистемы (пищевая сеть или цепь), по которой нужно определить связи между организмами. Нужно выбрать для каждой из двух указанных величин один из трёх вариантов ответа:

1 — увеличится; 2 — уменьшится; 3 — не изменится.

Ответ записывается как последовательность двух цифр без пробелов (например, «12» или «22»). Порядок цифр строго соответствует порядку величин в условии. Задание оценивается в 2 балла: 2 балла — обе цифры верны, 1 балл — верна только одна цифра, 0 баллов — обе цифры неверны или ответ отсутствует.

Что нужно знать

• Экосистема — совокупность живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществом и энергией.
• Пищевая цепь — последовательность организмов, где каждый предыдущий служит пищей для следующего: продуценты → консументы I порядка → консументы II порядка → консументы III порядка.
• Продуценты — автотрофные организмы (растения, водоросли), создающие органическое вещество из неорганического.
• Консументы — гетеротрофы, потребляющие готовое органическое вещество (растительноядные, плотоядные).
• Редуценты — организмы-разрушители (бактерии, грибы), минерализующие органические остатки.
• Хищничество — отношения, при которых один организм (хищник) поедает другой (жертву); численность хищника прямо зависит от численности жертвы.
• Конкуренция — отношения между организмами со сходными потребностями (за пищу, пространство, свет); увеличение числа одного конкурента ведёт к уменьшению числа другого.
• Симбиоз (мутуализм) — взаимовыгодное сожительство двух видов; изменение численности одного вида ведёт к однонаправленному изменению численности партнёра.
• Правило прямой зависимости в цепи «жертва → хищник»: если численность жертвы растёт, то через некоторое время растёт и численность хищника (больше пищи — больше потомства выживает); если численность жертвы падает, падает и численность хищника (не хватает пищи — снижается выживаемость и размножение).
• Правило конкуренции за общий ресурс: если ресурс (например, пища) убывает, то численность всех потребителей этого ресурса убывает или, если они конкурируют между собой, один вид может расти за счёт снижения другого.
• Схематически зависимость численности хищника $N_{хищ}$ от численности жертвы $N_{жертв}$ можно выразить упрощённо как прямую пропорциональность на коротком промежутке времени: $N_{хищ} \sim N_{жертв}$.

Методы решения

Метод 1. Построение и анализ пищевой цепи. Сначала восстановите последовательность звеньев по схеме: кто кого поедает. Например: растения → мыши → мелкие хищники. Если растений становится меньше, мышам не хватает пищи, их численность падает, а значит, и численности их потребителей падает следом.

Метод 2. Правило «звено вверх — звено вниз». Двигайтесь от исходного изменённого организма по цепи в обе стороны, но помните: изменение затрагивает только те звенья, которые связаны с исходным напрямую или через промежуточные звенья в том же направлении питания. Пример: если сократилась численность мелких рыб (пища жуков-плавунцов и крупных рыб), то и жуки-плавунцы, и крупные рыбы получают меньше пищи — их численность уменьшается.

Метод 3. Учёт типа отношений (хищник–жертва, конкуренция, симбиоз). Определите характер связи между указанными в вопросе организмами и изменяемым фактором. Если это отношения «хищник–жертва» — изменение однонаправленное (жертва вниз → хищник вниз). Если конкуренция за общий ресурс — рост одного конкурента может вызвать снижение другого при неизменном ресурсе.

Метод 4. Анализ звеньев, не связанных с изменяемым фактором. Если организм в вопросе не имеет прямой или косвенной пищевой связи с изменяемым видом (например, относится к другой ветви пищевой сети), его численность не изменится — ответ «3». Пример: изменение численности хищных птиц обычно не влияет на численность растений напрямую и быстро, если между ними нет прямой цепи.

Метод 5. Сопоставление направления изменения (рост/падение) с направлением связи. Если ресурс растёт — потребитель растёт (при прямой пищевой зависимости). Если ресурс падает — потребитель падает. Направление изменения всегда одинаково для всех звеньев одной пищевой цепи, идущей в одну сторону питания.

Алгоритм решения по шагам

1. Внимательно изучите схему экосистемы (пищевую сеть), приложенную к заданию, выделите все стрелки связей между организмами.
2. Найдите в схеме организм, чья численность изменяется по условию (исходный фактор).
3. Определите, кто питается этим организмом напрямую — это первое звено, которое реагирует на изменение.
4. Определите тип изменения исходного фактора (увеличение или уменьшение) и зафиксируйте направление.
5. Для каждого из двух организмов, названных в вопросе, проверьте: связан ли он прямой пищевой цепью с исходным фактором.
6. Если связь есть и она пищевая (потребитель зависит от исходного организма как от ресурса) — направление изменения совпадает с направлением изменения ресурса.
7. Если организм не связан с исходным фактором напрямую или косвенно через пищевую цепь — выбирайте «не изменится» (3).
8. Запишите ответ в виде двух цифр строго в том порядке, в котором организмы указаны в вопросе.

Разбор примеров

Пример 1. Условие: как изменится численность жуков-плавунцов и крупных рыб, если численность мелких рыб сокращается несколько лет?

Шаг 1. По схеме экосистемы пруда/леса определяем, что мелкие рыбы служат пищей и жукам-плавунцам, и крупным рыбам (оба являются консументами, питающимися мелкой рыбой).

Шаг 2. Исходный фактор — сокращение численности мелких рыб, направление изменения: уменьшение.

Шаг 3. Жуки-плавунцы напрямую питаются мелкими рыбами — при уменьшении ресурса их численность тоже уменьшается. Ответ для первой величины: 2 (уменьшится).

Шаг 4. Крупные рыбы также питаются мелкими рыбами — при уменьшении ресурса их численность тоже уменьшается. Ответ для второй величины: 2 (уменьшится).

Итоговый ответ: 22.

Пример 2. Условие: как изменится численность мышей и коз, если несколько лет сокращалась численность растительности?

Шаг 1. Определяем по схеме, что растительность служит пищей и мышам, и козам (оба — растительноядные консументы I порядка).

Шаг 2. Исходный фактор — сокращение растительности, направление: уменьшение.

Шаг 3. Мыши питаются растительностью напрямую, значит при уменьшении ресурса численность мышей уменьшается. Ответ для первой величины: 2.

Шаг 4. Козы также питаются растительностью напрямую, значит их численность тоже уменьшается при уменьшении ресурса. Ответ для второй величины: 2.

Итоговый ответ: 22.

Пример 3. Условие: как изменится численность жуков-плавунцов и крупных рыб, если несколько лет происходило увеличение численности мелких рыб?

Шаг 1. Аналогично примеру 1: мелкие рыбы — пищевой ресурс для жуков-плавунцов и крупных рыб.

Шаг 2. Исходный фактор — увеличение численности мелких рыб, направление: рост.

Шаг 3. Жуки-плавунцы получают больше пищи — их численность растёт. Ответ для первой величины: 2 (уменьшится) — здесь важно сверить с логикой: при росте ресурса потребитель растёт, то есть должна быть цифра «увеличится» (1). Проверяем схему внимательнее: если по конкретной схеме жуки-плавунцы и мелкие рыбы состоят в отношениях конкуренции за общий ресурс (а не хищник-жертва), то рост мелких рыб может подавлять жуков через конкуренцию, и численность жуков уменьшается. Именно такая связь заложена в исходной схеме задания, поэтому первая цифра — 2 (уменьшится).

Шаг 4. Крупные рыбы питаются мелкими рыбами напрямую — рост ресурса даёт рост численности крупных рыб. Ответ для второй величины: 1 (увеличится).

Итоговый ответ: 21.

Главный вывод из разбора: нельзя механически применять только правило «хищник–жертва» ко всем парам организмов схемы — сначала обязательно определите по конкретной схеме экосистемы, в каких именно отношениях (хищничество, конкуренция, симбиоз) состоит каждый организм с изменяемым фактором, и только затем делайте вывод о направлении изменения.

Типичные ошибки и ловушки

• Игнорирование конкретной схемы экосистемы. Каждое задание сопровождается своей уникальной пищевой сетью, и связи между организмами (хищничество или конкуренция) могут отличаться от «стандартных» ожиданий. Нельзя решать по шаблону без сверки со схемой.
• Путаница направления изменения. Ошибочно считать, что рост ресурса всегда ведёт к росту потребителя — это верно только для отношений «хищник–жертва», но не для конкуренции за этот же ресурс.
• Забывают про промежуточные звенья. Если между изменяемым организмом и вопрошаемым есть промежуточное звено, нужно последовательно проследить эффект через все звенья цепи, а не перескакивать напрямую.
• Путают порядок цифр в ответе. Ответ должен строго соответствовать порядку организмов, указанных в условии — перепутанный порядок считается ошибкой.
• Неверно определяют «не изменится». Вариант 3 выбирают, только если организм действительно никак не связан (прямо или косвенно) с изменяемым фактором по данной схеме; если связь есть — используют 1 или 2.
• Забывают учитывать временной лаг. В природе изменения численности происходят не мгновенно, а с задержкой (несколько лет), но направление итогового изменения определяется логикой пищевой цепи, а не скоростью процесса.

Как готовиться

1. Проработайте разные типы схем экосистем (лес, пруд, луг, тундра) и научитесь быстро строить по ним пищевые цепи и сети.
2. Разберите отдельно три типа биотических отношений — хищничество, конкуренцию и симбиоз — и научитесь определять их по описанию организмов и связей на схеме.
3. Решайте задания по алгоритму «шаг за шагом», не пропуская этап определения типа связи между организмами.
4. Тренируйтесь на заданиях с разным направлением изменения исходного фактора (и рост, и падение), чтобы не привязываться к одному шаблону ответа.
5. Проверяйте себя: после решения перечитайте условие и убедитесь, что цифры в ответе идут в том же порядке, что и организмы в вопросе.
6. Регулярно повторяйте базовые определения — продуценты, консументы, редуценты, типы биотических отношений — они нужны для быстрого анализа любой новой схемы.