Predasjon i Serengeti, støttenner hos elefanter og albinisme hos sjiraff
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
I Serengeti nasjonalpark har forskere undersøkt årsaker til at planteetere dør. Én av flere årsaker er at de blir spist av rovdyr (predasjon). Figur 1 viser hvor stor andel av en art som dør på grunn av predasjon (y-akse), og artens gjennomsnittlige kroppsvekt (x-akse).
Beskriv sammenhengen mellom prosentandelen av arten som dør grunnet predasjon, og den gjennomsnittlige kroppsvekten til arten. Bruk figur 1 når du svarer.
Tenk deg at bestanden av rovdyr i nasjonalparken Serengeti avtar kraftig. Diskuter hvordan populasjonsveksten til planteetere kan bli påvirket av dette. Bruk figur 1 når du svarer.
Hos afrikanske elefanter (Loxodonta africana) har både hanner og hunner støttenner. Støttenner er en arvelig egenskap.
Støttenner er ettertraktet, og ulovlig jakt har redusert populasjonsstørrelsen til elefanten kraftig. Et eksempel er elefantpopulasjonen i Mosambik. Figur 2 viser antall individer registrert i 1977 og 1992, og prosentandelen hunner uten støttenner fra før 1977 til etter 1992.
Forklar med utgangspunkt i informasjonen ovenfor hvordan ulovlig jakt påvirker forekomsten av alleler/genvarianter for støttenner.
Tenk deg at fargen på flekkene til sjiraffen blir bestemt av et gen som finnes i to alleler/genvarianter, allel B som gir oransje pigment, og allel b som gir brunt pigment. I tillegg finnes et gen på et annet kromosom som styrer dannelsen av pigment (allel A/a). Individer som er homozygote for det recessive allelet, a, danner ikke pigment (har albinisme).
En sjiraff som er heterozygot for begge genene, får avkom med en sjiraff som har albinisme.
Sett opp de tre mulige genotypene til sjiraffen med albinisme.
Hvilken av genotypene må sjiraffen med albinisme ha, gitt at forholdet mellom fenotypene hos avkommene er 4:3:1? Vis dette med krysningsskjema.
Fasit
Andelen dødsfall som skyldes predasjon, avtar når gjennomsnittlig kroppsvekt øker. De letteste artene (oribi, impala, topi) ligger på omtrent 100 %, mens artene over omtrent 1000 kg (neshorn, flodhest, elefant) ligger nær 0 %.
De små og mellomstore planteeterne får en kraftig økning i populasjonsveksten, siden predasjon er den viktigste dødsårsaken for dem. De største artene blir nesten ikke påvirket. Veksten flater ut igjen når mat og plass blir begrensende.
Jakten dreper elefanter med støttenner, så alleler for manglende støttenner gir bedre overlevelse og blir vanligere i genlageret (6 % → 50 % av hunnene). Den kraftige nedgangen i populasjonsstørrelsen gir i tillegg en flaskehals, der genetisk drift virker sterkt.
1) aaBB, aaBb og aabb.
aaBb. Krysningen AaBb × aaBb gir fenotypeforholdet 4 albino : 3 oransje : 1 brun.
LøsningsforslagKI-generert
Figuren viser en negativ sammenheng: jo større gjennomsnittlig kroppsvekt arten har, desto mindre andel av dødsfallene skyldes predasjon.
De letteste artene ligger øverst i figuren. Oribi, impala og topi veier fra under 20 kg til litt over 100 kg, og for disse artene skyldes omtrent 100 % av dødsfallene predasjon. Nesten alle individene som dør, blir altså drept av rovdyr.
Fra noen hundre kilo og oppover faller andelen raskt. Sebra ligger i overkant av 70 %, bøffel på rundt 25 % og sjiraff på under 10 %.
Artene som veier mer enn omtrent 1000 kg — neshorn, flodhest og elefant — ligger helt nede ved 0 %. De blir praktisk talt ikke drept av rovdyr, men dør av andre årsaker, for eksempel sykdom, sult, tørke eller alderdom.
Legg merke til at x-aksen er logaritmisk. Nedgangen skjer altså over en svært stor spennvidde i kroppsvekt.
Færre rovdyr betyr lavere dødelighet på grunn av predasjon. Hvor mye det betyr for en art, avhenger av hvor stor del av dødsfallene predasjon står for, og det kan vi lese av figuren.
For de små og mellomstore artene, som oribi, impala, topi og sebra, skyldes 70–100 % av dødsfallene predasjon. Når rovdyrene nesten forsvinner, faller dødsraten kraftig, mens fødselsraten er uendret. Differansen mellom fødselsrate og dødsrate blir stor, og disse populasjonene kan vokse tilnærmet eksponentielt i en periode.
For de største artene, som neshorn, flodhest og elefant, skyldes nesten ingen dødsfall predasjon. Populasjonsveksten deres blir derfor lite påvirket. De er allerede regulert av andre faktorer, for eksempel mattilgang og sykdom.
Veksten kan likevel ikke fortsette. Når planteeterne blir mange, øker beitepresset. Mat og vann blir begrensende ressurser, og konkurransen både innad i og mellom artene øker. Samtidig sprer sykdommer og parasitter seg lettere når dyrene lever tett. Disse tetthetsavhengige faktorene bremser veksten, slik at populasjonene flater ut mot en ny, høyere bæreevne.
Veksten kan også skyte over bæreevnen. Da blir beitene nedbeitet, og populasjonen kan falle brått igjen.
Konklusjonen er at de små og mellomstore planteeterne får den største og raskeste veksten, at de aller største artene endrer seg lite, og at mattilgangen setter grensen på lengre sikt.
Støttenner er en arvelig egenskap. I populasjonen finnes derfor både genvarianter som gir støttenner, og genvarianter som gir manglende støttenner.
Den ulovlige jakten er rettet mot elefantene som har støttenner, fordi det er elfenbenet jegerne er ute etter. Elefanter uten støttenner blir i mye mindre grad skutt. De overlever oftere, rekker å få flere avkom og fører allelene sine videre. Dette er naturlig seleksjon, der seleksjonspresset kommer fra mennesker.
Tallene i figuren viser effekten. Før 1977 manglet bare 6 % av hunnene støttenner. Blant hunnene som overlevde jaktperioden 1977–1992, manglet 50 % støttenner. Allelet for manglende støttenner har altså blitt langt vanligere i genlageret, mens allelet for støttenner har blitt sjeldnere.
Samtidig falt populasjonen fra 2500 individer i 1977 til 200 individer i 1992. En så kraftig nedgang gir en flaskehals: genlageret blir lite, den genetiske variasjonen minker, og tilfeldige endringer (genetisk drift) kan i tillegg endre allelfrekvensene mye.
Av hunnene født etter 1992 manglet 33 % støttenner. Det er lavere enn de 50 % blant hunnene som overlevde jaktperioden, men fortsatt over fem ganger så høyt som de 6 % før 1977. Allelet for manglende støttenner er altså blitt langt vanligere i genlageret enn det var før jakten. At andelen faller fra 50 % til 33 %, er ikke uventet: de overlevende hunnene parer seg med hanner som stort sett har støttenner, så bare en del av avkommet arver allelet for manglende støttenner. Avtar jaktpresset, blir støttenner igjen en fordel — blant annet til å grave etter vann, skaffe mat og forsvare seg — og da virker seleksjonen motsatt vei.
Sjiraffen med albinisme danner ikke pigment. Den må derfor være homozygot recessiv for pigmentgenet, altså aa.
Fenotypen sier ingenting om hvilke alleler sjiraffen har for flekkfargen, fordi det ikke blir dannet pigment i det hele tatt. Pigmentgenet er epistatisk over fargegenet. Alle tre kombinasjonene av B og b er derfor mulige:
aaBB, aaBb og aabb
Den andre sjiraffen er heterozygot for begge genene, altså AaBb. Vi tester hvilken av de tre genotypene som gir forholdet 4:3:1.
Krysningsskjema for AaBb × aaBb:
| AB | Ab | aB | ab | |
|---|---|---|---|---|
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Fenotypene blir:
- Oransje (minst ett A og minst ett B): AaBB, AaBb, AaBb → 3
- Brun (minst ett A, og bb): Aabb → 1
- Albino (aa): aaBB, aaBb, aaBb, aabb → 4
Forholdet mellom fenotypene er altså 4 albino : 3 oransje : 1 brun, som er 4:3:1. Sjiraffen med albinisme må derfor ha genotypen aaBb.
De to andre genotypene gir andre forhold. Krysningen AaBb × aaBB gir bare oransje og albino i forholdet 1:1, og krysningen AaBb × aabb gir oransje, brun og albino i forholdet 1:1:2.