Задачи 2017

Задачи_заочного этапа_БиоТурнир_2017

 

Задачи очного этапа БиоТурнира 2017

1. Home sweet home

Хоуминг — это способность животного перемещаться в исходное местоположение (на домашнюю территорию или к месту размножения) через незнакомые области. Хоуминг описан у большого количества групп позвоночных и беспозвоночных: у брюхоногих моллюсков, высших ракообразных, многих насекомых, рыб, рептилий, птиц и млекопитающих.

Данаида монарх (Danaus plexippus) — самая известная мигрирующая бабочка. Ежегодно в ходе миграции по Северной Америке в южном направлении представители данного вида преодолевают значительные расстояния (свыше четырех тысяч километров). Однако до сих пор не существует однозначного ответа на вопрос о том, за счет каких механизмов осуществляется навигация на большие расстояния к конкретным местам размножения, например, в «биосферный заповедник Марипоса-Монарка» (заповедник бабочки монарха), находящийся в мексиканском штате Мичоакан. Более того, в течение перелета успевает смениться не одно поколение бабочек, и как следующим поколениям удаётся вернуться в ходе миграции на юг, туда, где зимовали их предки, до сих пор остаётся загадкой для учёных.

Предложите и обоснуйте свое объяснение механизмов хоуминга этих чешуекрылых.

2. Спи, моя радость, усни

Функции бодрствующего мозга, эффективность человеческой деятельности и реализация его когнитивных возможностей зависят от количества и качества ежедневного ночного сна. Нарушения сна являются довольно распространенной проблемой. Частые жалобы на плохой сон предъявляют 8-15% взрослого населения всего земного шара, а 9-11% употребляют различные снотворные препараты. Существующий опыт использования фармакологических препаратов для улучшения качества сна показывает, что долговременное употребление таких препаратов может вести к привыканию или серьезным побочным эффектам.

Предложите новые способы нефармакологической терапии нарушений сна и когнитивных функций посредством активизации естественных восстановительных функций сна.

Задача предложена Вице-президентом Российского общества сомнологов при Физиологическом обществе им. И. П. Павлова, д.б.н. Дороховым Владимиром Борисовичем, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва.

3. Солнышко в руках

Одним из возможных направлений развития нетрадиционной энергетики является получение электрического тока с помощью искусственных систем, основанных на процессе фотосинтеза. Основой таких систем является создание плёнок с иммобилизованными на них (в них) пигмент-белковыми комплексами, способными к фотосинтетическому разделению заряда (Фотосистема 1, бактериальные фотохимические реакционные центры типа I, фотосистема 2). Такие плёнки помещаются на подложку и контактируют с электродами. Основной проблемой их использования является разрушение фотосинтетических реакционных центров в процессе хранения и эксплуатации таких фотоэлементов. Определите факторы, действующие разрушительно на реакционные центры и предложите меры по повышению устойчивости и продолжительности работы фотоэлементов в реальных условиях эксплуатации на территории России. Учитывая то, что в процессе функционирования таких фотоэлементов может выделяться молекулярный кислород и водород, предложите меры обеспечения безопасности таких энергетических установок.

Задача предложена к.б.н. Шитовым Александром Васильевичем, Институт фундаментальных проблем биологии РАН, Пущино.

4. Стерильные яйца

Существует несколько способов борьбы с опасными видами насекомых (мясной мухой каллитрогой, мухой це-це, плодовыми мухами и другими). Один из них заключается в следующем: на специальных биофабриках осуществляется  производство и стерилизация самцов с последующим выпуском этих стерильных самцов в природные популяции. Такие самцы, спарившись с самками, обрекают последних откладывать стерильные яйца, из которых личинки не отрождаются. Предложите способы использования стерильных яиц насекомых и клещей, которые возможно производить на биофабриках в больших количествах, какие научно-практические задачи таким образом можно решить?

Задача предложена проф., д.б.н. Сергеем Яковлевичем Поповым, Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва.

5. Не знаешь меры, не используй полимеры

Пластики, способные быстро разлагаться в природных условиях должны были стать решением проблемы загрязнения окружающей среды. Однако скорость разложения таких пластиков по-прежнему зависит от условий утилизации (компостирования, УФ-облучения, попадания воды и т.д.). Кроме того, сортировка пластиковых отходов в процессе вторичной переработки не позволяет отделить друг от друга пластик «обычный» и быстроразлагаемый. Это повышает вероятность деградации будущих пластиковых изделий, изготовленных из вторичного сырья, в процессе эксплуатации. Предложите методы сортировки, которые позволят однозначно исключить быстроразлагаемые пластики из процесса вторичной переработки.

6. 6 соток

Генофонд сельскохозяйственных растений – один из ценнейших ресурсов человечества, без которого невозможно выживание нашего вида в связи с постоянно возрастающей потребностью в пище. Поиск наиболее удачных генотипов, их гибридизация или иные методы улучшения прикладных качеств растений можно осуществлять только на основе имеющихся коллекций сортов и форм сельскохозяйственных растений. Коллекции однолетних растений сохраняются в виде периодически обновляемого банка семян. Коллекции же многолетних древесных растений существуют в виде насаждений, занимающих огромные площади, что приводит к большим экономическим затратам на их содержание или ограничению количества образцов в коллекциях. Предложите альтернативный вариант коллекции генетических ресурсов многолетних сельхозкультур, количество образцов в которой может неограниченно увеличиваться, позволяющей испытывать свойства и использовать в качестве селекционного материала находящиеся в ней растения.

Задача предложена к.с/х.н. Сундыревой Марией Андреевной, с.н.с лаборатории физиологии и биохимии растений, Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства.

 7. Робин-Бобин

Известны положительные эффекты разгрузочно-диетической терапии (РДТ), которая заключается в ограничении потребления калорий. РДТ применяется как общеоздоровительная процедура, а также в комплексной терапии при гипертонической болезни, аллергических, нейродегенеративных заболеваниях и др. Причины положительного эффекта РДТ до конца не изучены. Рассмотрите возможные механизмы воздействия РДТ на организм, оцените эффективность данного воздействия.

Задача предложена Першиной Екатериной Викторовной, м.н.с. Лаборатории экспериментальной нейробиологии, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН