Мир под микроскопом. Статья-исследование на конференцию

05.04.2018 Просмотров - 55, сегодня - 55

Друзья, добрый вечер! Мы с ребятами написали статью "Мир под микроскопом", в которой описали нашу работу с чудо-микроскопом, все опыты и исследования, которые мы на нем проводили. Будем подавать её на конференцию. А сейчас-представляем её вам. Приятного изучения! Если будут не совсем понятны какие-то моменты- спрашивайте, мы ответим! В текст вставлены ссылки на наши научно-популярные видеоролики- вы можете пройти по ним и посмотреть.

Целью нашей работы было изучение микрообъектов и популяризация биологических знаний в целом, и микробиологических знаний в частности. Ведь действительно, мы каждый день ходим по земле, обходим  лужи, касаемся дверных ручек и,даже, не подозреваем, что все эти среды населены огромным количеством живых организмов. Да, они не видны невооруженным глазом, но они есть! Они живут независимо от наших знаний о них, и у этого бесконечно удивительного мира-свои Законы. Можно с уверенностью сказать, что микроорганизмы окружают нас везде. Микроскоп «вооружает» наш Глаз, и даёт возможность увидеть всю эту красоту.

Микроорганизмы имеют огромное значение в жизни Человека и Природы- как положительное, так и отрицательное. Так, многие м/о являются возбудителями опасных заболеваний ( туберкулез, бруцеллез, тиф, дизентерия, трихомониаз и мн.др.). но другие виды м/о приносят человеку пользу- помогают сквашивать молоко и делать такие полезные кисломолочные продукты, как кефир, ряженка, йогурт, варенец. Квашение капусты, дающее нам в зимнее время вкусный витаминный продукт, также, невозможно без молочнокислых м/о. В приготовлении такого важного для с/х животных корма как силос,также, ключевую роль играют м/орг. Уеллулохоразрушающие м/о разрушают бумагу, книги и нам важно замедлить действие этих м/о в архивах, библиотеках. Но упавшее в лесу дерево, подвергается утилизации этими же целлюлозоразрушающими м/о. И в лесу, чтобы перегнивающее дерево включилось в естественный круговорот питательных вещ-в, нам нужно содействовать «работе» этих целл-х м/о.

В последнее время учеными выведены штаммы м/о, которые способны перерабатывать нефть до безопасных компонентов. И они используются для ликвидации аварий на нефтепроводах, разливах нефти. Эвглена зеленая и цианобактерии имеют в своих клетках хлорофилл и способны синтезировать необходимые питательные вещ-ва самостоятельно- таким образом они, как и зеленые растения являются продуцентами-и стоят в самом начале всех цепочек питания. Многие м/о являются антагонистами болезнетворных м/о и используются врачами в лечении заболеваний. Одноклеточные м/о ( инфузории, амебы, коловратки, эвглены) будучи очень восприимчивы к чистоте окружающей среды, используются в качестве биологических индикаторов загрязнения водоемов, почв. Таким образом, перечислив неполный список, мы видим, насколько велика роль м/о в жизни Человека и Природы,  несмотря на их малые размеры. Поэтому нам важно знать и понимать биологические законы, по которым живёт это «невидимое глазом Царство», чтобы управлять этими процессами во благо себе и природе.

В нашем распоряжении с 2002г был микроскоп МБС-90, а летом 2017г появился ещё и микроскоп Биомед, который был доработан под возможность установки на него фотокамеры. И с фотокамерой он превратился в полноценную установку для фото-, видеосъемки микрообъектов

Это сразу расширило наши исследовательские возможности, так как позволяло нам делать фотографии объектов на увеличениях 20х, 40х,100х- как с верхним, так и с нижним освещением. А благодаря наличию верхнего освещения мы получили возможность рассматривать и делать фотографии выпуклых и непрозрачных предметов ( песчинки, веточки, волоски, целые конечности насекомых). А благодаря возможности нашей фотокамеры Nec5 снимать видео и записывать звук, мы могли снимать небольшие видеоролики (например, как плавают инфузории, как они уплывают от кристалла соли) и озвучивать их. Так у нас получались готовые видеоуроки, короткометражные научно-популярные видеофильмы из жизни микроорганизмов.

Сейчас многие родители не знают, как оторвать их ребенка от комп-ных игр, смартфонов- какую позитивную альтернативу им предложить? С уверенностью говорим и настоятельно советуем- приобрести ребенку микроскоп! Этот удивительный прибор сможет заинтересовать любого! Тем более, что в настоящее время в продаже появились недорогие, компактные микроскопы с хорошим увеличением. Так, в магазине «4 глаза» за 5900р можно купить м/коп с 4мя объективами, дающими увеличение до 650х. Для домашнего использования этого более чем достаточно! Не будет у вас проблем и с объектами для наблюдений. В летнее время любая лужа после теплого дождя содержит в себе миллионы простейших м/орг! Берешь капельку пипеткой, наносишь на предметное стекло, а там- целый Мир! Всё движется, всё плавает! Причем, передвигаются все эти м/орг очень причудливым образом. Зимой таким источником живых объектов для наблюдений станет вода из аквариума- чего там,только, не плавает! Например, летом 2017г мы записали такого обитателя аквариума, как Гидра обыкновенная (лат. Hydra vulgaris). Но об этом мы расскажем позже. Кроме того, в домашних условиях очень легко выращивать инфузорий-туфелек на банановой кожуре

Можно в конце лета взять немного воды из болота, медленнотекущего озера, в качестве «закваски»- налить её в банку , аквариум (даже без рыб) и в течение зимы,просто, поддерживать жизнь в ней- добавлять немного почвы, хлебных крошек, любые органические отходы. И всю зиму у вас будут живые объекты для наблюдений. Собственно, так мы и сделали- 25.09.2017г мы взяли 20мл воды из озера Муровое.

И вот на этом небольшом кол-ве воды мы и  проделали все свои эксперименты с её обитателями, записали все наши познавательные видеоролики- более 40шт. Инфузории-туфельки, спустя 2 мес. исчезли, но им на смену пришли коловратки, щитни, свободноживущие нематоды- все они в этой колбочке живут и по сей день. И здесь мы видим ещё один неоспоримый плюс микроскопа- очень дешевые объекты для исследования. Если бы мы делали опыты, даже, с самыми мелкими животными-например,кроликами- для содержания всего 2х опытных групп из 20гол. нам пришлось бы искать сарай, помещение и тратить большие деньги на корма. А в случае с микроорганизмами 2г почвы из цветочного горшка позволяют колонии из тысяч инфузорий жить 2мес.! Очень удобно для исследований, что все наблюдения проходят дома- лаборатория на дому! Опыт не зависит от погодных условий ( посевы не зальет лишними дождями, их не иссушит солнце), его можно делать не выходя из дома!

Но микроскоп будет полезен не только биологам в биологических исследованиях. Микроскопия успешно применяется в таких сферах, как дефектоскопия металлов

криминалистика - 

изучение внутренней структуры предметов (фото поролоновой губки, сгоревшей спички). Ведь под увеличением любой, кажущийся нам обычным, предмет, откроется для нас с необычной стороны. Неожиданно, но микроскопия будет полезна и художникам- так как рассматривание предметов под увеличением даёт для художника новые зрительные образы для своих будущих работ. Ведь Природа- это гениальный живописец и инженер, создающий уникальные по красоте объекты. Именно поэтому я никогда не мою предметные стекла сразу после работы. Потому что после высыхания на них всегда появляются причудливые рисунки

И ещё один плюс нашей установки для микрофотосъемки- нам очень хотелось попробовать себя в роли режиссера-постановщика научно-популярных фильмов. Мы хотели записать небольшой фильм про живых инфузорий и озвучить его с научной стороны. К сожалению, сейчас в нашей стране не снимаются научно-популярные фильмы о жизни микроорганизмов. А те любительские ролики, которые мы смотрели в сети Интернет, не имеют хорошей научной «озвучки».

Итак, после освоения всех технических возможностей нашего чудо-микроскопа мы приступили к съемкам. Одним из первых объектов для съемки стали обитатели пресноводных водоемов- обыкновенные гидры- относящиеся к классу кишечнополостные

На этом ролике мы рассказали о биологических особенностях этого типа многоклеточных животных, их строении, питании, размножении. В объектив камеры попали и почки ( из которых разовьются новые гидры), венчик из щупалец, и характер движения- гидра распрямлялась, не отрывая подошву от места крепления, и в определенный момент сжималась- гидра изучала новое для себя место. Когда мы на этом же предметном стекле решили посмотреть живых личинок рачка Артемия салина, мы добавили в каплю с гидрами каплю с Артемиями

И что же мы увидели? А произошло то, что все гидры моментально погибли. Только что они жили, двигались, а тут-погибли. (разница между этими роликами- 3мин)

Дело в том, что гидра способна обитать только в пресной воде, имеющей нейтральную реакцию среды рН=7, а личинок артемий культивируют в сильно соленой воде. Высокая концентрация соли и вызвала гибель гидр. Ну что же, «наука требует жертв», в науке и «отрицательный» результат является очень ценным- благодаря этому мы для себя открыли явление гомеостаза- постоянства внутренней среды устойчивой экосистемы), изучили понятие буферных систем, поддерживающих это постоянство, и я рассказал ребятам о явлении биоиндикации. Когда м/орг используют в качестве индикаторов загрязнения окружающей среды. Потому что ввиду своих малых размеров, они раньше других воспринимают на себе воздействие хим.вещ-в, и по их гибели мы можем судить о том, что произошло заражение природы, например, были сброшены отходы.

Ещё один интересный и наглядный опыт мы проделали на инфузориях- туфельках. В каплю воды с ними мы вносили кристаллик поваренной соли. По мере его растворения, беззаботно плавающие везде инфузории, резко меняли своё поведение. А именно, они избегали того места, вокруг которого растворялся кристаллик соли.

Так мы показали явление хемотаксиса, который заменяет низкоорганизованным м/орг рефлексы и нервную деятельность высокоразвитых животных. Воспринимая концентрацию солей вокруг себя всей поверхностью клетки, инфузории сразу определили повышение концентрации в этом месте до опасных для себя значений и стали избегать его. Это так удивительно- ведь пов.соль бесцветна, она не создавала вокруг себя черных видимых пятен. Да и у инфузорий нет глаз. Но они безошибочно избегали этого места в своих маршрутах. Ещё более наглядно это явление хемотаксиса было видно, когда мы вместо пов.соли вносили кристаллики красителя метиленовая синька и раствор «зеленки». Эти кристаллы как раз при растворении создавали вокруг себя круги синего и зеленого цвета. И инфузории, приближаясь к ним, четко держались на безопасном расстоянии-2-3мм от края «облака», плавая вдоль него. Раскрыли мы с ребятами и явление диффузии, хорошо видное в этом опыте (видео). Интересно было наблюдать, как одна инфузория, то ли из-за малого «жизненного опыта», то ли из-за слабой чувствительности рецепторов, подплыла к синему «облаку» слишком близко, получила значительную дозу хим.отравления и обездвижилась- перестала активно плавать. Нам казалось, что она умерла. Но через 5-7сек. «течением» её отнесло от источника заражения и она постепенно оправилась от заражения- её движения возобновились

Также с инфузориями мы проделали опыт, за который нам невзлюбят производители пищевых добавок, но скажут спасибо-люди. В каплю с живыми инфузориями мы добавляли кристаллики кубика «Магги». Как мы и ожидали, через 7-8мин. все инфузории погибли (видео). Причем компоненты «Магги» привели к полному лизису (растворению клетки инфузорий)- даже мертвых инфузорий после внесения Маги мы не обнаружили. Так что делайте выводы о «пользе» таких добавок. Причем мы заметили, что действовала Магги очень коварно- если от кристаллика соли инфузории уплывали, чувствуя для себя опасность, то, в случае с Магги они этой опасности не ощущали, а наоборот, плыли к этому месту, где и нашли свою погибель. Из этого можно сделать вывод, что эти пищевые добавки содержат в себе вещ-ва, подобные наркотикам, вызывающим привыкание

Ещё один опыт с «положительным хемотаксисом»-когда м/орг плывут к хим.веществу, а не уходят от него, мы наблюдали, когда вносили в каплю с инфузориями кристаллики сахара. Инфузории плыли к этому месту,влекомые сладкими молекулами сахара (видео).  Так в Природе, благодаря хемотаксису, простейшие м/орг находят для себя источники пищи.

Наш кружок открыт для каждого человека, желающего заниматься наукой и мы со своим чудо-микроскопом помогли нашей сверстнице из школы №10- Алине Асатрян- в её работе «Пути распространения микробов в классе». В этой работе она брала смывы с разных предметов в своей классной комнате- с парт, ноутбуков, дверных ручек, с рук своих одноклассников, пенала и т.д. Делала посевы в лаборатории и мы посмотрели выросшие колонии кишечной палочки и золотистого стафилококка под нашим микроскопом

Мы увидели характерные формы колоний,, по уникальной форме которых микробиологи устанавливают видовую принадлежность бактерий, а врачи, на основе этих лабор.исследований,ставят диагноз и назначают лечение

Благодаря доброй дружбе с магазином «акваклуб» мы смогли исследовать ещё один удивительный вид мелких животных- фитонематод. Их выращивают на геркулесовых хлопьях и используют в качестве корма для аквариумных рыбок. Мы взяли немного геркулесовых хлопьев и наблюдали за ними прямо в этом субстрате

Так мы с ребятами изучили этот важный класс животных- круглые черви. И я рассказал ребятам отличие свободноживущих растительноядных видов нематод (проволочник, луковая, галловая нематоды) от паразитических видов (аскариды), которые паразитируют в кишечнике человека и животных

Проводили мы и ботанические исследования- осенью 2017г мы изучали строение такой интересной группы растений, как лишайники. Мы записали видео всех 3х отрядов лишайников: накипных, кустистых и листовых

Лишайники примечательны тем, что представляют собой пример симбиотического (симбиоз) сожительства 2х разных видов- водоросли и гриба. Водоросль, благодаря наличие хлорофилла, даёт грибу органические вещества, а гриб, имея ворсинки, способен всасывать минеральные вещества из почвы

Ещё одна особенность лишайников- их неприхотливость к условиям обитания и выносливость к низким температурам. Так, все 3 объекта мы взяли для исследования в ноябре 2017г, когда уже установились низкие темп-ры, и все остальные растения отмерли, а деревья ушли в зимнюю спячку. А лишайники продолжали жить и поддерживать высокий обмен веществ. Накипной лишайник мы взяли с железных прутьев забора школы. Представляете, ему не нужна земля, чтобы пустить в неё корни- он способен расти на камнях, скалах, металле! Вот такой это удивительный растительный организм, играющий важную роль в экосистемах, так как ввиду своей неприхотливости, лишайники первыми заселяют пепелища, выжженные земли, неудобья, давая этим землям новую жизнь

В сентябре 2017г телеканал «Наука 2.0» проводил конкурс «Снимай Науку!». Мы поучаствовали в нём, направили несколько своих научно-популярных роликов - https://clck.ru/CK25G . Телеканал оценил наше творчество, 3 ролика было загружено на официальный ютубе-канал этого телеканала  

-  и показаны в эфире. Ученик 9кл Семенов Кирилл получил грамоту участника. 

Вот такие интересные исследования микроМира можно проводить при помощи этого замечательного прибора- микроскопа! Поэтому, советуем приобрести его всем. С микроскопом вам никогда не будет скучно, он откроет для вас новый мир и позволит взглянуть на «привычные» вещи под новым углом зрения.

В заключение хотим сказать, что работа с микроскопом очень помогла нам в текущей учебе, так как она дисциплинирует, заставляет думать, обращаясь с такой высокотехнологичной техникой. А метод видеосъемки научно-популярных видеороликов, волей-неволей, заставил нас досконально выучить биологические особенности всех тех видов организмов, которых мы снимали и озвучивали. Спасибо тебе, Микроскоп! Ты помог нам полюбить биологию и науку в целом!

Макарова Сафина (4а), Бережной Илья (5в), Порощай Кирилл (6в)

Поделиться с друзьями: