X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Аленький цветочек, ты меня не съешь?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Трушковская В.Р. 1

---

1МОБУ Лицей № 22 г. Сочи

Танцура М.Г. 1

---

1МДОУ д/с №67 г. Сочи

Работа в формате PDF

579.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Однажды, когда мы с мамой были с питомнике и выбирали новый цветочек для нашей домашней оранжереи, я обратила внимание на одно странное растение. У него были зубастые листья, а на горшочек был наклеен знак, предупреждающий, что пальцами трогать это растение нельзя. Вид был у него устрашающий. Это была Венерина мухоловка. Так я впервые увидела растение, которое может охотиться на насекомых. Позже уже дома мы увидели в интернете и другие виды растений, которые могут питаться не только насекомыми, но даже мелкими животными.

Это меня очень удивило: ведь растения и насекомые должны дружить, насекомые помогают растениям опыляться, зачем же тогда их поедать? И мне стало интересно узнать, почему некоторые растения стали охотиться на насекомых и даже животных?

Цель: изучить причины, по которым отдельные растения превращаются в хищников.

Задачи:

- изучить литературу о хищных растениях

- выбрать и приобрести ряд растений для домашнего наблюдения

- изучить особенности строения и среды произрастания приобретенных хищных растений

- провести эксперименты по изучению почвы

- провести эксперименты по изучению пищеварительного сока растений

Гипотеза:

предположим, что когда растениям не хватает еды, они начинают охотиться.

I. Обзор литературы.

1.1. Описание насекомоядных растений.

Насекомоя́дные расте́ния  — насчитывают около 600 видов растений из 19 семейств, которые приспособились к ловле и перевариванию небольших животных, в основном насекомых. Таким образом, они дополняют своё нормальное автотрофное питание (фотосинтез) одной из форм гетеротрофного питания.

Насекомоядные -преимущественно многолетние травянистые растения, встречающиеся во всех частях света. На территории СНГ встречаются 18 видов из четырёх родов, относящихся к двум семействам: Росянковые и Пузырчатковые.

О насекомоядных растениях узнали в XVIII столетии. Самое первое точное ботаническое описание венериной мухоловки (Dionaea muscipula) сделал английский натуралист Джон Эллис в письме к Карлу Линнею в 1769 году. Так, в этом послании он был первым, кто предположил, что пойманные насекомые служат пищей для растений. Об эволюции насекомоядных растений мы знаем очень мало из-за малого числа их ископаемых останков. 

Насекомоядные растения — это преимущественно многолетние травянистые растения, но также встречаются полукустарники и небольшие кустарники. Непентесы — тропические лианы, вырастают до 40 м в длину. Росолист, полукустарник высотой до 30 см, произрастающий на сухих песках в Северной Африке и на Пиренейском полуострове. Насекомоядные растения используют животных как дополнительный источник фосфора, калия и других элементов. Такие растения ловят насекомых при помощи видоизменённых листьев — ловчих органов. Они привлекают насекомых окраской, запахом или сладкими выделениями.

Корневая система у наземных насекомоядных растений развита слабо, у водных обычно редуцирована.[1],[2]

1.2 Распространение.

Насекомоядные растения встречаются во всех экосистемах, где могут произрастать цветковые растения — от Арктики до тропиков и от уровня моря до альпийского пояса гор.

Росолист произрастает на сухих песках в Северной Африке и на Пиренейском полуострове. Пузырчатка - это водное растение. Шесть видов рода Жирянка. Встречаются по берегам ручьёв, на сфагновых болотах, некоторые как эпифиты на мхах и деревьях.[3]

1.3 Механизмы ловли.

Все насекомоядные растения условно делятся на две группы по механизму ловли: это активно ловящие — с движущимися органами для ловли насекомых (росянка, мухоловка); пассивно ловящие - со слизистыми и клейкими выделениями на листьях, улавливающими насекомых (росолист, жирянка); с ловушками — кувшинчиками, пузырьками и тому подобным (пузырчатка, непентес, генлисия, саррацения).

Существуют пять основных типов ловушек для ловли добычи: ловчие листья в форме кувшинов; листья, которые смыкаются в виде капканов; липкие ловушки; засасывающие ловушки; ловушка типа крабовой клешни. [4]

Многие виды растений могут быть отнесены к протонасекомоядным или паранасекомоядным. Протонасекомоядность обычна для растений с железистым опушением (ибицелла жёлтая, некоторые виды лапчаток, гераней) и липкими стеблями (смолка). Паранасекомоядные растения частично утратили способность к ловле и перевариванию небольших животных и в ходе эволюции приспособились использовать иные источники питательных веществ. Одним из таких растений является Непентес кувшинчиковый, который наряду с привлечением, ловлей и перевариванием членистоногих обладает способностью к получению питательных веществ из опадающих листьев других растений, попадающих в его ловчий «кувшинчик». [5]

1.4 Требования к содержанию дома.

Хотя различные виды плотоядных растений по-разному требовательны к освещению, влажности воздуха и почвы, их объединяют некоторые общие черты.

Большинству плотоядных растений требуется дождевая или другая специально подготовленная вода со слабо - кислой, практически нейтральной средой (pH около 6,5). Обычная водопроводная или питьевая вода содержит минеральные соли (в частности, соли кальция), которые быстро накапливаются в тканях и могут уничтожить растение.

Большинство из этих растений произрастают в болотистых местностях, почти все они влаголюбивы и не переносят засуху. Хищные растения требуют высокой влажности воздуха. Для этого горшок с растением можно разместить на широком подносе с галькой, которая постоянно увлажняется, или поставить в стеклянную емкость, на дне которой поддерживается небольшой уровень воды. Некоторые виды хищных растений необходимо регулярно опрыскивать.

Выращенные на открытом воздухе растения сами в состоянии обеспечить себя необходимым количеством насекомых. В случае комнатных растений их можно подкармливать насекомыми вручную, чтобы дополнить их рацион. В результате растение будет быстрее развиваться и иметь более здоровый вид. Однако комнатные плотоядные растения, как правило, не в состоянии переварить большие количества еды, которая может загнить в ловушке, что, в свою очередь, может повлечь гибель растения. [6]

Большинство плотоядных растений требуют яркого света, и большинство будет выглядеть лучше при таких условиях, так как это подталкивает их к синтезу красных и пурпурных пигментов — антоцианов. Nepenthes и Pinguicula лучше растут в условиях высокой интенсивности ультрафиолетового излучения, однако для большинства других видов приемлемым условием является прямой солнечный свет. Поэтому многим хищным растениям, содержащимся в комнатных условиях, требуется дополнительное освещение.

Многие плотоядные растения происходят из холодных регионов с умеренным климатом и могут выращиваться на улице, в болоте, саду круглый год. Многие выведенные гибриды саррацении являются весьма неприхотливыми, в частности, они довольно нетребовательны к содержанию питательных веществ в почве. Большинство ценят 3:1 смесь торфа Sphagnum к песку (кокосовая стружка является приемлемой и более экологичной заменой торфа). Nepenthes орхидеи будет расти в компосте или в чистом сфагновом мхе.

Плотоядные растения сами по себе являются чувствительными к заражению паразитами, такими как тля или червецы. При культивировании необходимо остерегаться появления серой плесени, которая часто возникает во влажных и тёплых условиях, особенно в зимний период. Для борьбы с плесенью необходима вентиляция и прохладные условия содержания растения в зимний период, а также постоянное удаление отмерших и опавших листьев. В качестве крайней меры следует прибегнуть к фунгицидам. [7]

1.5 Насекомоядные растения как художественный образ

Насекомоядные растения всегда вызывали интерес, что нашло отражение в художественных произведениях, фильмах, рекламных роликах, компьютерных играх, где зачастую им приписывались возможность достигать огромных размеров и другие необыкновенные свойства. Одними из первых слухи, впоследствии развенчанные, о гигантских растениях, поедающих людей на острове Мадагаскар были отмечены в описаниях доктора Карла Лича, опубликованных в «Хрониках Южной Австралии».

Так, например, сюжет «чёрной комедии» режиссёра Роджера Кормана  «Магазинчик ужасов» закручен вокруг цветка, которому для жизнедеятельности требовалась кровь своего хозяина, а по мере роста его аппетита хозяину пришлось разнообразить рацион растения людьми. Венера Мак Флайтрап — персонаж мультсериала «Школа монстров», дочь растения-монстра. Волчья фиалка, на которую главные герои натолкнулись на болоте в мультфильме «Необыкновенное приключение в городе пасхальных яиц», пыталась их съесть. [8]

II. Методика исследований.

Для исследований мы выбрали растения – хищники, относящиеся к разным группам по механизму ловли «добычи»: Венерину мухоловку и росянку – активно ловящие, жирянку, саррацению, непентес – пассивно ловящие. В литературе изучили требования по содержанию этих растений, постарались создать такие условия дома. В дневнике наблюдений отмечали дни кормлений, поливов и все изменения, происходящие с растениями.

Изучили особенности внешнего строения растений – хищников: жизненную форму, цвет, форму листьев, цветы, опушение, наличие железистых волосков, наличие запаха, изучили «желудки», если таковые присутствовали. Результаты внесли в дневник.

Провели исследования жидкости внутри «желудков» непентеса и венериной мухоловки, а также других растворов на показатели рН среды.

Изучили почву, в которой растут растения – хищники. Определяли следующие показатели: цвет, состав, наличие минеральных веществ, перегноя, воды, воздуха. Для измерений плодородия использовали прибор контроля параметров почвы 4 в 1 Luster Leaf Rapitest 18804. Прибор также помогает определить уровень pH (кислотность), освещенность и влажность почвы. Полученные показатели записали и сравнили.

Достичь поставленной цели нам помогали следующие методы исследований: эмпирический (мы наблюдали, сравнивали наши растения, проводили эксперименты, выполняли замеры) и теоретический (анализировали полученную информацию, делали выводы).

В ходе работы мы использовали следующие материалы: пипетку, чашку Петри, ложку. мультимер, спиртовку, воронку, пинцет, pH тесты.

III. Результаты исследований.

3.1. Сравнительное исследование почвы в горшках с сенполией и с растениями хищниками.

Почва состоит из минеральной и органической частей. Минеральная часть — это камешки, песок, глина. Органическая часть — это все, что осталось от живых организмов и их жизнедеятельности. Помимо всего этого в почве обязательно должны быть воздух и вода!

Взяли следующие почвенные образцы: "А" - грунт из горшка с сенполией, "Б" - образец почвы, в которой растут наши плотоядные растения. Рассмотрели образцы через лупу, провели эксперименты по обнаружению в почве воздуха и воды.

Для этого в две пробирки с водой бросили по одной ложке почвы «А» и почвы «Б». Мы заметили, как в пробирке с образцом «А» на поверхность воды активно поднимаются пузырьки. Это вода вытеснила из почвы воздух. Во второй пробирке пузырьков не наблюдали!

Затем помести образцы в чашки Петри, плотно закрыли и поставили на яркое солнце. Через короткий промежуток времени на крышке с образцом "А" появились капельки испарившейся воды, в чашке с образцом «Б» конденсата было мало. Значит, в почве из горшка с сенполией воды содержится больше!

В ходе этого эксперимента отметили, что в образце "А" содержится некоторый объем песка и глины (минеральная часть), который опустился на дно пробирки, в то время как в пробирке с образцом "Б" осадок почти не образовался, почва оказалась легкой и осталась плавать на поверхности воды.

Нагрели образцы над спиртовкой, сделали заключение о наличии перегноя в образцах - ощущался сильный запах костра.

Отфильтровали почвенные растворы и провели эксперимент по наличию в образцах минеральных солей (вещества, необходимые растению для питания). Поместили каплю раствора на предметное стекло, затем высушили над пламенем спиртовки. По оставшемуся на стекле пятну, судили о количестве минеральных солей в почве. С помощью лупы рассмотрели образцы и обнаружили мелких насекомых в образце «А»,

Определили уровень плодородия в указанных образцах с помощью мультимера. Мы подготовили образец изучаемого грунта согласно инструкции, погрузили в него щуп, в результате этого стрелка на экране прибора отклонилась, и мы смогли оценить показатели прибора и определить уровень плодородия. В итоге, Образец «А» - средний уровень плодородия. Образец «Б» - уровень плодородия очень низкий. Таблица 1. Таблица 2. Приложение 7.

Таблица 1

Результаты почвенных исследований Образец «А»

Цвет: черный

Слой земли: верхний 3. Состав:

Таблица 2

Результаты почвенных исследований Образец «Б»

1.Цвет: коричневый

2.Слой земли: верхний 3.Состав:

Выводы: образец "Б" - верховой торф, содержит перегной, песок и глина не обнаружены, воздуха мало, минеральных солей мало, уровень плодородия - низкий. Почва бедная. Состав почвы не позволяет растениям хорошо расти и развиваться. Торфяные почвы всегда имеют кислую реакцию среды.

В образце «А» обнаружили минеральную часть, органическую часть, воздух и воду. Минеральных солей много, уровень плодородия средний. Почва позволяет растениям хорошо расти и развиваться.

3.2. Наблюдение за растениями-хищниками

3.2.1. Изучение морфофизиологических показателей исследуемых растений

Таблица 3

Морфофизиологические особенности растений-хищников

Таблица 4

Исследование жидкости внутри «желудков» плотоядных растений, а также других растворов на показатели рН среды. Приложение 6.

Уровень кислоты в жидкости, содержащейся внутри кувшина Непентеса, равен 2-3 pH, что близко к уровню кислоты в желудке человека (1-2pH). Приложение 5.

IV. Выводы.

Мне понравилась эта хищная флора - такая необычная, изящная, нежная, привлекательная. Странное и удивительное сочетание.

В ходе своей работы я узнала, что растения, несмотря на отсутствие мозга и нервной системы, очень умны. Они способны изобретать удивительно хитрые способы выживания в сложных условиях, анализировать питательную ценность своей добычи.

Проведя исследования, мы можем привести причины, по которым растения стали хищными: плотоядные растения произрастают на бедных торфяных почвах. Такие почвы не содержат минеральных солей. А для роста и развития растению нужны фосфор, азот и калий, свет и вода! Кроме того такая почва плохо воздухопроницаема. Микробов в этой среде мало, и поэтому уровень плодородия такого грунта низкий. Одновременно с этим следует отметить, что отличительной особенностью растений – хищников является наличие слаборазвитой корневой системой, которая не позволяет активно качать питательные вещества из почвы. А если почвы бедные, да и корни-насосы развиты слабо, значит надо придумывать механизмы, которые помогут растению выжить!

Растения-хищники являются самыми удивительными и загадочными растениями на Земле. До сих пор эволюция этих растений представляет большой интерес для ученых. Их нужно беречь. Многие из них уже находятся под охраной людей и занесены в Красную книгу. Вот такой он мир хищных растений!

Список литературы.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Насекомоядные_растения

https://yandex.ru/video/preview?filmId=7178937065866799157&text=%D1%85%D0%B8%D1%89%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE&noreask=1&path=wizard&parent-reqid=1574283151642661-979258135309374288600130-man1-5671&redircnt=1574283186.1 Плотоядные растения помогут в борьбе с гнусом.

https://dachnayazhizn.info/

http://www.tsvetnik.info/carnivorous/02.htm

https://wiki2.org/ru/Насекомоядные_растения

https://www.ogorod.ru/ru/main/useful/15183/Rasteniya-khishchniki-kotoryye-mozhno-vyrastit-na-podokonnike.htm

https://biograf.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1583971/biograf.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/663057

https://www.kinopoisk.ru/film/4235/

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7