ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ РАЧКА АRTEMIA SALINA

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ РАЧКА АRTEMIA SALINA

Демичева Р.Ю. 1
1МБУДО Дом детского творчества имени академика А.Е. Ферсмана г. Апатиты, МБОУ г. Апатиты "Гимназия №1"
Демичева О.Н. 1Титова Н.С. 1
1МБУДО Дом детского творчества имени академика А.Е. Ферсмана г. Апатиты

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

На праздник мне подарили необычный подарок. На коробке была надпись: «Питомец из Юрского периода». Я терялась в догадках. Как оказалось, содержимым необычного подарка был набор для выращивания рачков Artemia salina.

Из литературных источников мы выяснили, что в природе артемия встречается в соленых озерах. Артемию практически невозможно встретить в открытом море. Скорее всего, это связано с нехваткой корма. Эти маленькие рачки научились выживать в самых, казалось бы, невероятных условиях. Как мне стало известно, артемия - единственный из жаброногих раков, приспособившийся к обитанию в соленых водах с содержанием соли от 40 до 300 промилле (мг/л) [1].

Актуальность, практическое назначение исследования.

В нашем домашнем аквариуме обитают живородящие рыбки цихлиды, которые регулярно дают потомство – мальков. Идеальный корм для них – артемии. Поэтому разведение артемий в домашних условиях для любого аквариумиста – занятие не только интересное и полезное с точки зрения наблюдений и исследований, но и экономически выгодное: вкусный, полезный и почти бесплатный корм всегда под рукой [2].

Кроме того, артемия - очень интересный объект исследования и наблюдения. Прочитав в специальной литературе, что артемии живут и размножаются только в соленой воде, мы решили установить зависимость скорости выклева рачков от концентрации соли в воде.

Гипотеза: предполагаем, что изменение концентрации соли влияет на скорость выклева Artemia salina.

Цель: определить оптимальную концентрацию раствора соли для развития артемии.

Задачи:

1. собрать и изучить справочный материал по данной теме;

2. выбрать методику проведения исследования;

3. вырастить рачков в инкубаторе;

4. провести количественный подсчет особей;

5. провести анализ результатов;

6. проанализировать и обобщить собранный материал;

7. сделать выводы по результатам работы;

8. наметить перспективы дальнейшего продолжения работы.

Объект исследования: артемия салина (Artemia salina).

Предмет: раствор поваренной соли разной концентрации (2,4%, 4,7%, 7%, 9%).

Методы исследования:

1. Теоретические (работа с литературой).

2. Практические (методы лабораторного исследования):

- постановка эксперимента,

- инкубация рачка,

- количественный учет артемий в камере Богорова по методике А.С. Боголюбова, А.А. Котова с визуальным определением жизненной стадии.

3. Математические (обработка результатов и их графическое представление).

В результате исследования мы определим оптимальные концентрации соли для роста и развития рачка.

1. Теоретическая часть

Артемия широко распространена на всем земном шаре. Само название «артемия» с греческого означает «здоровая», то есть натуральная, природная. Значение слова восходит к имени греческой богини плодородия Артемиды, покровительницы всего живого на Земле. Артемия (лат. Artemiasalina) – вид ракообразных из отряда жаброногих (Branchiopoda).

Распространение в природе.

Артемия широко распространена на всем земном шаре, но обитает только в солёных водоёмах. В России это: Крымский полуостров (оз. Сакское и Сиваш), Урал (оз. Медвежье), Алтай (о. Солёное, Горькое, Большое Яровое), Сибирь (оз. Карачи) [3].

Почти никогда не встречается в открытом море, скорее всего из-за нехватки корма и своей беззащитности.

Артемия - единственный из жаброногих раков, приспособившийся к обитанию в соленых водах. Она выдерживает не только высокие концентрации соли, но и кислую и щелочную среду, однако йодирование поваренной соли вредно для них. Как правило, артемия является единственным обитателем водоема, так как другие организмы не выживают при столь высокой концентрации соли. Соленость воды, где они обитают, может достигать 300 промилле (мг/л). В пресной воде рачок умирает примерно через час.

Рисунок 1. Озеро Кызылкак

Зачастую соленые водоемы, в которых обитает артемия, имеют розовый оттенок воды за счет цвета рачков (см. Рисунок 1). Цвет животного зависит от концентрации соли: так, при высокой концентрации они приобретают слегка красноватый оттенок. Питается в основном микроскопическими зелеными водорослями, бактериями, простейшими [4].

Жизненный цикл.

Взрослые рачки имеют три глаза и 11 пар ног и могут вырасти до размера в 15 мм. Самцы отличаются от самок увеличенной второй парой антенн.

Рисунок 2. Самец (сверху) и самка (снизу)

Самки откладывают яйца либо после спаривания или в результате партеногенеза. В яйцевом мешке одной самки артемии может содержаться более 200 яиц (см. Рисунок 2).

Есть два типа яиц: тонкостенные яйца, которые проклёвываются сразу, и яйца с толстой оболочкой, которые могут оставаться в состоянии покоя (см. Рисунок 3).

Рисунок 3. Цисты артемий

Состояние покоя может длиться в течение нескольких лет и заканчивается, когда яйца окажутся в воде. Яйца с толстой оболочкой (цисты) формируются в случае повышения концентрации соли - при высыхании водоёма.

Только что вылупившаяся личинка не сразу освобождается от яйцевой оболочки. Эта стадия получила название "парашютика" или "парашютиста" (см. Рисунок 4).

Стадия длится недолго, рачки освобождаются от скорлупок и начинают активно двигаться.

Рисунок 4. Стадия «парашютиста»

Из яиц вылупляются науплиусы, размером до 0,6 мм в длину, которые характеризуются наличием желточного мешка и отсутствием сегментации тела. У них есть единственный простой глаз, который чувствует только присутствие и направление света. По мере роста и развития тело науплиуса начинает сегментироваться - следующая стадия – метанауплиус (размеры от 0,6 до 3 мм длиной, резорбция желточного мешка) (см. Рисунок 5). Позже развиваются ещё два полноценных глаза [5].

Рисунок 5. Стадии развития артемии: А – науплиус; Б – метанауплиусы;

В – ювенильная стадия; Г – предвзрослая стадия

Использование Artemiasalina в различных областях.

Артемия имеет большое значение для науки, хозяйства и фармацевтики. 

В пищу.Известно, что человек давно узнал о ценных для организма свойствах артемии и стал включать её в рацион питания. Большой популярностью в качестве кушанья рачки пользовались у американских индейцев, которые жили у берегов Большого Солёного озера на месте современного штата Юта. Кочевавшие к западу от дельты Нила арабы вылавливали рачков в солёных водоемах и готовили из них пасту, которая заменяла им мясо. 

Медицина.Отмирающие тельца рачков столетиями накапливаются на дне минеральных водоёмов, смешиваясь с илом и солью; в результате образуется грязь, которая обладает лечебными свойствами. Грязи, в состав которых входит артемия, используют в косметических целях, для лечения и профилактики кожных заболеваний, заболеваний опорно-двигательного аппарата и др. В научных кругах артемию рассматривают как сырьё для получения фармацевтических препаратов, корректирующих обмен веществ у человека и животных.

Аквариумистика и промышленное рыбоводство.Артемию используют как первоклассный высокопитательный корм для рыб, креветок, крабов, омаров, разводимых на рыбоводных заводах и фермах.

Корм для диких и сельскохозяйственных животных и птиц.В естественной природе артемией и её яйцами (цистами) питаются многие животные, а главным её потребителем является фламинго. Считается, что свой цвет розовый фламинго получил именно благодаря употребляемому в пищу рачку.

Сельское хозяйство.Яйца (цисты) артемии богаты хитозаном, благодаря чему их применяют в качестве органического удобрения для подкормки и профилактической защиты растений [3].

2. Практическая часть

Оборудование и принадлежности, необходимые для разведения артемий в домашних условиях.

Для выращивания артемий мы использовали набор «Питомец из Юрского периода» (см. Рисунок 6).

   

Рисунок 6. Набор «Питомец из Юрского периода»

Комплектация набора:

1. Пипетки Пастера с большим отверстием;

2. Мерные ложки;

3. Мерный стаканчик;

4. Морская соль (для эксперимента мы использовали поваренную соль);

5. Кварцевый песок;

6. Яйца Artemiasalina;

7. Корм для артемий (соевый лецетин);

8. Инструкция.

Обычные аквариумы из зоомагазина не очень подходят для разведения артемий, так как они слишком велики. Мы использовали стеклянные банки объемом 1 литр. Ни в коем случае не надо использовать металлические сосуды – они слишком легко окисляются в соленой воде и могут таким образом навредить науплиусам артемий. На производстве для инкубации цист рачка используют Аппарат Вейса [6].

Этапы работы:

1) приготовление растворов поваренной соли

Инкубаторы находились в помещении с достаточным освещением, температура воздуха в помещении 220С- 250С. Для инкубатора использовали водопроводную воду, предварительно отстоянную в течение суток. Далее мы приготовили растворы поваренной соли разной концентрации (см. Приложение 1):

Проба №1 – 2,4%

Проба №2 - 4,7%

Проба №3 - 7%

Проба №4 - 9%

Концентрацию раствора рассчитывали по формуле:

, где

2) взятие навесок цист и их инкубация

Взятие навесок цист Artemia salina массой 0,05 г. проводили на точных аналитических весах. Нам удалось выяснить примерное количество цист в 1 грамме - 220-240 тыс. шт. Т.е. в навеске массой 0,05г. количество цист колеблется от 11 – 12 тыс.шт. [7].

Закладка яиц в инкубатор была произведена 01.03.2020.

На следующий день (02.03.2020) в 13:00 в инкубаторе с концентрацией раствора 2,4% эмбрионы начали покидать оболочку цист (стадия «парашютиста»). В остальных инкубаторах с концентрацией 4,7%, 7%, 9% процесс выклева не зафиксирован.

3) отбор проб

Отбор проб для количественного анализа проводили 03.03.2020 – 06.03.2020. Предварительно взбалтывали воду в банке стеклянной палочкой для равномерного распределения личинок артемии по всему объему инкубатора, далее шприцом отбирали 5 мл раствора из общего объема 1 литр в пробирки (см. Приложение 2).

4) количественный подсчет

Количественный подсчет и определение стадии развития личинок в пробах проводили совместно со специалистом в лаборатории водных экосистем ИППЭС КНЦ РАН.

Для фиксации личинок в пробы добавляли 3-4 капли раствора Люголя, благодаря этому науплии обездвиживались. Далее пробу распределяли в камере Богорова и рассматривали при помощи бинокулярного микроскопа, проводили определение личиночной стадии (науплиус, метанауплиус) (см. Приложение 3). Данные фиксировали в дневник наблюдений (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Количество артемий в солевых растворах разной концентрации объемом 5 мл

Дата

Стадия

Проба №1

Проба №2

Проба №3

Проба №4

повторности

повторности

повторности

повторности

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

03.03.20

стадия

«парашютиста»

1

1

2

-

5

5

13

21

23

-

-

-

науплия

29

45

50

38

27

30

12

14

8

-

-

-

метанауплия

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

04.03.20

стадия

«парашютиста»

-

1

-

1

2

-

2

4

-

1

2

1

науплия

2

3

3

3

6

22

19

17

31

-

-

-

метанауплия

36

27

37

34

34

27

9

9

2

-

-

-

05.03.20

стадия

«парашютиста»

-

-

1

-

1

-

-

-

-

-

1

-

науплия

-

-

4

2

3

2

4

-

2

-

5

-

метанауплия

41

34

47

33

34

37

18

26

17

-

-

-

06.03.20

стадия

«парашютиста»

-

-

1

-

-

-

1

-

-

-

-

-

науплия

-

-

-

-

-

-

-

-

1

2

3

-

метанауплия

20

34

41

21

24

45

16

17

17

-

1

1

Провели расчет среднего значения особей в 5 мл раствора и пересчитали на объем 1 литр (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Среднее значение числа особей в пробах с разной концентрацией

Дата

Стадия

Проба №1

Проба №2

Проба №3

Проба №4

5 мл

1 л

5 мл

1 л

5 мл

1 л

5 мл

1 л

03.03.2020

стадия «парашютиста»

1,3

260

3,3

660

19

3800

-

-

науплия

41,3

8260

31,6

6320

11,3

2260

-

-

метанауплия

-

-

-

-

-

-

-

-

04.03.2020

стадия «парашютиста»

0,3

60

1

200

2

400

1,3

260

науплия

2,6

520

10,3

2060

22,3

4460

-

-

метанауплия

33,3

6660

31,6

6320

6,6

1320

-

-

05.03.2020

стадия «парашютиста»

0,3

60

0,3

60

-

-

0,3

60

науплия

1,3

260

2,3

460

2

400

1,6

320

метанауплия

40,6

8120

34,6

6920

20,3

4060

-

-

06.03.2020

стадия «парашютиста»

0,3

60

-

-

0,3

60

-

-

науплия

-

-

-

-

0,3

60

1,6

320

метанауплия

31,6

6320

30

6000

16,6

3320

0,6

120

В первый день подсчета (03.03.2020) в пробе № 1 и № 2 (концентрация соли 2,4% и 4,7%) зафиксировано наибольшее количество особей науплий. В пробе №3 количество артемий меньше, чем в первых двух пробах и преобладают особи в стадии «парашютиста». В пробе № 4 цисты в неизменном состоянии (см. Рисунок 7).

Рисунок 7. Количественные показатели особей в разных пробах 03.03.2020

Визуально размеры рачков увеличились. 04 марта 2020 анализ проб показал, в пробах № 1 и № 2 большинство особей на стадии метанауплиус. В пробе № 4 начался процесс выклева науплий (см. Рисунок 8).

Рисунок 8. Количественные показатели особей в разных пробах 04.03.2020

05.03.20 и 06.03.20 большинство артемий в пробах № 1,2,3 представлена стадией метанауплиус. В пробе №4 количество артемий незначительно (см. Рисунок 9).

   

Рисунок 9. Количественные показатели особей в разных пробах 05.03.2020 и 06.03.2020

Заключение

Вывод. Опытным путем нам удалось выяснить, что растворы соли концентрацией 2,4% и 4,7% являются оптимальными для роста и развития рачка. Артемии быстро растут и развиваются. Следует также учесть, что в растворе 2,4% концентрации процесс выклева начался раньше, чем в остальных растворах. Увеличение концентрации соли в растворе действует угнетающе на скорость инкубации и развитие артемии. Концентрация соли более 9% не подходит для полноценного роста и развития рачков.

Наша гипотеза подтвердилась, изменение концентрации соли влияет на скорость выклева Artemia salina.

Перспективы на будущее. В дальнейшем планируется провести исследования по изучению чувствительности артемии к нефти и нефтепродуктам в лабораторных условиях.

Список использованных источников и литературы

1. Костромина, Е.А. Влияние факторов среды (соленость, температура, освещение) на инкубацию Artemia salina в эксперименте / Е. А. Костромина // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2016. - № 42.

2. Клегг, Д. Артемия – наиболее перспективный кормовой организм / Д. Клегг // Рыболовство и рыбоводство. - 2002. - №2.

3. Артемия салина (Artemia salina), его особенности и применение [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ribnydom.ru/akvarium/artemiia-salina-artemia-salina-ego-osobennosti-i-primenenie.html

4. Габдулинова, К.Г. Рачок артемия как объект изучения на уроке окружающего мира с использованием цифрового микроскопа / К.Г. Габдулинова // Санкт-Петербургский образовательный вестник. - 2017. - № 9-10.

5. Ивлева, И. В. Биологические основы и методы массового культивирования кормовых беспозвоночных / И.В. Ивлева. - М.: Наука, 1969. - 167 с.

6. Котов, А.А., Боголюбов А.С. Методы исследований пресноводного зоопланктона: Методическое пособие для педагогов дополнительного образования и учителей / А.А. Котов, А.С. Боголюбов. - М.: Экосистема, 1997. - 14 с.

7. Цисты артемии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.artemia.ru/products/view/1

8. Ванюшин, И. И. Эта удивительная артемия / И.И. Ванюшин // Аквариум: журнал.- 1996. - № 4.

Приложение 1

Приготовление растворов поваренной соли

   

Приложение 2

Отбор проб

   
   

Приложение 3

Количественный подсчет

   
   
Просмотров работы: 74