XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022
ПУТЕШЕСТВИЕ В МИКРОМИР
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
Мы живём в современном мире, в котором существуют миллионы видов растений, животных, насекомых. Если у животных, обитающих в наземно - воздушной среде человек может проследить паразитов, то в аквариуме зачастую этого сделать невозможно, т.к организмы –паразиты обитающие в водной среде являются микроскопическими и прозрачными. Порой простые на первый взгляд вещи, с которыми мы сталкиваемся каждый день, хранят великие тайны.
У меня возник вопрос: « С чего всё началось, откуда появилась жизнь на Земле?» С этим вопросом я обратилась к научным статьям в интернете. Я решила провести исследовательскую работу и больше узнать о первых живых организмах, возникших на Земле.
Тема моей исследовательской работы: « Где найти начало жизни на Земле или микромир в капле воды»
1.1. Гипотеза: я предположила, что:
а) микроорганизмы, содержащиеся в воде, стали родоначальниками всего живого на планете;
б) инфузорию - туфельку можно найти в воде из аквариума.
1.2. Объект исследования – вода из аквариума. (искусственная экосистема)
1.3.Предмет исследования – простейшие организмы
1.4. Цель исследования: исследование условий, способствующих появлению простейших организмов на нашей Земле. Узнать, какие микроорганизмы обитают в пресной воде в аквариуме и являются ли они опасными.
1.5. Задачи исследования:
1. Ознакомиться с гипотезами ученых мира о происхождении жизни на
Земле.
2. Разработать и провести эксперименты в домашних условиях.
3. Исследовать воду из аквариума на протяжении 12-14 дней
4. Обобщить полученные данные и оформить материал в доступном виде.
1.6.Практическая значимость: знания, приобретённые мной в ходе исследований, пригодятся в старших классах при изучении биологии.
1.7.Оборудование:
Для рассмотрения воды под микроскопом вам понадобится:
Микроскоп (модель Damingzhi 6000x)
Аквариум 40 л
Рыбки "неоны"
Вода со дна аквариума;
Пипетка;
Предметное стекло;
Покровное стекло;
Салфетка (чтоб убрать излишки воды);
Пинцет и препаровальная игла
1.Теоретическая часть .
Как появилась жизнь на земле.
Результаты работы с научной литературой . Свою работу я начала с изучения статей на данную тему в интернете Вот что мне удалось выяснить.
Много, много лет назад наша Земля была очень неприглядной планетой. Её поверхность была раскалена, как сковородка. Из глубин Земли вырывались языки огненного пламени. Казалось, вся планета объята одним большим пожаром.
Но постепенно поверхность Земли остывала. Над ней появились облака. Со временем они окутали планету плотным кольцом. И однажды из этих облаков на Землю упала первая капля дождя. А потом начался такой сильный ливень, что он залил всю планету. Она превратилась в один большой океан. Именно здесь, в толще воды, которая окончательно охладила земную поверхность, и возникла жизнь. Первые живые организмы были очень маленькими, просто крохотными. Они состояли из одной клетки, то есть были одноклеточными. С этого события началась новая история планеты Земля. Меня очень удивило, что некоторые из первых одноклеточных существ дожили до наших дней такими же, какими они были сотни миллионов лет назад.
Из статей в интернете я узнала, что в 17 веке жил гениальный ученый-самоучка, первооткрыватель микробов, голландский биолог, которого звали Антонио Ван Левенгук. Он не был ученым, и образование его ограничивалось лишь средней школой. Микроскопия – это было просто увлечение Антонио Ван Левенгука, как сейчас говорят - хобби. Он изучил тайну возникновения жизни на Земле, и первый рассмотрел в микроскопе маленькую каплю воды. Он пришёл к выводу, что вокруг нас есть невидимая микро жизнь, и зарождается она в воде при наличии света, тепла и воздуха.
1.1 Кто такие микроорганизмы?
Микроорганизмами называют мельчайшие организмы, которые имеют различное строение и разнообразные биологические формы и свойства. К микроорганизмам могут относиться эукариоты и прокариоты. Эукариоты включают в себя Грибы, Простейшие, некоторые Водоросли. К прокариотам относятся Бактерии. Но не только их можно отнести сюда, есть особая группа организмов, в которой относятся неклеточные формы жизни – вирусы.
Микроорганизмы широко распространены в природы, и мы можем встретить их во всех четырех средах жизни:
1.Водной;
2.Почвенной;
3.Наземно – воздушной;
4. Организменной.
Многие микроорганизмы являются безобидными, но многие так же являются патогенными для человека и животных. Они могут вызывать болезни, поражать и портить продукты питания, разрушать окружающую среду, вызывать цветение воды и накапливать токсичные вещества.
Они так же хорошо приспосабливаются к действию факторов окружающей среды. Могут хорошо расти и развивать при температуре от -6 до +50-75С.
1.2 Микроорганизмы, обитающие в пресной аквариумной воде
Аквариум – маленькая искусственная экосистема
Аквариум – экосистема, потому что в нём есть все компоненты экосистемы. Её называют искусственной потому, что она создаётся человеком. Экосистема – единство живых организмов и их среды обитания, в котором живые организмы разных “профессий” способны совместными усилиями поддерживать круговорот веществ. В аквариуме должны быть организмы разных “профессий”?
Производители (“кормильцы”) – живые организмы (главным образом, растения), создающие органические вещества из неорганических, минеральных веществ.
Потребители (“едоки”) - живые организмы (главным образом, животные), использующие в качестве пищи готовые органические вещества.
Разрушители (“мусорщики”) - живые организмы (главным образом, бактерии и грибы, моллюски), использующие для питания остатки умерших организмов. Они перерабатывают органические вещества, разлагая их на более простые органические и минеральные вещества.
Аквариум - искусственно созданная маленькая экосистема. Эту систему, как и любую естественную, образуют живые организмы - растения, животные, микроорганизмы, а также элементы неживой природы - среды обитания - вода, грунт, воздух, свет.
Основными из которых могут быть:
1 . Мшанки (Bryozoa или Plumatella) Абсолютно не опасны и свидетельствуют об отличном качестве воды. Типа пресноводных кораллов. Не путать с гидрами. Отличаются от последних зафиксированным положением и пышным зонтиком. Питаются инфузориями. Отлично чистят воду. Иногда их даже специально разводят.
2. Гидры (Hydra) Опасна для мелких рыб из-за щупалец со стрекательными клетками, оставляет ожоги, может охотиться. Хищник. Обычно у гидры 6 шупалец и она медленно передвигается по аквариуму. Цвет от зеленоватого до белого. Охотно поедаются лабиринтовыми рыбами.
3. Инфузории Сувойки (Vorticella) Большую часть жизни сувойка проводит в прикрепленном к субстрату состоянии. Безвредные сидячие инфузории, имеющее форму колокольчика на длинном стебельке, их тело лишено ресничек. Питаются мелкими взвешенными в воде органическими частицами (например, бактериями, детритом). При бесполом размножении в результате деления образуются снабженные венчиком ресниц свободноплавающие «бродяжки», которые затем образуют стебелёк и прикрепляются к субстрату. Среди органических существ есть такие уникальные создания природы, строение которых чрезвычайно примитивно, но именно они когда-то давно, миллиарды лет назад, дали толчок развитию жизни и от них произошли более сложные организмы. Я прочитала, что инфузория – туфелька обитает почти в каждом водоёме со стоячей водой, особенно, с опавшей листвой и гниющими органическими веществами, где она питается размножающимися там бактериями. Инфузория – туфелька относится к простейшим организмам. Своё название «инфузория –туфелька» получила от формы тела, которая напоминает дамскую туфельку. Инфузория имеет удлиненное тело длиной 0,1–0,3 мм, форма которого постоянна. Все её тело покрыто продольными рядами многочисленных коротких ресничек, при помощи которых туфелька плавает тупым концом вперед.
Инфузория туфелька отличается от других простейших сложностью внутриклеточной организации. Ближе к переднему концу тела инфузории находится постоянное углубление – перистом (ротовая воронка), которое ведет в глотку. Реснички желобка постоянно работают, создавая ток воды. Вода подхватывает и подносит ко рту основную пищу туфельки – бактерий. Через глотку бактерии попадают внутрь тела инфузории. В цитоплазме вокруг них образуется пищеварительная вакуоль. Переваривание пищи и усвоение питательных веществ у туфельки происходит так же, как и у амёбы. Непереваренные остатки выбрасываются наружу через отверстие. Двигаясь в воде, инфузория – туфелька способна делиться, то есть размножаться. Она живая! А ещё я узнала, что она является пищей для личинок рыб, и её разводят в рыбоводческих хозяйствах.
4. Инфузория трубач (Stentor) Крупный красивый вид инфузорий, форме тела напоминает трубу, широко раскрывшуюся на одном конце. При малейшем раздражении, в том числе механическом (например, постукивание карандашом по стеклу, где имеется капля воды с трубачами), тело их резко и очень быстро (в долю секунды) сокращается, принимая почти правильную шарообразную форму. Пищевые объекты у трубача: мелкие простейшие (например, жгутиковых), одноклеточные водоросли и т.п. то есть никакой опасности для обитателей аквариума не представляет.
5. Коловратки (Rotatoria)и Philodina На фото вид Euchlanis. Коловратки - пресноводный планктон, беспозвоночные билатеральные организмы, размером от 0,03 до 2 мм, корм для выкармливания молоди большинства видов рыб. Свое название получили благодаря расположенному на переднем конце головы коловращательному аппарату, с помощью которого коловратки передвигаются и захватывают пищу: микроводоросли, бактерии и органический ил. Способствуют очищению воды.
6. Цианобактерии или сине-зеленые водоросли отличаются от прочих патогенных микроорганизмов тем, что обладают свойствами бактерий, а также водорослей, хуже подвергаются лечению. Наличие органических и питательных веществ. Встретиться с цианобактериями в аквариуме можно, если не проводить своевременную чистку емкости. Такие действия для аквариума своими руками проводят все опытные аквариумисты.
7. Круглые черви (нематоды) большая группа нитевидных червей, которых называют также круглыми червями. Среди них есть как свободно живущие, так и паразитические виды. Непаразитические нематоды - это красно-коричневые черви с несегментированным телом длиной 1-3см. Иногда они заселяют субстрат и биологический фильтр. Их можно занести в аквариум вместе с живыми кормами, и они совершенно безвредны. Если они становятся слишком многочисленными, это свидетельствует о том, что необходимы коррективы в гигиене аквариума и режиме кормления рыб. Эти улучшения - единственное, что необходимо для снижения численности нематод.
8. Червь Эолосома
Род мельчайших кольчатых червей,не путать с планариями.
Прозрачный червь,очень тонкий ,длиной 1,5-2мл.Они обитают в пресноводой среде в различных частях света.
1.3 Условия, необходимые для существования микроорганизмов в воде
Для большинства обитателей водной среды, благоприятными условиями являются:
1.Тепло;
2.Свет;
3.Химический состав;
4.Наличие органических веществ;
5.Нерегулярная подмена воды.
6.Отсутствиефильтра.
3. Исследовательско-практическая работа
2.1«Микромир в капле воды»
Мы познакомились с представителями микрофауны в теории. Теперь я предлагаю посмотреть на них в микроскопе.
Перед началом работы я познакомлю вас с техникой безопасности и правилами работы с микроскопом.
Техника выполнения работы.
1. Берем пипетку.
2. Набираем в пипетку воду.
3. Капаем каплю воды на предметное стекло.
4. Покрываем каплю покровным стеклом.
5. Излишки воды убираем фильтровальной бумагой.
6. Ставим препарат на предметный стол микроскопа.
7. Настраиваем изображение и смотрим результат.
Практическая значимость работы заключается в том, что полученные данные можно использовать при разведении водных животных в домашних условиях, и контролировать разведение микромира в аквариуме. А так же это хорошая возможность узнать об опасных, микроскопических организмах, прививая всем основы гигиенических навыков при работе с различными домашними водными животными.
Я решила провести опыты по исследованию воды в аквариуме
Все знают, что за аквариумом нужен уход. Рыбкам нужен воздух, теплая чистая вода и свет. Я наблюдала и исследовала воду из аквариума в течении 12-14 дней, и поняла что если долго не менять воду в аквариуме, то стенки в нём начинают покрываться зеленым налетом, на дне собирается осадок. Из интернета я узнала, что для разведения микроорганизмов нужна среда загрязненного аквариума, свет, тепло и доступ воздуха.
Исследование воды, взятой из аквариума.
Пробы воды и мазок со стекла и со дна были собраны в определенные дни после чистки аквариума.
1день,2день ,4 день,6день,8 день,12день и 14 день
Толща воды
Вода из фильтра
Мазок со стекла
Мазок со дна
Наблюдения:
Я наблюдала за водой в аквариуме в течение 2 недель и заметила, что со временем начинает появлятся небольшой налет на стенках аквариума,его дне и в фильтре,вода немного мутнеет.
Исследование:
Я брала пробу воды каждые 2 дня и смотрела за изменениями происходящими в ней.
|
Проба |
День1 |
День2 |
День3 |
День4 |
День5 |
День6 |
День7 |
День8 |
День9 |
День10 |
День11 |
День12 |
День13 |
День14 |
|
Толща воды |
- |
- |
- |
Частичный мусор |
Непонятные образования без |
- |
- |
|||||||
|
Вода из фильтра |
- |
- |
- |
инфузории |
Инфузории |
Инфузории Клещ амбарный |
нематода |
|||||||
|
Мазок со стекла |
- |
- |
- |
- |
Инфузории, |
Инфузории, нематода, коловратка эвглена зеленая |
Инфузории, нематода, коловратка |
|||||||
|
Мазок с грунта |
- |
- |
- |
- |
Инфузории сувойки и трубач |
Червь Эолосома |
Цианобактерии |
Просмотрели воду через 2 недели и не обнаружили никого, кроме инфузории – туфельки. Заметно было ,что на стенках аквариума образовался мутный налет. Воду просмотрели в микроскоп, но не обнаружили никого кроме инфузории – туфельки. Но решили просмотреть налет со стенки аквариума и взяли пробу воды из фильтра и ил который образовался на искуственных коралах .
Препаровальной иглой сняли часть налета и поместили на предметное стекло, затем капнули водой и расправили налет. Поместили микропрепарат на предметное стекло и увидели интересный мир микроорганизмов
Я увидела этих «мельчайших зверьков», так называл одноклеточных первооткрыватель микромира Антонио Ван Левенгук.
Они двигались, ползали и даже бегали. Их тела прозрачны. Под микроскопом видны ножки, головки и усики. Они необычны, у них свой мир, они появились и живут в воде.
Мы смогли зафиксировать многоклеточный микроскопический организм – коловратка Филодина (Philodina)
Таблица 1. Виды коловраток
Филодины обычно держатся в иле пресноводных водоемов, их можно иногда обнаружить среди иловых частиц на дне аквариума. Их легко обнаружить под микроскопом, если рассматривать данный ил.
Питаются филодины водорослями и бактериями. Добавка в культуру дрожжей угнетает их рост. Средняя продолжительность жизни равна 27 суткам.
Филодин можно культивировать совместно с инфузорией-туфелькой на банановых корках с добавлением в культуру молока.
Малькам рыб нужно давать сытых филодин, которые плавают в толще воды, голодные же опускаются на дно или сидят на стенках аквариума.
В основном коловратки не несут какого то вреда для организмов живущих в аквариуме, но они являются переносчиками бактерий, и бактерии могут быть опасны для водных обитателей и для человека.
3. Рассмотрели инфузорию – туфельку и эвглену зеленую, которыми питаются коловратки. Сами эти Простейшие никакого вреда не несут.
2.2 Результаты эксперимента
Проверив аквариумную воду, были обнаружены несколько микроорганизмов:
1.Инфузория сувойка Vorticella;
2.Инфузория трубач Stentor
2.Коловратка Филодина;
3.Эвглена – зеленая;
4. Червь Эолосома.
5. Амбарный клещ
6. Амеба
Заключение
Результаты моих опытов не только удивили меня, но и немного напугали. Неужели в воде столько живых организмов? Сразу же вспомнились слова о том, что нельзя пить грязную воду, что посуду, из которой мы едим, надо мыть очень тщательно, что надо мыться после того, как побывали на водоеме. В любом аквариуме, какие бы условия не создавались, будет обитать множество микроорганизмов. Микроорганизмы могут быть опасными и могут быть довольно полезными. Некоторые могут вызывать болезни, другие могут заменить любые мощные фильтры. И все они обитают при основных условиях, в которых обитают наши домашние любимцы.
Оказывается, что прозрачные микроорганизмы, которые я увидела в капле воды были жители невидимой глазу микрогаллактики!
Выполнив эту первую исследовательскую работу, я сделала для себя первое научное открытие, чтомикромир - это мир предельно малых объектов, в котором живут атомы, молекулы и другие частички, которые нельзя увидеть без специальных приборов и жизнь действительна могла зародится в невидимом глазу мире, со своими законами и развитием.
Я хочу и дальше познавать чудесную микрогалактику и уверена, что впереди меня ждут ещё много открытий. Закончить свою работу я бы хотела необычным стихотворением ,которое на мой взгляд очень подходит для выбранной мной темы.
Ракета и травинка
Прошу мне ответить
без всякой заминки
ракета сложней
или проще травинки?
Вы скажете сразу:
ракета сложнее.
Она и нужнее,
она и важнее.
Она состоит из мильона деталей!
Ее миллион человек собирали.
Тогда вам услышать,
быть может, в новинку,
что сделать нельзя
полевую травинку.
Верней, для травинки
найдутся детали,
но вы соберете травинку едва ли.
Вам даже не сделать
пустяшной соринки –
кусочка от этой
зеленой травинки.
Выходит, травинка
сложней чем ракета.
Как просто всё это.
Как сложно всё это!
БОЛЬШАЯ ПРОСЬБА ПРОСМОТРИТЕ ВИДЕО МОЕЙ РАБОТЫ
https://drive.google.com/file/d/1mCRZBaVeWa2T5g9wok6kLT35iIyiedqV/view?usp=sharing
Список использованных источников и литературы.
1. Большая детская иллюстрированная энциклопедия. Москва. Эгмонт Россия
2.Детская энциклопедия К. Роджерс «Микромир» Росмен-Пресс,2016
3. Детская энциклопедия Джииннини Джонсон «Открой мир вокруг себя.
Динозавры» ООО «Де Агостине» 2010
ЛТД. 2001
4. «Микромир. 4D Энциклопедия в дополненной реальности»
5. А. А. Плешаков. Окружающий мир, учебник для 3 класса. М.:
Просвещение,2009.
6. А.А. Плешаков От земли до неба: атлас – определитель для начальной
школы. М.: Просвещение,2000.
7. Ф. Полканов. «Подводный мир в комнате » М.: Просвещение 1970
8. Интернет ресурсы
Википедия. Свободная Энциклопедия
https://ru.wikipedia.org/wiki/
http://aquariumistika.ru/?page_id=713
https://www.ivi.ru/watch/zhizn_v_mikromire
Некоторые способы разведения инфузорий туфелек //Акваловер
http://www.aqualover.ru/fauna/some-methods-of-infusorian-slippercultivation.html
Приложение1
В процессе...
Червь Эолосома
Инфузория Трубач
Циаонобактерии
Циаонобактерии
клещ
Коловратка
Инфузория
Цианобактерии
Коловратка Филодина и нематода
Инфузория
Инфузория
Эвглена
\
Коловратка