XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Выращивание рачков Артемии салина в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность темы. Рачки Артемии широко применяются для кормления аквариумных рыб, а также как биодобавки в медицине поэтому их выращивание в домашних условиях вызвало у меня интерес. После участия в научном проекте «Умный Челябинск», на курсе «микро-мир», где каждый из участников получил в подарок ампулу с цистами Артемии салина (Приложение А) было принято решение проверить опытным путем, можно ли их вырастить в домашних условиях. Узнать насколько это сложно, понаблюдать за ними. Появилось желание увидеть, как они растут и развиваются и узнать до какого размера они могут дорасти. Так зародилась идея участия в исследовательской работе по созданию инкубатора и выращиванию рачков в домашних условиях.
Цель исследовательской работы: изучить особенности выращивания рачков Артемия салина в домашних условиях и проверить опытным путем возможность их разведения.
Задачи исследования:
- изучить теоретические основы развития и полезные свойства Артемии салина;
- провести практическую работу по выведению рачков.
Гипотеза: при создании благоприятной среды в домашних условиях возможно выращивание рачков Артемия салина.
Методами исследования стали эксперимент, наблюдение, сравнение, обобщение и анализ.
2. Основная часть
2.1 Зарождение рачков Артемия салина и их полезные свойства
Артемия салина появилась на планете Земля в одно время с динозаврами около 100 миллионов лет назад и, в отличие от крупных животных, даже и не думает вымирать.
Артемия — это небольшой жаброногий рачок, который живет в солёных озёрах и водоемах по всему миру. Этот вид рачков впервые был описан известным шведским учёным Карлом Линнеем в 1758 году.
Название этого существа в переводе с греческого означает – абсолютно здоровая, красивая. Артемии приходится соответствовать этому названию, ведь горько‐солёные озёра – суровая среда её обитания, требуют абсолютного здоровья. Концентрация различных солей в таких озерах настолько высока, что кроме этих рачков в столь агрессивной среде не выживают другие представители царства животных.
Артемия обитает в озёрах Китая, Казахстана, Сибири и многих других регионов. Однако исследования показали, что лишь в соленых озерах Сибири она обладает максимально лечебными свойствами, благодаря высокому уровню содержания биологически активных веществ.
Человечество уже несколько сотен лет использует этих рачков. Известно, что кочевые народы Америки и Азии употребляли их в пищу, приготавливая различными способами. В наши дни местное население окрестностей соленых озер кормит этими рачками домашнюю птицу и скот. Но самое главное - Артемия стала лучшим и незаменимым кормом для рыб в рыбных хозяйствах и аквариумистике. Благодаря высокому уровню питательности, а также длительной жизнеспособности цист, эти рачки в настоящее время - самый ценный и удобный корм.
Из-за необычного строения тела и биологических особенностей Артемия привлекала внимание ученых, которые изучали её не только на земле, но и в космосе. Для всех любителям аквариумов Артемия известна не в качестве интересного, с научной точки зрения, организма, а как незаменимый корм для молодых рыб.
Всем, кто бывал на соленых озерах, в том числе и Челябинской области (Соленый кулат, озеро Дунино и др.) наверняка запомнилась особая, «лечебная» грязь вокруг таких водоемов и на их дне. Как известно, в таких местах существуют целые курорты. Значительную часть этой лечебной грязи составляют отмершие рачки. На пересохших участках на берегах соленых озер можно наблюдать огромные скопления умерших рачков.
2.2 Использование Артемии салина в медицине
Из рачков Артемия салина делают биологически активные добавки и лекарственные средства. Измельченные в порошок яйца Артемии применяются для производства биологически активной добавки Кавесан, которая богата нуклеиновыми кислотами. Кавесан используется для укрепления организма, обновления клеток тела человека и восстановления сил. Также Артемия salina используется в косметологии для приготовления различных средств по внешнему уходу.
Ценность рачка Артемии для медицины состоит в его химическом составе: жирные кислоты и гормоны, витамины и аминокислоты и главный компонент нуклеиновая кислота. Особенно много её в икре. Цена за килограмм икры Артемии сравнима с ценой чёрной икры осетровых рыб. Но икринки рачка на хлеб не намажешь. Каждая икринка рачка заключена в крепчайшую хитиновую оболочку, а сама икра очень мелкая и напоминает серый речной песок. Икру рачка выносит на берега озер в августе‐сентябре. В хороший сезон с берега горького озера можно собрать до трех тонн данного сырья. Далее его промывают, сушат и по особой технологии перемалывают (нуклеиновая кислота не любит высокой температуры, так как фрагменты ДНК при нагревании разрушаются). Мелкодисперсный порошок икры рачка используют для производства пищевых добавок, а известные производители дорогой ухаживающей косметики включают её в кремы и лосьоны.
Лечебный эффект от применения нуклеиновых кислот врачам был известен ещё в 19 веке. Самые тяжелые заболевания лечили нуклеотидами, даже холеру и сибирскую язву. Еще до изобретения пенициллина нуклеиновой кислотой спасали больных с инфекциями, вызванными стафилококком и стрептококком. Затем мир потрясло открытие: фрагменты ДНК несут в себе информацию о генофонде организма. И лечебные свойства нуклеиновой кислоты были на время забыты.
Но и сегодня препараты из Артемии салина учёные и врачи используют, как эффективное дополнительное средство в комплексном лечении множества трудных болезней, а также в качестве профилактики, снижающей биологический возраст человека и ускоренно восстанавливающей организм после болезней.На базе ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт гигиены» так же проводилось клиническое изучение биологически активных веществ из цист Артемии салина. Результаты экспериментов показали повышение общей устойчивости и сопротивляемости организма к стрессовым факторам и ускорению заживляющих процессов в коже.
По результатам комплексной терапии в раннем восстановительном периоде после мозгового инсульта, проведенной в ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, установлено, что применение в лечебном комплексе биологически активного препарата на основе цист Artemia Salina хорошо влияет на состояние белкового обмена и регулирует показатели липидного спектра.
Иммунолог, профессор Рахим Хаитов и Заведующий лабораторией клинической иммунологии ГНЦ «Институт иммунологии ФМБА России» Борис Пинегин считают, что «главным лечебным свойством нуклеиновых кислот является стимуляция процессов обновления клеток иммунной системы.
2.3 Общая характеристика жизненного цикла Артемии салина
Жизнь рачков Артемия салина в природе коротка, всего 4-5 месяцев, тело достигает в длину 10-12 мм у самок и 8-10 мм у самцов. Взрослые рачки имеют три глаза и 11 пар ног. Рачок Артемия никогда не спит. Чтобы дышать и питаться, она должна постоянно двигаться. Личинка Артемии способна выживать при температурах воздуха до -190°C и кипячение при 105°C в течение 2-х часов.
У рачка Артемия салина есть самцы и самки. Жизнь любой Артемии салина начинается с откладывания самкой яиц. За один раз она способна выпустить в свободное плавание от 150 до 200 будущих рачков.
В зависимости от условий окружающей среды, может быть 2 типа яиц Артемии:
- с тонкими стенками. Молодые рачки проклёвываются сразу же после достижения нужного этапа развития.
- с толстой оболочкой. Такие яйца формируются только в случае пересыхания водоёма или увеличенной количестве соли в нём. Они могут оставаться неподвижными в течение нескольких лет и начнут развиваться только при попадании в подходящую воду.
Стадии развития рачков Артемия салина изображены на рисунке в «Приложении Б». Из отложенных яиц вылупляются личинки. Они очень мелкие и не каждый сможет увидеть их невооружённым глазом. У них есть орган зрения, который помогает найти дорогу к солнечному свету. При дальнейшем развитии у рачков появляются ещё два глаза и лапки.
Замершая зародышевая стадия развития артемий, вызвана агрессивной внешней средой. Зародыши могут находиться в состоянии покоя на протяжение нескольких десятков лет, пока не окажутся в благоприятных для себя условиях. Спящие цисты (зародыши) Артемии салина изображены на рисунке в «Приложении В». Именно спящие цисты широко используются для продажи.
Цисты очень малы, всего 0,2–0,25 мм в диаметре. Внешняя оболочка надёжно защищает как от сильных морозов, так и от летнего зноя. Кроме того, она имеет шероховатую поверхность, позволяющую прицепляться, например, за перья птиц. Так Артемии переселяются на дальние расстояния.
В подходящих внешних условиях (температура воды, солёность, освещённость) цисты активно впитывают воду и раздуваются в небольшие шарики, что обеспечивает рост эмбриона. Уже через несколько дней оболочка прорывается и на свет появляется молодая Артемия (науплия), ещё завёрнутая в зародышевую плёнку (Приложение Г). Внешне она отличается от взрослых особей, имеет небольшое удлиненное тело (около 0.5 мм) и две антенны усики по бокам головы, с помощью которых плавает и проталкивает пищу к ротовому отверстию. На голове расположен примитивный глаз, различающий свет от тени. Он позволяет Артемии видеть в пространстве и плыть в освещённые области, где больше всего пищи. Науплии питаются водорослями, бактериями и дейтритом. По мере развития тело удлиняется, по бокам появляются ряд конечностей — грудные ноги-вёсла, а на голове развиваются два сложных глаза (Приложение Д).
В ювенальной стадии развития артемий они внешне выглядят как маленькие копии взрослых. Грудные ноги-вёсла могут выполнять функции передвижения, кормления и дыхания. Усики-антенны уменьшаются и теряют своё начальное значение. По мере взросления начинают проявляться различия полов. У самок появляется припухлость в нижней части тела — формируется яичный мешок, у самцов начинают расти вторые усики на голове, которые превратятся в клешни, с помощью которых они будут удерживать самок во время спаривания (Приложение Е).
Взрослые Артемии достигают в длину 10–12 мм. Самки немного крупнее, а их яичный мешочек хорошо виден без увеличения. Самцы имеют большие клешни на голове. Продолжительность жизни во взрослой стадии составляет около 4-х месяцев. Артемии способны давать потомство (до 300 яиц-цист) каждые четыре дня. Когда условия внешней среды благоприятны, на свет появляются уже активные зародыши, которые вылупляются из своих цист ещё в теле самки. Средние ноги рачка длиннее, а к передним и задним сегментам они уменьшаются. Конечности несут сразу несколько функций.
Во-первых, они используются для плавания. Артемии плавают спиной вниз, при помощи движения ног, брюшка и тельсона (так называется задний вырост тела).
Во-вторых, конечности благодаря своим внутренним выростам, служат образуют желобок, по которому пища продвигается к ротовой полости.
И в-третьих, ветвистые конечности выполняют роль жабр (отсюда и название класса «жаброногие»), то есть ноги используются для дыхания.
Если условия меняются, например, происходит высыхание или замерзание водоёма, снижается уровень кислорода, повышается солёность и т. д., то организм артемий начинает вырабатывать специальные гормоны, активирующие особые железы внутри яичного мешочка. Вокруг эмбриона создаётся защитное покрытие, а его развитие останавливается. После чего в воду выбрасываются спящие цисты.
3. Практическая работа по выведению рачков
Исследование было проведено с 20.05.2023 по 15.07.2023г. Инкубатор для выращивания Артемии был изготовлен на основании способа, который представлен на видео с канала YouTube [5]. Для изготовления были использованы две пластиковые бутылки объемом по 1,5 литра, капельницы, канцелярский нож, ножницы, плоскогубцы и гвоздь. От первой бутылки отрезается верхняя часть в узком месте. Эта бутылка выполняет роль подставки. От второй бутылки необходимо отрезать донышко. В крышке бутылки при помощи гвоздя проплавляется отверстие для капельницы. Гвоздь для этого зажимается плоскогубцами и нагревается над огнем свечи, затем проделывается отверстие в середине крышки и зачистить края ножом. Затем от капельницы отрезается резинка 6-8 мм для уплотнения соединения в крышке. В отверстие вставить резинку, в резинку соединитель от капельницы, чтобы было плотно. Шланг от капельницы вставить в соединитель. В подставке необходимо проплавить отверстие для капельницы на высоте 3 см от дна и вставить шланг в него. Вторую бутылку следует опустить в подставку. Для устойчивости инкубатора в подставку можно наложить камни. При помощи скотча закрепляем верхнюю часть инкубатора и подставку. Конец шланга от капельницы присоединяется к компрессору, откуда снизу в инкубатор поступает воздух. Донышко от бутылки выполняет функцию крышки, чтобы вода не разбрызгивалась. В приложении Ж представлено фото готового инкубатора для выращивания Артемии салина. Также рачков можно выращивать в обычном пластиковом контейнере, который видно в приложении З. В ходе исследования были опробованы оба способа выращивания.
Оборудование: вода комнатной температуры, термометр, морская соль, цисты Артемии салины, кварцевый песок, контейнер для разведения рачков (Приложение И).
Для приготовления среды обитания Артемии необходимо использовать пресную питьевую воду и растворить в ней морскую соль. Концентрация соли примерно 50 граммов на один литр воды (Приложение К). В приложении Л хорошо видно, как выглядит цисты в спящем режиме. Аналогичным способом готовится питательный раствор для Артемии салина в пластиковой коробке, куда засыпаются цисты рачков (Приложение М).Через 8 часов можно наблюдать, как цисты наполнились водой и раздулись в шарики. Что говорит о благоприятных условиях выращивания Артемии.
После заполнения контейнера для разведения рачков солевым раствором, кварцевый песок нужно высыпать на дно контейнера.
Далее цисты Артемий рассыпали на поверхности воды из расчёта 2 г. на 100 мл. После этого перемешивали цисты для равномерного распределения по всему объёму контейнера.
Контейнер с цистами помещается под настольную лампу. В темноте рачки не вылупляются. Науплии вылупились через 24 часа (Приложение Н). После первых суток в цисте образуется щель, через которую постепенно выходит эмбрион, окруженный оболочкой. Еще через одни сутки зафиксирован выход науплиусов, отсоединение их от оболочки яйца. Рачки из инкубатора тоже вылупились через 24 часа. Процесс выхода науплий в инкубаторе и в коробке не отличался. Разница в том, что в инкубаторе вода обогащена кислородом за счёт компрессора, она остаётся чистой и прозрачной и не имеет неприятного запаха. А в контейнере вода помутнела и появился неприятный запах.
Через двое суток после выклева науплий, производилось кормление их сухими хлебопекарными дрожжами, которые предварительно разводились небольшим количеством жидкости и разбрызгивались на поверхности воды (Приложение О). Каждые два дня производился долив свежей воды с нужной концентрацией морской соли.
На шестой день наступила линька молодого рачка и меняется его цвет на более темный, он питается, растет, тело удлиняется. Внешний вид рачков на шестой день отображен в приложении П. В приложении Р отображен внешний вид рачков Артемии на 18 день.
Один раз в 2−3 дня необходимо доливать в ёмкость с рачками немного чистой пресной воды, чередовать с соленой. Делается это для того, чтобы пополнить запасы жидкости после её испарения. При правильном содержании, продолжительность жизни рачков составляет 4-5 месяцев. Через 18-30 дней самки могут начать откладывать яйца каждые 5-7 дней.
4. Выводы
Таким образом, при создании оптимальных условий, Артемий возможно вырастить в домашней среде, причём без особого оборудования. Практика показала, что это процесс несложный и укладывается в небольшую последовательность действий. Освещение влияет на рост и развитие этих рачков, хоть на свету и в тени процесс происходит почти одновременно, в отсутствии освещения рост рачков замедляется. Сравнивая процесс выращивания рачков в инкубаторе и пластиковом контейнере, можно выделить преимущество инкубатора. Оно состоит в том, что через сливную трубку можно слить воду вместе с рачками через сачок, процедить, рачки останутся в сачке. Их можно отправить на корм рыбкам, а цисты, которые не вылупились, остаются плавать на поверхности и останутся в бутылке.
-
Заключение
В ходе проделанной исследовательской работы был самостоятельно изготовлен инкубатор для выведения и выращивания рачков Артемия салина.
В процессе работы были получены следующие знания и сведения:
-
Во время исследования рачки прожили 4-5 месяцев и никогда небыли замечены в спящем состоянии.
-
Изготовление инкубатора для выращивания Артемии салина в домашних условиях - несложный процесс.
-
При создании благоприятной среды в домашних условиях, личинки Артемии салина вылупляются через 24 часа.
Выращивание рачков в домашних условиях стало увлекательным экспериментом и принесло много радостных эмоций. Было интересно наблюдать как рачки вылупляются из яиц и растут, кормить их. Надеюсь, сверстникам понравится проведенная работа и описанные наблюдения.
-
Список литературы
-
Богатова И.Б., Шмакова З.И., Печникова Н.В. Инкубация яиц Artemia salina L. в промышленных масштабах // Освоение теплых вод энергетических объектов для интенсивного рыбоводства. – Киев, 1980. – С. 245–248.
-
Воскресенский К.А., Хайдаров И.Ш. Стимуляция выклева науплиусов из яиц артемии // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биология, почвоведение, 1967. – № 1. – С. 3–11.
-
Догель В.А. Зоология беспозвоночных / В.А. Догель. – М.: Высш. школа, 1981. – 312 с.
-
Ивлева И.В. Биологические основы и методы массового культивирования кормовых беспозвоночных. – М.: Наука, 1969. – 170 с.
-
Изготовление инкубатора для выращивания Артемии салина https://www.youtube.com/@user-uf1dr6ht1v.
-
Литвиненко Л.И., Литвиненко А.И., Бойко Е. Г. Артемия в озерах Западной Сибири. – Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 2009. – 304 с.
-
Свободная энциклопедия ВИКИПЕДИЯ http://ru.wikipedia.org/wiki/Artemia_salina.
Приложение А
Вручение ампул с цистами Артемии салина участникам научного проекта «Умный Челябинск»
Приложение Б
Этапы развития рачков Артемии салина
Приложение В
Спящие цисты Артемии салина
Приложение Г
Науплии (личинки) Артемии салина
Приложение Д
Молодые особи Артемии салина
Приложение Е
Взрослые особи Артемии салина
Приложение Ж
Инкубатор для выращивания Артемии салина
Приложение З
Инкубатор с Артемией и контейнер с Артемией
Приложение И
Оборудование для исследования
Приложение К
Приготовление среды обитания Артемии
Приложение Л
Цисты Артемии салина в спящем режиме
Приложение М
Приготовление питательного раствора для выращивания Артемии салина в пластиковом контейнере
Приложение Н
Появление науплий через 24 часа
Приложение О
Кормление науплий
Приложение П
Внешний вид рачков Артемии на 6 день
Приложение Р
Внешний вид рачков Артемии на 18 день