Наблюдения за изменениями состава микроскопических животных в сенном настое и настое банановой кожуры
Всероссийский конкурс экологических проектов «Экопатруль»
Наблюдения за изменениями состава микроскопических животных в сенном настое и настое банановой кожуры
Трек «Юные исследователи»
1-4 класс
Автор:
Самойлова Елизавета Михайловна,
МБУ ДО «ДЭБЦ»
Лицей№103 «Гармония», 4 «л» класс
Руководитель:
Сомова Ольга Геннадьевна,
педагог дополнительного образования
МБУ ДО «ДЭБЦ»
89135662851
Somovaolga_09@mail.ru
Г. Железногорск-2021
Содержание
Введение ………………………………………………………………3
Глава 1. Обзор литературы …………………………………………..4
1.1. Условия разведения простейших……………………….……..4
1.2. Описание животных настоев………………..…………………5
Глава 2. Практическая часть………………………………………….5
2.1. Изготовление настоев …………………………………….……...5
2.2. Результат исследования………………………………………….6
Выводы……………………………………………………………….10
Список литературы…………………………………………………..10
Приложения ………………………………………………………….11
Введение
Актуальность. В курсе школьной программы на изучение простейших отводится мало времени, в течение одного учебного часа невозможно изучить многообразие и жизнедеятельность этих организмов. Кроме того, изучая тему «пищевые цепи», мы поняли, что простейшие – важное звено пищевой цепочки [2]. Поэтому мы решили изучить представителей подцарства Простейших на дополнительных занятиях по экологии. Подбор наиболее эффективного настоя необходим для увеличения скорости появления простейших и разнообразия видового состава.
Проблема. Низкая скорость появления простейших разных групп в разные промежутки времени, что затрудняет использование их на уроках биологии.
Гипотеза. Скорость развития простейших на банановом настое выше, чем на сенном.
Цель - наблюдения за изменениями состава микроскопических животных в сенном настое и настое банановой кожуры.
Задачи:
1. Поставить эксперимент по наблюдению за изменением состава животных в настое банановой кожуры.
2. Определить видовой состав животных с помощью светового микроскопа.
3. Сравнить состав животных сенного настоя и настоя банановой кожуры.
Объект. Настои микроорганизмов.
Предмет. Животные в настоях.
Основное содержание
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Условия разведения простейших
Большое влияние на рост культуры простейших оказывают продукты их собственного метаболизма. Наблюдения за ростом простейших показали, что рост инфузорий прекращается задолго до того, как израсходованы питательные вещества, что связано с увеличением в среде продуктов. В лабораторных экспериментах показано, наличие в среде метаболитов простейших приводит к их инцистированию или конъюгации, несмотря на наличие в среде достаточного количества пищи. В связи с этим среду необходимо постоянно обновлять.
Существует множество способов разведения туфелек, на банановой кожуре, на сене, на молоке, на сушенных листьях салата и на пекарских дрожжах и т.д [2].
Простейших можно разводить в искусственных условиях в сенном настое [3]. Можно наблюдать представителей разных групп - инфузории (Infusoria), отряд Эвгленовые (Euglenoidea), коловратки (Rotatoria). Для этого в чистую банку кладут 20 г лугового сена на 2 литра воды из-под крана, доливают аквариумную воду 100 мл. Через 5—7 дней жидкость зеленеет из-за громадного количества размножающихся в ней жгутиковых. В культуру следует раз в месяц наливать 1/4 объема свежей воды; содержать ее следует на свету. Через 14 дней появляются инфузории туфельки, через 21 день - коловратки и сохраняются в течение 2-3 месяцев. Можно рассмотреть этапы изменения организмов в сенном настое (рис.1). Точнее можно посмотреть по графику (рис.2).
2. 
Рис.1. Этапы изменения организмов в сенном настое
На молоке культура туфелек, размножается и развивается более быстро, но и пропадает достаточно быстро [2]. На банановой кожуре (которой нужно совсем чуть-чуть S=1-3 см2) культура и живет дольше, но и разводиться по дольше, но есть огромный плюс, молока в доме может не оказаться, а кожуру спелого банана нужно высушить и можно использовать довольно долго.
Любое живое существо, даже одноклеточное, нуждается в питании. Не исключение и инфузория-туфелька. Питательной средой для неё являются микроорганизмы. Значит, требуется подготовить среду, где они будут находиться в достаточном числе. Берите любую ёмкость и наливайте туда аквариумную воду. Старайтесь собрать её поближе к поверхности там, где наружу выходят растения. Почти в каждом аквариуме со сформировавшейся биологической структурой уже есть свои инфузории, пусть их пока и немного.
1.2. Описание животных настоев микроорганизмов
Описание животных сенного настоя. Систематика [4]:
Царство Животные
Подцарство Простейшие
Тип инфузории
Класс ресничные
Отряд хеменостоматида
Семейство парамециевые
Род парамеции
Вид инфузория-туфелька, инфузория бурсария, франтония
Класс Ресничные, или Инфузории, объединяет простейших, которые покрыты ресничками. Большинство из них обитает в пресных водоемах [5]. Название «инфузория» происходит от латинского слова «инфузо», что означает «настой». Действительно, инфузории интенсивно размножаются в водном настое сена. Рассматривая такой настой под микроскопом, можно увидеть инфузорий, тело которых по форме напоминает подошву туфли. Это инфузория-туфелька. В природе она встречается в мелких стоячих водоёмах. Бурсарии – это самые крупные из инфузорий, ее размеры могут достигать 2 мм, наиболее обычные величины — 0,5—1,0 мм. Бурсарию хорошо видно невооруженным глазом. В соответствии со своим названием бурсария имеет форму мешка, широко открытого на переднем и несколько расширенного на заднем конце. Все тело инфузории покрыто продольно идущими рядами коротких ресничек.
Царство Животные
Подцарство Многоклеточные
Тип Коловратки
Коловратки – [3]. Коловра́тки — тип первичноротыхживотных, ранее относимых к группе первичнополостных червей. Основным характерным признаком является наличие так называемого коловращательного аппарата — ресничного образования на переднем конце тела, который используется для питания и движения. По размеру коловратки не превышают 2 мм (в среднем гораздо меньше).
Модель пищевой цепи в сенном настое [1]:
сено бактерии инфузории коловратки.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Изготовление настоев
Исследования проводились в 2019 г. – сенной настой, в 2021 г. – настой банановой кожуры.
1.Мы приготовили сенной настой. Для этого мелко нарезанное луговое сено, поместили в стеклянную банку объемом 3 л и залили его водопроводной водой. Поместили банку в теплое, освещенное место (+ 20 ˚C). Проводили наблюдения за сенным настоем в течение 2-х месяцев еженедельно.
2. Мы приготовили настой банановой кожуры. Для этого измельчили 1\2 банановой кожуры, поместили в стеклянную банку объемом 3 л и залили его водопроводной водой. Поместили банку в теплое, освещенное место (+ 20 ˚C). Проводили наблюдения за настоем в течение 2-х месяцев еженедельно. Такой настойкой поливают и рассаду, и цветочные клумбы, и садовые деревья с кустарником. Настой на банановой кожуре хорошо чистит участок от тли и других микроорганизмов.
3. Для контроля видового состава на предметное стекло нанесли каплю воды каждого настоя пипеткой, накрыли покровным стеклом и рассмотрели под микроскопом: сначала при малом увеличении, затем при большом от 40 до 200 раз.
3. Обнаружили различных простейших, описали форму их тела, зарисовали или сфотографировали.
2.2. Результат исследования
Дневник наблюдения 2019 г.
08.10.19. В 15:30 луговое сено нарезали, залили 80% воды из-под крана, 20% отстоянной водой, поставили на 7 дней к батарее.
15.10.19. Наблюдения и исследования. Мы отбирали пробы из верхнего и нижнего слоев настоя. Инфузория туфелька - 23 экземпляров в верхнем слое, в нижнем – 32, коловратка – 0 особей. В верхнем слое инфузория туфелька маленькая, но очень быстрая. А в нижнем слое инфузория туфелька большая, но медленно двигается.
22.10.19. Верхний слой покрыт плесенью. Инфузории – 20. Нижний слой. Инфузория туфелька – 280 экземпляров мелких размеров в препарате. Коловратки-3. Через полчаса в верхнем слое мы нашли коловратку бделаиду-1.
29.10.19. Верхний слой покрыт плесенью. Верхний слой. Инфузория туфелька-20, коловраток-0. Нижний слой: инфузория туфелька-10, коловраток-3.
Инфузория туфелька была большой, а стала маленьких размеров.
12.11.19. Верхний слой покрыт плесенью. Инфузории – 30, коловратки – 0. Нижний слой: инфузория туфелька-100, коловратки-4.
03.12.19. Верхний слой покрыт плесенью. Животных нет. Нижний слой: инфузория туфелька – 100, коловратки-5.
Таблица 1. Результат наблюдений за изменением состава и численности (экз.) в пробе животных сенного настоя в разных слоях 08.10. - 03.12.2019
| 08.10.19 | 15.10.19. | 22.10.19 | 29.10.19 | 12.11.19 | 03.12.19 | итого | |
| Инфузории Низ верх | 32 23 | 280 20 | 10 20 | 100 30 | 100 0 | 522 93 | |
| Коловратки Низ верх | 0 0 | 3 1 | 3 0 | 4 0 | 5 0 | 16 1 |
Таблица 2. Результат наблюдений за изменением состава и численности (экз.) в пробе животных настоя банановой кожуры в разных слоях 12.01.-9.02.2021
| 12.01.21 | 19.01.21 | 27.01.21 | 02.02.21 | 09.02.21 | итог | |
| Инфузории Низ верх | 0 0 | 0 13франтонии | 1червь 0 | 112 франтонии 0 | 125 | |
| Коловратки Низ верх | 0 0 | 0 0 | 0 0 | 8 0 | 8 |
Рис.2. Изменения численности (экз.) инфузорий и коловраток в пробе сенного настоя с 08.10.2019 по 03.12.2019
Рис.3. Изменения численности (экз.) инфузорий и коловраток в пробе настоя банановой кожуры с 12.01.2021 по 09.02.2021
Рис.4. Изменение численности простейших в настое банановой кожуры еженедельно (экз. в капле) в 2017 г.
Наблюдения за изменениями состава животных сенного настоя проводились в течение 2-х месяцев - с 8 октября по 3 декабря 2019 г. в лаборатории Детского эколого-биологического центра (таблица 1). На второй день в настое появилась пленка – бактерии. 15 октября, через неделю в сенном настое появились 55 инфузорий. Через 1 неделю число инфузорий увеличилось до 300 особей, но появились коловратки, питающиеся инфузориями – 4 экземпляра. Ещё через неделю число инфузорий уменьшилось до 30 и обнаружено 3 коловратки. Следующие наблюдения мы провели через 2 недели: число инфузорий увеличилось до 130 при 4 коловратках. 3 декабря мы завершили исследования: 5 коловраток и 100 инфузорий.
Таким образом, максимальное количество инфузорий мы наблюдали через 2 недели после начала эксперимента (300 экз.), а коловраток было примерно одинаково все 2 месяца (3-5 экз.) (рис.2). Общая численность инфузорий за весь период составила 615 экземпляров, коловраток – 17. В верхнем слое инфузорий (93 экз.) и коловраток (1 экз.) меньше, чем в нижнем – 522 и 16 соответственно, вероятно из-за развития грибка плесени в верхнем слое.
Наблюдения за изменениями состава животных настоя банановой кожуры проводились в течение 2-х месяцев - с 12 января по 9 февраля 2021 г. в лаборатории Детского эколого-биологического центра (таблица 2). На второй день в настое появилась пленка – бактерии. Через 1 неделю инфузории и коловратки в настое не обнаружены. Через 2 недели инфузории появились – 13 франтоний, коловраток нет. Через 3 недели в настое не обнаружили никакие организмы, только червя. Через 4 недели обнаружены 112 франтоний и 8 коловраток.
Максимальное количество инфузорий (112 экз.) и коловраток (8 экз.) мы наблюдали через 3 недели после начала эксперимента (рис.3). Общая численность инфузорий за весь период составила 125 экземпляров, коловраток – 8.
Опыт с банановым настоем был поставлен в 2017 г. Карсаковой Мариной, ученицей школы №100 13 ноября. Через два дня в банке с настоем появляется бактериальная пленка. Простейшие организмы 20.11.17, 27.11.17, 4.12.17 обнаружены не были (рис.4). 4.12.17 обнаружены микроводоросли. Инфузории появились 11.12.17. Подсчет инфузорий проводили под микроскопом при увеличении в 200 раз 1 раз в неделю. Пробы для просмотра брали с поверхности, в толще воды и у дна. Объем пробы каждый раз был один и тот же и был равен 4 мл. На 4 неделе число инфузорий было около 100 экз., на 5 неделю до 400 экз.
В опыте с сенным настоем Карсаковой Марины в 2017 г. инфузории появились в настое уже через 1 неделю, максимума (32 экз.) достигли через 4 недели, а потом их численность снизилась, но появились коловратки [7]. В 2019 г. в моих исследованиях максимальное количество инфузорий мы наблюдали через 2 недели после начала эксперимента (300 экз.), а коловраток было примерно одинаково все 2 месяца (3-5 экз.) (рис.2). В настое банановой кожуры в 2017 г. инфузории появляются позже – на 5 неделю от начала эксперимента, но в больших количествах (до 100 экз.), через 6 недель – пик численности (до 400 экз.) (рис.4). В 2021 г. в моих экспериментах максимальное количество инфузорий (112 экз.) и коловраток (8 экз.) мы наблюдали через 3 недели после начала эксперимента (рис.3). Поэтому, чтобы получить большое количество инфузорий для практических работ на уроке за 1 мес. необходимо поставить опыт с настоем банановой кожуры и сенным настоем возле батареи и подливать питательную среду из аквариума, чтобы ускорить процесс. А если опоздали, то ускорить появление простейших можно на сенном настое, но их будет мало. Чтобы получить в культуре коловраток, необходимо продлить опыт до 5-6 недель с сенным настоем, в настое банановой кожуры коловраток не обнаружили.
Выводы
1. Мы поставили эксперимент по наблюдению за изменением состава животных в настое банановой кожуры в 2021 г. В 2017 г. настой банановой кожуры стоял возле батареи и пополнялся отстоянной водой при испарении. В 2021 г. воду не подливали, банка с настоем стояла в комнате при температуре +200С.
2. Определили видовой состав животных настоя банановой кожуры в 2021 г. с помощью светового микроскопа – инфузории (франтония) и коловратки. В 2019 г. в сенном настое встречали инфузорию туфельку и бурсарию, коловраток. В 2017 г. в настое банановой кожуры – инфузорию туфельку и коловраток.
3. Сравнили составы сенного и бананового настоев по своим экспериментам и по предыдущим работам. чтобы получить большое количество инфузорий для практических работ на уроке за 1 мес. необходимо поставить опыт с настоем банановой кожуры и сенным настоем возле батареи и подливать питательную среду из аквариума, чтобы ускорить процесс. А если опоздали, то ускорить появление простейших можно на сенном настое, но их будет мало. Чтобы получить в культуре коловраток, необходимо продлить опыт до 5-6 недель с сенным настоем, в настое банановой кожуры коловраток не обнаружили.
Список литературы
1. Лукин Е.И. Зоология\Е.И. Лукин – М.: «Высшая школа», 1981. - 425с.
2. Энциклопедия для детей. Биология. Том 2. -М.: «Аванта +», 1994. – 1050с.
3. Тип коловратки. Сайт «Центр Экосистема. (http://www.ecosystema.ru/08nature/w-invert/013t.htm)
4. Янушкевич Л.Б. Многообразие простейших\ Л.Б. Янушкевич\\Учебно-методический журнал «Биология в школе» №4, 2003. – с.5-7
5. Экология и развитие простейших. Электронный ресурс. Режим доступа: http://kontinentusa.com/ekologiya-i-razvitie-prosteyschih/
6. Инфузория туфелька. Разведение в домашних условиях. Электронный ресурс. Режим доступа: http://aquarium-fish-home.ru/korm-dlya-ryb/infuzorij-razvedenieopisaniefoto-i-videotufelkaameba/.html
7. Карсакова М. Сравнение эффективности разведения простейших в сенном настое и настое банановой кожуры. – Железногорск, 2017.-15 с.
Приложение
Фото 1-3. Оборудование
Рис. 4-6. Встреченные простейшие и коловратки
Бурсария Туфелька
(Bursaria truncatella) (Infusoria sp.) Пиявковая коловратка (отр. Bdelloida )
Фото 7-8. Коловратки под микроскопом Фото 9. Инфузории под микроскопом