Вкр. ВКР Порхун. Минпросвещения россии федеральное государственное бюджетное
 Скачать 1.44 Mb.
|
|
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Отбор проб При выборе участка для отбора проб мы следовали правилам, сформулированным А. Б. Ястребовым (1991): стремились, чтобы на участке не оказалось ничего лишнего – например, участков растительности, вызванных особенностями микрорельефа; участок не должен представлять собой уникального явления, а должен быть типичным, то есть иметь набор видов, характерный для данного биогеоценоза. Пробы почву отбирали в соответствии с классическим альгологическими методами (Голлербах, Штина, 1969). Для этого обирали однородный участок растительности и закладывали площадку 2 на 2 м 2 . На этом участке закладывали трансcекту в виде буквы Z, и вдоль нее отбирали металлической ложкой почву, каждый раз стерилизуя ложку погружение ее несколько раз в почву. Так как водоросли в почве располагаются мозаично, необходимо было обеспечить равномерное распределение их клеток в образце. Для этого из индивидуальных проб составляли смешанный образец. Рис. 2 Пластиковые емкости с почвой Свежую почву помещали в пластиковые емкости объемом 50 мл (рис.2), увлажняли холодной кипяченой водой до полного увлажнения (рис. 3), и плотно покрывали пищевой пленкой (рис. 4). Эксперимент проводили в 8 повторностях. Емкости с почвой хранили вдали от открытых солнечных лучей. Продолжительность эксперимента составила 16 дней. Рис.3 Увлажнение почвы Рис.4 Покрытие емкостей пищевой пленкой 2.2. Идентификация цианобактерий и водорослей. Идентификацию водорослей и цианобактерий проводили с использованием классических определителей (Андреева, 1998; Ettl, 1978; Ettl, Gärtner, 1988, 1995; Anagnostidis, Komárek, 1985, 1988, 1990; Komárek, Anagnostidis, 1986, 1989, 1999, 2005; Krammer, Lange-Bertalot, 1986) и современных публикаций (Marra et al., 2016; Pandey et al., 2017). Световую микроскопию проводили с использованием микроскопа УШМ-1 при увеличении в 200 раз. Фотографии выполняли при помощи телефона Samsung Galaxy A7 SM-A720F. Для идентификации брали предметное стекло, капали на него каплю воды. Снимали пленку с емкости и накрывали ей покровное стекло (поверхностью на которой нарастали водоросли к предметному стеклу) (рис. 5). Рассматривали и фотографировали через микроскоп УШМ-1 при увеличении в 200 раз. Рис. 5. Предметное стекло с пищевой пленкой По полученным фотографиям (приложение) с использованием определителей проводили идентификацию выросших водорослей и цианобактерий. ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В результате проведенных исследований на поверхности пищевой пленки было обнаружено 25 видов наземных водорослей и цианобактерий, относящихся к 5 отделам: Cyanobacteria – 6, Chlorophyta – 1 (Chlorophyceae – 1), Bacillariophycea – 11, Streptophyta – 1, Xanthophyceae -2. К цианобактериям относились виды Trichormus variabilis (рис. 6) (Kützing ex Bornet & Flahault) Komárek & Anagnostidis, Phormidium breve (Kützing ex Gomont) Anagnostidis & Komárek, Microcoleus vaginatus Gomont ex Gomont (рис. 7), Leptolyngbya cf. foveolarum (Gomont) Anagnostidis & Komárek, Phormidium jadinianum Gomont, Cylindrospermum sp. Рис. 6. Aphanothece stagnina и Trichormus variabilis Зеленые водоросли были представлены единственным видом Chlorococcum sp. Рис. 7. Microcoleus vaginatus Рис. 8. Aulacoseira sp. и Luticola mutica Диатомовые водоросли преобладали как по видовому составу, так и по обилию. Были обнаружены виды, широко распространенные в наземных экосистемах: Hantzschia amphioxys (Ehrenberg) Grunow, Navicula minima Grunow, Luticola mutica (Kützing) D. G. Mann, Nitzschia palea (Kützing) W.Smith. Кроме того, были распространены типично пресноводные виды Amphora ovalis (Kützing) Kützing (рис. 9), Cocconeis pediculus Ehrenberg, Nitzschia linearis W.Smith, Nitzschia cf. minuta Bleisch, Nitzschia cf. filiformis (W.Smith) Van Heurck, Pinnularia nodosa var. Percapitata Krammer, Navicula radiosa Kützing, Diatoma vulgaris Bory, Aulacoseira sp., Encyonema sp. Рис. 9 Amphora ovalis К желтозеленым водорослям относились виды Xanthonema exile (Klebs) P.C.Silva (рис. 10) и Tribonema sp. Рис. 10. Xanthonema exile К представителям отдела Streptophyta относился вид Mesotaenium sp. (рис. 10). Рис. 10. Mesotaenium sp. ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДИКИ В ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ Простота методики позволяет использовать ее в школьной практике. С помощью нее можно разнообразить уроки биологии, а также проводить различные исследовательские работы в области биологии и экологии. Взяв данную методику за основу можно проводить школьные исследования даже в малооборудованных школах. Также используя методику можно организовать кружок по изучению водорослей и цианобактерий в образовательных учреждениях. 4.1. Примерный план кружка по изучению наземных водорослей и цианобактерий. На занятиях проходит изучение необходимой теории по водорослям и цианобактериям. Проходят практические занятия, на которых можно определить, какие почвенные водоросли и цианобактерии обитают в какой- либо местности. Дети знакомятся с некоторыми особенностями нарастания водорослей на пищевом пластике. 1. Цианобактерии. Теоретическое занятие. На занятии изучаются строение, особенности, места обитания и классификация цианобактерий. 2. Водоросли. Теоретическое занятие. Изучаются основные группы водорослей, их строение и особенности, экологические группы водорослей. 3. Разбор методики изучения нарастания водорослей и цианобактерий на поверхности пищевой пленки. 4. Отбор проб для эксперимента. Подбор места и отбор проб почвы. 5. Подготовка и постановка эксперимента. Подготовка почвы и емкостей, постановка эксперимента. 6. Особенности почвенных водорослей и цианобактерий. Теоретическое занятие. Изучение основных видов водорослей и цианобактерий, обитающих в почве, и их особенностей. 7. Проведение микроскопии и фотографирование наросших организмов. Рассматриваются водоросли и цианобактерии, выросшие на поверхности пищевой пленки. Производится фотографирование найденных организмов. 8. Определение видов водорослей. По полученным фотографиям с помощбю определителей определяются группы водорослей и цианобактерий, при возможности их видовая принодлежность. 9. Определение видов водорослей. Продолжение 10. Подведение итогов исследования. Делаются выводы на основе полученных результатов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате выполнения диссертационной работы на поверхности пищевого пластика было обнаружено 26 видов из 5 отделов. Такой богатый состав альгофлоры показывает, что наземные водоросли и цианобактерии хорошо развиваются на поверхности пластика. В процессе своей жизнедеятельности они выделяют биологически активные вещества, способствующие разложению пластика. Это явление требует дальнейшего изучения и использования в природоохранной деятельности. Кроме того, разработанная нами методика очень проста в использовании и не требует дорогостоящего оборудования. Представленную методику можно рекомендовать для широко использования при организации научно-исследовательской деятельности школьников. ЛИТЕРАТУРА 1. Андреева В.М. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales). Санкт- Петербург: Наука, 1998. 351 с. 2. Арнольди В.М. Введение в изучение низших организмов. М.: Госиздат, 1925. 355 с. 3. Биология. Большой энциклопедический словарь / Под ред. М.С. Гилярова. 3-е изд. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. 864 с. 4. Водоросли. Справочник / Вассер С.П., Кондратьева Н.В., Масюк Н.П. и др. Киев: Наукова думка, 1989. 608 с. 5. Вред пластиковых бутылок. Вода в пластике смертельно опасна. [Электронный ресурс] – Режим доступа URL: https://slawa.su/zdrava/zdrava/1470-vred-plastikovyh-butylok.html - 13.12.2019 6. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей: учебное пособие. Уфа: Изд-во БГПУ, 2008 а. 152 с. 7. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука, 1969. 228 с. 8. Еленкин А.А. Синезеленые водоросли СССР. М., Л.: Изд-во АН СССР. 1936-1938-1949. Вып. 1-2. 9. Зенова Г.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1990. 80 с. 10. Калинина О.Ю., Сапожников Ф.В. Результаты исследования обрастания микроводорослями пластикового мусора // Окружающая среда и энерговедение. 2019. № 4. С.46-53. 11. Костиков И.Ю., Демченко Э.Н., Березовская М.А. Коллекция культур водорослей Киевского национального университета имени Тараса Шевченко. Каталог штаммов (2008 г.) // Чорноморьский ботаничный журнал. 2009. Т.5. № 1. С. 37-79. 12. Лакин Г.Ф. Биометрия. М: Высш. шк., 1990. 352 с. 13. Мельникова В.В. О связи между распространением водорослей в почвах и растительным покровом // Докл. АН ТаджССР. 1954. Вып. 10. С. 41- 50. 14. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Наука о растительности (история и современное состояние основных концепций). Уфа: Гилем, 1998. 413 с. 15. Некрасова К.А., Бусыгина Е.А. Неравномерность пространственного распределения водорослей в почве // Почвоведение. 1979. № 10. С.83-91. 16. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. 740 с. 17. Почвы СССР / Т.В.Афанасьева, В.И. Василенко, Т.В. Терешина, Б.В. Шеремет. Отв.редактор Г.В. Добровольский М.: Мысль, 1979. 380 с. 18. Рябушко Л.И., Бондаренко А.В., Сапожников Ф.В., Калинина О.Ю., Диатомовые обрастания синтетических полимерных материалов в Карантинной бухте (Крым, Черное море). Вопросы современной альгологии. 2019 (20)№2, 87-91. 19. Сапожников Ф.В., Калинина О.Ю., Снигирева А.А., Альгобактериальные ценозы на поверхности различных видов пластика (микропластон) в прибрежной зоне эгейского моря (дистрихтБодрум, Турция). Труды VII Международной научно-практической конференции “Морские исследования и образование (MARESEDU-2019)”, 2019, 351-359. 20. Фазлутдинова А.И. Эколого-флористическая характеристика почвенных диатомовых водорослей Южного Урала. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Уфа, 1999 б. 18 с. 21. Физико-географическое районирование Башкирской АССР. Ученые записки. Т. XVI. Серия географическая №1. Уфа, БГУ. 1964. 210 с. 22. Хазиев Ф.Х., Кабиров Р.Р. Количественные методы почвенно- альгологических исследований // БФАН СССР. Уфа, 1986. 172 с. 23. Хайбуллина Л.С., Суханова Н.В., Кабиров Р.Р., Соломещ А.И. Синтаксономия сообществ почвенных водорослей Южного Урала. 1. Союз Amphoro-Phormidion all. nova hoc loco // Альгология. 2004. Т. 14. №3. С. 261-276. 24. Хайбуллина Л.С., Суханова Н.В., Кабиров Р.Р., Соломещ А.И. Синтаксономия сообществ почвенных водорослей Южного Урала. Часть 3. Класс Bracteacocco-Hantzschietea cl. nova hoc loco // Альгология. 2006. Т.16. № 2. С 94-215. 25. Хайбуллина Л.С., Суханова Н.В., Кабиров Р.Р., Соломещ А.И. Синтаксономия сообществ почвенных водорослей Южного Урала. 2. Союз Klebsormidio-flaccidi-Myrmecion biatorellae all. nova hoc loco // Альгология. 2005. Т. 15. №1. С. 86-100. 26. Шакиров А.В. Физико-географическое районирование Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 617с. 27. Штина Э.А. Почвенные водоросли как пионеры зарастания техногенных субстратов и индикаторы состояния нарушенных земель // Журнал общей биологии. 1985. Т.46. № 4. С. 435-443. 28. Штина Э.А. Почвенные водоросли как экологические индикаторы // Бот. журнал. 1990. Т. 75. № 1. С. 441-452. 29. Штина Э.А. Принципы и методы использования почвенных водорослей для биоиндикации загрязнения почвы // Тр. Всесоюзного научно- исслед. ин-та сельскохоз. микробиол. Л., 1983. С. 26-32. 30. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.: Наука, 1976.143 с. 31. Abramoff M.D., Magelhaes P.J., Ram S.J. Image processing with Image J // Biophotonics International. 2004. Vol. 11. P. 36-42. 32. Eich A., Mildenberger T., Laforsch C., Weber M. Biofilm and diatom succession on polyethylene (PE) and biodegradable plastic bags in two marine habitats: Early signs of degradation in the pelagic and benthic zone? (2015) PLoS ONE, 10 (9) , art. no. e0137201 33. Izhitskiy A.S., Zavialov P.O., Sapozhnikov P.V., Kirillin G., Grossart H.P., Kalinina O.Y., Zalota A.K., Goncharenko I.V., Kurbaniyazov A.K., Present state of the Aral Sea: diverging physical and biological characteristics of the residual basins. Scientific reports (6)23906, 10-1038, 2016. 34. Oberbeckmann S., Osborn A.M., Duhaime M.B. Microbes on a bottle: Substrate, season and geography influence community composition of microbes colonizing marine plastic debris. (2016) PLoS ONE, 11 (8), art. no. e0159289. П РИЛОЖЕНИЕ Фотографии полученных образцов водорослей и цианобактерий Рис. 12. Фотография 1 пленки с первой емкости Рис. 13. Фотография 2 пленки с первой емкости Рис. 14. Фотография пленки со второй емкости Рис. 15. Фотография 1 пленки с третьей емкости Рис. 16. Фотография 2 пленки с третьей емкости Рис. 17. Фотография 1 пленки с четвертой емкости Рис. 17. Фотография 2 пленки с четвертой емкости Рис. 18. Фотография пленки с пятой емкости Рис. 19. Фотография пленки с шестой емкости Рис. 20. Фотография пленки с седьмой емкости |