Исследовательская работа по экологии на тему: «Водяная чума, переплывшая океан – Элодея канадская (Elodea canadensis)»

Введение 

    Представителей рода Элодея (Elodea) зачастую называют «водяной чумой», и совершенно справедливо.  Их отличительной особенностью являются неприхотливость и бурный рост. При попадании в подходящие условия элодея разрастается настолько стремительно, что может вытеснить местную водную флору. Известны случаи, когда густые заросли элодеи мешали судоходству. Исторической родиной элодеи являются вяло текущие и стоячие водоемы Северной и Южной Америки. Благодаря своей неприхотливости, это растение способно выжить практически в любом водоеме мира. Она была использована для украшения Ботанического сада в Санкт-Петербурге. Небольшие отростки, попавшие в ближайшую речку, совсем скоро превратились в зеленые плавающие островки. Не прошло и нескольких лет, как элодея добралась и до Байкала. В наше время ее можно встретить во многих водоемах России и Украины.  В 1854 году один  ботаник выписал из Англии это удивительное растение.

Цель моей работы: изучить   строение  Элодеи  канадской  (Elodea canadensis)

Объект исследования: Элодея  канадская (Elodea canadensis)

Задачи:

1.Аналитический  обзор литературы по теме.

2.Проведение  эксперимента

Методы исследования:

1.Анализ литературы

2.Наблюдение

Выполнение  данной  исследовательской  работы стало возможным благодаря постоянной  помощи моего научного руководителя – Дугулубговой  Лалины  Анатольевны - учителя  биологии нашей школы, которой я выражаю глубокую признательность.

      Работа сопровождается  компьютерной презентацией.

Глава  I

Основная  часть

1.1.Водяная  чума, переплывшая океан

Элодея  канадская (Elodea canadensis ). Странно, почему такое растеньице с тонкими изящными веточками называется чумой, или заразой.

Обычно комнатные и другие культурные растения привозят ученые, моряки или путешественники, а тут элодея из Америки в Европу сама приплыла. Предполагают, что она из канадских рек была занесена течением. И здесь веточка элодеи прицепилась к днищу  корабля и переплыла Атлантический океан. Во всяком случае, элодею заметили в одном из прудов Ирландии в 1836 году. Она там так разрослась, что через год пришлось очищать  пруд и выбрасывать из него зеленую массу весом в несколько пудов.
Через пять лет элодея появилась во многих озерах Англии и Шотландии.

В Россию элодею привезли в Петербургский Ботанический сад в 1882 году для разведения в аквариумах.

Но уже через  год ее увидели в реке Карповке, протекающей около ботанического сада. Через два-три года она заполнила  все пруды Петровского  острова. К 90-м годам она появилась в Москве-реке и на Оке, а в 1892 году элодея перешла Урал. Теперь же нет ни одного пруда, ни одной реки, где  бы   не росла водяная чума, этот сорняк водоемов.

Рис.1(Элодея  канадская (Elodea canadensis )

  1.2. Ботаническая и  морфологическая характеристика растения  Элодея канадская (Elodea  canadensis)

  Эти многолетние водные растения относятся к семейству Водокрасовые. Элодеи имеют очень длинные и гибки стебли, длина некоторых растений в природе может достигать 2-3 м. Также растение способно образовывать массу боковых побегов. Корни элодеи развиты слабо, они белые и тонкие. Такими корнями она способна фиксировать положение в почве, что, однако, абсолютно не мешает ей расти и развиваться, даже просто плавая в толще воды. На буроватых побегах имеются мутовки из 2-3 просвечивающих листьев зеленого цвета. Длина листочков составляет около 1 см, ширина – 5 мм. Край у листа заостренный, на боковых поверхностях имеются зубчики. Элодея получила название «водяной чумы».

Интересно, что элодея размножалась столь быстро не семенами, а веточками, почками, то есть вегетативным путем. Это совсем не значит, что элодея никогда не цветет. Элодея — не водоросль, а цветковое растение, только водное (гидрофит).Из пазух листочков выступают на длинных цветоножках маленькие цветочки с тремя беловатыми лепестками и тремя красноватыми чашелистиками. Но только на одних растениях — цветочки с девятью тычинками, а на других цветочки имеют завязь из трех плодолистиков.

Элодея — растение двудомное. Интересно у этого растения происходит опыление. Цветки обычно поднимаются на поверхность воды. Поднимаются они своеобразно. В середине цветка в освещенной солнцем воде образуется пузырек кислорода. Увеличивающийся пузырек поднимает целую ветку с цветками на поверхность воды. Здесь пузырек лопается, и цветок опять погружается в воду. Созревшая пыльца тычиночных цветков мужских экземпляров элодеи в виде комочка падает на плавающие, как лодочки, лепестки. Лепестки при этом отрываются от цветоножки и плывут по течению или подгоняемые ветерком. Если попадутся цветки злодеи с пестиками, вынырнувшие в это время из воды, то они их опыляют. Этой картины опыления элодеи никто в Европе не видел, так как растения с пыльцой в лодочках-лепестках остались по ту сторону океана, в Америке.
Элодея, заполнившая собой все реки и озера, все водоемы Европы, произошла от одной веточки женского растения с цветками с одной завязью.
Эта элодея на нашем материке вот уже сто с лишним лет не дает семян.
Растение без семян, а так быстро и сильно размножилось только кусочками стебельков с почечками! Не правда ли, изумительное растение?

На тонких и ломких стеблях располагаются мелкие ярко-зеленые, полупрозрачные листья. Они собраны в мутовки по три листа в каждой.

Элодея канадская – неприхотливый вид. Приспосабливается к жизни в воде с любой жесткостью и кислотностью.

Рис.2(Рассмотрение  исследуемого биологического объекта)

Глава II

Экспериментальная часть

2.1. Путешествие  под микроскопом.

У элодеи  замечательный лист: его внутреннюю  жизнь можно увидеть прямо через кожицу. Не нужно делать никаких срезов. Я положила  листик на предметное  стеклышко  светового микроскопа  и с помощью пипетки добавила  капельку  воды. Действительно, кожица как стеклянная, — видно множество клеток, наполненных знакомыми нам хлорофилловыми зернами. Рассмотрела внимательно и сфотографировала  микропрепарат.

Рис.3(Рассматривание  микропрепарата Дариной)

В клетке хлорофилловые зерна располагаются неравномерно, а больше по краям или иногда пересекая клетку. И странно — хлорофилловые зерна как будто медленно движутся. Да, как зеленые вагончики, друг за другом будто сцепленные, они бегут в одну сторону по краям клетки,  пересекая ее. Это движется, струится замечательное живое вещество — протоплазма. Недаром она так называется. По-гречески «протос» — «первый», «плазма» — «образующееся вещество»— первичное вещество. Протоплазма  движется в живых клетках, то медленнее, то быстрее.

2.2. Обнаружение  крахмала в хлорофилловых  зернах

Для обнаружения крахмала в хлорофилловых зернах, я сорвала  листочек с веточки элодеи,  положила на предметное стекло и с помощью пипетки, капнула две-три капли йода. На хлорофилловых зернах стали заметны темно-синие маленькие пятнышки. Это окрасились йодом крахмальные зернышки, образованные хлорофиллом на солнечном свету из углекислого газа и воды. Это крупицы первичного органического вещества — пищи всего живого в мире. Я  увидела сложное живое вещество, его жизнь,  движение, работу в каждой из бесчисленных клеточек, составляющих тело растения.
                         

Рис.4(Обнаружение крахмала в хлорофилловых зернах)

2.3.Наблюдение  за  движением  протоплазмы

На листочке элодеи под микроскопом можно наблюдать интересные изменения протоплазмы. Я положила  листик элодеи в каплю раствора сахара. В таком растворе под микроскопом  я  увидела, как протоплазма начала отделяться от стенок клетки. Это не значит, что протоплазма начала умирать: это водянистый клеточный сок, находящийся в середине клетки, начинает вытягиваться. Положила  листочек в каплю чистой воды, и протоплазма начала  снова растягиваться к стенкам.            

Рис.5 (Наблюдение  за  движением  протоплазмы)

Глава III

Заключение

   Фотосинтезу принадлежит ведущая роль в биохимическом процессе. В хлоропластах в ходе фотохимических реакций, образуются органические вещества, необходимые для осуществления их физиологических функций. Жизнь на Земле возможно только  благодаря зеленым растениям. Улавливая солнечные лучи и преобразуя их в энергию органических веществ, зеленые растения обеспечивают сохранение и развитие жизни на Земле.

В этом заключается космическая роль зеленого растения как посредника между Солнцем и всем живым на Земле. Изучение микроскопического строения листа элодеи показало наличие хлоропластов как органов, отвечающих за процесс фотосинтеза в зеленых растениях.

Моё исследование выявило наличие первичного крахмала в хлоропластах элодеи.

Список   использованной литературы:

1.Артамонов В.И..: Занимательная физиология растений -М. 2001;

2. Белл Л.Н..: Энергетика фотосинтезирующей растительной клетки-М.: Наука,1980;

3. Гудвин Т.: Введение в биохимию растений. - М.: Мир, 1988;

4.Комов В.П.: Биохимия - М.: Дрофа, 2008

5. Курсанов А.Л.: Транспорт ассимилятов в растении.- М.: Наука,1976

6. Медведева В.К. :Ботаника. - М.: Медицина, 1985;

7. Мокроносов А.Т.: Фотосинтез -М.: Академия, 2006;

8. Чиркин А.А..: Практикум по биохимии. - Минск: Новое знание, 2002;

9.Якушкин Н.И. :Физиология растений. - М.: Владос, 2005.