РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ Москва

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 2091
РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ
Автор работы:
Лазарев Кирилл Алексеевич
ученик 11 «Б» класса
телефон: +7(965)294-00-70
Научный руководитель:
Федорова Лариса Викторовна
учитель биологии
Москва 2013
Содержание
1. Введение
2
2. Объект исследования
3
2.1.Строение
3
2.2. Прикладное значение
4
2.3 Разведение
4
2.4.Применение в нетрадиционной медицине и суеверия
5
3. Регенерация и ее виды.
5
3.1.Физиологическая регенерация
6
3.2.Репаративная регенерация
6
4. Практическая часть
7
4.1 Методика исследования
7
4.2 Выводы
8
5.Заключение
8
6.Список литературы
9
7. Приложение: календарь наблюдений
10
2
1.Введение
Способность к регенерации широко распространена среди животных.
Низшие животные, как правило, чаще способны к регенерации, чем более
сложные высокоорганизованные формы. Так, среди беспозвоночных гораздо
больше видов, способных восстанавливать утраченные органы, чем среди
позвоночных, но только у некоторых из них возможна регенерация целой
особи из небольшого ее фрагмента.
Многие беспозвоночные способны к регенерации значительной части
тела. У большинства видов губок, гидроидных полипов, многих видов
плоских, ленточных и кольчатых червей, мшанок, иглокожих и оболочников
из небольшого фрагмента тела может регенерировать целый организм.
Объектом моей работы был дождевой червь.
При метамерном строении дождевого червя его органы оказываются
очень
равномерно
В частности,
распределёнными
каждый
сегмент
по отдельным
обладает
своим
сегментам
нервным
тела.
узлом,
а надглоточный узел, или «головной мозг», хотя и делает движения всего
тела согласованными между собой, но развит он у червя немного сильнее,
чем другие нервные узлы, и потому не имеет такого исключительного
значения для жизни животного, какое имеет головной мозг у позвоночных.
Таким
образом,
если
перерезать
дождевого
червя
пополам,
то ни передняя, ни задняя половины его не лишатся тех органов, без которых
в них должна бы остановиться жизнь. Перерезанный червь не погибает,
но каждая половина его восстанавливает строение целого червя: на переднем
отрезке
регенерирует
хвостовой
конец,
а у задней
половины
вновь
образуются передние сегменты. В конечном счёте из одного перерезанного
червя получается два.
3
Я решил воочую проверить регенерацию дождевого червя. Для этого
разрезал червя медицинским скальпелем, обработав его спиртом. Срезы
обработывал перекисью водорода для дезинфекции. Передние и задние
концы червей помещал в разные садки. Все садки (передние части, задние
части) находились в одинаковых условиях существования: температура, вид
почвы, питание, освещение. Каждые три дня прверял состояние срезов,
активность передних и задних концов, длину. Вел календарь наблюдений.
Контрольная партия червей осматривал на активность и состояние.
Цель работы: определить, как происходит регенерация дождевого червя.
Задачи:
 изучить особенности жизнедеятельности и поведения дождевого червя
 провести эксперимент
 сделать выводы, подтверждающие или опровергающие полную
регенерацию каждой части дождевого червя.
2. Объект исследования
2.1.Строение
Длина тела представителей разных видов варьирует от 2 см (род
Dichogaster) до 3 м (Megascolidesaustralis). Число сегментов также
изменчиво: от 80 до 300. При передвижении дождевые черви опираются на
короткие щетинки, расположенные на каждом сегменте кроме переднего.
Число щетинок изменяется от 8 до нескольких десятков (у некоторых
тропических видов).
Кровеносная система у червей замкнутая, достаточно хорошо развита,
кровь имеет красный цвет. У дождевого червя всего одна артерия и одна
вена, они проходят через все тело. Дыхание осуществляется через богатую
чувствительными клетками кожу, которая покрыта защитной слизью. Слизь
насыщена
колоссальным
количеством
ферментов,
которые
являются
4
антисептиками. Нервная система дождевых червей состоит из слабо
развитого головного мозга (два нервных узла) и брюшной цепочки. Имеют
развитую способность к регенерации.
Дождевые черви являются гермафродитами, каждая половозрелая
особь обладают женской и мужской половой системой (синхронный
гермафродитизм).
Они
размножаются
половым
путем,
используя
перекрестное оплодотворение. Размножение происходит через поясок,
внутри которого яйца оплодотворяются и развиваются. Поясок занимает
несколько передних сегментов червя, выделяясь относительно остального
тела. Выход из пояска маленьких червей происходит через 2—4 недели в
виде кокона, а через 3—4 месяца они вырастают до размеров взрослых
особей.
2.2.Прикладное значение
На значение дождевых червей в процессе образования почвы одним из
первых указал Чарльз Дарвин в 1882 году. Земляные черви создают норки в
почве (глубиной не менее 60—80 см, крупные виды — до 8 м), способствуя
её аэрации, увлажнению и перемешиванию. Черви продвигаются через
почву, расталкивая частицы или заглатывая их. Во время дождя земляные
черви выходят на поверхность, вероятно, принимая звуки падения дождевых
капель за звуки движения хищника — крота, из-за чего и получили название
«дождевые черви»..
Дождевые черви являются промежуточными хозяевами лёгочных
гельминтов свиней и некоторых паразитов птиц.
Небольшие особи используются как живая наживка в любительской рыбалке.
2.3.Разведение
Разведение земляных червей (вермикультура) позволяет переработать
различные виды органических отходов в качественное экологически чистое
5
удобрение — биогумус. Кроме этого, благодаря плодовитости червей, можно
наращивать их биомассу для использования в качестве кормовых добавок к
рациону сельскохозяйственных животных и птицы. Для разведения червей
подготавливают компост из различных органических отходов: навоза,
куриного помета, соломы, опилок, опавших листьев, сорняков, веток
деревьев
и
кустов,
отходов
перерабатывающей
промышленности,
овощехранилищ и т. д. После того, как в компосте условия среды приводят к
оптимальным, осуществляется заселение червей в компост. Через 2—3
месяца производится выборка размножившихся червей из получившегося
биогумуса. Основоположник Вермикультивирования Доктор Томас Дж.
Баррет (1884—1975) на своей ферме «EarthmasterFarms» Thomas J. Barrett
Оливер и Баррет с 1937 по 1950 год играли самую важную роль в деле
убеждения садоводов, фермеров и других аграриев в ценности и
потенциальной важности дождевых червей в агропроизводстве. В своих
трудах доктор Баррет рассказывал о моркови весом 2,7 кг; пастернаке,
весившем 1,8 кг; репе, которая весила 3,5 кг; урожае картофеля более 100
т/га; урожае лука более 80 т/га. Всё это было выращено в рамках его проекта
«EarthmasterFarms» с помощью собственной популяции дождевых червей
2.4. Применение в нетрадиционной медицине и суеверия
В Западной Европе вымытых дождевых червей или порошок из
высушенных червей клали на раны для их заживления, при туберкулёзе и
раке применялась настойка на порошке, отваром лечили боль в ушах,
червями, сваренными в вине — желтуху, настоянным на червях маслом —
боролись с ревматизмом. Немецкий врач Шталь (1734) назначал порошок из
высушенных червей при эпилепсии. Порошок использовался и в китайской
традиционной медицине в составе снадобья для избавления от атеросклероза.
А в русской народной медицине жидкость, истёкшую от посоленных и
разогретых дождевых червей, закапывали в глаза при катаракте.
6
3. Регенерация и ее виды.
Регенерация (восстановление) — способность живых организмов со
временем восстанавливать повреждённые
ткани, а иногда и целые
потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого
организма
из
его
искусственно
отделённого
фрагмента
(например,
восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных
клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении
утраченных органоидов или частей клетки.
Регенерацией называется восстановление организмом утраченных
частей
на
той
или
иной
стадии
жизненного
цикла.
Регенерация,
происходящая в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или
части организма, называется репаративной. Регенерацию в процессе
нормальной
жизнедеятельности
организма,
обычно
не
связанную
с
повреждениями или утратой, называют физиологической.
3.1.Физиологическая регенерация
В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут
процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно
обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и
отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров, олени
каждый год сбрасывают свои рога, после чего у них отрастают новые. У
листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими.
Такие процессы носят название физиологической регенерации.
3.2.Репаративная регенерация
Репаративной
называют
регенерацию,
происходящую
после
повреждения или утраты какой-либо части тела. Выделяют типичную и
атипичную репаративную регенерацию.
7
При типичной регенерации утраченная часть замещается путём
развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее
воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает
часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего
хвоста, спасаясь от врага. У дождевого червя я наблюдал типичную
рапаративную регенерацию.
При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой,
отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У
регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться
меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может
вырасти антенна.
4. Практическая часть
4.1 Методика исследования
1) Эксперимент
Содержал
червейдля
эксперимента
в
деревянном
ящике,
приблизительные размеры его 30х40см при глубине 30см. На дно ящика
поместил небольшое количество сена, сенной трухи и наполнил огородной
землей, содержащей тщательно растертые растительные остатки – ботва
огородных растений, опавшие листья и т.п.Землю не уплотнял, накрыл
мешковиной для защиты от света и испарения, мешковину увлажнял и
поддерживал её влажной, ящик хранил в темном месте при температуре 1520 С.
В препаровальные ванночки отобрал 10 экземпляров дождевых червей,
приблизительно одинакового размера 10 см. Разрезание проводилна две
равные части медицинским скальпелем, обработав его спиртом. Срезы
обработывал перекисью водорода. Передние и задние концы червей помещал
в разные садки. Для чистоты эксперимента в контрольный садок посадил 5
целых дождевых червей. Все садки (передние части, задние части и
8
контроль) находились в одинаковых условиях существования: температура,
вид почвы, питание, освещение.
2) наблюдение
Два раза в неделю описывал состояние срезов, активность передних и
задних концов, длину. Вел календарь наблюдений. Контрольную партию
червей осматривал на активность и состояние.
4.2 Выводы
В
ходе
проделанной
работы
четко
проявлялась
двигательная
активность передних концов дождевых червей. В результате исследования
передние концы выжили (10 особей), срезы затянулись, а у 2 экземпляров
наблюдалось увеличение в длине 0,4, 0,6 см.
Задние концы дождевых червей вели пассивный образ жизни. На конец
четвертой недели исследования стали усыхать. К концу эксперимента из
задних концов дождевых червей не выжило ни одной. Контрольные черви
все остались живыми, были активны, но большую часть времени находились
в скученном состоянии.
Значит, если разрезать червя на две части так, чтобы поясок остался на
отрезке с головой, то эта часть сможет выжить и вырастить себе новый хвост.
А вот новую голову и остальные жизненно важные органы кусочку старого
хвоста восстановить не удастся — эта часть червя неминуемо погибнет.
5. Заключение.
Восстановление утраченных частей тела присуще кольчатым червям, в
частности дождевому червю. Регенерация репаративная типичная. В ходе
работы было установлено, что у дождевого червя к регенерации способна
только передняя часть. Это объясняется тем, что в передней части тела
дождевого червя есть окологлоточное нервное кольцо, которое выполняет
9
функцию зачаточного
головного мозга. Головной мозг
регулирует
процессы, происходящие в организме.
Необходимо проследить все условия, которые возможно могут
усиливать или ослабевать процесс регенерации, например, температурный
режим, площадь проживания особей, пищеварительная база, виды почвы,
сроки проведения эксперимента (в соответствии лунного календаря),
биологические ритмы животного.
В ходе эксперимента заметил, что всякое вредное или неприятное
воздействие внешнего фактора вызывает у дождевого червя оборонительную
реакцию: зарывание в землю, сокращение тела, выделение на поверхности
кожи слизи.Активность у дождевых червей в течение суток неодинакова.
Примерно 1/3 части суток они более деятельны, а в остальное время их
активность снижена почти в 3 раза.Кроме суточного ритма у дождевых
червей существует также сезонный ритм активности. Так, например, на зиму
черви уходят глубже в землю и там остаются в норках в состоянии анабиоза.
6. Список литературы
1. Малевич И. И. Собирание и изучение дождевых червейпочвообразователей. / И. И. Малевич, М.: Сов. Россия, 1980.
2. Чекановская О. В. Дождевые черви и почвообразование./ О.В.
Чекановская. М.: Сов. Россия, 1978.
3. Дарвин Ч., Образование растительного слоя земли деятельностью
дождевых червей и наблюдения над их образом жизни./ Ч. Дарвин.
Соч., в 4 т., Т. 2, М.—Л., 1936
4. Жизнь животных, в 4 т., Т. 1,- М., 1968.
5. www.wikipedia.org
10
11
Приложение: дневник наблюдений
Передние концы
Задние концы
Дата
Двигательная
Состо длина Двигательная
Состоян
дли
активность
яние
активность
ие среза
на
Особи
Не зарос
5 см.
Не зарос
5 см
Не зарос
5 см
Не зарос
5см
зарос
5см
среза
5.08
Особи активно
Не
движутся при
зарос
5см
активны, но
выкладывании их
менее чем
на стол
передние
концы
8.08
Особи активно
Не
движутся при
зарос
5см
Особи
активны, но
выкладывании их
менее чем
на стол
передние
концы
12.08
Особи активно
Не
движутся при
зарос
5см
Особи
пассивны
выкладывании их
на стол
15.08
Скучены в клубок зарос
5см
Особи активно
Особи
пассивны
движутся при
выкладывании их
на стол
19.08
Особи активно
зарос
5см
Из 10 особей 3
движутся при
явно
выкладывании их
уменьшились в
на стол
размерах из за
12
подсыхания
тканей
22.08
Особи стали менее зарос
5см
Из 10 особей 5
_
снят
активны по
уменьшились в
ие
сравнению с
размерах из за
разм
началом
подсыхания
еров
эксперимента
тканей
зако
нчен
ы.
26.08
29.08
Особи стали менее зарос
5см
Из 10 особей 5
активны по
уменьшились в
сравнению с
размерах из за
началом
подсыхания
эксперимента
тканей
Особи стали менее зарос
5см.
Из 10 особей 2
активны по
погибли, 8
сравнению с
уменьшились в
началом
размерах из за
эксперимента
подсыхания
_
_
_
_
_
_
_
_
тканей
2.09
5.09
Особи стали менее зарос
5см,1
Из 10 особей 5
активны по
особь
погибли, у 5
сравнению с
увели
наблюдаются
началом
чилас
см участки
эксперимента
ь на
живой ткани с
0,1 см
заднего конца
Особи стали менее зарос
5см,
Из 10 особей
активны по
2
10 погибли
сравнению с
особь
13
началом
увели
эксперимента
чилас
ь на
0,2 см
9.09
12.09
16.09
Особи стали менее зарос
5 см
активны по
1-5,2
сравнению с
см
началом
2-5,3
эксперимента
см
Особи стали менее зарос
5см
активны по
1-5,4
сравнению с
см
началом
2-5,4
эксперимента
см
Особи стали менее зарос
5см
активны по
1-5,5
сравнению с
см
началом
2-5,4
-
_
_
-
_
_
-
_
_
-
_
_
эксперимента
19.09
Особи стали менее зарос
5см
активны по
1-5,5
сравнению с
см
началом
2-
эксперимента
5,7см
14