Электричество в живой природе
Проект выполнила:
Макаровская Надежда Александровна,
учащаяся 8 класса
МБОУ «Нижнекулойская средняя школа»
Верховажского района Вологодской области
Руководитель:
Жукова Надежда Николаевна,
учитель биологии, химии, физики
МБОУ «Нижнекулойская средняя школа»
Адрес школы:
162321 Вологодская область
Верховажский район д. Урусовская ул. Школьная д. 10
д. Урусовская
2020 г.
Проблемная ситуация
Я выбрала этот информационный проект, потому что мне захотелось узнать, существует ли электричество в живой природе, какие явления, связанные с электричеством, можно наблюдать в живых организмах.
Гипотеза
Возможно, в природе существует электричество, и в живых организмах проявляются физические электрические явления.
Цель работы:
Исследовать электрические явления в живой природе.
Задачи:
1. Найти в различных источниках и переработать информацию по данной теме;
2. Узнать о природе возникновения электричества в живом мире;
3. Выяснить значение электрических явлений в жизни организмов;
3. Определить, насколько распространены электрические явления в природе.
Определение
Электричество - это совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов.
Одним из первых ученых, чьё внимание привлекло электричество, был греческий философ Фалес Милетский, который в VII веке до н. э. обнаружил, что потёртый о шерсть янтарь приобретает свойства притягивать лёгкие предметы. Однако, долгое время знание об электричестве не шло дальше этого представления.
Первую теорию электричества создаёт американец Бенджамин Франклин, который рассматривает электричество как «нематериальную жидкость», флюид. Он также вводит понятие положительного и отрицательного заряда, изобретает молниеотвод и с его помощью доказывает электрическую природу молний. Изучение электричества переходит в категорию точной науки после открытия в 1785 году закона Кулона.
Формула
Мощность электрического тока – это работа, совершаемая током за единицу времени или произведение силы тока на электрическое напряжение.
Ярким проявлением электричества в природе служат молнии, электрическая природа которых была установлена в XVIII веке. Молнии издавна вызывали лесные пожары. По одной из версий, именно молнии привели к первоначальному синтезу аминокислот и появлению жизни на земле (эксперимент Миллера - Юри и теория Опарина - Холдейна).
Атмосфера Земли представляет собой гигантский конденсатор, нижняя обкладка которого (земная поверхность) заряжена отрицательно, а верхняя обкладка (верхние слои атмосферы до высоты 50 км) положительно. Разность потенциалов между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы составляет 400 КВ, вблизи поверхности Земли существует постоянное электрическое поле напряжённостью 100 В/м.
В живой природе существует немало процессов, связанных сэлектрическими явлениями. Рассмотримнекоторые из них.
Интересные явления, связанные с электричеством, можно обнаружить у рыб. Древние греки остерегались встречаться в воде с рыбой, которая заставляла цепенеть животных и людей. Эта рыба была электрическим скатом.
Многие рыбы используют электричество для защиты и поиска добычи под водой. Южноамериканский электрический угорь способен генерировать электрические разряды напряжением до 500 вольт (для человека безопасным считается напряжение в 42 В). Мощность разрядов электрического ската может достигать 500 Вт.
Акулы используют электричество для поиска добычи. Электрический орган рыб работает с частотой несколько сотен герц и создаёт напряжение в несколько вольт. Электрическое поле улавливается электрорецепторами. Находящиеся в воде предметы искажают электрическое поле. По этим искажениям рыбы легко ориентируются в мутной воде.
У многих рыб голова заряжается положительно, хвост – отрицательно (гимнарх, рыба-нож, гнатонемус) Свои электрические свойства рыбы используют как для атаки, так и для защиты, а также для того, чтобы отыскивать жертву, ориентироваться в мутной воде, опознавать опасных противников.
Существуют также слабоэлектрические рыбы. Они не имеют каких-либо электрических органов. Это обыкновенные рыбы: караси, карпы, пескари и др. Они чувствуют электрическое поле и излучают слабый электрический сигнал. С помощью электрических сигналов рыбы могут даже особым образом «переговариваться». Угри, например, при виде пищи начинают генерировать импульсы тока определенной частоты, привлекая тем самым своих собратьев. А если двух рыб поместить в один аквариум, частота их электрических разрядов сразу же увеличивается.
Рыбы-соперники определяют силу своего противника по силе излучаемых им сигналов. Другие животные таких органов чувств не имеют. Почему же только рыбы наделены этим свойством?
Рыбы живут в воде. Морская вода прекрасный проводник электричества. Электрические волны распространяются в ней, не затухая, на тысячи километров. Кроме того, рыбы имеют физиологические особенности строения мышц, которые со временем стали «живыми генераторами».
Многие цветы и листья имеют способность закрываться и раскрываться в зависимости от времени и суток. Это обусловлено электрическими сигналами, представляющими собой потенциал действия. Можно заставить листья закрываться с помощью внешних электрических раздражителей. Кроме того, у многих растений возникают токи повреждений. Срезы листьев, стебля всегда заряжены отрицательно по отношению к нормальной ткани.
Некоторая разность потенциалов была установлена и между различными частями тканей в различных органах неповрежденных растений.
Токи, возникающие в естественных условиях в неповрежденных органах растений и их тканях, а также токи, образующиеся в результате повреждения тканей, стали называть токами покоя.
А токам, возникающим в живых тканях под влиянием различных раздражителей, дали название токов действия. Прекрасным наглядным доказательством проявления токов действия у растений является механизм складывания листьев под влиянием внешних раздражителей у мимозы стыдливой и венериной мухоловки, имеющих ткани, способные резко сокращаться.
Важна и очень интересна роль электрических явлений и в жизни цветков. Процессы опыления и оплодотворения у них зависят от содержания электрических зарядов, как в женских генеративных органах, так и в пыльце. Электрический потенциал пыльцевых зерен обусловливает их жизнеспособность и активность. Электризация пестиков, в свою очередь, обеспечивает успешное прорастание родственной пыльцы и образование завязи.
У некоторых перекрестноопыляемых растений электрические импульсы цветков способствуют их переопылению, приводя в движение тычинки даже при легком прикосновении к цветку. Это явление можно наблюдать у цветков василька посевного (синего), подсолнечника однолетнего, барбариса обыкновенного. Очень хорошо видны такие движения у артишока. При встряхивании его цветка движение тычинок напоминает ритуальный танец: верхние концы тычиночных нитей с пыльниками сначала склоняются в одну сторону, а затем - в другую. При этом тычинки быстро укорачиваются, а из каждого пыльника выделяется капля жидкости, содержащая пыльцу. Теперь насекомое - возмутитель спокойствия - не в состоянии пробраться между изгибающимися тычинками, не измазавшись основательно в этой жидкости. Вот так и переносится пыльца с одного цветка на другой. А «танцовщицы»-тычинки после оплодотворения утрачивают свою подвижность, сколько ни встряхивай растение!
Своеобразно устроен опылительный механизм и у барбариса обыкновенного. У основания каждого лепестка находится по 2 желёзки, выделяющие много нектара. В нормальном состоянии тычинки плотно прижаты к несколько загнутым лепесткам, но как только насекомое, желающее полакомиться нектаром, прикоснется к их внутренней стороне, обладающей высокой чувствительностью, тычинки резко изгибаются внутрь, ударяют пыльниками по телу насекомого и выбрасывают на него пыльцу. При посещении другого цветка насекомое оставляет эту пыльцу на его рыльце. [4]
Опыт
Выводы:
Электрические явления существуют в живой и неживой природе;
Электрические явления существуют у растений и животных;
Для живых организмов электричество – один из способов адаптации, дающий возможность выжить;
Электричество воздействует на живые организмы: его влияние может быть как положительным (электрическое поле помогает ориентироваться, искать и парализовать добычу), так и отрицательным (сильный разряд электричества может привести к гибели организма).
Использованные источники
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Электричество
2. https://revolution.allbest.ru/physics/00492341_0.html
3. https://naukatv.ru/video/film-science/447
4. https://www.valleyflora.ru/16.html