Изучение микрофауны почвы, её растворов и условий.
Черчиев Исмаил, ученик 10A класса МБОУ «Гимназия №7»
Научный руководитель: Басова Т.Г.- учитель биологии высшей категории.
Почва — удивительный биогенный материал, создаваемый неживой природой и микроорганизмами в союзе на протяжении тысяч лет. Почвенные покровы занимают огромные площади — как минимум, это один из тех факторов, отличающих нашу планету от множества небесных тел (экзопланет). Почва - это дом и среда обитания для самых разнообразных видов насекомых, грибков, простейших, бактерий, микроскопических нематод и др. В своей прошлой работе, посвящённой бактериям и в особенности молочнокислым бактериям, я рассматривал роль этих организмов как активных преобразователей среды, участников ферментативного окисления глюкозы. В данной работе я поставил цель исследовать гораздо больший спектр микроорганизмов, в том числе и простейших с круглыми червями. Всех их объединяет одно: адаптация к жизни в почвенной среде. На протяжении моего наблюдения я изучал не только случайные растворенные частички почвы с их обитателями, но и законсервированный раствор с определенными поддерживаемыми и стабильными условиями (например, температура 29-35 градусов по Цельсию, концентрация растворённой сахарозы от 0,25% до 10% процентов от объёма раствора, периодический доступ кислорода и т.п.). В конце рабочего дня я также осуществлял осмотр пробы и запечатлевал при помощи фото- и видеосъемки найденные организмы. Так, в результате мониторинга мне удалось обнаружить сначала микроскопических нематод, затем бесформенных простейших, а после — бактерий и их скопления (колонии). Так что начнём.
Глава 1. Предыстория (2011-2014)
Свои наблюдения за микроорганизмами я начал ещё в далёком 2014 году, хотя впервые я познакомился с микромиром в 2010-2011 году, т.е. Когда у меня появился мой собственный микроскоп. Таким образом, 5 лет назад мои наблюдения начались с изучения проб воды из стакана с прорастающей луковой головкой, пустившей корни в жидкость. Тогда я наблюдал за потемнением воды и решил проверить её на наличие каких-либо веществ. Когда я не обнаружил никаких подозрительных инородных предметов при увеличении в 80 раз, конечно же, увеличил до 400 раз. И тут обнаружилось движение: то перемещались в жидкости некие маленькие тельца, одинаковые на вид. Сначала я решил, что передо мной броуновское движение, однако затем усомнился в выводах. Вскоре я предположил, что это были бактерии, но спустя 5 лет пришлось убедиться в том, что тельца представляли собой скорее всего простейших. Дальнейшие опыты я провести не смог: соблюдение биологической безопасности. Лишь в этом году я решил возобновить свои исследования микроорганизмов, но теперь на примере почвы и на более качественном уровне.
Слева: неизвестные организмы (простейшие) при увеличении в 400 раз, увиденные мной в 2014 году.
Глава 2. Подготовка к изучению (02.2019)
Как было сказано выше, в феврале 2019 года я решил возобновить наблюдение именно за микроорганизмами. Теперь мне потребовалась качественно новая среда, которая богаче в своём биологическом разнообразии, чем просто питательная жидкость для растений. Мой выбор остановился на почве. Я знаю, что существует большое кол-во исследований на тему почвы, но практически все они ориентированы на макрофауне и мегафауне (насекомых, первичных бескрылых, клещах и проч.). Не скажу, что моё исследование уникально, но постарался во всяком случае его таким сделать.
Для исследования мне потребовались: микроскоп с объективами на 80Х, 400Х и 900Х масштабированием, специальные компьютерные программы для контраста изображений и их обработки, чашка Петри, дозатор (пипетка), ампула для хранения пробы, относительно защищённый ящик для хранения ампулы, мерная ложечка, шприц, растения-доноры почвы, лампа, предметное стекло, средства для дезинфекции (изопропиловый спирт, этанол, кипячение, хоз.мыло), фотокамера, сахароза. Вот все основные принадлежности.
Вы спросите: а где можно достать почву зимой? Лично я не усложнял задачу и набрал по 5 мг земли из горшка с домашними растениями, причём проб было две: ещё я брал из-под фиалок. Сначала я рассматривал её в полусухом виде при увеличении в 80 раз. Даже невооруженным глазом было видно, что почвы весьма волокнистые с крупными частичками. При более глубоком рассмотрении я увидел чешуйки размером 90-160 мкм, нитеобразные волокна длиной до 500 мкм и кристаллы преимущественно желтого цвета (очевидно, соли каких-то металлов). Слева: собственно, «доноры». Справа обе: почва с растворенными газами, кристалликами, частицами, волокнами. К примеру, на нижнем фото справа черное тело посередине достигает размеров около 0,19 мм или 190 мкм.
Изначально в концентрированной почве не было заметно ничего примечательного: всё это я уже видел годами раннее. Скорее всего дело не продвинулось бы дальше, если бы я не сделал менее насыщенный раствор с содержанием почвы всего 28% по объёму.
И вот тогда я внёс каплю в чашку Петри и накрыл её предметным стеклом для утончения слоя жидкости, т.к. в противном случае мы бы наблюдали картинку из разграниченных между собой слоёв. Каждый из них виден только при определенной фокусировке микроскопа (увидеть сразу все невозможно даже по принципу здравомыслия), а это определённо мешало бы точным наблюдениям. Таким образом, я смог получить слой пробы менее 1 мм. Именно с этого момента началось именно то, чему посвящен мой проект.