Жизнь животных и жизнь растений: Жизнь животных и растений в городах

Жизнь животных и растений в городах

Как это ни странно, в экосистемах крупных городов обитает немало видов птиц и животных. Там, где растения и животные находят подходящие условия для жизни, включая пишу, тепло и прибежище, они поселяются надолго. Многие из них приспособились к жизни в городах, рядом с человеком (см. также статью «Приспосабливаемость животных к условиям жизни в пустыне«).

Адаптация к жизни в городах

Рост и развитие больших городов привели к довольно сходным условиям городской среды во всем мире. В разных странах разные животные сумели занять одинаковые экологические ниши. Так, кистехвостый опоссум, енот и рыжая лисица играют в окружающей среде городов на разных континентах одну и ту же роль. В природе все они живут на открытых местах и в редколесье, нелегко приспосабливаются и к жизни в сельскохозяйственных районах и в городах. Кистехвостый опоссум и енот часто поселяются в подвалах пригородных домов, а лисицы устраивают свои норы в парках и на пустырях. Животные эти питаются пищевыми отбросами. Умение приспосабливаться к разным средам обитания и питаться разнообразной пищей позволяет им вольготно чувствовать себя даже, в густонаселенных городах. Единственная птица, которая живет только рядом с человеком, — домашний воробей. Прежде, в природе он клевал лишь зерна, но затем в городах стал питаться разнообразнее. Это, а также способность гнездиться прямо в домах и на крышах зданий помогло ему приспособиться к жизни в городах. Домашний воробей распространен по всему миру — везде, где только побывали европейские колонисты. В наши дни обитает в Европе, Северной и Южной Америке, Южной Африке, Австралии и Новой Зеландии.

Возобновление

Там, где сейчас брошенные земли, вскоре пробудится новая жизнь. Через какой-то период времени различные растения и животные сменят друг друга в процессе так называемого возобновления. Обычно первыми на новых землях поселяются травы и папоротники; за ними — цветковые растения, которые привлекают насекомых. За насекомыми — птицы и другие дикие животные. Если в данной местности достаточно земли, на ней укореняются кустарники и деревья.

Городское сафари

Вам не придется отправляться в тропические джунгли или в африканские саванны, чтобы побывать на сафари. Экспедиция по изучению жизни диких обитателей города — не менее увлекательное занятие. Понаблюдайте за растениями и животными в районах города, которые хотя бы немного в стороне от центра: на пустырях, кладбищах, в заброшенных уголках парков, по берегам рек и каналов. Для такого сафари вам понадобится лишь хорошая наблюдательность и, возможно, немного терпения. Вы можете пригласить с собой друзей, и тогда ваш поход будет самой что ни на есть настоящей экспедицией. Записывайте и зарисовывайте в блокноте все увиденное. Составьте план своего сафари: воспользуйтесь для этого картой города или поселка и наметьте особо интересные для вас районы.

Транспорт и загрязнение окружающей среды

Загрязнение атмосферы от увеличивающегося объема выхлопных газов из автомобилей делает жизнь во многих крупных городах мира все более неприятной. Воздух там содержит вредные газы, например озон: он образуется в результате реакции (см. статью «Химические реакции«) азотного газа с кислородом пол воздействием солнечных лучей и при большой концентрации вреден. Озон, окись углерода, углеводы, а также частицы свинца и пыли — все это серьезно угрожает здоровью людей и всему живому в городах. Удалить свинец из бензина и исследовать катализаторы, чтобы уменьшить выбросы газов, — вот два способа смягчить остроту этой проблемы. Для коренного ее решения необходимо принципиально изменить планирование транспортных магистралей в городах. Для этого нужно расширить сеть электропоездов и общественного транспорта, применять тихий, нешумный транспорт.

Реакция лишайников на загрязнения

Такие растения, как лишайники, очень восприимчивы к загрязнению воздуха, особенно к содержанию в нем кислот. По тому, есть ли в вашей местности лишайники, вы можете судить, насколько у вас чистый воздух. Кустистые и листьевидные лишайники встречаются только там, где воздух чист. В сильно загрязненных местах лишайников нет вообще. Отыщите лишайники на камнях, стенах и деревьях и воспользуйтесь данной схемой для оценки чистоты воздуха.

Как устроить заповедный уголок

Создать уголок заповедной природы на брошенных землях и пустырях непросто: нужны совместные усилия группы энтузиастов. Цель устройства — создать миниатюрную экосистему, в которой желательны прудик, луговина, посадки деревьев и кустарников. Такой уголок может существовать в самом центре города или поселка. Он доставит немало удовольствия местным жителям и привлечет многие виды растений и животных. Быть может, для вашей местности уже разработан проект такого заповедника. Разузнайте об этом в библиотеке, общественном центре или обратитесь в местное отделение экологической организации. Быть может, там нужна ваша помощь. Если же нет, вы можете выбрать подходящее место в вашем районе (например, пустырь) и вместе с группой друзей осуществить свой проект. Пригласите друзей, учителей и родителей, которые хотели бы вам помочь.

Тайная жизнь растений

Роман Фишман
«Популярная механика» №4, 2017

Листья «кричат», цветы «слышат», а деревья в лесу общаются через собственный «интернет» — надо только знать, как заглянуть в их тайную жизнь.

Все мы слишком шовинисты. Считая себя вершиной эволюции, мы распределяем все живое в иерархию по степени близости к себе. Растения так на нас непохожи, что кажутся существами будто не совсем живыми. Библейскому Ною не выдавалось никаких инструкций насчет их спасения на борту ковчега. Современные веганы не считают зазорным лишать их жизни, а борцы с эксплуатацией животных не интересуются «правами растений». В самом деле, у них нет нервной системы, глаз и ушей, они не могут ударить или убежать. Все это делает растения другими, — но никак не неполноценными. Они не ведут пассивное существование «овоща», но чувствуют окружающий мир и реагируют на происходящее вокруг. Говоря словами профессора Джека Шульца, «растения — это просто очень медленные животные».

Они слышат

«Тайная жизнь растений» стала достоянием общественности во многом благодаря книге Питера Томпкинса, вышедшей в начале 1970-х, на пике популярности движения «Нью-Эйдж». К сожалению, она оказалась несвободна от множества характерных для того времени заблуждений и породила множество мифов, самым известным из которых стала «любовь» растений к классической музыке и презрение к современной. «Тыквы, вынужденные слушать рок, отклонялись от динамиков и даже пытались вскарабкаться по скользкой стеклянной стене камеры», — описывал Томпкинс эксперименты, поставленные Дороти Реталлак.

Надо сказать, что миссис Реталлак была не ученой, а певицей (меццо-сопрано). Ее опыты, воспроизведенные ботаниками-профессионалами, не показали никакой особой реакции растений на музыку любых стилей. Но это еще не значит, что они ничего не слышат вовсе. Эксперименты раз за разом демонстрируют, что растения могут воспринимать акустические волны и реагировать на них — например, корни молодой кукурузы растут в направлении источника колебаний частотой 200–300 Гц (примерно от соль малой октавы до ре первой). Почему, пока неизвестно.

Вообще, трудно сказать, зачем растениям нужен «слух», хотя во многих случаях способность реагировать на звуки может быть очень полезной. Хейди Аппель и Рекс Кокрофт показали, что резуховидка Таля прекрасно «слышит» вибрации, которые создает тля, пожирающая ее листья. Этот малоприметный родственник капусты легко отличает такие звуки от обычных шумов вроде ветра, брачной песни кузнечика или вибраций, вызванных безвредной мухой, севшей на лист.

Они кричат

В основе этой чувствительности лежит работа механорецепторов, которые обнаруживаются в клетках всех частей растений. В отличие от ушей, они не локализованы, а распределены по организму, как наши осязательные рецепторы, — потому и понять их роль удалось далеко не сразу. Заметив нападение, резуховидка деятельно реагирует на него, меняя активность множества генов, готовясь к заживлению повреждений и выделяя глюкозинолаты, естественные инсектициды. Возможно, по характеру колебаний растения даже различают насекомых: разные виды тли или гусениц вызывают совершенно разный ответ со стороны генома.

Другие растения при атаке выделяют сладкий нектар, который привлекает хищных насекомых, таких как осы — злейшие враги тлей. И все они обязательно предупреждают соседей: еще в 1983 году Джек Шульц и Йен Болдуин показали, что здоровые листья клена реагируют на присутствие поврежденных, включая механизмы защиты. Происходят их коммуникации на «химическом языке» летучих веществ.

Они общаются

Эта предупредительность не ограничивается родственниками, и даже отдаленные виды способны «понимать» сигналы опасности друг друга: дать отпор незваным гостям легче сообща. Скажем, экспериментально показано, что у табака развивается защитная реакция при повреждении растущей рядом полыни. Растения словно кричат от боли, предупреждая соседей, и, чтобы услышать этот крик, надо лишь хорошенько «принюхаться». Правда, можно ли считать это намеренной коммуникацией, еще неясно. Возможно, таким способом растение само передает летучий сигнал от одних своих частей другим, а соседи лишь считывают его химическое «эхо». Настоящую коммуникацию им обеспечивает… «грибной интернет».

Корневые системы высших растений образуют тесные симбиотические ассоциации с мицелиями почвенных грибов. Они постоянно обмениваются органикой и минеральными солями. Но поток веществ — видимо, не единственный, который движется по этой сети. Растения, чья микориза изолирована от соседей, медленнее развиваются и хуже переносят испытания. Это позволяет предположить, что микориза служит и для передачи химических сигналов — при посредничестве, а возможно, даже и «цензуре» со стороны грибных симбионтов. Эту систему сравнивают с социальной сетью и нередко называют просто Wood Wide Web — «Вселесная паутина».

Они двигаются

Все эти «чувства» и «коммуникации» помогают растениям находить воду, питательные вещества и свет, защищаться от паразитов и травоядных, атаковать самим. Они позволяют перестраивать метаболизм, расти и переориентировать положение листьев — двигаться. Поведение венериной мухоловки может показаться чем-то невероятным: мало того, что это растение ест животных, оно еще и охотится на них. Но насекомоядная хищница не исключение среди прочей флоры. Всего лишь ускорив видеозапись недели из жизни подсолнуха, мы увидим, как он поворачивается за солнцем и как «засыпает» по ночам, закрывая листья и цветки. В ускоренной съемке растущий кончик корня выглядит совершенно как червяк или гусеница, ползущая к цели.

Мышц у растений нет, и движение обеспечивается ростом клеток и тургорным давлением, «плотностью» их наполнения водой. Клетки действуют как сложно скоординированная гидравлическая система. Задолго до видеозаписей и техники таймлапс на это обратил внимание Дарвин, который изучил медленные, но явные реакции растущего корешка на окружающую обстановку. Его книга «Движение растений» завершается знаменитым: «Едва ли будет преувеличением сказать, что кончик корешка, наделенный способностью направлять движения соседних частей, действует подобно мозгу одного из низших животных… воспринимающему впечатления от органов чувств и дающему направление различным движениям».

Некоторые ученые восприняли слова Дарвина как очередное прозрение. Биолог из Флорентийского университета Стефано Манкузо обратил внимание на особую группу клеток на растущих кончиках стебля и корней, которая находится на границе между делящимися клетками апикальной меристемы и продолжающими рост, но не деление, клетками зоны растяжения. Еще в конце 1990-х Манкузо обнаружил, что активность этой «переходной зоны» направляет увеличение клеток зоны растяжения, а тем самым — движение всего корня. Происходит это за счет перераспределения ауксинов, которые служат основными гормонами роста растений.

Они думают?

Как и во многих других тканях, в самих клетках переходной зоны ученые замечают весьма знакомые изменения поляризации мембраны. Заряды внутри и снаружи их колеблются, подобно потенциалам на мембранах нейронов. Разумеется, производительности настоящего мозга такой крошечной группе никогда не добиться: в каждой переходной зоне не больше нескольких сотен клеток. Но даже у небольшого травянистого растения корневая система может включать миллионы таких развивающихся кончиков. В сумме они дают уже вполне внушительное количество «нейронов». Структура этой мыслящей сети напоминает децентрализованную, распределенную сеть интернета, а ее сложность вполне сравнима с настоящим мозгом какого-нибудь млекопитающего.

Трудно сказать, насколько этот «мозг» способен мыслить, но вот израильский ботаник Алекс Касельник и его коллеги обнаружили, что во многих случаях растения действительно ведут себя почти как мы. Обыкновенный посевной горох ученые поставили в условия, при которых он мог наращивать корни в горшок со стабильным содержанием питательных веществ либо в соседний, где оно постоянно менялось. Оказалось, что если в первом горшке пищи достаточно, горох предпочтет его, но если ее слишком мало, то начнет «рисковать», и больше корней вырастет во втором горшке.

Не все специалисты оказались готовы принять мысль о возможности мышления у растений. По видимости, больше других она потрясла самого Стефано Манкузо: сегодня ученый является основателем и главой уникальной «Международной лаборатории нейробиологии растений» и призывает заняться разработкой «растительноподобных» роботов. В этом призыве есть своя логика. Ведь если задачей такого робота будет не работа на космической станции, а исследование водного режима или мониторинг среды, то не стоит ли ориентироваться на растения, которые столь замечательно к этому приспособлены? А когда придет время заняться терраформированием Марса, то кто лучше растений «подскажет», как вернуть жизнь пустыне?.. Осталось узнать, что думают об освоении космоса сами растения.

2.4, Жизненные циклы растений и животных

Жизненные циклы растений и животных

Преподавание наук о жизни, особенно биологии, в начальной школе может быть сложной задачей. Вы когда-нибудь хотели просто вывести свой класс на улицу? Трудно ли объяснить жизненные циклы животных, с которыми ваши ученики никогда не сталкивались? Уроки естественных наук также требуют тщательного планирования в дополнение к другим основным предметам, которые необходимо преподавать.

Мы с другом недавно создали набор научных станций для удовлетворения этих потребностей. Научные станции включают в себя комбинацию игр, карточек с заданиями, интерактивных видеороликов, вскрытий, рабочих листов и многого другого, чтобы вовлечь учащихся в изучение роста и развития организмов с уникальными и разнообразными жизненными циклами.

Ниже приведена информация и подробные сведения о каждой из станций изучения жизненного цикла растений и животных, которые относятся к NGSS 3-LS1.B и включают такие понятия, как жизненные циклы животных, жизненные циклы растений и части растения.

Словарные карточки

Большие красочные словарные карточки можно использовать в качестве карточек или на доске объявлений в вашей комнате.

Они поставляются в двух наборах. В первом наборе есть иллюстрации, а также слово и определение. Второй набор — это просто слова, напечатанные очень крупным и жирным шрифтом для быстрого распознавания и четкости. Включен словарь жизненных циклов растений и животных, таких как яйцо, личинка, опыление, лист, кокон, метаморфоз.

Дифференцированные ответы

Каждая станция включает четыре различных способа реагирования на опыт на станции:

• вопросы с краткими ответами
• заполнение пустых вопросов
• карточки с заданиями с краткими ответами
• карточки с заданиями с несколькими вариантами ответов

Все варианты похожи друг на друга, но требуют разного уровня независимости. Заполнение пробелов является самым простым и идеальным для ваших учеников, которые борются с чтением, особенно если вы предоставите им банк слов. Короткий ответ является самым сложным, так как он требует, чтобы учащиеся конструировали свои собственные ответы без особой поддержки.

Выберите формат, который лучше всего подходит для вашего класса и учащихся. Студентам также предлагается использовать свой научный журнал с помощью карточек с заданиями. Ключи ответов включены для всех форматов дифференцированных ответов.

Некоторые задания также включают рабочий лист в дополнение к дифференцированным ответам. Этот рабочий лист является «работой» станции. Дифференцированные ответы требуют, чтобы студенты широко думали о теме и понятии.

Посмотреть видео

Видео о жизненном цикле животного Жизнь навозного жука , одного из самых интересных насекомых (особенно для третьеклассников). Навозный жук обладает яркой индивидуальностью и уникальными репродуктивными характеристиками. Это видео держит в центре внимания мальчиков третьего класса. Кто не любит говорить о навозе?

После видео, доступного по гиперссылке или QR-коду, находится рабочий лист с вопросами и ответами, заполненная пустая страница или карточки с заданиями, которые учащиеся могут использовать в своих научных журналах. Выберите формат дифференцированного ответа, который лучше всего подходит для ваших учащихся.

Для растений видео Этапы жизненного цикла растений. А после видео — набор средств обучения.

Оба видеоролика представляют материал в прямолинейном, академическом стиле. Позвольте вашим учащимся выбрать видео, которое они хотели бы посмотреть, и следуйте им с помощью рабочих листов или карточек с задачами из научных журналов.

Играть в видеоигры

В эту научную станцию ​​включены четыре обучающие видеоигры:

• Борщевик
• Части цветка
• Помощь в выращивании растений
• Жизненные циклы животных.

После каждой игры, для которой требуется компьютер, учащиеся отвечают на вопросы, заполняют пропуски и сопоставляют карточки с заданиями. Все листы для ответов охватывают один и тот же материал, но под разным углом, поэтому у вас есть разные инструменты обучения, чтобы помочь своим ученикам понять, где они находятся.

Игра «Борщевик» самая увлекательная, но у говорящего есть британский акцент, который некоторым учащимся может быть труднее понять.

Исследование жизненного цикла муравья и богомола

На этой научной станции учащиеся узнают о богомоле и муравье с помощью цветных диаграмм, страниц с вопросами и ответами и листов-раскрасок. На диаграммах показаны насекомые от яйца до взрослой особи, а на вопросы легко ответить после прочтения инструкции.

Раскрашивание листов задействует левое полушарие мозга, в то время как вопросы и ответы задействуют правое полушарие. После этого раздайте лист вопросов и ответов, или карточки с заданиями, или заполните пропуски.

Схема жизненных циклов животных

Красочные схемы, вырезанные и вставленные, проведут ваш класс через жизненный цикл различных животных, объясняя, что происходит на каждой стадии. Соответствующий рабочий лист побуждает детей сравнивать разных животных и то, как они развиваются. Помимо лягушек, эти листы покрывают морских черепах, кур и лосося.

Также доступны черно-белые рабочие листы для вырезания и вставки, которые аналогичны приведенной ниже цветной версии. Вырезание и вставка иногда упускаются из виду, поскольку требуется некоторая настройка и очистка, но это занятие успокаивает детей, создавая плавные повторяющиеся движения, и это интересный способ обучения. Цветную копию также можно использовать во время научной станции, а черно-белую копию использовать для выполнения домашних заданий.

Прочтите о мигрирующих гусях

На этой станции исследуются модели миграции и периоды беременности гусей. В литературе объясняется, почему гуси мигрируют, сезоны миграции, схемы полета и немного о местах обитания. Учащиеся также узнают о гусятах и ​​их превращении в гусей, в частности, о том, как меняются их тела и поведение.

После раздела чтения есть страница с короткими вопросами и ответами, страница для заполнения пропусков и несколько листов карточек для подкрепления чтения, как и на остальных научных станциях.

Модель рассечения цветка

На этой научной станции учащиеся разрезают цветок, сортируют его части на общие части цветка: чашелистик, лепесток, пестик, завязь и тычинку. Учащиеся определяют количество каждой части, а затем отвечают на вопросы о моделировании.

Вот видео, в котором мы с другом смоделировали процесс для этой научной станции:

После моделирования учащиеся реагируют на опыт, используя один из дифференцированных ответов.

Хотя видео предназначено в основном для учителя, его можно использовать в качестве обучающего видео для учеников, если быстро просмотреть вступительную часть.

Исследование: какую часть растения мы едим?

Эта станция требует небольшой работы ногами, прежде чем ученики начнут свою работу. Вам нужно принести в класс фрукты и овощи, но кроме этого просто распечатайте таблицу и приложите карточки ответов станции.

Глядя на овощи на подносах, учащиеся записывают, какая часть растения, по их мнению, съедобна: корень, лист, цветок, стебель, семя или плод. Они помещают эти предположения в конверт, а затем сравнивают их с таблицей ответов. Рабочие листы (заполнение, вопросы и ответы и карточки с заданиями) следуют за сегментом диаграммы. Ваши ученики могут даже съесть эксперимент, когда он закончится!

Сортировка: жизненные циклы растений

В ходе сортировки учащиеся раскладывают карточки в определенном порядке или по группам. Они записывают сортировку и описывают, почему они выбрали эти стопки или группы. Сортировка — это активная обучающая игра, поскольку она требует, чтобы учащиеся использовали свои руки и разум, чтобы расставить карточки. Также включена черно-белая версия задания для вырезания и вставки.

Вы можете приобрести «Жизненные циклы: научные станции растений и животных» на моем веб-сайте или в магазине «Учителя платят учителям».

Комплект всех научных станций третьего уровня также можно приобрести со скидкой 20%.

Другие наборы научных станций третьего класса

Каждый набор научных станций построен одинаково с 8 отдельными научными станциями, которые подходят к стандарту и теме немного по-разному и требуют от учащихся выполнения разных видов работы.