Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с углублённым изучением отдельных предметов №2 имени Александра Жаркова г. Яранска Кировской области

Четвёртый окружной конкурс исследовательских работ и творческих проектов младших школьников «Хочу всё знать»

В мире лишайников

Работу выполнила: Шефер Наталия,

ученица 3 класса «А» МКОУ СОШ с

УИОП №2 им. А. Жаркова

Руководитель: Смоленцева

Галина Леонидовна

учитель МКОУ СОШ с

УИОП №2 им. А. Жаркова

2012

Введение        4

1.Обзор литературы        5

2.Основная часть        6

   2.1. План и методы работы        6

   2.2. Разнообразие лишайников        7

   2.3. Значение лишайников        8

   2.4. Лишайники – индикаторы чистоты воздуха        10

   2.4.1. Проведение исследования относительной чистоты воздуха

             в центре города        11

   2.4.2. Проведение исследования относительной чистоты воздуха

             на окраине города        12

   2.4.3. Проведение исследования относительной чистоты воздуха

             в лесу        13

3. Выводы        14

 Литература        16

        Приложение №1. Методика определения чистоты воздуха по

                                      лишайникам        17

        Приложение №2. Лишайники накипные        18

        Приложение №3. Лишайники листоватые        19

        Приложение №4. Лишайники кустистые        20

        Приложение №5. Гнездо, сделанное из лишайника        21

        Приложение №6. Колонии лишайников на скале        22

        Приложение №7. Блюдо из съедобного лишайника        23

        Приложение №8. Зелёные правила друзей природы        24

Эпиграф

Мимо малого мира проходишь ты как посторонний.

Сев на камень, вглядись в удивительный микрорельеф.

На лесном валуне - между мхами - причуды кладонии.

Эти формы познай, их фантастику запечатлев.

Будто явлен в модели нам образ другой биосферы!

Вот лишайник - как рюмочка, рядом - как гранистый лед.

А наросты цетрарий похожи на дебри Венеры,

Через эту чащобу торопится жук-вездеход.

Без лишайников Север всю прелесть бы сразу утратил,

Потому изучаю палитру задобренных скал.

Ю. Линник

Введение

Летом, на каникулах, я ездила в гости к своему дедушке в п. Вахтан Шахунского района. Мы с ним часто ходили в лес за ягодами и грибами. Там впервые я обратила внимание, в какой удивительный, сказочный лес мы попали. Вокруг были не просто деревья, пни и камни. Это были сказочные деревья, сказочные пни и сказочные камни. Все они были покрыты необычными наростами, разной величины, формы и цвета. Они создавали узоры необычайной красоты на стволах деревьев. Покрывали, словно хлопья снега, старые ветки. Громоздились  причудливыми наростами на гранях камней. И не было, наверно, ни одного предмета в лесу, где не нашлось бы, хоть одного, причудливого нароста. Дедушка мне объяснил, что эту сказочную картину сотворили лишайники. Именно эти растения делают всё в лесу таким красивым.

Но вот вопрос, почему же я раньше не замечала эти растения у нас в Яранске. Ведь у нас в городе тоже есть деревья, на них также растут ветки. И даже камни иногда встречаются вдоль пешеходных дорожек и в скверах. Я заинтересовалась, а что такое лишайники? Почему они растут прямо на камнях и деревьях? Чем объяснить такую нетребовательность лишайников? Нет ли их и в нашем городе?

Так объектом исследования стали лишайники.

Тема работы: В мире лишайников.

Проблемный вопрос: Почему в лесу так много лишайников?

   Цель: Изучить лишайники, определить их практическое значение и обратить внимание других ребят на удивительные организмы.

Задачи:

1. Узнать, что такое лишайники.
2. Провести наблюдение за разнообразием лишайников.
3. Собрать гербарии и сделать фотографии лишайников.
4. Определить состояние воздуха в нашем городе и его окрестностях по лишайникам.
5. Сделать вывод о состоянии воздуха в нашем городе.
6. Обратить внимание других ребят на удивительные организмы.
7. Составить правила друзей природы.

1. Обзор литературы

Чтобы приступить к исследованиям, я изучила литературу по данной теме.

Из книги В. В. Плешакова «Зелёные страницы» я узнала про лишайники. Это широко распространённые организмы. Лишайников на свете примерно 20-25 тысяч видов. Живут они повсюду: есть на северном и южном полюсах, есть в высоких горах и жарких пустынях, в тропических лесах, в тайге. Окрашены они в разные цвета: белый, ярко-жёлтый, оранжевый, розовый, красноватый, голубоватый, серый, коричневый.

При изучении информации по лишайникам в сети Интернет, я посетила сайт энциклопедии Википедия (ru.wikipedia.org). Из представленной на нём информации узнала, что русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний – «лишаи». Латинское название этого растения переводится как бородавка, что связано с характерной формой слоевищ некоторых представителей лишайников.

А еще, прочитав статьи о лишайниках в книге «Зелёные страницы» и на сайте Википедия, я с удивление открыла для себя то, что лишайники широко используются в жизни людей.

Из книги Чижевского А. Е. «Я познаю мир. Детская энциклопедия. Экология» узнала, что если воздух в городе отравлен заводами, фабриками, выхлопными газами автомобилей, то лишайники не могут нормально жить и развиваться. В дыму, гари и копоти хиреют, болеют и, наконец, погибают. Учёные научились определять состояние воздуха в городе и его окрестностях по лишайникам.

 Основная часть

2.1.  План и методы работы

На начальном этапе работы мы разработали план и определили сроки:                 

1. Теоретическая подготовка.        Сроки

1. Изучение книг и статей о лишайниках        (июнь – август)
2. Изучение особенностей строения лишайников        (июль – сентябрь)
3. Изучение методик исследования чистоты                                 окружающей среды        (сентябрь – ноябрь)

2. Практическая подготовка.

1. Изучение видов лишайников и образа их                                         жизни в лесу        (июнь–июль)
2. Подготовка фотосессии лишайников для                                         работы        (июль – октябрь)
3. Проведение исследования лишайников в                                         центре города        (август)
4. Проведение исследования лишайников в                                 берёзовой роще                (август)
5. Проведение исследования лишайников в                                          лесу за деревней Петрово                 (август)

3. Заключительный этап.

1. Подведение итогов исследований        (октябрь – декабрь)
2. Формулировка выводов по данной работе        (январь – февраль)
3. Привлечение внимания одноклассников                                                 к этим удивительным организмам        (февраль – апрель)
4. Привлечение внимания учеников школы и                                 взрослых к проблеме чистоты воздуха        (апрель – май)

 В работе были использованы следующие методы:

 Теоретические: сравнение, анализ.

 Практические: наблюдение, фотосъёмка, экскурсии; работа с определителем растений.

 Для исследования состояния воздуха была использована методика определения чистоты воздуха по лишайникам учебного пособия Т. Я. Ашихминой «Экология родного края» (Приложение №1)

Для анализа степени воздействия загрязнений на  окружающую среду, необходимо провести наблюдение на трех экспериментальных участках: в центре и на окраине города, а так же в лесу, вдалеке от промышленных предприятий и оживленных автодорог. Вместе с папой мы решили проводить наблюдения около нашей школы по улице Труда, в городском лесопарке «Березовая роща», и в 10 километрах от города в лесу за деревней Петрово.

2.2. Разнообразие лишайников

На территории Яранского района наблюдается большое разнообразие лишайников.

Самым обычным лишайникам, которых множество на стволах деревьев в лесу, лет по 30-50. Но некоторым 100 и больше. Долговечность лишайников связана с их очень неторопливым ростом – от 1 до 5 мм в год.

Лишайникам для жизни почва не требуется. Они могут поселиться на голой скале, на коре дерева, даже на бронзовом памятнике, на стекле, на стенах и на крышах зданий. Такая нетребовательность лишайников объясняется тем, что в каждом лишайнике объединились два живых существа – гриб и водоросль. Грибы эти представляют собой многочисленные очень тонкие нити, которые не могут жить самостоятельно, без водоросли, и не встречаются вне тела лишайников. Водоросли в лишайниках проживают в окружении грибных нитей. Совместная жизнь выгодна и грибу, и водоросли. Гриб получает от водоросли питательные вещества, которые она производит на свету, как это делают все зелёные растения. А водоросль берёт у гриба воду и минеральные соли. Поверхность же, на которой лишайник живёт, служит ему только местом прикрепления.

Лишайники – широко распространённые организмы с достаточно высокой выносливостью. Тело лишайников называется СЛОЕВИЩЕМ. По строению слоевища среди лишайников выделяют три группы: накипные, листоватые, кустистые.

 Тонкая корочка, полностью сросшаяся с той поверхностью, на которой она разместилась – это лишайник НАКИПНОЙ. Его можно увидеть на коре дерева, на почве, на камне, на скале. Если попробовать эту корочку снять, оторвать, ничего не получится – только повредите лишайник. Накипные лишайники самые распространенные, к ним относится большинство видов лишайников. Они характеризуются простым строением. Эти лишайники часто встречаются в виде желто-оранжевых пленок, пятен, штрихов на коре деревьев. Из этой группы лишайников часто встречается Графис. (Приложение №2).

ЛИСТОВАТЫЕ лишайники похожи на листья. Или же их тело как бы состоит из множества листочков. Оно плоское, стелется по камням, деревьям и другим поверхностям, прикрепляясь особыми нитями. Листоватый лишайник обычно можно отделить от поверхности: он связан с ней непрочно. Гипогимния, ксантория, пармелия – это всё листоватые лишайники. (Приложение №3)  

А вот кладония и уснея – лишайники КУСТИСТЫЕ. Они имеют слоевища в виде ветвящихся кустиков или свисают вниз «бородами». Такие лишайники прирастают к поверхности, на которой селятся только своим основанием. (Приложение №4)

Все эти представители лишайников широко распространены на территории Яранского района.

2.3. Значение лишайников

Очень важна роль лишайников в жизни животных. Так, например, в условиях Крайнего Севера, где растительность редка, в зимние месяцы рацион оленей почти полностью состоит из лишайников. Особенно важен для оленей ягель, который они при помощи копыт достают даже из-под снежного покрова. Лоси также используют этот источник питания. Для многих личинок бабочек лишайник так же служит основным продуктом питания. Кроме того, лишайник поедается улитками, насекомыми и клещами.

Лишайниковая растительность используется многими животными как место обитания и укрытие от хищников. Некоторые гусеницы ночных бабочек имеют окраску под цвет лишайника, а другие подражают даже его очертаниям. Многие птицы используют лишайники, особенно листоватые и кустистые формы, для гнездования. (Приложение №5)

Играют существенную роль лишайники и в процессе образования почвы. Они выделяют кислоты, которые постепенно растворяют и разрушают горные породы, на которых поселяются колонии лишайников. А за счет разложения их слоевищ происходит формирование почвенного слоя. Если можно так сказать, лишайники являются первопроходцами. Сначала они селятся на голых камнях, и постепенно разрушая их, подготавливают почву для других растений. (Приложение №6)

В древние времена, например, из лишайников получали разнообразные красители – алые, пурпурные, синие, коричневые, желтые. Красители, полученные из лишайников можно использовать для окраски шерсти и шелка. В Шотландии и Скандинавии такие красители используются до настоящего времени, а жители Нижнего Поволжья при помощи лишайников окрашивают пасхальные яйца. В современном мире лишайники используют в парфюмерной промышленности – для получения ароматических веществ и лакмуса, применяют в фармацевтической промышленности для изготовления препаратов против туберкулёза, фурункулёза, кишечных заболеваний. Есть даже некоторые виды лишайников, из которых можно приготовить пищу. (Приложение №7)

Но самым интересным применением лишайников оказалось использование их в исследовании чистоты окружающей среды.

Лишайники являются организмами – индикаторами для определения условий окружающей среды, в частности, качества воздуха. Высокая чувствительность лишайников к загрязнениям вызвана тем, что взаимодействие его компонентов легко нарушить. Из воздуха или с дождём поступают без всяких препятствий в лишайник вместе с питательными и токсичные вещества, это происходит потому, что лишайники не имеют никаких специальных органов для извлечения влаги, а поглощают её всем телом. Поэтому они особенно уязвимы к загрязнению воздуха.

Первые сообщения о массовой гибели лишайников в областях промышленно развитых городов появились во второй половине XIX века. Основной причиной являлось увеличение содержания диоксида серы в воздухе. По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела. Дальнейшее загрязнение атмосферы приводит к тому, что лопасти лишайников окрашиваются в беловатый, коричневый или фиолетовый, цвет, их тела сморщиваются и они погибают. Изучение лишайниковой флоры в населенных пунктах показывает, что состояние окружающей среды оказывает существенное влияние на развитие лишайников. По их видовому составу и встречаемости можно судить о степени загрязнения воздуха.

2.4.    Лишайники -  индикаторы чистоты воздуха

Лишайники – широко распространенные организмы с достаточно высокой выносливостью к климатическим факторам и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды.

   Учёные вывели следующие закономерности:

1. Там, где лишайников почти нет, самый загрязнённый воздух. В тех местах, где растут ксантории, загрязнённость средняя. А если на деревьях встречаются пармелия и уснея, воздух чистый.
2. Чем сильнее загрязнён воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев.
3. При повышении загрязнённости воздуха исчезают первыми лишайники кустистые, потом листоватые, затем накипные.

Существует даже специальная методика, разработанная учеными, с труднопроизносимым названием – лихеноиндикация, то есть использование лишайников в качестве индикаторов состояния воздуха.

2.4.1.      Проведение исследования относительной чистоты воздуха в центре города

Для наблюдения лишайников, которые растут на деревьях, мы с папой выбрали десять деревьев по обеим сторонам улицы Труда около нашей школы. Данные наблюдений представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты исследования лишайников в центре города

Рассчитываем средний балл встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников.

1. Средний балл для накипного типа лишайников в центре города:

2. Средний балл для листоватого типа лишайников в центре города:

3. Средний балл для кустистого типа лишайников в центре города:

Определяем показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) в центре города:

2.4.2      Проведение исследования относительной чистоты воздуха на окраине города

Для определения, как влияют на чистоту воздуха выхлопные газы автомобилей, мы провели анализ растущих лишайников на окраине города, вдали от оживленных улиц. Данные наблюдений в берёзовой роще представлены в таблице 2.

  Таблица 2. Результаты исследования лишайников на окраине города

Рассчитываем средний балл встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников.

4. Средний балл для накипного типа лишайников на окраине города:

5. Средний балл для листоватого типа лишайников на окраине города:

6. Средний балл для кустистого типа лишайников на окраине города:

Определяем показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) на окраине города:

2.4.3.       Проведение исследования относительной чистоты воздуха в лесу

Для наблюдения лишайников вдали от источников загрязнения, мы с папой выехали на машине по проселочной дороге за деревню Петрово. Там нет по близости ни заводов, ни фабрик, ни автотрасс. Анализ лишайников производили на десяти случайно выбранных деревьях. Данные наблюдений представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты исследования лишайников в лесу

Рассчитываем средний балл встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников.

7. Средний балл для накипного типа лишайников в лесу:

8. Средний балл для листоватого типа лишайников в лесу:

9. Средний балл для кустистого типа лишайников в лесу:

Определяем показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) в лесу:

3. Выводы

В ходе работы я узнала много нового:

1. Лишайники не только интересный объект для науки. Они имеют огромное значение в природе и жизни человека.

Значение в природе        

Играют существенную роль в почвообразовательном процессе, служат кормом для животных и насекомых, используются многими животными как место обитания и укрытие от хищников. В больших количествах на них живут клещи и насекомые.

Значение в жизни человека

Являются организмами – индикаторами для определения условий окружающей среды, в частности, качества воздуха. Некоторые виды лишайников используются в парфюмерной и фармацевтической промышленности. Из лишайников получают разнообразные красители для окраски шерсти и шелка. А так же существуют съедобные виды лишайников.

2. При выполнении практической части этой работы я научилась выполнять новые математические вычисления; мной были получены навыки наблюдения за окружающей средой, собраны данные для анализа экологической обстановки в нашем городе и районе по загрязнению воздуха, подготовлены фотоотчеты по этой теме.

3. В результате выполнения исследовательской работы мы получили три различных показателя относительной чистоты атмосферы:

1. В центре города        ;
2. На окраине города         ;
3. В лесу        .

1. Изучили виды лишайников и их преобладание в той или иной среде. По результатам проделанных исследований, можно сделать некоторые выводы:

1. Воздух в нашем городе не является чистым. К сожалению, по рассчитанной величине относительной чистоты атмосферы, воздух на улицах города загрязнен выхлопными газами проезжающих машин, дымом котельных. О загрязнении воздуха говорит и то, что из трех видов лишайников в центре города присутствуют только накипные лишайники – самые нетребовательные к чистоте воздуха.
2. При удалении от оживленных улиц города воздух становиться чище. При наблюдении лишайников в городском лесопарке «Березовая роща» я заметила, что слоевища лишайников стали более большими, а встречаются они гораздо чаще. А ещё по сравнению с центром города стали чаще появляться листоватые лишайники. Это указывает на меньшую загрязненность воздуха.
3.   Вдалеке от города и оживленных автодорог лишайники чувствуют себя очень хорошо. Почти все стволы деревьев заселены колониями лишайников. Очень часто, наряду с накипными лишайниками,  встречаются листоватые виды. Видели мы с папой даже кустистый лишайник. Так же улучшение качества воздуха показал рассчитанный показатель относительной чистоты атмосферы.
4.  Но даже и вдалеке от города воздух не является абсолютно чистым. Когда я гостила у дедушки, в лесу я видела лишайников гораздо больше, чем у нас в районе. А значит нужно бороться за чистоту окружающей среды.

5.  Выполнив исследования по теме лишайники, я предлагаю:

1. Сделать сообщение на эту тему в нашей школе;
2. Провести весной урок в берёзовой роще, посвящённый защите окружающей среды;
3. Составить и соблюдать «Зелёные правила друзей природы» (Приложение №8);
4. Постараться обратить внимание взрослых на экологическую обстановку в нашем городе.

                              Литература

1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Москва: АГАР, 2000.

2. Дядюн Т.В. Практикум “Мир воздуха”. Ж. “Биология в школе”, № 1, 2001.

3. Самкова В.А. Мы изучаем лес. Ж. “ Биология в школе”, № 7, 2003.

4. Плешаков А.А. Зелёные страницы: книга для учащихся нач. классов – М.: Просвещение, 2007

5. Плешаков А.А. От земли до неба: Атлас-определитель для учащихся нач. кл. – М.: Просвещение, 2003

6. Чижевский А.Е. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Экология. Москва, Издательство АСТ , 1999

7. Сайт энциклопедии Википедия,  ru.wikipedia.org

                                                                           Приложение №1

       Методика определения чистоты воздуха по лишайникам

Для проведения наблюдений выбирают экспериментальный участок и  описывают лишайники, которые растут на каждом третьем, пятом или десятом дереве. Для упрощения наблюдений на каждом дереве оценивают не весь ствол дерева, а только площадка – у основания ствола (с разных его сторон) и на высоте полутора метров. Отмечают, какие виды лишайников встретились на площадке, какой процент общей площади рамки занимает каждый растущий там вид.

 Обследование можно провести по наличию какого-то одного вида лишайников на данной территории, или подсчитать количество всех видов лишайников, произрастающих в районе исследования. Кроме выявления видового состава, определяют размеры розеток лишайников и степень покрытия в процентах. Оценка встречаемости и покрытия дается по 5-балльной шкале.

Таким образом, для каждой площадки наблюдения выставляются баллы встречаемости и покрытия согласно таблице.

Оценка частоты встречаемости и степени покрытия по 5-балльной шкале

После проведения исследований на деревьях делается расчет средних баллов встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников – накипных (Н), листоватых (Л) и кустистых (К). Зная баллы средней встречаемости и покрытия Н, Л и К, легко рассчитать показатель Относительной Чистоты Атмосферы (ОЧА) по формуле:

, %

Чем выше показатель ОЧА (ближе к 100%), тем чище воздух

местообитания.     

  Приложение №8

                        Зелёные правила друзей природы

1. Сохраняйте леса такими, чтобы они могли радовать нас, наших детей и внуков наших внуков.

2. Приходите в лес с любовью к природе.

3. Уважайте жизнь в лесу, даже ту, что невидима.

4. Если вы видите новое, неизвестное растение или животное, то старайтесь узнать его название.

5. Если вы собираете дикие плоды и грибы, не уничтожайте то, на чем они росли: деревья, кустарники, грибницы.

6. Относитесь к животным в лесу как старший брат, без жестокости, не мешайте им.

7. Кроме ягод и грибов уносите из леса не только приятные воспоминания, но и мусор.