Исследовательская работа по биологии "Вероятность заражения человека при кормлении домашних животных"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Сладковская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа

по биологии

«Вероятность заражения человека при кормлении домашних животных»

                                        Выполнил Зорин Максим 7 класс

                                        Руководитель учитель биологии

                                       Дупанов Анатолий Петрович

2013 год

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Болезни, вызываемые патогенными микроорганизмами…...…...………….5

2. Исследование кормов на наличие микрофлоры………………………..…..10

2.1. Подготовка опыта и оборудование……………………………………..…10

2.2. Проведение опыта и фиксация результатов…………………………..…..11

Заключение………………………………………………………………………16

Литература………………………………………………………………….……17

Введение

Красив и разнообразен окружающий мир: деревья, травы, цветы, огромное количество животных и насекомых. С открытием Левенгука мира микроорганизмов этот мир стал еще богаче и интереснее. «Роль и прямое участие в нашей жизни микроорганизмов трудно переоценить. Они поистине вездесущи, обладают огромной скоростью роста, могут существовать и размножаться на любых субстратах, в том числе и неорганических. Они способны давать астрономическое по численности потомство. А при неблагоприятных условиях впадать в анабиоз – удивительное состояние между жизнью и смертью».[1. Стр.3] Бактерии, водоросли, амебы и инфузории окружают нас. Они в воде, воздухе, почве. Большинство из них  мы не замечаем, не ощущаем их присутствия, но есть и такие, о которых мы узнаем тогда, когда они  наносят вред здоровью человека. А можем ли мы подвергаться опасности, когда работаем на земле, заготавливаем сено, кормим животных? Еще как можем!

 Большинство сельских жителей разводят домашних животных, коров, овец, коз. Ни для кого не является секретом, что кормом является сено, от которого много пыли, мелких частиц, которые, витая в воздухе, попадают в дыхательные пути человека, а вместе со слюной - в желудочно-кишечный тракт, в открытые раны на коже. Это натолкнуло нас на мысль: а не является ли кормление животных опасным делом для человека, может ли человек заразиться во время работы болезнями, вызываемыми бактериями, амебами или какими-нибудь другими организмами.

Гипотеза нашей работы состоит в том, чтобы доказать либо опровергнуть вероятность заражения человека при работе с кормами для домашних животных. Мы поставили перед собой цель: изучить корма на наличие микроорганизмов. Чтобы достичь цели, необходимо выполнить целый ряд задач:

1. Изучить теоретический материал о микроорганизмах, местах их обитания и влиянии на здоровье человека.

2. Исследовать практически содержание кормов на наличие микроорганизмов.

3. Сделать выводы на основании теоретического и практического материала.

4. Подготовить рекомендации по результатам исследования.

1. Болезни, вызываемые патогенными микроорганизмами

К микроорганизмам относятся представители царства бактерий, простейших, одноклеточных водорослей. Но не все они представляют опасность для человека. Мы попытаемся, изучив литературу по микробиологии, выявить наиболее опасных.

Простейшие обитают в самых различных условиях среды. Большинство их — водные организмы, широко распространенные как в пресных, так и в морских водоемах. Небольшое число видов Protozoa приспособилось к жизни в почве. Их средой обитания являются тончайшие пленки воды, окружающие почвенные частицы и заполняющие капиллярные просветы в почве. Очень многие простейшие, относящиеся к различным классам этого типа, ведут паразитический образ жизни. Их среда обитания и источники пищи — другие живые организмы. Свыше 3,5 тыс. видов простейших — паразиты. Хозяевами их являются самые различные животные и растения. Многие паразитические простейшие живут в организме человека, домашних и промысловых животных, нанося им большой вред. Один из классов типа простейших — споровики — целиком состоит из паразитов. [словарь Брокгауза]

Под именем бактерий в науке известны мельчайшие, микроскопической величины организмы, принадлежащие к растительному царству. По своей организации, по своим морфологическим особенностям, бактерии ближе всего стоят к так называемым циановым или фикохромовым водорослям. Характерным, общим для той и другой группы организмов признаком является способ деления (размножения) посредством поперечного дробления, откуда и название для тех и других: "растения-дробянки". Но между только что названными водорослями и бактериями существуют и различия; на первом месте нужно поставить отсутствие у бактерий хлорофилла. [словарь Брокгауза]

По величине своей бактерии крайне малы; измеряющиеся тысячными долями миллиметра принадлежат уже к сравнительно крупным. Что касается до их внешних очертаний, то между ними различают три главнейших типа, или формы: круглые, шаровидные бактерии, или микрококки, палочковидные, или бациллы и, наконец, спирально согнутые, или спириллы. Это наиболее резкие типы, которые, в свою очередь, могут быть разделены на подтипы; так, между спириллами различают: собственно спириллы, вибрионы и спирохеты.

Все тело бактерии состоит из одной единственной клетки. По устройству своему клетка эта похожа на все другие растительные клетки. Снаружи оболочка, внутри протоплазматическое содержимое, ядра.   Оболочка не всегда состоит из целлюлозы, иногда, как, например, у гнилостных бактерий, она слагается из особенного белкового вещества, так называемого микропротеина. Многие палочки и спириллы обладают самостоятельным движением. Органами движения для них служат реснички, жгутики, всегда расположенные полярно. Наблюдаются они только у более крупных растительных низших организмов. У более же мелких, подвижных растительных организмов их наблюдать не удавалось.

«Бактерии могут встречаться или поодиночке, или же собираться в особого рода скопления, колонии; такие скопища особей одного и того же вида, имеющие студенистое или слизистое межклеточное вещество, называются зооглеями. Зооглеи могут оставаться внутри жидкости, содержащей бактерии, или же располагаться на ее поверхности, образуя пленку. Если соединяются два кокка вместе, то говорят о диплококках, если собираются 4 или 8 и более кокков и располагаются по двум измерениям, наподобие :: или по всем трем, наподобие пакетиков или перевязанных в длину и ширину тюков, то говорят о меристах и сарцинах. Кокки, собирающиеся по одному направлению в виде цепочек, называются стрептококками, кучками в виде грозди винограда — стафилококками. Иные бациллы, прилегая друг к другу концами, образуют целые нити; такие нити, составленные из отдельных члеников, называются ложными нитями».[2 стр.44] Размножение бактерий совершается путем деления; каждая клетка получает поперечную перегородку и затем распадается на две новые особи. Подобный способ поперечного дробления крайне типичен. При благоприятных условиях одно деление следует за другим с поразительной быстротой и, не будь факторов, тормозящих развитие бактерий, одна бактерия была бы в состоянии заполнить своим потомством громаднейшие пространства. Описанный только что способ размножения продолжается до тех пор, пока в среде, обитаемой бактериями, находится достаточное количество питательного материала. Когда же пищевые вещества начинают истощаться, процесс деления наступает все реже и реже, многие особи погибают, другие болеют, вырождаются, принимают неправильные очертания,  уцелевшие же приступают к особого рода размножению, именно к образованию спор. Образование спор встречается не у всех бактерий, по крайней мере, оно известно не у всех. Сам процесс может происходить двояко. У одних бактерий спора образуется внутри клетки в виде круглого или овального тельца, сильно преломляющего свет, это — эндоспоровые бактерии, к ним принадлежит, между прочим, и палочка сибирской язвы. Другие бактерии образуют споры иначе; тело их распадается на отдельные членики, причем один из члеников берет на себя роль споры и служит исходным пунктом для дальнейшего развития; остальные членики погибают. Такой способ размножения называется артроспоровым. Каково бы ни было происхождение спор, цель их одна и та же — способствовать сохранению вида. Для этой функции споры приспособлены в высшей степени успешно. Их твердая плотная оболочка энергично противостоит холоду, жару и ядовитым химическим соединениям; там, где эти внешние деятели убивают все живое, споры бактерий остаются невредимыми. Лишь только условия для жизни бактерий сделаются благоприятными или, по крайней мере, сносными, споры немедленно прорастают и дают начало новому поколению бактерий.

         Из большого числа известных до сих пор видов бактерий мы описываем некоторых из наиболее известных возбудителей болезней, патогенных микроорганизмов.  

Бугорчатка, или туберкулез, представляет самую страшную болезнь человечества. Одна седьмая часть смертей на земном шаре происходит от этой болезни. Она тем более страшна, что способов борьбы с ней до самого последнего времени не существовало. Бугорчаткой могут поражаться не только легкие (чахотка), но все органы человеческого тела: мозг, мозговые оболочки, селезенка, печень, лимфатические железы (золотуха), кишки, кости, суставы, кожа.

Сибирская язва — опустошительная повальная болезнь скота, которая может также передаваться и человеку, и притом в весьма опасной форме. Причину этой болезни, следует искать в присутствии относительно очень большой резко окаймленной палочки, которая имеет наклонность вырастать в длинные нити. В зараженном организме эти бактерии попадаются в крови, во всех органах и тканевых соках в различном количестве; при местном же заболевании их находят лишь в самом очаге заражения, занимающими ограниченный участок тела. У сибиреязвенных бацилл существует точно изученная исследователями весьма стойкая спора; она образуется внутри самой сибиреязвенной палочки, и представляет эндогенную спору; как таковая, она оказывается крайне неподатливой внешним влияниям и действию антисептических средств. [5.медиц.словарь]

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом - острая вирусная природно-очаговая болезнь, характеризующаяся лихорадкой, общей интоксикацией, своеобразным поражением почек и развитием тромбогеморрагического синдрома. Резервуаром возбудителя служат мышевидные грызуны. В Европейской части России источником инфекции является рыжая полевка. Возбудитель выделяется с калом, мочой. Рыжая полевка может быть завезена вместе с кормами и длительное время оставаться незамеченной в огромном стоге, распространяя инфекцию.

 Заражение человека происходит воздушно-пылевым путем, при вдыхании высохших испражнений инфицированных грызунов. Передача вируса возможна также при соприкосновении с грызунами или инфицированными объектами внешней среды (хворост, солома, сено и т.п.).

Бруцеллез, мальтийская лихорадка, болезнь Банга, общее острое или хронически протекающее инфекционно-аллергическое заболевание человека и животных. Характеризуется многообразием клинических проявлений, длительностью течения, поражениями нервной системы, костей и суставов. Возбудители бруцеллеза - микроорганизмы бруцеллы. От больных бруцеллезом коз, овец, крупного рогатого скота и свиней могут заражаться все виды животных и человек. Возбудители бруцеллеза могут проникать в организм человека через повреждения кожи и слизистых оболочек (ссадины, царапины) и через дыхательные пути. (Основной способ заражения через молоко и мясо, а также при отеле, но нас интересуют другие способы, так как они ближе к теме нашей работы). При бруцеллезе могут поражаться все органы и ткани. Известны бруцеллёзные эндокардиты, аортиты, тромбофлебиты, плевриты, бронхоадениты.

Столбняк — острое тяжёлое инфекционное заболевание, протекающее с перемежающимися тоническими и клоническими судорогами скелетной мускулатуры, приводящими к асфиксии. Возбудитель — подвижная анаэробная спорообразующая палочка Clostridium tetani. Споры способны длительно сохраняться в почве. Естественный резервуар и источник инфекции - почва; возбудитель также входит в состав микрофлоры толстой кишки сельскохозяйственных и диких животных. Входные ворота инфекции — бытовые и производственные раны, чаще лёгкой степени тяжести, когда больной не обращается за медицинской помощью.

Основная группа риска в мирное время — работники сельского хозяйства (80-86% заболевших).

2. Исследование кормов на наличие микрофлоры

2.1. Подготовка опыта  и оборудование

Изучив теоретический материал, мы приступаем к практической части нашей работы. Для проведения исследования нам нужно получить образцы микроорганизмов, которые, возможно, находятся в сене. Для сравнения мы берем сено, заготовленное на заливных лугах, а также заготовленное в степи. Одинаковое количество сена, мы закладываем в одинаковые стеклянные банки емкостью  0,5 литра. Образцы заливаем водой комнатной температуры из-под крана. Вода должна быть именно теплой, а не горячей, чтобы не убить предполагаемые микроорганизмы.

Для чистоты эксперимента готовим вторую партию. Точно такое же количество сена помещаем в такие же емкости, но заливаем питьевой водой, купленной в магазине. Дублирование проводим для того, чтобы исключить возможность попадания микроорганизмов в исследуемые образцы из водопроводной воды. Все образцы оставляем в комнате с одинаковой температурой, и освещенностью. Крышками не закрываем для свободного доступа кислорода.

Для наблюдения за происходящими изменениями используем световой микроскоп «Микромед С11» с увеличением объектива в сорок раз. Для получения снимков образцов, а также записи видеоматериала, используем стандартную вебкамеру, подключенную к компьютеру. Для изготовления микропрепаратов используем стандартные предметные и покровные стекла. Так же понадобятся пипетки и стеклянные трубки, для забора настоя на разной глубине. Спирт необходим для очистки предметных и покровных стекол, ватные диски, для очистки стекол и удаления излишков жидкости с предметного стекла. При  закладке опыта, и проведении исследований используем медицинскую повязку, в качестве мер безопасности.

2.2. Проведение опыта и фиксация результатов

Образцы для наблюдения будем изготавливать непосредственно перед проведением каждого исследования. В качестве образца используем каплю получившегося настоя. Специальные красители для определения принадлежности микроорганизмов к определенному виду использовать не будем. Образцы используются однократно, для повторного использования они непригодны. Перед приготовлением каждого из образцов, предметные и покровные стекла тщательно промываются для полного удаления предыдущего образца.

        Наблюдать за изменениями будем каждые 12 часов, полученные результаты - фиксировать в виде фото и видеосъемки. Оформляем результаты в хронологической последовательности. Опыт заложен, остается немного подождать.

Итак, первые образцы наблюдаем через 12 часов. Во всех образцах, независимо от того залиты они обычной или питьевой водой, наблюдается небольшая двигательная активность. Причем в настое, полученном с использованием лугового сена, она несколько выше. Это можно видеть на  рис.1.

                                                     Рис.1

Через 24 часа появляется большое количество свободно двигающихся объектов, очень похожих на бактерии (рис. 2). Они имеют вид палочек, шаров, соединенных между собой в цепочки.

                                                       Рис.2

Водорослей, инфузорий и амеб в полученных образцах не наблюдается. Установить количественное отношение микроорганизмов не представляется возможным, так как происходит активное движение микроорганизмов и  происходит перемещение воды в капле, а так же из-за маленьких размеров наблюдаемых объектов.

Через 36 часов особых изменений в исследуемых образцах не происходит, новые объекты не обнаружены, количество остается на том же уровне (приблизительно), поэтому мы не приводим их в нашей работе.

Следующий образец, который мы представляем, получен через 48  часов после закладки опыта (рис. 3). В обоих образцах с луговым сеном наблюдается появление инфузорий - в небольшом количестве, но они есть. Движение слабое, возможно сказывается изменение температуры между основным резервуаром и предметным стеклом.

                                                            Рис.3

В образцах со степным сеном, появляются одноклеточные водоросли - некоторые на стадии деления (рис. 4). У них отсутствует активное движение, и перемещаются они только с током воды в образце.

                                                             Рис.4

По истечении  72 часов, зеленые водоросли, либо это шаровидные бактерии появляются в образцах со степным сеном. Также продолжается активное размножение всех видов бактерий (рис.5).

                                                              Рис.5

Самые интересные образцы были получены после 96 часов с момента начала наблюдения за настоем. В образцах с луговым сеном отчетливо видно огромное скопление зеленых, шарообразных, неподвижных тел, и в тоже время присутствуют очень активно движущиеся образцы. С трудом удалось получить их изображение, так как они постоянно уплывали из поля зрения с сильным освещением. Вероятнее всего эти организмы обладают отрицательным фототаксисом. Но все же, несколько изображений нам удалось получить, наиболее удачные мы представляем вашему вниманию. На рис 6. скопление зеленых неподвижных объектов, на рис 7. объект, который можно идентифицировать, скорее всего, как хламидомонада.( Что возможно и не совсем точно, ведь не это главное в нашем исследовании).

                                                            Рис.6

                                                             Рис.7

Фотографии не отображают всей полноты картины, видеоматериалы гораздо ярче иллюстрируют, что и степное и, тем более, луговое сено содержат огромное количество самых разнообразных микроорганизмов. А их количество не зависит от того, какой водой были залиты образцы. Из всего вышеперечисленного можно сделать некоторые выводы и заключения.

Заключение

Цель нашей работы заключалась в том, чтобы выяснить, содержатся ли микроорганизмы в корме для животных. Изучив теоретическую литературу, о патогенных микроорганизмах, местах обитания, способах размножения, а также воздействия на организм человека, мы приступили к выполнению эксперимента, фиксируя все его результаты.

Результаты нашего исследования четко доказывают не только наличие микроорганизмов, но и их большое разнообразие. Если приводить сравнительный количественный анализ, то в образцах с луговым сеном, количество микроорганизмов гораздо выше. Мы можем объяснить это тем, что сено заготовлено на заливных лугах, а вместе с водой приносится большое количество цист, спор, яиц различных организмов, живущих в соседних водоемах, в период половодья соединяющихся между собой и выносящие воду в луга.

Мы не ставили перед собой задачу идентифицировать наблюдаемые объекты, да и наше оборудование не позволило бы это сделать, но мы не можем исключать вероятность того, что среди наблюдавшихся нами объектов есть патогенные, которые могут вызвать заболевания человека. Мы не можем это утверждать со стопроцентной уверенностью, но вероятность все таки есть. Мы считаем, что цель нашей работы была достигнута, а  наша гипотеза о возможности заражения человека при кормлении домашних животных  подтвердилась.

        Из всего вышеприведенного можно сделать несколько рекомендаций для того, чтобы снизить риск заражения человека при работе с сеном:

- использовать защитные для дыхательных путей маски – респиратор или хотя бы повязку.

- защищать открытые участки тела, особенно если на них есть повреждения: царапины, ссадины, раны.

Литература

1. Бухар М.И. Популярно о микробиологии. – М.: Знание, 1989 г.

2. Козлов М.А. Живые организмы – спутники человека. Книга для внеклассного чтения. М.: Просвещение, 1976 г.

3. Руднев Г. П., Зоонозы, 2 изд., М., 1959; Бунин К. В., Диагностика инфекционных болезней, М., 1965.

4. Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907.(интернет издание)

5. Интернет ресурсы: http://slovari.yandex.ru  Бруцеллез — БСЭ — Яндекс.Словари

                                            http://diseases.academic.ru СТОЛБНЯК

                                            Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом » Энцефалит.ру