ДИВОВИЖНИЙ СВІТ МЕДУЗ

Медузи – це дивовижні і дуже неординарні істоти, які спроможні викликати цілий спектр емоцій, починаючи від захвату і захоплення та закінчуючи відразою і страхом.
У цьому кейс-уроці ми розповімо про цих загадкових істот, покажемо, скільки науки криється у кожному їх русі, допоможемо набути важливих знань з предметів шкільної програми та одночасно надамо можливість отримати безліч необхідних компетенцій.
Позитивне мислення, уміння вчитися, критичне мислення, уміння фільтрувати інформацію, кмітливість, креативність, командна робота – саме цим компетенціям і навчає кейс-урок.
Медузи мешкають в кожному морі та океані. Їх можна зустріти як на поверхні води, так і на багатокілометровій глибині.
Світ медуз дуже різноманітний і, як все в природі, прекрасний. Існують медузи нешкідливі і смертельно небезпечні. Але ці незвичайні створіння можуть приносити користь людям в медицині, фармакології, сільському господарстві і навіть в кулінарії.
Інтерактивна частина: Яких ви бачили медуз? Де?
Кого медуза вжалила?
Поміркуйте. Скільки медузи живуть?
Як на вашу думку? Медузи – це рослини або тварини?

Біологія

Медузи – це найдавніші морські створіння. Вони не схожі на риб і не є їхніми родичами.

Ці екзотичні істоти живуть в океанах, морях, а також в лагунах коралових островів. Деякі різновиди медуз полюбляють прохолодну воду, інші – теплу. Одні живуть лише верхніх шарах води, а інші - тільки на дні.
Медузи – таємничі морські створіння, що вражають своєю плавною грацією і красою: 

Будова медуз схожа на желеподібну речовину. Вони відносяться до безхребетних, так як у них немає ні мозку, ні кровоносних судин, ні остови. Зовні медузи нагадують форму «парасольки», по краях якої розташовані в величезній кількості маленькі очі і щупальця, а от ротова порожнина у медуз розташована знизу.

Медузи відносяться до класу сцифоїдних. Це клас багатоклітинних безхребетних, що полюють і вбивають своїх жертв за допомогою щупалець. Ці представники тваринного світу входять в ту ж групу, що і корали. Обидва класи істот відносяться до кишковопорожнинних.
Медузи та медузоподібні діляться на три види: гідроїдні, сцифоїдні і коралові поліпи.

Медузи проходять досить довгий шлях свого розвитку. Розмножуються медузи статевим шляхом. Серед цих тварин існують чоловічі особини, що виробляють сперматозоїди, та жіночі особини, що виробляють яйцеклітини. З запліднених яєць розвиваються личинки, які вільно плавають у воді, а потім прикріплюються до морського дна і перетворюються в поліпи. В результаті поділу від поліпа можуть відмежовуватися маленькі медузи. Вони виростають і розмножуються. Цей процес називають «чергуванням поколінь».
Життєвий цикл сцифоідної медузи:

За формою медузи нагадують перевернуту чашу, під якою знаходиться їхня травна система. По колу чаші розташовані щупальця, які слугують для збирання їжі, а також для пересування медузи в воді. Поміж щупалець розташовуються нервові центри і органи чуття.
Чому медуза жалить? Небезпечною медузу роблять її щупальця, якими вона болісно жалить. А робить вона це тому, що таким способом здобуває собі їжу. Харчується медуза найменшими морськими створіннями, яких вона жалить та паралізує, а потім за допомогою щупалець відправляє свою жертву до рота.
Медузи являються найстарішими тваринами нашої планети, їм приблизно 650 млн. років. У природі існує неймовірна кількість різноманітних видів. І, що цікаво, на даний час фіксується поява нових видів медуз, які раніше не були знайомі людству.

В природі зустрічаються зовсім крихітні види медуз і такі, що досягають доволі значних розмірів. Медузи мають не тільки різний розмір, але розрізняються за формою і кольором. А також існують медузи, які при подразненні стають яскравішими.

Практично всі медузи живуть у морській воді. Але зустрічається декілька прісноводних видів. До таких медуз належить прісноводна медуза краспедакуста, діаметр якої всього 2 см. Цей різновид живе в ставках і неглибоких озерах, але вона стала великою рідкістю.

До найвідоміших європейських видів медуз належить вухата медуза, або аурелія, і цианея. Їх парасольки нагадують блюдця або дзвони. Аурелія має розміри діаметром до 40 см, а парасолька цианею може досягати 2 м.

В водах Чорного та Азовського морів водиться велика сцифоїдна медуза різостома, або корнерот. Ці медузи досить вправні плавці, які здатні змінювати рух в будь-якому напрямку, в тому числі і вниз.

Ні для кого з вас не буде таємницею той факт, що якщо медузу витягти з води і покласти на сонці, то вона доволі швидко почне висихати. Чому це відбувається? А тому, що її тіло на 98 відсотків складається з води.
Тіло більшості медуз утворено з желеподібної маси, до складу якої входить невелика кількість колагену і 98% води.

Чому медузи жалять? Для полювання на здобич і захисту від ворогів щупальця медуз забезпечені спеціальними жалкими клітинами, або кнідоцітами.
Клітини, що жалять забезпечені жалячими капсулами. Кнідоцити являються одними з найскладніших органоїдів тваринних клітин. Кнідоціти бувають різних типів:

• Пенетранти – загострені нитки, які встромляються в тіло жертви, впорскуючи жалючу субстанцію.
• Глютінанти – це покриті липкою субстанцією довгі нитки, які паралізують жертву, обліплюючи її безліччю кнідоцітов.
• Вольвенти – це такі короткі нитки, які заплутують жертву.
Чим жалять медузи? Отрута медуз міститься в особливих келихоподібних клітинах. У маленькій капсулі такої клітини знаходиться туго згорнутий джгутик. Достатньо лише легкого дотику до тіла медузи, щоб її нервова система посилала сигнал стрекатільним клітинам. Гострий кінець джгутика прориває оболонку клітини і встромляє в шкіру жертви.
Медузи вражають свою жертву за допомогою отруйних жалячих клітин, які вистрілюють при зіткненні:

М’язи, що оточують клітину, здавлюють її, що призводить до викиду отруйної рідини. Саме укол джгутика з подальшим впорскуванням отрути і сприймається як укус медузи.
Що слід робити, якщо медуза вас вжалила? Як зменшити дискомфорт від опіку медузи? Що для цього краще використати? Ретельно промити морською водою чи обробити місце опіку легким розчином оцтової або лимонної кислоти?
Вам вже відомо, що отрута медузи – це речовина білкового походження. Проведемо невеликий дослід.
Розчини для дослідів:
1. сік лимона;
2. соляний розчин (аналог морської води);
3. розчин оцтової кислоти (5%).

З цієї таблиці ми бачимо, що якщо до білка додати сік лимону або розчин оцтової кислоти (5%), то ми спостерігаємо інтенсивне згортання білка, а в соляному розчині білок не згортається.

Отже, зменшити дискомфорт від опіку медузи можна, якщо промити його легким розчином оцтової чи лимонної кислоти.
В пошуках поживних мікроорганізмів, медуза за добу пропускає крізь себе кілька тон морської води. Завдяки такому процесу в її стравоході відкладаються мікрочастинки мінеральних речовин, що знаходяться в морській воді. Тому людина, яка вживає медуз, отримує таким чином практично всю таблицю Менделєєва.

Фізика

Більшість медуз рухається реактивним способом, виштовхуючи воду з порожнини парасольки. Медуза, рухаючись, набирає воду в порожнину тіла, а потім різко викидає її з себе і рухається вперед за рахунок сили віддачі.
Оскільки тема реактивного руху заснована на глибокому розумінні закону збереження імпульсу, то на початку давайте згадаємо, що це таке. Множення маси тіла на його швидкість називається імпульсом сили.
Закон збереження імпульсу замкнутої системи дозволяє легко пояснити принцип реактивного руху.

Тонкі м'язові волокна, скорочуючись, складають тіло медузи на зразок парасольки, і вода різко виштовхується назовні.
Внаслідок цього утворюється сильний струмінь, що штовхає тварину вперед. Тому ці морські створіння завжди рухаються в сторону, протилежну роту. Куди саме їм потрібно рухатися, їм допомагають визначити розташовані на щупальцях органи рівноваги.

Вивчаючи термодинаміку, вчені дійшли висновку, що деякі види медуз рухаються незвичним способом. При кожному скороченні тіла цих істот створюється вихрове кільце, схоже на кільце диму, яке медузи відштовхують від себе. За рахунок сили віддачі цих кілець відбувається зворотна реакція, завдяки якій медуза просуває своє тіло вперед. Такий механізм руху схожий з механізмом дії реактивного двигуна з тією лише різницею, що рух здійснюється не в результаті постійної тяги, а в результаті енергії імпульсу.
Рух сцифоідної медузи:

Фізики з'ясували, що медузи та деякі інші морські істоти, які використовують «реактивну тягу» для руху, насправді не виштовхують воду, а працюють як пилосос, всмоктуючи її в себе і таким чином рухаючись вперед.

Медузи витрачають рекордно мало енергії під час руху і тому секрети їх плавання можна в майбутньому використовувати для створення економічних і ефективних підводних човнів і інших типів кораблів.

Техніка

Вивчення рухової системи медуз цікавить не лише фізиків, вона становить неабиякий інтерес також і для кардіологів. Аналогічно тому, як рухається медуза, рух крові в лівому шлуночку серця також створює вихрові кільця, і по їх аномальному руху можна проводити ранню діагностику серця.

Більшість укусів медузи не вимагає допомоги лікарів, але їх опіки неприємні. Вони супроводжуються больовим синдромом і потребують деякої медичної допомоги. Така допомога полягає в промиванні ураженої поверхні водою, а іноді необхідний прийом антигістамінних та знеболюваних протизапальних препаратів.

Перша допомога при опіку медузи Якщо ви відчули, що вас ужалила медуза, то необхідно:
a) негайно вийти з води, щоб запобігти додаткового опіку;
b) видалити щупальця, що прилипли до шкіри, за допомогою піску, гребінця, кредитної картки та інше;
c) обробіть уражену поверхню спеціальними засобами, якщо існує така можливість;
d) прикладіть до місця укусу оцет, сік лимону або ж спиртовмісні продукти.
e) прийміть який-небуть безрецептурний болезаспокійливий препарат;
Після надання першої допомоги необхідно обов'язково звернутися до лікаря, так як деякі види медуз можуть бути дуже небезпечними. А укус деяких медуз може призвести до ускладнень або до алергічної реакції.
Це слід запам’ятати: a) ні в якому разі не можна чіпати руками опік медузи і не розчісувати шкіру в цьому місці;
b) змийте цю ділянку тіла морською водою;
c) якщо існує така можливість, то прикладіть до ураженого місці лід;
d) стежте за серцевими ритмами і диханням після укусу медузи;
e) спостерігайте за алергічними реакціями;
f) зверніться за допомогою до медпункту.
А чи може медуза приносити користь людському організму? Деякі вчені впевнені, що опік деяких медуз корисний. Він діє як стимулятор на організм людини.
В середині 20 століття в фармакології медуз корнеротів використовували для виготовлення сечогінних і послаблюючих засобів. А зараз з їх отрути виробляють ліки для лікування трахеїтів, легеневих хвороб та для регулювання кров'яного тиску. В медичних лабораторіях під час проведення біохімічних аналізів використовують виділені з медуз люмінофори.
Також медузи допомагають боротися зі стресом. В деяких країнах їх розводять в акваріумах. Спостерігаючи за плавними та неквапливими рухами медуз, людина заспокоюється. Але тримати медуз в акваріумах дуже клопітно і дорого. Та японці і тут знайшли вихід. Вони створили медуз-роботів, які здатні не тільки плавно і красиво плавати, а й танцювати під музику.
А от фермери країн Карибського басейну використовують отруту фізаліі для отруєння щурів.
Кулінарія

В багатьох країнах світу медуз вживають в їжу. Адже м'ясо медуз не тільки смачне, але й є джерелом мікроелементів і йоду. Для кулінарних страв використовують неотруйні види медуз.

В Японії і Китаї в їжу вживають мезоглею аурелії і рапілеми. Виловлюють медуз підсками або спеціальними знаряддями для ловлі, які мають вигляд великого мішка. Під час припливу або відпливу мішок надувається плином, і в нього потрапляють медузи, які не можуть вибратися внаслідок своєї малорухомості.

Після виловлювання з медуз видаляють неїстівну частину, а решту обробляють сіллю і сумішшю приправ. У їжу вживають лише парасольки, а отруйні щупальця викидають.
Готова страва має солоний смак та є хрусткою. В Південній і Південно-Східній Азії мариновані медузи вважаються делікатесом.

Китайці вважають, що м'ясо у медуз «кришталеве». Медуз їдять у вареному і смаженому вигляді, а солоних медуз додають в різні салати. Страви з цих екзотичних тварин приправляють перцем, корицею і мускатним горіхом.

Парасольку медузи вимочують у спеціальному розчині, до якого додають сіль, галун та листя деяких дубильних рослин. Потім із солених медуз готують різні страви.

У азіатських країнах їх подають не лише в ресторанах, а й готують і їдять в повсякденному житті. Китайці готують медуз у воку (велика сковорода з круглим денцем та високими бортами), або їдять їх холодними. Крім того, китайці та японці пропонують безліч варіантів вживання сирих медуз, поливаючи їх різноманітними соусами. Перед вживанням в їжу, просолених та засушених медуз потрібно вимочити у воді.

МОДЕЛЬ ЖИТТЯ БДЖІЛ

Що нам відомо про бджіл? Які таємниці приховують ці смугасті, загадкові комахи-трудівниці?
У цьому кейс-уроці ми не тільки розкриємо ці таємниці і допоможемо набути важливі знання з предметів шкільної програми, але й надамо можливість отримати безліч необхідних компетенцій.
Делегування повноважень, позитивне мислення, персональна відповідальність, уміння вчитися, лідерство, навички тайм-менеджменту, критичне мислення, уміння фільтрувати інформацію, розстановка пріоритетів, кмітливість, командна робота – саме цим компетенціям і навчає кейс-урок.
Скажіть, чи боїтеся ви бджіл? А чи доводилося вам спостерігати за цими заклопотаними трудівницями? Невже ви ніколи не задавалися питанням, що саме і навіщо робить ця пухнаста смугаста комашка? Не мультяшна, а справжня, озброєна жалом?

Медом також ласували практично усі. А от які ще продукти бджільництва використовує людина, перерахувати здатен, певно, лише спеціаліст.
Тому відкриємо бджолині таємниці одну за одною. Можливо тоді ми зможемо зрозуміти, що саме і як робить бджола на сусідній квітці.

Зоологія

Бджіл бачили, напевно, усі. І усі знають, що бджоли живуть великими родинами – роями. Вони будують гнізда, заповнені стільниками. Бджоли дуже важливі для запилення квітучих рослин. Все це так! Але й не зовсім так, адже майже з кожного цього твердження є виняток! Давайте спробуємо розібратися, хто ж такі бджоли?
Коли з’явилися перші бджоли? Вчені стверджують, що перші бджоли з’явилися ще 140000000 років тому. Спочатку бджоли були хижаками, і полювали вони саме на тих комах, які живилися пилком. Поїдаючи таких комашок, бджоли споживали і пилок і, поступово, в результаті еволюції перейшли на пилок цілковито. Тепер вже самі бджоли стали запилювачами! Ось одна із найдавніших бджіл, яка провела в бурштині близько 100000000 років!

Бджоли, а також мурахи – нащадки давніх ос.
Як влаштовано тіло бджоли? Якщо роздивлятися по системах чи групах органів, то можна виділити нервову, травну, дихальну систему, систему кровообігу. Отже, зовнішня будова (те, що ми бачимо):

Внутрішні органи та системи органів:

Бджола, таким чином, має досить складну внутрішню будову, але при цьому вона є типовою для перетинчастокрилих.
Цікавою та особливою є соціальна будова бджолиної сім’ї. Як і мурахи, бджоли зазвичай живуть групами – роями. Але при цьому є й інші варіанти. Які саме?

Частково бджоли спільно здійснюють пошук їжі, води, житла (за необхідностю), спільно захищаються від ворогів. У вулику бджоли спільно будують стільники, доглядають потомство, матку.
Кожна бджола виконує свою роботу, яка змінюється з віком бджоли. Молоді робочі бджоли годують молодняк, оскільки у них добре розвинене маточне молочко. Старші бджоли займаються спорудою житла — у них посилено працюють воскові залози. Бджоли середнього віку виконують роль санітарів, немолоді бджоли — вентиляторщиків. Лише старі бджоли займаються тим, що носять мед. У літню пору бджола живе всього місяць.
Ось кілька прикладів «бджолиних професій». Постачальник прополісу:

Водонос:

Часто рій складається з бджоли-матки та її нащадків – робочих бджіл (як і в мурах, це самиці). Є також самці – трутні.

Захищаються бджоли спільно. Наприклад, захищаючись від джмеля, вони оточують його щільним шаром своїх тіл. Температура в такому оточенні піднімається, і джміль гине від підвищення температури. Бджоли ж більш стійкі до відносно високих температур, тому лишаються неушкодженими.

Завдання:

Влітку, навесні або восени, коли вам на очі трапляться бджоли, спробуйте роздивитися ті елементи зовнішньої будови бджолиного тіла, про які вам відомо. Спробуйте визначити, який тип чи «професія» в цієї бджоли. За результатами спостережень зробіть невеличку презентацію чи доповідь.

Комунікації

Бджоли, як мурахи та оси, здатні передавати інформацію за допомогою хімічних речовин – феромонів. Виділяючи феромони, лишаючи феромонні сліди, вони можуть вказати, де знаходяться багаті нектаром ділянки, попередити про небезпеку.
Але є й специфічні засоби комунікації. Насамперед, це танок бджіл. Виконуючи його, бджоли, що знайшли нектар, повідомляють іншим членам вулика інформацію про напрямок, відстань та кількість пилку та нектару.
Першим наукове вивчення танку бджіл почав досліджувати австрійський етолог Карл фон Фріш. Він спостерігав за ним у спеціальному прозорому вулику. Бджоли виконують цей танок на вертикальних стільникових пластинках.

Кут, що складає вісь танцю і вертикаль, відповідає куту між напрямком на їжу і напрямком на сонце. В залежності від того, як сонце рухається на захід, вісь танцю повертається за годинниковою стрілкою. Тривалість хвилястої фази відповідає відстані до їжі. Якщо ж бджола рухається по колу, то це означає, що їжа настільки близько, що відстань просто не має значення!

Питання:

А ви спостерігали коли-небудь танок бджіл? Як ви думаєте, люди використовують якісь схожі варіанти невербальної комунікації?

Мед – це той продукт бджільництва, який відомий практично всім. Але лише медом продукція, що дають людству бджоли, не обмежується. Назви деяких продуктів «на слуху», а дещо може стати справжнім відкриттям.
Мед являє собою густу та солодку масу, яку бджоли виготовляють з нектару. Його поділяють на квітковий та падевий. Чим же відрізняється один від другого? Краплинки нектару бджоли збирають і переробляють на квітковий мед. А от сировиною для падевого меду слугує падь. Це така солодка речовина, яку виготовляє попелиця та деякі інші шкідники, коли харчуються рослинним соком.
Квітковий мед в свою чергу розділяють на монофлорний – зібраний з квіток одного виду (гречаний, липовий, акацієвий тощо) та поліфлорний (з квіток різних видів).
«Технологія виробництва меду» самими бджолами така:

Такі запечатані комірки – показник зрілості меду. Саме такий мед збирають бджолярі, адже недозрілий мед зброджується та скисає.
Що ж відбувається з точки зору хімії? Проходить розкладання сахарози нектару інвертазою:

Мед містить до 300 хімічних компонентів, з яких близько 100 – незмінні. Але саме глюкози і фруктози в його складі до 90%.
Далі «в гру вступає людина» і відбувається вже технологічний етап виготовлення меду:

Якщо мед – це «суміш цукрів», то чому ж він не псується? Найстаріший відомий людству мед був знайдений в давньоєгипетській могилі. Він пролежав там близько 3.000 років і лишився придатним до споживання! Доля води в меді є важливим фактором, що впливає на таку властивість. Вона складає 17%. Але доля такої води, що може використовуватися шкідливими мікроорганізмами та грибами для росту і розмноження, становить усього 0,7-0,6%!
З іншого боку, кислотність меду (рН) не перевищує 4, що також несприятливо для бактерій. Так само ж пояснюються антибактеріальні властивості меду. В деяких випадках мед можна використовувати навіть як екстрений антисептик. Які ж ще продукти бджільництва існують? Крім меду, людство здавна використовує віск (зараз вже більше в медичних, ніж технологічних цілях), прополіс та маточне молоко.

Крім того, для медичних цілей використовують таку продукцію:

А що ж таке бджолина отрута з точки зору хімії? Можливо, існує якась формула бджолиної отрути? Єдиної хімічної формули бджолиної отрути не існує, адже вона являє собою суміш складних органічних речовин: високомолекулярних сполук (ферменти, гормони) та низькомолекулярних сполук (пептиди). Якщо ж говорити про елементарний склад, то лідерами за вмістом є такі елементи періодичної системи: вуглець (карбон) – до 43%, водень (гідроген) – 7%, азот (нітроген) – 16%. А ось на долю фосфору, магнію, кальцію та інших елементів припадає 34%. Але, враховуючи, що сам перелік елементів був би досить великим, то на кожен з них «приділяється» близько 1% або й менше.

Найголовніший компонент отрути з точки зору токсикології – меліттін. Саме він відповідальний за набряк в місці укусу. А його великі дози можуть призвести до спазму бронхів та анафілактичному шоку. Інші компоненти бджолиної отрути або нетоксичні, або мають подразнюючий ефект.
Ефект від отрути посилюється не лише при великій дозі, але й за умови, що людина – алергік. Адже для неї небезпечними стають вже більша кількість компонентів отрути: всі ті, що мають подразнюючий ефект. А тим більше, якщо вони діють «разом»! Токсикологи називають таку сукупну дію синергічною (взаємопідсилюючою). Якщо укусів декілька, то до організму потрапляють і декілька, хоч і невеликих, доз отрути. Але таких доз, що мають спільний ефект. Ефекти «складаються», негативний результат зростає. Така дія називається в токсикології кумулятивною. Отрута ніби «накопичується» в організмі з кожним новим укусом. Тому важливо видалити жало з отрутою, зняти набряк і, за необхідності, прийняти протиалергенний засіб (але тільки за порадою лікаря!).

Завдання:

Поцікавтеся, які з препаратів чи засобів, що є у вас вдома, містять продукти бджільництва? Які саме?

Чи справді бджоли вимирають катастрофічними темпами? Так, на жаль, популяції бджіл скорочуються. Лідерами у цій сумній статистиці є Західна Європа та США. Вимирання бджіл навіть отримало власну назву – Синдром руйнування колоній. Це явище полягає в тому, що робочі бджоли покидають вулик чи дике гніздо майже усі одночасно і назавжди. Такі випадки були відомі протягом усієї історії бджільництва, але саме в ХХІ сторіччі вони набули катастрофічних масштабів.
Раніше воно називалося «хвороба зникнення», а сучасну назву отримало в 2006 році внаслідок руйнування значної кількості колоній бджіл в США.
Європейські бджолярі спостерігали схожі явища в Бельгії, Франції, Нідерландах, Греції, Італії, Португалії, Іспанії, меншою мірою в Швейцарії та Німеччині. А в Північній Ірландії скорочення бджолиної популяції перевищило 50%.
Синдром руйнування колоній має значний негативний економічний ефект, адже багато сільськогосподарських культур запилюється медоносними бджолами. Скорочення кількості бджіл спричинило зростання використання штучного запилювання в США на 20%.
Причини Синдрому руйнування колоній однозначно не виявлені. Але одна з найпоширеніших версій – масштабне використання засобів захисту рослин, які є токсичними для бджіл. Тоді можна побачити класичне «замкнене коло»:

Але існує і альтернативна версія. У Європі в загибелі бджіл звинувачують кліщів виду Varroa destructor, які, проникнувши у вулик, заражають бджіл і їх потомство.

В Європу кліща привезли з Китаю та Індії вчені разом з дикою індійською бджолою Apis cerana indica, на якій паразитує кліщ. Починаючи з 1980-х кожну з пасік Євразії можна апріорі вважати зараженою цим кліщем. Кліщ дуже швидко адаптувався до інсектицидів. Після оброблювання вуликів, мед не підлягає продажу, а на зміну бджолі, яка живе лише 35-40 днів, нова з личинки вже не виросте — кліщ паразитує саме на личинках, гублячи їх.
Такий вплив на довкілля екологи також вважають забрудненням! Адже в сталу збалансовану екосистему, частиною якої були бджоли, був внесений організм, чужий, непритаманний їй! Це біологічне забруднення.
Можливо, правда десь «посередині», і бджолина катастрофа викликана сукупною дією хімічного і біологічного забруднення довкілля.

Апітерапія – лікування бджолами та продуктами бджільництва – відоме з давніх часів. Головним методом і донині лишається контрольоване введення бджолиної отрути невеликими дозами, простіше кажучи, бджолині укуси. 

 

Але при цьому варто пам’ятати, що і на отруту, і на продукти бджільництва у людини може бути алергія. Тому апітерапія має проводитися виключно лікарем-апітерапевтом!
Але й в такій «бочці меду» є ложка дьогтю. Що робити при «незапланованому» бджолиному укусі? Спочатку треба видалити жало разом з мішечком з отрутою. Якщо кінчик жала можна розгледіти, то варто скористатися пінцетом. Але якщо жало проникло далі, його необхідно витиснути, рухаючи пальцями догори, аж до появи краплини крові. В жодному разі місце укусу не можна розтирати! До місця укусу потрібно прикласти щось холодне. Це зменшить набряк і сповільнить розповсюдження отрути з поступанням крові. Краще пити більшу кількість рідини, адже це має сприяти виведенню отрути з організму.
При ознаках алергічної реакції потрібно звернутися до лікаря!

ЖИТТЯ МУРАХ

Парадокс: мурахи, яких ми всі звикли бачити безкрилими, відносяться до родини соціальних комах із ряду перетинчастокрилих. Причому крила є у самок і самців, а ось робочі мурахи, яких ми бачимо найчастіше, дійсно не мають крил. Ці три групи мурах інакше називають кастами.

Усі мурахи мають вусики. Вусики колінчасті, у самок і робочих мурах вони складаються з 11-12 члеників, а ось у самців – з 13. Розміри мурах залежно від виду можуть бути від 1 мм (рід мономоріум) до 30 мм (вид кампонотус гігантський). Всього ж родина мурах містить 21 сучасний вид і 5 викопних видів.
Дізнатися, до якого виду належить мураха, яку ви зустріли, можна за визначником мурах:
www.antvid.org/Gal1/Myrmicinae.html
Ось приклад сторінки визначника з ілюстраціями:

Тривалість життя мурашиної самки максимальна для світу комах, і може складати до 12-20 років, залежно від виду.
Мурахи відносять до комах з повним перетворенням, оскільки в своєму розвитку вони проходять декілька стадій: яйце, лялечка, личинка, імаго. При цьому єдиною зростаючою стадією комахи є личинка.
Незважаючи на свої невеликі розміри, мурахи мають досить складну будову тіла, характерну для комах (на прикладі робочої мурахи):

Вузька талія між черевцем і мезосомою називається петіоль. «Головних» елементів тіла три: голова, мезосома і черевце.
Як і всі інші комахи, мурахи мають хітиновий екзоскелет, що захищає тіло.
До нервової системи мурахи належать черевний нервовий ланцюжок і декілька нервових вузлів. Найважливіший з них – надглотковий ганглій, саме в ньому утворюються тимчасові зв'язки між нейронами, він відповідає за процес «мислення». Найбільший об'єм ганглія у робочих мурашок, а ось у самців – найменший.
Скільки очей у мурах? По-перше, складні фасеточні очі, що складаються з численних крихітних лінз. Це очі для визначення руху. По-друге, три прості вічки для визначення рівня освітленості. При цьому зустрічаються і повністю сліпі види мурах, що мешкають під землею:

Вусики на голові мурахи – це органи чуття, що слугують для виявлення хімічних речовин, повітряних потоків і вібрацій. Також мурахи ними користуються для прийому і передачі сигналів через дотики.
Голова мурахи має сильні мандибули, які використовуються для перенесення їжі, маніпулювання різними об'єктами, будівництва гнізда і оборони. У деяких мурах ці жвали відкриваються на 270° і замикаються немов капкани. У деяких видів є невеликий відросток стравоходу, який називається «громадським шлунком» або зобом. У ньому може зберігатися їжа, яка згодом розподіляється між іншими мурахами і личинками.
Гачкуватий кіготь на кінці кожної лапки допомагає мурахам підніматися по вертикальних поверхнях.
Мурахи одного виду, але різних каст, відрізняються нюансами будови і розмірами:

Така різниця пояснюється «спеціалізацією» мурах, їх соціальною участю в мурашнику.
Як і всі інші істоти, мурахи мають свою екологічну нішу: сукупність вимог і умов, при яких їх існування буде комфортним (зона оптимуму) або хоча б можливим (зона песимуму). Коли екологічні ніші перекриваються, види живих істот вступають у певні взаємини. Це може бути конкуренція за ресурс або житло, але можуть бути і стосунки «господар-паразит», «хижак-жертва» або «симбіонт-симбіонт». При цьому відбувається взаємна регуляція чисельності:

При цьому конкуренція між організмами може бути не лише міжвидовою (наприклад, два види мурах в одному лісі), але і внутрішньовидовою. Оскільки мурахи – громадські комахи, для них такий вид конкуренції менш актуальний. Але регуляція чисельності особин відбувається так чи інакше, хоч і по інших механізмах:

Температурний чинник екологічної ніші мурах досить широкий. Серед мурах є як рекордсмени за теплостійкістю, так і комахи-моржі. Наприклад, представники родини бігунків мешкають у пустелях і нормально витримують температуру повітря до +50°С, харчуючись комахами, які у такій жарі швидко гинуть. А камчатська мураха, навпаки, переживає зимівлю, охолоджуючись до -52°С, і залишається живою.
Також мурахи — регулювальники чисельності інших видів за механізмами «хижак-жертва», «господар-паразит», «симбіонт-симбіонт». Вчені підрахували, що руді лісові мурахи, що мешкають у великому мурашнику, за один літній день в середньому приносять до нього до 21 тис. різних гусениць і лялечок шкідників. А в цілому такий мурашник захищає близько 1 га хвойного лісу.
Кочові мурахи — одні з найвідоміших. Їх ще називають мурахами-вбивцями через те, що під час своїх переміщень вони знищують усіх членистоногих, невеликих гризунів і плазунів на тих територіях, на яких з’являються. Матка кочової мурахи приголомшує своєю плодючістю: матка азіатських видів за день відкладає до 130 тис. яєць — приблизно 3 яйця кожні 2 секунди. Такої плодючості немає більше в жодної комахи. Головною особливістю кочових мурах є відсутність у них мурашника — колонія з декількох сотень тисяч особин або формує тимчасовий притулок у вигляді кулі з робітників, що зчепилися, або знаходить нору чи порожнину під каменями. Саме тому вони вимушені шукати нові території:

Мурахи-амазонки — досить специфічна група видів мурах, в яких в принципі не виводяться робочі мурахи. Їх потомство — або майбутні матки, або солдати. Для пошуку їжі і догляду за своїми личинками або сама матка-амазонка, або загін її солдатів нападає на мурашники більш мирних видів мурах і краде звідти личинок і лялечок. Робочі мурахи, що вивелися з них, сприймають загарбників як батьків, і в мурашнику амазонок виконують всі рутинні роботи. Деякі види мурах-амазонок дуже вузькоспеціалізовані: вони можуть викрадати личинок і лялечок лише одного виду-донора. Зрозуміло, що мурахи, на яких нападають амазонки, відстоюють свій розплід, і смертність серед самих амазонок дуже висока:

Мурахи-листорізи — одні з небагатьох істот у світі, що займаються сільським господарством, причому на дуже високому технологічному рівні. Робочі мурахи цих видів обгризають шматочки листя, зносять їх у мурашник, де це листя пережовують інші мурахи, змішують із слиною і заражають спорами спеціального гриба. Саме грибницею, що розвивається, ці мурахи і харчуються. Крім того, в їх слині міститься велика кількість антибіотиків, які перешкоджають розвитку небезпечних для грибниці паразитичних грибків і бактерій.

СКЛАДНИЙ СВІТ НАЙПРОСТІШИХ

Амеба – це тварина? На перший погляд одноклітинний організм важко віднести до царства тварин або рослин, адже, поруч зі спільними ознаками, вони все-таки мають істотні відмінності. Хоча певний (і досить тривалий!) час найпростіші були розділені по цих двох царствах. Але коли вчені з’ясували, що спільних рис в таких одноклітинних організмів значно більше між собою, ніж з їх багатоклітинними «сусідами» по царствах рослин та тварин, їх об’єднали в окреме царство Протистів або Найпростіших.
Найпростіші – це тварини, тіло яких представляє собою одну клітину, а функції ним виконуються як для окремої живої істоти. Це клітинний рівень організації життя. Загальна кількість видів найпростіших становить близько 70 000. Сам термін «протисти» був введений Ернстом Геккелем ще 1866 році, а відкриті вони були взагалі в 1673 році Антоні ван Левенгуком. Завдяки своєму винаходу – мікроскопу – він побачив неймовірно малих істот в краплині води. Ось так виглядає краплинка води під мікроскопом:

Якщо найпростіші – це одна клітинка, то виникає логічне питання: хто має складнішу будову – найпростіші чи окрема клітина організму? Однозначною відповіддю буде: найпростіші! Адже клітини багатоклітинного організму, виконуючи якусь певну функцію, входять до складу спеціалізованих клітинних груп – тканин. А от клітинка найпростішого заміняє йому все тіло з його спеціалізованими тканинами і органами. Пересвідчитися в цьому ви можете самостійно, просто порівнявши будову двох таких клітин:

Царство найпростіших також складається з багатьох таксонів: можна виокремити саркодових, джгутикових, споровиків, гриби. Одноклітинні організми здатні також об’єднуватися в колонії. Які ж саме функції виконують "клітини-організми" найпростіших?

Середовищем існування для найпростіших можуть бути водні об’єкти, ґрунти, інші організми або неживі фрагменти навколишнього середовища.
Якщо розглядати найпростіших як частину біосфери, то вони займатимуть таке місце в ланцюгах живлення:

Чим же подібні, а чим відрізняються між собою різні види найпростіших? Для наочності спільні і відмінні ознаки можна проілюструвати діаграмою (згідно джерела disted.edu.vn.ua/courses/learn/2038):

Завдання:

Спробуйте на основі цієї діаграми сформувати із попередніх ілюстрацій-таблиць  порівняльну характеристику пар організмів (на вибір): евглена – амеба, амеба – інфузорія, інфузорія - евглена.

Якщо кожна така клітина – організм («тварина»), можливо, існують і спеціальні зоопарки? Так, існують. Наприклад:

Питання:

Подумайте, чи така будова сприяє стійкості найпростіших порівняно з багатоклітинними організмами, чи навпаки, робить їх вразливішими?

МУТАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ

Здатність нащадків набувати ознак, які відмінні від тих, які є в їх предків, називається мінливістю. Мінливість може бути обумовлена різними факторами. З огляду на це, вчені виділяють декілька видів мінливості.
Якщо ознака, яка з’явилася в організмі, йде йому на користь, вона може закріплюватися, передаватися іншим поколінням. Саме на цьому базується еволюційна теорія.
Яка ж буває мінливість взагалі?

Крім того, можна проводити класифікацію ще за декількома ознаками:

Саме спадковою мінливістю пояснюється набуття дітьми ознак, які є комбінацією ознак батьків. Відбувається це за рахунок мутацій або перекомбінації генів під час злиття гамет, при заплідненні. Тому виділяють комбінативну і мутаційну мінливість.
Чим відрізняються спадкова та неспадкова мінливості?

Де ж саме відбуваються зміни? Зміни йдуть на таких рівнях:

Мутаційна мінливість зумовлює зміну структури спадкових одиниць (генів, хромосом) та успадкування цих змін.

Зміни кількості хромосом називаються геномними мутаціями і поділяються на поліплоїдію (потроєння, подвоєння тощо - 3n, 4n…) та гетероплоїдію (додавання «зайвих» хромосом до каріотипу - n+1, 2n+2 тощо). Використовується в сільському господарстві для створення нових культур з більшими плодами та іншими бажаними властивостями.

Мутації на рівні окремої хромосоми називаються хромосомними. Серед них виділяють делецію (випадання ділянки хромосом). При цьому втрачаються деякі спадкові ознаки. Також існує дуплікація (подвоєння ділянки хромосоми), інверсія (поворот ділянки хромосоми на 180 градусів) та транслокація (перенесення ділянки однієї хромосоми на іншу).
Цікавим прикладом хромосомних мутацій (аберацій, як кажуть спеціалісти) є делеція в гені, що кодує рецептор CCR5. Цей рецептор використовується вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ) для розпізнавання своїх Т-лімфоцитів. Продукт гену з делецією отримав назву CCR5-Δ32, цей варіант CCR5 не розпізнається ВІЛ, і носії такої мутації до ВІЛ несприйнятливі!
Також мутації можливі на рівні структури окремого гена – мутону. Це така ділянка, що складається з двох нуклеотідів. При цьому мутон буде найменшою частинкою гену, зміна якої призводить до мутації.
Ось так зміни можуть проявляти себе:

Мутація, яка йде на користь носію, може закріплюватися – передаватися нащадкам. Мутації, які мають негативні наслідки, часто нівелюються процесами природного відбору.
Але інколи мутації «закріплює» сама людина. Так з’являються нові породи тварин, наприклад, шотландські висловухі коти.

Генетика

Спадкові ознаки наслідуються не випадково. Вони підкорюються законам. Навіть якщо відбувається мутація, її «закріплення» і передача відбувається за цими законами. І проявлення залежатиме від того, чи рецесивною, чи домінантною буде ця ознака.
Навіть деякі хромосомні мутації, які потрапляють до рецесивної ознаки, не дають про себе знати протягом життя людини. Людина може і не здогадуватися про такий нюанс. Але вже в наступних поколіннях «підступна» мутація заявляє про своє існування.
Давайте розберемося з цими законами і закономірностями «по порядку».
Спроби розібратися з спадковими механізмами почалися ще в ХІХ сторіччі. Дж. Госс, експериментуючи з горохом, довів, що при схрещуванні рослин із зеленкувато-блакитними горошинами та з жовтувато-білими, в першому поколінні отримували жовтувато-білі горошини. Але вже в гібридів першого покоління зеленкувато-блакитне забарвлення з’являлося знов (ось вони рецесивні ознаки, які хитро «зачаїлися»!).
Розібратися в картині допомогли досліди Г.Менделя, вони й лягли в базу законів спадковості.
Перший закон Менделя каже:

Але якщо схрестити гібриди, отримані в результаті першого досліду, то картина зміниться, і в силу вступить другий закон Менделя:

Якщо ж розглядати не одну ознаку, а дві, то картина буде відповідати третьому закону Менделя:

Які ж ознаки в людини є рецесивними або домінантними? Серед прикладів на вас чекає кілька сюрпризів:

Звичайно ж, що це лише невеличка частинка з переліку!