Практическое занятие Биоиндикаторы пресного водоема

Пр. работа .Биоиндикаторы пресного водоема».

-формирование практических знаний и представлений о биоиндикации водоемов; исследовательских умениями проводить наблюдения, учет, опыты и измерения, описывать их результаты, формулировать выводы;

-воспитание умений применять изученный учебный материал в практических ситуациях;

-развитие интереса к изучению природы, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения познавательных задач;

Оборудование: презентация, микроскопы, пробы воды

Ход урока

I.Организационный момент

II.Краткая беседа о ранее изученном

Антропогенное влияние на водоемы

III.Изучение нового материала

Рассказ с элементами беседы

БИОИНДИКАТОРЫ - организмы, присутствие, количество или интенсивность развития которых служит показателем каких-либо естественных процессов или условий окружающей среды, наличия определенных веществ в воде или в почве, степени загрязненности и др.

Биоиндикация используется в экологических исследованиях, как метод выявления антропогенной нагрузки на биоценоз. Метод биоиндикаторов основан на исследовании воздействия изменяющихся экологических факторов на различные характеристики биологических объектов и систем. В качестве биоиндикаторов выбирают наиболее чувствительные к исследуемым факторам биологические системы или организмы. Изменения в поведении тест-объекта оценивают в сравнении с контрольными ситуациями, принятыми за эталон. Например, при оценке экологического состояния поверхностных вод в качестве биоиндикаторов используют наблюдение за поведением дафний, моллюсков, некоторых рыб и т.п..

Пр. работа .Биоиндикаторы пресного водоема».

МЕТОДИКА РАБОТЫ

Биоиндикационные методы

Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями.

Биоиндикация качества воды с использованием водорослей (альгоиндикация)

В качестве индикаторов загрязнения воды органическими веществами наряду с другими организмами используются водоросли.

Как изучать водоем

Первый этап изучения - наблюдения в природе, на берегу водоема. Следует оценить: 1) проточность водоема, 2) наличие прибрежных или водных зарослей высших растений (т.е. имеющих листья и корни - стебли могут быть незаметными), 3) зарастание водоема водорослями, появляющимися на поверхности воды в виде «тины», 4) водоросли, прикрепленные ко дну или подводным предметам, 5) окраску воды, т.е. наличие «цветения» воды. При «цветении» вода приобретает либо ярко-зеленый цвет (развитие зеленых водорослей), либо серовато-сине-зеленую окраску (развитие сине-зеленых водорослей). «Цветение» воды возникает обычно, когда в 1-ом л воды насчитывается несколько миллионов клеток.

Второй этап изучения - сбор материалов для лабораторного исследования (сбор водорослей).

В водоеме водоросли поселяются в трех местообитаниях: 1) в толще воды (это планктон), 2) на дне водоема (бентос) и 3) на поверхности погруженных в воду предметов (перифитон). Прежде всего надо осмотреть водоем и его дно и обнаружить наличие бентоса в виде разрастаний водорослей - «тины», хлопьев или отдельных нитей, собрать их в баночку. Если бентос не заметен макроскопически, но дно покрыто илом, то с помощью пипетки или стеклянной трубочки надо втянуть небольшое количество ила и тоже поместить в баночку. Хорошим объектом для изучения бентоса являются хлопья, плывущие по поверхности воды: это кусочки бентоса, поднятые со дна водоема выделенным водорослями кислородом.

Перифитон может быть представлен либо обрастаниями из крупных водорослей - до 0,5 м длиной, либо микроскопическими налетами, которые можно соскоблить ножом. При наличии в воде высших растений можно сделать «вы­жимку» из листьев, на которых всегда есть водоросли-эпифиты.

Сложнее сбор фитопланктона. Только в случае «цветения» воды, когда водорослей очень много, можно смотреть планктон в натуральной воде. В большинстве случаев планктон приходится концентрировать. Для этого используются либо специальная планктонная сеть с ячейками < 5 мкм (такую трудно сделать), либо отстойный метод: зачерпывается 0,5 л воды, помещается в бутылку и фиксируется 40%-ным раствором формалина до появления его устойчивого запаха (обычно достаточно 2 мл формалина). Вода отстаивается 15-20 дней, планктон в это время осаждается, и воду отсасывают из середины бутылки сифоном, при этом планктон остается на дне. Для анализа берут каплю планктона и исследуют под микроскопом. Все пробы должны быть снабжены этикетками с указанием даты, места сбора.

Третий этап работы - изучение и оценка собранного материала. Большинство водорослей - либо микроскопические организмы, либо требуют микроскопического изучения для уточнения строения. Предварительно препараты из собранных водорослей просматриваются с помощью лупы, а затем - микроскопа. Определяется состав видов водорослей или видовое разнообразие, обилие отдельных видов, виды-индикаторы. Нужен микроскоп с увеличением минимум X 200 (10 х 20), лучше X 400 (10 X 40).

Четвертый этап - оценка результатов. Разработана специальная шкала, позволяющая по составу водорослей оценить степень органического загрязнения.

При анализе проб подсчитывается общее число встреченных видов и обилие каждого вида (по 5-балльной шкале); выявляются доминирующие виды и их сапробность; делается вывод о преобладании видов определенной сапробности.

В полисапробной зоне водоема наблюдается обилие инфузорий и бактерий, видов водорослей немного: это хлорелла, политома и некоторые виды хламидомонад.При этом численность водорослей может быть высокой. Преобладание полисапробов в естественных водоемах, как правило, приурочено к местам сброса органических стоков, к местам «гниения».

В мезосапробной зоне видовое разнообразие водорослей большое. При этом в бета-мезосапробной зоне количество видов водорослей больше, чем в альфа-мезосапробной, но их численность может быть ниже.

Наличие альфа-мезосапробов говорит о существовании очагов загрязнения в относительно чистых водоемах или приурочено к участкам, где кончается влияние сильного загрязнения (так, например, у сбросов очищенных вод городской канализации). Это могут быть и водоросли планктона и обрывки водорослей бентоса. В застойных местах загрязненных водоемов иногда встречаются заросли энтороморфы, или кишечницы, часто вместе с хлопьями осциллатории, отличающейся грязно-сине-зеленой окраской.

Бета-мезосапробы - показатели умеренного, можно сказать, естественного загрязнения, характерного для живого, наполненного многими гидробионтами водоема. В планктоне преобладают многие диатомеи в составе бентоса и перифитона обычна самая крупная водоросль кладофора, часто остающаяся на высыхающих берегах в виде «тряпок». Сюда же относятся плавающие в виде тины хлопья других нитчаток - спирогиры, зигнемы и др. Из группы бетта-мсзосапробов следует отметить ядовитую сине-зеленую водоросль микроцистис.

В олигосапробной зоне водоросли разнообразны, но численность их невелика. Олигосапробы встречаются преимущественно в чистых родниках, в мочажинах на верховых болотах, в речных ручейках.

Индикация сапробности водоема с помощью пресноводных моллюсков

Пресноводные моллюски могут служить биоиндикаторами степени загрязнения водоема органическими веществами, сбрасываемыми с ферм, птицефабрик, свиноводческих комплексов, предприятий промышленности и сферы быта.

Биоиндикаторы - пресноводные моллюски чувствительны к содержанию в воде органических веществ и кислорода. Соответственно выделяют а-мезосапробов, Р-мезосапробов и олигосапробов. Полисапробов среди моллюсков нет.

С помощью водного сачка проводится отлов моллюсков, обитающих в водоеме. Все выловленные моллюски идентифицируются по видам, и затем определяется сапробность водоема. К а-мезосапробам относится роговая шаровка fi-мезосапробами являются обыкновенный прудовик, ушковый прудовик, физа ключевая, яйцевидный прудовик, лужанка настоящая, лужанка полосатая, битиния щупальцевая и др.

Класс

чистоты

Степень органического

загрязнения

Сапробность

(сапробная ступень)

Сапробный индекс

I

не загрязненный ,

до очень слабого загряз-нения

олигосапробная

ступень

1,0 - 1,5

I-II

слабо загрязненный

1,5 - 1,8

II

умеренно загрязненный

мезосанпробная ступень

1,8 - 2,3

II-III

критически загрязненный

2,3 -2,7

III

сильно загрязненный

мезосанпробная ступень

2,7 - 3.2

III-IY

очень сильно загрязненный

3,2 - 3,5

IY

чрезмерно сильно загрязненный

полисанпробная ступень

3,5 - 4,0

В своей исследовательской работе в качестве биотестов используется семейство рясковых и моллюски-фильтранты
Ряска.Ряска - род многолетних водных трав семейство рясковых.

Рассматривание под микроскопом одноклеточные водоросли

Демонстрация моллюсков

Моллюски (лат. Mollusca) - тип целомических животных со спиральным дроблением. Традиционно относятся к первичноротым животным.
Выловленные из воды лужанки, лежат неподвижно с замкнутыми крышечками. Но, будучи опущены в воду, улитки через некоторое время открывают крышечки и выдвигают из раковины свое темноокрашенное тело, усеянное мелкими желтыми крапинками. Голова лужанки спереди вытянута в короткий хоботок, на котором находится рот. На голове имеется пара тонких щупалец, у наружного основания которых помещается по глазу. Широкая плоская нога дает улитке возможность медленно переползать по подводным предметам. И лужанка и битиния всегда держатся на дне водоема и не всплывают на поверхность. При опасности они замыкают раковину крышечкой, которая служит этим улиткам превосходным заградительным щитком.. Лужанка , битиния принадлежат к жаберным улиткам, которые извлекают кислород из воды при помощи жаберного аппарата, скрытого под раковиной. У лужанки имеется хорошо развитая гребневидная жабра с многочисленными жаберными выростами, которые несколько напоминают жабры рыб. Благодаря водному дыханию лужанки и битинии очень чувствительны к качеству воды и при неблагоприятных условиях погибают гораздо скорее, чем прудовики и катушки.Питаются улитки различными растительными остатками, которые находят на дне водоемов. Битиния охотно поедает зеленый налет водорослей на подводных предметах.)

IV. Подведение итогов работы.

V.Домашнее задание. Изготовить для дальней работы на природном объекте

Рекомендации по изготовлению планктонной сети

Планктонная сеть слева (1-кольцо из сталистой проволоки, 2 - деревянная ручка, 3 - мельничный газ №40К и более мелкий, 4 - пластмассовый стаканчик объемом около 25мл, 5 - зажим, 6 - резиновый шланг диаметром 10-12мм), раскрой мельничного сита для сети справа.

Скребок и сачок справа внизу обшиваются мельничным ситом № 15К и более крупным.

4