Космос всегда волновал воображение человека. А биологические эксперименты способны превратить абстрактную астрономию в захватывающую, осязаемую науку. Вместо заучивания формул школьники могут наглядно увидеть, как экстремальные факторы (микрогравитация, радиация, перепады температур) влияют на живые организмы, будь то семена растений, бактерии или дрожжи.
Наш школьный эксперимент осуществляется в составе программы Российского космического аппарата «БИОН-М» №2. Этот аппарат предназначен для проведения исследований в области космической биологии и биотехнологии. Биоспутник находился на орбите 97 градусов (так называемой полярной, солнечно-синхронной орбите, где наблюдалось прямое проникновение галактических и солнечных лучей в виде потока заряженных частиц). А это значит, что условия полета максимально приближены к межпланетным. Важнейшей задачей спутника «Бион-М» была биоиндикация для будущих пилотируемых миссий. В ходе полета было выполнено более 30 экспериментов с привлечением муравьев, мышей, мух дрозофил, клеточных культур.
С предложением отправить семена томатов на орбиту выступил почетный гражданин г.Ивье, действительный член Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, полковник Космических войск РФ, к. э. н. Виктор Станиславович Шутов. И вот усилия энтузиастов и живой интерес школьников воплотились в школьный проект.
Уже в феврале учащиеся Турнянской и Видомлянской СШ стали обладателями необычных, «космических» семян. В исследовании приняли участие учащиеся 6 и 7 классов. Как повлияла космическая среда на всхожесть, рост и развитие томатов? Этот вопрос не давал им покоя. Школьникам предстояло не просто вырастить растения, а провести полноценное научное исследование, в ходе которого формируются ключевые экологические понятия и исследовательские умения.
Ребятам предстояло освоить методы сравнительного анализа, научиться выделять факторы среды (в данном случае – ионизирующее излучение и микрогравитацию), влияющие на онтогенез растений, а также оценить фенотипическую изменчивость признаков под воздействием экстремальных условий.
Для проведения эксперимента в школе использовали имеющееся лабораторное оборудование: чашки Петри, пинцеты, весы, а также закупили специальные лотки-растильни и грунт. Были сформированы контрольная (земные семена) и опытная (космические семена) группы, что является базовым принципом любого научного эксперимента.
В третьей декаде марта мы заложили первый этап исследования, направленный на определение энергии прорастания и лабораторной всхожести. Учащиеся учились фиксировать данные, вести дневник наблюдений и проводить первичную статистическую обработку результатов.
Каково было наше удивление, когда после измерений мы увидели, что семена томатов, побывавшие в космосе, стали прорастать активнее «земных» – 31,1 % против 27,6 %, и только на 10 сутки количество проросших «земных» стало больше и составило 65,3 %, а «космических» – 57,9 %! Интересно, что «космические» проростки были длиннее и имели большую массу. А вот корни были длиннее у «земных» проростков. Этот факт стал отличным поводом для обсуждения адаптационных механизмов растений и понятия стрессоустойчивости. Ребята выдвинули гипотезу, что ускоренный рост надземной части – это попытка растения быстрее выйти из зоны стресса.
Следующим важным этапом стала высадка семян в грунт. Нами был выбран специализированный грунт, максимально приближенный по составу к оптимальному для данной культуры. Очень волнительно было наблюдать, как пробиваются ростки. И здесь космические семена стартовали первыми, но уже на седьмые сутки «земные» семена, оправдывая свое название, обогнали «космические». В целом, процент проросших в почве «земных» томатов – 58,3 % (против 49,9 % «космических»), средняя высота «земных» ростков на 10 сутки была больше «космических» на 0,5 см. Однако к восьмидесятому дню их рост практически сравнялся.
В конце августа наступил долгожданный момент, когда стали созревать первые помидорки. Пять месяцев шестиклассники проращивали и измеряли, сравнивали и описывали, пропалывали и подвязывали рассаду. Пришло время дегустации плодов. Первыми помидоры попробовали Мария Кожановская и София Игнатюк, учащиеся 7 класса, которые все лето фиксировали особенности их роста и развития. Девочки сошлись во мнении, что «космические» чуть слаще, чем «земные». Дальнейшая дегустация томатов в коллективе учителей и среди учащихся показала, что 80 % респондентов считают более сладкими «космические» плоды.
На дворе – середина сентября, а томаты продолжают созревать. Но уже можно сделать вывод об урожайности. Космических томатов собрано 8,200 кг, а с земных 5,350 кг. Космическая среда однозначно положительно повлияла на урожайность томатов.
В процессе работы над проектом у учащихся формировались не только предметные знания по биологии и экологии, но и такие универсальные исследовательские умения, как умение выдвигать и проверять гипотезы, способность проводить сравнительный анализ и интерпретировать полученные данные, понимание взаимосвязи между факторами среды и жизнедеятельностью организмов.
Первым итогом нашей исследовательской деятельности стало участие в онлайн-конференции по подведению результатов народно-космического проекта «В космос со своим помидором», которую проводила редакция «Российской газеты». В ней приняли участие Виктор Станиславович Шутов, автор идеи проекта «В космос со своим помидором», представители редакции «Российской газеты», ведущие специалисты и руководители лабораторий ИМБП РАН, участники школьного эксперимента из г.Москва, г.Минусинск, г.Владивосток, г.Пенза, г.Ивье.
Очень интересно было узнать результаты других участников проекта, общие выводы по проекту, поделиться своими наблюдениями космической среды на морфологические и физиологические признаки томатов позволило выявить ключевые закономерности их адаптации. Полученные данные вносят вклад в развитие космической биологии и могут быть использованы при проектировании оранжерейных модулей для перспективных орбитальных и лунных станций. Участие в прошедшей конференции подтвердило актуальность темы и открыло новые направления для сотрудничества.
Прекрасной новостью на конференции стала информация о продолжении подобных проектов в будущем. Ну что ж, будем ждать с нетерпением! Теперь мы знаем, что освоение космоса начинается не только с ракетных двигателей, но и с первого ростка, успешно взошедшего на Земле!
Светлана АЛЬШЕВСКАЯ, учитель химии и биологии Турнянской СШ
1" />
