Проекты

Коммуникация растений

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Метод» среди работ учащихся 5−7 классов

Направление работы: Ботаника
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1354 «Вектор»
Предметы: Биология, Химия
Классы: 7 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

Эти исследования могут быть полезны для изменения свойств растений, что открывает огромные перспективы для выращивания экологически чистых сельскохозяйственных культур без участия химических реагентов, таких как пестициды, инсектициды и др. Если понять процессы, которые протекают между растениями и факторы, инициирующие эти процессы, то мы сможем изменять растения, повышать их устойчивость к растительноядным или менять их органическую структуру, не прибегая к инородным химическим препаратам.

Цель

Доказать, что растения разных видов взаимодействуют друг с другом.

Задачи

  1. Изучить теоретический материал.
  2. Разработать план проведения экспериментов и выбрать растения для проверки нашей гипотезы.
  3. Построить гроубоксы для проведения экспериментов.
  4. Вырастить и провести имитацию нападения насекомых на часть растений.
  5. Проанализировать полученные результаты по отклику растений в наших перекрестных опытах.
  6. Выдвинуть предположение о возможных путях коммуникации между растениями и различными способами отклика на внешние возбудители.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Гроубоксы (сделанные своими руками)
  • Семена растений
  • Аналитические весы
  • Органические растворители
  • Шприц-дозатор
  • Стеклянная химическая посуда

Описание

В этой работе было показано, что растения одного или разных видов могут взаимодействовать между собой и имеют упрощенную модель «нервной системы». Также было установлено, что информационные сигналы имеют только первичный характер, то есть испускаются растением, подвергшееся внешнему воздействию. Для проведения качественного анализа автором разработан простой метод парофазный экстракции с последующим анализом полученных экстрактов методом LC-MS.

Удалось выяснить, что разные растения по-разному реагируют на полученные сигналы об опасности. Было выдвинуто предположение, что растение, получив сигнал опасности, анализирует этот сигнал на характер его происхождения, уровень возможной угрозы для себя и только потом принимает решение об ответе на этот сигнал. Причем в ответе на раздражитель или сигнал от другого растения задействуется нервная система растения (немного упрощенный аналог давно известной нервной системы животных), и в отклике участвуют все органы.

Результаты работы/выводы

  1. Мы установили, что все исследованные нами растения способны чувствовать нападение хищников, выделять информационные сигналы о случившемся и улавливать такие сигналы от других растений.
  2. Сигналы испускаются растением, на которое произошло нападение и представляют собой, как правило, индивидуальное органическое соединение.
  3. Растения по-разному реагируют на полученные сигналы.
  4. Растения анализируют сигналы на источник его происхождения, уровень возможной угрозы для себя и только потом принимает решение об ответе на этот сигнал.
  5. В ответе на раздражитель или сигнал задействуется нервная система растения (немного упрощенный аналог давно известной нервной системы животных).
  6. В отклике участвуют все органы.

 

 

Перспективы использования результатов работы

Возможность выращивания целевых растений без использования химических соединений.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ИОХ РАН имени Н.Д. Зелениского.

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

  1. Специальный диплом самого активного участника 24 Городской открытой научно-практической конференции по биологии «Ученые будущего».
  2. Диплом участника 24 Городской открытой научно-практической конференции по биологии «Ученые будущего».
  3. Диплом участника Конкурса-конференции одаренных школьников «Авангард 2020».
  4. Специальный диплом участника Конкурса-конференции одаренных школьников «Авангард 2020».

Мнение автора

«Моя работа очень интересная, она имеет много путей продолжения. К сожалению, в этом году в связи пандемией конференция прошла в онлайн формате. И мне лично не удалось послушать работы других участников «в живую» и познавательные лекции, приглашенных ученых»