Проекты

Габитуация и внешняя пространственная память слизевиков

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Биотехнологии. Молекулярная биология. Генетика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биотехнология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1520 им. Капцовых
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года

Актуальность

Впервые проведено исследование сложного поведения и возникновения привыкания к условиям среды, в котором участвуют миксомицеты вида, отличного от Physarum рolycephalum, распространённые на территории РФ. Доказательство существования у них данных свойств позволяет более не ограничиваться лишь одним видом организмов для проведения большинства исследований поведения миксомицетов, а в перспективе – даже использования слизевиков различных видов в биотехнологии, особенно в недоступных для P. рolycephalum областях.

Цели исследования

1. Доказать наличие внешней пространственной памяти, аналогичной таковой у P. рolycephalum, у слизевиков порядка Physarales вида, отличного от P. рolycephalum, распространённого на территории РФ.

2. Доказать у него наличие габитуации (постепенного уменьшения у организма реакции на повторяющееся или продолжительное воздействие раздражителя при отсутствии других стимулов).

3. Сделать вывод о возможном использовании вида в биотехнологии.

Содержание работы

В настоящее время широкую известность получили исследования многоядерного одноклеточного грибоподобного простейшего – слизевика (миксомицета) Physarum рolycephalum. У этого примитивного организма доказано наличие памяти, способности передавать информацию и другие примечательные свойства. Вид используется в робототехнике, решает некоторые поставленные человеком задачи и превосходно ориентируется в пространстве. Данное исследование призвано опровергнуть мнение о P. рolycephalum как о единственном виде слизевиков с настолько сложными формами активности. В нём представлены результаты двух экспериментов, ранее проведённых над P. рolycephalum (C. Reid; A. Dussutour, D. Vogel), и некоторые наблюдения. Их объектом является другой вид отряда Physarales, распространённый в нашей стране: Didymium serpula.

Выводы

В первом эксперименте первоначально взятая концентрация соли 10 г/л, безвредная для Ppolycephalum, оказалась губительной для данного вида, поэтому использованы мостики с содержанием соли до 1 г/л для максимальной безопасности плазмодия. Скорость распространения всех плазмодиев возрастала от моста к мосту, но у встретивших раздражитель в первый раз (соль не опасна для организма, но в норме слизевик её избегает) снизилась на контрольном мостике. В среднем «привыкшие» плазмодии показали более высокий индекс габитуации (найден по формуле Одри Дюссютур), сравнительно небольшая разница связана с маленькой, зато безопасной концентрацией соли. Также слизевики, которые в певый раз столкнулись с солью, образовали тяжи тонкие и сильно ветвящиеся, как бы пытаясь обойти преграду, а у «привыкших» тяжи плотные, прямые и не ветвятся.

Во втором эксперименте в шести случаях из шести плазмодий предпочёл «чистую» дорожку, подобно P. polycephalum в дикой природе. Кроме того, в процессе наблюдения мной было замечено, что, встретив на пути поражённую плесенью частичку пищи, слизевик не проходит мимо, но и не атакует напрямую, ловко огибая поражённые участки, чтобы подобраться к цели с тыла. Это говорит о высоком уровне развития его пространственной ориентации. Сравнение местообитаний двух видов показало, что оба миксомицета в равной степени устойчивы к засухе, однако D. serpula встречается на территории нашей страны.

На территории РФ обнаружен вид миксомицетов (D. serpula), отличный от P. рolycephalum, который обладает свойствами памяти, присущими последнему, а также превосходно ориентируется в пространстве. Этот вид может быть использован в отечественной биотехнологии наравне с аналогом.

Доказательство данных свойств позволит использовать Dserpula в биотехнологии в нашей стране аналогично P. рolycephalum. Не исключено, что многие другие виды слизевиков обладают подобными характеристиками.

Особое мнение о проекте «Академический класс в московской школе» и конференции «Наука для жизни»

Проект «Академический класс в московской школе» – уникальная возможность совместной плодотворной деятельности  одарённых школьников и ведущих экспертов в разных областях науки из ведущих отечественных вузов и НИИ, что прекрасно иллюстрирует моя работа. Конференция «Наука для жизни» отлично выявляет результаты этой деятельности, позволяет школьникам попробовать себя в роли настоящих исследователей и изменить нашу жизнь в лучшую сторону. В Москве проект показал свои лучшие стороны, и очень надеюсь, что в недалёком будущем он будет также реализован в других городах нашей страны.