Проекты

Влияние гравитационной силы на выживаемость клеток млекопитающих

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Астрономия и космические технологии»

Направление работы: Космическая биология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1409
Предметы: Физика, Биология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Предполагают, что гравитационные силы принимают активное участие в эволюции, оказывают влияние на развитие растений и животных, включая их отдельные клетки. Очевидно, большое было влияние гравитации при выходе организмов на сушу, потому что это привело к их перестройке – уменьшению размеров тела, улучшению энергетической базы и т.д. На Земле нет растений и животных, нейтральных по отношению к действию силы тяжести. Всем известно, что у организмов есть специальные органы ориентации.

У одноклеточных организмов эту функцию берут на себя отдельные органоиды клетки – митохондрии, аминопласты, пищевые вакуоли и др. Одним из первых учёных, обративших внимание на роль силы гравитации, особенно космической силы, как фактора, оказавшего влияние на живые организмы, был знаменитый русский ученый К.Э. Циолковский. Он считал, что «даже маленькая сила тяжести может быть полезной для растений». И его предвидения оказались справедливыми. Полёты в космос показали, что влияние гравитации на рост растений очень значительно, так в целом подтвердились лабораторные опыты.

Цель

Изучение влияния разных скоростей свободного падения (g) на выживаемость клеток млекопитающих.

Задачи

1. Изучить литературные данные по теме исследования.

2. Провести две серии экспериментов по изучению влияния центробежного ускорения на выживаемость клеток млекопитающих.

3. Проанализировать результаты исследования и сделать выводы.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Ценрифуга MiniSpin (Eppendorf, США)
  • Световой микроскоп
  • Камера Горяева
  • Краситель трипановый синий

Описание

Работу проводили на клетках нейробластомы человека. Для изучения гравитации на выживаемость клеток были проведены две серии экспериментов. В каждую пробирку помещали 1 млн клеток в 1 мл питательной среды

В первой серии на клетки воздействовали повышенной силой тяжести при помощи центрифуги с одинаковыми промежутками времени – 3 мин.

 

Затем с помощью камеры Горяева и красителя трипанового синего, который проникает только в клетки с разрушенной мембраной, проводили дифференциальный подсчёт живых и мёртвых клеток.

 

Во второй серии экспериментов изучалось воздействие времени перегрузок. Для этого, основываясь на результатах первого опыта, выбрали ускорение свободного падения – 500g и центрифугировали клетки 10 – 30 – 60 – 120 минут.

Далее также проводили дифференциальный подсчёт живых и мёртвых клеток.

Результаты работы/выводы

1. При проведении исследования влияния перегрузок на выживаемость клеток обнаружено, что клетки выдерживают значительные перегрузки, и усиление смертности происходит только при увеличении g в 2000 раз.

2. Одновременно обнаружено, что относительно невысокие перегрузки в 500 g усиливают своё влияние на жизнеспособность клеток прямо пропорционально со временем воздействия. Так, перегрузка в 500g в течение часа и более приводит к существенному увеличению доли мёртвых клеток в образце.