Межвидовая борьба на примере плесеней

Моя работа называется «Изучение  межвидовой борьбы за существование  на примере плесеней». (1 и 2 слайды)  Плесневые грибы широко известны большинству людей. Многие из них благодаря высокой ферментативной активности используют в промышленности, например гриб рода Аспергилл -для получения лимонной кислоты, виды пеницилла – для изготовления сыра Рокфор и Камамбер. (3 слайд)  Пенициллы и др. грибы в фармацевтической промышленности служат источниками получения пенициллинов и других антибиотиков. Плесневые грибы могут вредить  человеку, вызывая порчу продуктов.  Эти грибы могут также служить видимым подтверждением существующего в природе процесса – борьбы за существование.

Почему я выбрала в качестве объекта изучения плесневые грибы? (4 слайд) Прежде всего это связано с их неприхотливостью. Познакомившись с литературой  по данной теме, я выяснила, что для оптимального роста плесневым грибам необходима высокая абсолютная и относительная влажность. Самая низкая относительная влажность, поддерживающая их рост, составляет приблизительно 75%. Впрочем, повышение температуры и наличие пригодного питания субстрата могут вести к выживанию грибов и при более низкой влажности. Плесневые грибы достаточно быстро размножаются.

Кроме того, многие виды этих грибов хорошо различимы визуально. (5 слайд) В литературных источниках упоминаются зеленая, голубая, белая плесени. Из фикомицетов плесени чаще всего образуют виды родов мукор и ризопус : так называемые головчатые плесени в виде пушистых беловато-серых налетов с мельчайшими черными шариками-спорангиями, наполненными многочисленными спорами. Подобные налеты часто развиваются на хлебе, варенье, семенах и плодах. Из несовершенных грибов разные виды пенициллов и аспергиллов обычно развиваются в виде сизого или зеленого налетов на пищевых продуктах и многих плодах .

Целью моей работы является экспериментальная проверка межвидовой борьбы за существование. (6 слайд)

  Объектом исследования являются плесневые грибы, развивающиеся на хлебе.     

Почему я выбрала именно хлеб в качестве субстрата? Это скоропортящийся продукт, который служит хорошей средой для развития микрофлоры.                                                                                                                  

По химическому составу  пшеничная и ржаная мука  несильно отличаются, но белки ржаного хлеба богаче незаменимой аминокислотой – лизином. Несколько больше в ржаном хлебе марганца, цинка, меди, железа, витаминов В₁, В₂, В₆, РР и ненасыщенных жирных кислот.

Минусом пшеничного хлеба является то, что в него добавляют обычно маргарин, который не слишком полезен для здоровья. При смешивании ржаной муки с пшеничной хлеб получается пышный, умеренно кислый.

 Предметом исследования выступают условия, влияющие на процесс развития плесневых грибов.

  Задачи исследования: (7 слайд)

1. экспериментально обосновать условия, влияющие на рост плесневых грибов;
2. сравнить состав плесеней на разных сортах хлеба.

    Методы исследования: изучение и анализ литературы; эксперимент, сравнение, анализ и синтез полученных результатов. (8 слайд)

   Гипотеза моего исследования заключалась в том, что на разных сортах хлеба должны развиваться и в дальнейшем выживать разные группы плесеней, что определяется химическим составом субстрата и продуктами жизнедеятельности грибов.

  Известно, что главной причиной борьбы за существование является несоответствие между возможностью видов к беспредельному размножению и ограниченностью ресурсов. Появление и развитие плесени на хлебе – пример межвидовой борьбы за существование. Особой остроты межвидовая борьба достигает в тех случаях, когда противоборствуют виды, обитающие в сходных экологических условиях и использующие одинаковые источники питания.  (9 слайд)                                               

  Для эксперимента был взят хлеб – черный и белый. Плесень выращена в стандартных условиях. На дно чашки Петри помещена увлажненная салфетка с хлебом, закрытая стаканом. Чашка располагалась в теплом месте (20⁰ С). Бумага всегда была влажной. Через несколько дней на хлебе появляется пушок, состоящий из тонких нитей грибов. (10 слайд)

На протяжении всего  опыта визуально и под микроскопом  изучались разновидности плесеней, поселяющихся на разных сортах хлеба.  Кроме того, с помощью универсальной индикаторной бумажки определялась кислотность хлеба в начале опыта, а также кислотность среды, образуемой чистыми культурами плесеней, выживших в ходе эксперимента. Для этого они были выращены отдельно в стаканах.

 Анализ таблицы (11 слайд) показывает, что взятый для эксперимента хлеб различается по кислотности. Черный хлеб, взятый для опыта, имел более высокий показатель рН, чем белый хлеб. На данном виде хлеба вначале поселяются разновидности плесеней, для которых этот показатель оптимален. В процессе жизнедеятельности грибы образуют продукты метаболизма (очевидно кислоты, так как рН снижается до 7,0). (12 слайд) Ряд плесневых грибов, чувствительных к изменению кислотности среды, исчезают. Это наглядно представлено на указанной схеме. Зеленая плесень, появившаяся на черном хлебе в начале эксперимента, затем исчезает, практически весь субстрат покрывается беловато-серым налетом мукора и ризопуса (головчатых плесеней).

Аналогична картина при изучении разновидностей плесеней на белом хлебе с той разницей, что изначально на белом хлебе наблюдается большее видовое разнообразие (13 и 14 слайды)  и выживает большее количество видов. В общем схема опыта выглядит следующим образом (слайд 15).

По окончании эксперимента я смогла сделать следующие выводы:

1. (слайд 16)  химический состав используемого в эксперименте белого хлеба, его кислотность (рН=8) создают оптимальные условия для произрастания и выживания большего количества  видов плесеней, чем на черном хлебе. На белом хлебе в начале эксперимента заметна зеленая, голубая, бурая, белая, желтая плесени, на черном – только зеленая и белая.
2. В результате межвидовой борьбы (17 слайд)  происходит либо вытеснение одного из видов, обитающих в сходных экологических условиях и использующих одинаковые источники питания либо приспособление видов к разным условиям. Согласно полученным данным, первое произошло на черном хлебе. В ходе борьбы за существование выжили головчатые плесени (образовался беловато-серый налет). На белом хлебе выжило больше разновидностей плесеней. Я предполагаю, что это своеобразный вариант сотрапезничества - грибы  использовали разные вещества одной и той же пищи - белого хлеба. Избирательное использование компонентов пищи понижает интенсивность межвидовой борьбы за существование.

Полученные экспериментальные данные (18 слайд) используются на уроках биологии, элективных курсах по экологии как наглядное подтверждение борьбы за существование в природе.