Σαφάρι για Βρύα:τι ζει μέσα στα βρύα; Teach article

Author(s): Andrew Chandler-Grevatt
Translator(s): Vasiliki Psaridou

Φανταστικά θηρία: Κάντε ένα μικροσκοπικό σαφάρι με βρύα και μάθετε για τους ποικίλους και ανθεκτικούς οργανισμούς που ζουν σε αυτό τον απαιτητικό βιότοπο.

Η συμπίεση του νερού από τα βρύα και η παρατήρηση μερικών σταγόνων κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός θα αποκαλύψει την εκπληκτική ποικιλομορφία των οργανισμών που ζουν μέσα σε αυτό. Από πολυκύτταρους οργανισμούς, όπως rotifers, tardigrades, νηματώδεις, ακάρεα, και γαστροτριχές, σε μια σειρά μονοκύτταρων οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των παραμήκιων, euglena, γυμνής αμοιβάδας, διατόμων και αμοιβάδας τεθενών. Το να το βλέπεις αυτό για πρώτη φορά μπορεί να προκαλεί δέος αλλά συντριπτικό. Η δραστηριότητα Σαφάρι για Βρύα μπορεί να βοηθήσει δασκάλους και μαθητές να κατανοήσουν αυτόν τον υπέροχο μικρόκοσμο.

Ανέπτυξα το Σαφάρι για Βρύα για να παρουσιάσω στους μαθητές τον βιότοπο των βρύων και τους οργανισμούς που ζουν σε αυτό. Παρόλο που έχω χρησιμοποιήσει αυτήν τη δραστηριότητα σε όλες τις ηλικιακές κατηγορίες, αυτό το άρθρο εστιάζει σε ηλικίες 11-16 ετών. Η μέθοδος συγκέντρωσης των οργανισμών σε ένα μικρό δείγμα νερού βασίζεται στη μέθοδο του Hingley^[1] και προσαρμόστηκε στο ερευνητικό μου άρθρο.^[2]

Muscinae από το Kunstformen der Natur του Ernst Haeckel, 1904

Αυτή η δραστηριότητα προκαλεί δέος και θαύμα και μπορεί να εμπνεύσει τους μαθητές να συνεχίσουν τις σπουδές τους, συνειδητοποιώντας ότι η επιστήμη είναι μια συνεχής δραστηριότητα. Οι άμεσοι σύνδεσμοι του προγράμματος σπουδών περιλαμβάνουν ενδιαιτήματα (μικροβιότοποι και ακραία ενδιαιτήματα), προσαρμογή (συμπεριλαμβανομένων των ακραίων φιλικών), ταξινόμηση, τροφικές αλυσίδες και ιστούς και χαρακτηριστικά της ζωής. Υπάρχουν πολλές άλλες ευκαιρίες του προγράμματος σπουδών που μπορούν να τονιστούν, όπως η χρήση μικροσκοπίου φωτός, η παρατήρηση και η καταγραφή από μικροσκόπιο, η ιστορία του μικροσκοπίου και η φύση της επιστημονικής έρευνας. Επιπλέον, τα βρύα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μοντέλο μικροοικοσυστήματος για τη δημιουργία συζήτησης σχετικά με τη βιωσιμότητα σε τοπικά και παγκόσμια οικοσυστήματα (για παράδειγμα, συχνά υπάρχουν μικροπλαστικά που βρίσκονται στα βρύα). Τέλος, για να προστεθεί ένα ανταγωνιστικό στοιχείο, οι μαθητές θα μπορούσαν να πάνε σε ένα μικροσκοπικό κυνήγι θησαυρού στον χώρο του σχολείου τους ή στην τοπική κοινότητα για να βρουν αργόσχολους.

Προμήθεια και συλλογή βρύων

Το βρύο αναπτύσσεται στα περισσότερα κλίματα, αλλά υπάρχουν συγκεκριμένες στιγμές που μπορεί να είναι πιο ορατό, όπως τους μήνες με περισσότερες βροχοπτώσεις. Τα βρύα μπορούν συνήθως να συλλεχθούν από την τοπική περιοχή. Σε εύκρατες περιοχές, συχνά μπορούν να βρεθούν μαξιλάρια από βρύα πεσμένα από στέγες κτιρίων. Σε πιο ξηρές περιοχές, αναζητήστε βρύα που αναπτύσσονται σε σκιερά μέρη, όπως στη βάση των τοίχων, ανάμεσα σε πλακόστρωτες πλάκες, στο φλοιό των δέντρων και μέσα στο γρασίδι.

*Εικόνα:* *Bob Blaylock/Wikimedia, CC BY-SA 4.0*

Χρειάζεται μόνο ένα μικρό δείγμα, περίπου στο μέγεθος μιας μικρογραφίας (1 cm³). Οι μαθητές μπορούν να σταλούν στους χώρους του σχολείου για να συλλέξουν το δικό τους δείγμα, να τους ζητηθεί να φέρουν ένα δείγμα από το σπίτι ή ο δάσκαλος μπορεί να φέρει βρύα από τη δική τους πηγή για εξοικονόμηση χρόνου.

Σε πιο ξηρά κλίματα, εάν τα βρύα δεν βρίσκονται εύκολα, αναζητήστε λειχήνες σε πέτρινους τοίχους, βράχους ή κορμούς δέντρων. Ωστόσο, ελέγξτε ότι η λειχήνα που χρησιμοποιείτε δεν είναι προστατευόμενο είδος. Ξύστε ένα μικρό δείγμα σε μια σακούλα για να το φέρετε στο εργαστήριο. Επίσης, εξετάστε το ενδεχόμενο να κοιτάξετε σε φυτά εσωτερικού χώρου ή θερμοκήπια, όπου μπορεί να βρείτε βρύα να αναπτύσσονται σε ορισμένες γλάστρες με αποσβεστήρες φυτών.

Οι μαθητές θα πρέπει να ενθαρρύνονται να φωτογραφίζουν τα βρύα επί τόπου πριν τη συλλογή τους, σημειώνοντας τα φυσικά χαρακτηριστικά του οικοτόπου.

Προετοιμασία δείγματος βρύου για παρατήρηση

Ένα δείγμα βρύου, εκτός αν έχει ήδη μουσκέψει από βροχή ή από στάσιμο νερό, θα πρέπει να εμποτιστεί για τουλάχιστον μία ώρα, ιδανικά 24 ώρες, σε βρόχινο νερό, αποσταγμένο νερό ή μεταλλικό νερό. Σημειώστε ότι το χλωριωμένο νερό της βρύσης μπορεί να βλάψει τους οργανισμούς.

Η χρήση της διαδικασίας συμπύκνωσης με συμπίεση βρύων που περιγράφεται παρακάτω (βήματα 7–10) μπορεί να μεγιστοποιήσει τον αριθμό των οργανισμών στο δείγμα. Οι τεχνικοί μπορούν να προετοιμάσουν χύμα συμπίεση βρύων 50 cm³ ή περισσότερο για μια ολόκληρη τάξη που θα τη χρησιμοποιήσει ως δείγμα.

Σαφάρι βρύων : κυνηγώντας τα “Πέντε Μεγάλα” βρύα

Αυτή η δραστηριότητα μπορεί να γίνει σε μια ώρα, αλλά μια μεγαλύτερη συνεδρία θα είναι περισσότερο ευεργετική.

Το Σαφάρι Βρύων μπορεί να εισαχθεί χρησιμοποιώντας την επιθυμητή εστίαση στο πρόγραμμα σπουδών. Σε αυτό το παράδειγμα, η εστίαση θα είναι στις προσαρμογές και την επιβίωση σε ακραία περιβάλλοντα.

Χρησιμοποιώντας τις διαφάνειες Σαφάρι Βρύων, τα βρύα μπορούν να εισαχθούν ως ένα ακραίο περιβάλλον και μπορούν να περιγραφούν οι Πέντε Μεγάλοι πολυκύτταροι οργανισμοί. Στους μαθητές μπορεί να δοθεί το φύλλο αναγνώρισης των Πέντε Μεγάλων. Εάν έχετε μια κάμερα για να προσαρτήσετε σε ένα μικροσκόπιο, μπορείτε να επιδείξετε τη διαδικασία (βήματα 3–16). Το φύλλο πληροφοριών του δασκάλου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενδιαφερόντων γεγονότων για να μοιραστείτε με τους μαθητές ή να κάνετε έρευνα με περισσότερες λεπτομέρειες.

Θα πρέπει να δοθούν στους μαθητές τουλάχιστον 30 λεπτά για να κάνουν το δικό τους σαφάρι και να χρησιμοποιήσουν το φύλλο εργασίας παρατήρησης για να καταγράψουν αυτά που παρατηρούν, συμπεριλαμβανομένης της δομής, της συμπεριφοράς και των προσαρμογών. Το φύλλο εργασίας προσαρμογών μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για να σκεφτούμε τις οικολογικές προσαρμογές με περισσότερες λεπτομέρειες.

Σημειώσεις ασφαλείας

Λάβετε τις συνήθεις προφυλάξεις όταν χρησιμοποιείτε γλυκό νερό και βιολογικά υλικά. Καλύψτε τα κοψίματα ή φορέστε γάντια και πλύνετε καλά τα χέρια μετά τη συνεδρία

Οι γυάλινες πλάκες μικροσκοπίου και τα καλύμματα είναι εύθραυστα και έχουν αιχμηρές άκρες εάν σπάσουν . Για να αποφύγετε κοψίματα, σκουπίστε το σπασμένο γυαλί χρησιμοποιώντας ένα σκουπιδοτενεκέ και βούρτσα και πετάξτε το με ασφάλεια.

Υλικά (ανά ζευγάρι μαθητών)

Διαφάνειες Σαφάρι Βρύων, φύλλο πληροφοριών δασκάλου
Το φύλλο αναγνώρισης των Πέντε Μεγάλων του μαθητή , το φύλλο εργασίας παρατήρησης και το φύλλο εργασίας προσαρμογών
Μικρό δείγμα βρύου (1cm²)
Μικρό πιάτο Petri ή παρόμοιο δοχείο
Μεταλλικό νερό ή απεσταγμένο νερό
Βελόνα ή λαβίδα με αμβλεία τοποθέτηση
Πιπέτα Παστέρ
Διηθητικό χαρτί (μικρό)
Διοχέτευση φίλτρου (μικρό)
Κωνική φιάλη ή παρόμοια (έως 100 cm3)
Γυάλινες διαφάνειες μικροσκοπίου με κοίλο φρεάτιο
Γυάλινα καλύμματα μικροσκοπίου
Διόφθαλμο μικροσκόπιο σύνθετου φωτός με μεγέθυνση 40× και 100×.
Χαρτί για την απορρόφηση των διαρροών

Υλικό που χρησιμοποιείται για τη δραστηριότητα σαφάρι βρύων — *Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Andrew Chandler-Grevatt*

Διαδικασία

Προετοιμασία του δείγματος βρύου

Πάρτε το δείγμα από βρύα (περίπου 1 cm³⁾ και τοποθετήστε το σε ένα μικρό πιάτο Petri (ή παρόμοιο).

Καλύψτε το δείγμα με απεσταγμένο νερό ή μεταλλικό νερό και αφήστε το να μουλιάσει για 24 ώρες. Προσπαθήστε να μην έχετε πολύ χώμα ή υπολείμματα κολλημένα στα βρύα^.αφαιρέστε το πριν το μούλιασμα. Τα υγρά ή βρεγμένα βρύα μπορούν να εμποτιστούν για μικρότερο χρονικό διάστημα ή μπορούν να χρησιμοποιηθούν αμέσως.

Βρύα που μουλιάζουν σε ένα πιάτο Petri — *Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Andrew Chandler-Grevatt*

Η απλή συμπίεση βρύων

Πάρτε το εμποτισμένο δείγμα βρύου και, χρησιμοποιώντας μια αμβλεία τοποθετημένη βελόνα (ή παρόμοια), ανακινήστε την επιφάνεια των βρύων. Αυτό θα απομακρύνει τους οργανισμούς που ζουν μέσα στα βρύα.
Με τα δάχτυλά σας, πιέστε τα βρύα από τη βάση (ριζοειδές άκρο) μέχρι τις άκρες των στελεχών. Συλλέξτε το δείγμα συμπίεσης βρύων σε ένα μικρό πιάτο.
Συλλέξτε το συμπιεσμένο βρύο χρησιμοποιώντας μια πιπέτα Παστέρ.

Για να παρατηρήσετε αμέσως το δείγμα συμπιεσμένων βρύων, μεταβείτε στο βήμα 11. Για να συμπυκνώσετε το δείγμα, μεταβείτε στο βήμα 7.

Συμπύκνωση των συμπιεσμένων βρύων

Για να παρατηρήσετε περισσότερους οργανισμούς σε μια πλάκα μικροσκοπίου, η συμπίεση των βρύων μπορεί να συγκεντρωθεί φιλτράροντάς τα για να αφαιρέσετε μέρος της περίσσειας νερού.
Πάρτε ένα διηθητικό χαρτί και τοποθετήστε το σε ένα μικρό χωνί. Τοποθετήστε το χωνί σε ένα μικρό ποτήρι ζέσεως ή κωνική φιάλη.
Έχετε έτοιμη μια πλαστική πιπέτα Παστέρ. Ρίξτε το δείγμα συμπίεσης βρύων στο διηθητικό χαρτί.

Περιμένετε μέχρι το δείγμα να έχει απομείνει περίπου 1 cm³συμπίεσης βρύου στο κάτω μέρος του διηθητικού χαρτιού, απορροφήστε αυτό το υπόλειμμα με την πιπέτα Παστέρ. Βεβαιωθείτε ότι συλλέγετε το δείγμα από το διηθητικό χαρτί και όχι το διήθημα στη φιάλη συλλογής.

Πιέστε βρύα σε ένα φιλτραρισμένο χωνί και στη συνέχεια συλλέξτε το με μια πιπέτα Παστέρ — *Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Andrew Chandler-Grevatt*

Προετοιμασία της πλάκας μικροσκοπίου

Πάρτε ένα γυάλινο κοίλο μικροσκόπιο. Ρίξτε 2-4 σταγόνες πιπέτας από βρύα από την πιπέτα Παστέρ στο κοίλο πηγάδι.
Καλύψτε το δείγμα με μια γυάλινη καλυπτρίδα.
Χρησιμοποιήστε ένα χαρτομάντιλο για να απορροφήσετε τυχόν περίσσεια υγρού γύρω από την καλυπτρίδα.

Ξεκινήστε το σαφάρι!

Για να παρατηρήσετε τους οργανισμούς στη διαφάνεια, είναι χρήσιμο να κάνετε ένα ταξίδι ζιγκ-ζαγκ πάνω από την καλυπτρίδα. Χρησιμοποιώντας μεγέθυνση 40×, εστιάστε σε τυχόν στοιχεία στην επάνω αριστερή γωνία του καλύμματος.
Αναζητήστε τη διαφάνεια μετακινώντας από αριστερά προς τα δεξιά, εάν το μικροσκόπιο έχει μηχανικό στάδιο, η πλάκα μπορεί να μετακινηθεί χρησιμοποιώντας τους τροχούς ρύθμισης. Εάν όχι, αυτό μπορεί να γίνει χειροκίνητα, χρησιμοποιώντας ένα δάχτυλο σε κάθε πλευρά της πλάκας μικροσκοπίου.
Σταματήστε και επικεντρωθείτε σε οποιονδήποτε οργανισμό σας ενδιαφέρει. Εάν ο οργανισμός είναι σχετικά ακίνητος, μπορεί να μελετηθεί λεπτομερέστερα στο 100×.

Ένα νηματώδες (αριστερά) και ένα όψιμο (δεξιά)
*Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Andrew Chandler-Grevatt*

Συζήτηση

Οι μαθητές θα πρέπει να ενθαρρύνονται να κάνουν ερωτήσεις και να παρατηρούν προσεκτικά, βασιζόμενοι σε προηγούμενη γνώση των οργανισμών, των κυττάρων, των συστημάτων του σώματος και των προσαρμογών ή σε περαιτέρω έρευνα. Οι παρακάτω ερωτήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ενθαρρύνουν τη συζήτηση.

Ανακαλύψεις που έγιναν στο σαφάρι

Τι βλέπεις; Πώς θα το περιέγραφες;
Είναι μονοκύτταρος ή πολυκύτταρος οργανισμός; Πως το ξέρεις;
Τι κάνει; Μετακίνηση (πώς); Σίτιση (πώς);
Μπορείτε να αναγνωρίσετε συγκεκριμένα όργανα ή συστήματα; Στόμα, πόδια, πεπτικό σύστημα, αναπαραγωγικά συστήματα (αυγά μέσα σε rotifers, tardigrades ή gastrotrichs).
Πώς θα μπορούσατε να μάθετε τι είναι αν δεν ξέρετε;

Προσαρμογές

Τα βρύα είναι ένας βιότοπος που μπορεί να αντιμετωπίσει ακραίες θερμοκρασίες και κύκλους μεταξύ πολύ υγρού και πολύ ξηρού. Πώς επιβιώνουν οι οργανισμοί σε αυτό;
Τι χαρακτηριστικά έχει ο οργανισμός; Πώς μπορούν αυτά να το βοηθήσουν να επιβιώσει στα βρύα;
Τι συμπεριφορά εμφανίζει ο οργανισμός; Πώς μπορεί αυτό να το βοηθήσει να επιβιώσει στα βρύα;

Βρύα ως βιότοπος

Πώς συγκρίνεται τα βρύα με τα αγγειακά φυτά;
Σε ποια σχήματα αναπτύσσονται τα βρύα; Γιατί;
Πώς προσαρμόζονται τα βρύα στη μεγιστοποίηση της πρόσληψης νερού;
Πώς προσαρμόζονται τα βρύα να ζουν χωρίς νερό σε ξηρασίες;

References

[1] Hingley M (1993) Naturalists’ Handbook 20: Microscopic Life in Sphagnum. Pelagic Publishing, Slough.

[2] Chandler-Grevatt A (2021) Σαφάρι Βρύων: εμπνεόμενο ενδιαφέρον για τη φύση κάτω από το μικροσκόπιο. Σχολική Επιστήμη Επιθεώρησης 102 49–55.

Resources

Βρείτε δωρεάν πόρους με δυνατότητα λήψης σχετικά με τα βρύα, τους οργανισμούς βρύα και την εκπαίδευση στον ιστότοπο και το ιστολόγιο του Σαφάρι Βρύων.
Αυτό το μικρό βιβλίο είναι χρήσιμο για την αναγνώριση οργανισμών: Hingley M (1993) Naturalists’ Handbook 20: Microscopic Life in Pelagic Publishing, Slough.
Βρείτε λεπτομερείς πληροφορίες και εκπληκτικά βίντεο με μικροσκοπικούς οργανισμούς στο κανάλι Journey to the Microcosmos YouTube.
Ανακαλύψτε πού μπορείτε να βρείτε και πώς να αναγνωρίσετε βρύα στον ιστότοπο της British Bryological Society.
Βρείτε πληροφορίες, συμβουλές και ιδέες για ερασιτέχνες μικροσκόπους στον ιστότοπο Microscopy-uk.
Εξερευνήστε τον τρόπο με τον οποίο η δομή σχετίζεται με τη λειτουργία με αυτό το έργο φωτομικροσκοπίας: Varga JP (2023) It’s a small world: using microscopy to link science, technology, and art. Science in School 61.
Ελέγξτε τη συναρπαστική φυσιολογία των καλαμαριών σε αυτήν την πρακτική δραστηριότητα: Marra MV et al. (2023) Squid dissection: a hands-on activity to learn about cephalopod anatomy. Science in School 62.
Μάθετε για την τοξικολογία και τις φυσιολογικές επιδράσεις των φαρμάκων χρησιμοποιώντας το Daphnia ως πρότυπο οργανισμό: Faria HM, Fonseca AP (2022) From drugs to climate change: hands-on experiments with Daphnia as a model organism. Science in School 59.

Author(s)

Ο Δρ Andrew Chandler-Grevatt είναι ανώτερος λέκτορας στην εκπαίδευση των φυσικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Μπράιτον, στο Ηνωμένο Βασίλειο, και είναι συγγραφέας και συντάκτης επιστημονικών εγχειριδίων του Oxford University Press. Το χόμπι του Andrew περιλαμβάνει τη χρήση του μικροσκοπίου του για να παρατηρεί και να μαθαίνει για τους οργανισμούς που ζουν στα βρύα και είναι παθιασμένος να μοιράζεται αυτόν τον μικρόκοσμο με άλλους.

Review

Η προσέγγιση διδασκαλίας σε αυτό το άρθρο είναι εμπνευσμένη και εφαρμόζεται σε μια σειρά θεμάτων και τάξεων ηλικίας. Λόγω της χρήσης του κοντινού εξωτερικού περιβάλλοντος, τα περισσότερα σχολεία σε όλη την Ευρώπη θα μπορούν να προσφέρουν στους μαθητές τους πρακτικές ανακαλύψεις συναρπαστικών και απροσδόκητων ειδών στο καθημερινό τους περιβάλλον. Αφήνοντας τους μαθητές να συλλέγουν οι ίδιοι τα δείγματα, σίγουρα θα αυξηθεί το κίνητρο και η ιδιοκτησία τους στο «δικό τους οικοσύστημα». Η βασική βιολογική κατανόηση σχετικά με τους ιστούς τροφίμων, τη βιοποικιλότητα, τα οικοσυστήματα και τις υπηρεσίες οικοσυστήματος, την επιβίωση σε ακραία ενδιαιτήματα, καθώς και διάφορες πτυχές του επιστημονικού αλφαβητισμού μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω αυτής της διδακτικής ενότητας. Η διδακτική μονάδα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατανόηση της βιωσιμότητας, εάν οι έρευνες σε αυτό το μικρομοντέλο ενός οικοσυστήματος μεταφερθούν σε περιφερειακά ή παγκόσμια περιβαλλοντικά ζητήματα. Ακόμη και τα μικρά παιδιά καταλαβαίνουν ότι αφαιρώντας τα μπαλώματα από βρύα, η βιοποικιλότητα μειώνεται εξίσου με την κοπή ενός δάσους ή την κατασκευή ενός νέου αυτοκινητόδρομου σε μακροοικονομική κλίμακα. Ταυτόχρονα, γεννά ελπίδα δείχνοντας την ανθεκτικότητα και τις προσαρμογές της φύσης σε ακραίες προκλήσεις. Ένα άλλο πλαίσιο θα ήταν να στείλετε τους μαθητές σας σε ένα κυνήγι θησαυρού για αργόσχολους, συναρπαστικούς οργανισμούς που επιβιώνουν στις περισσότερες συνθήκες και συχνά εμφανίζονται σε άρθρα εφημερίδων, αλλά σπάνια αναγνωρίζονται στη γειτονιά σας.

Jan Höper, UiT The Arctic University of Norway

License

CC-BY

Text released under the Creative Commons CC-BY license. Images and supporting material: please see individual descriptions.

Supporting materials

Διαφάνειες Σαφάρι Βρύων (PDF)

Φύλλο πληροφοριών δασκάλου (PPT)

Φύλλο πληροφοριών δασκάλου(PDF)

Φύλλο αναγνώρισης των Πέντε Μεγάλων (PDF)

Φύλλο εργασίας των Πέντε Μεγάλων (PDF)

Download

Download this article as a PDF

Teach

Από τα ναρκωτικά στην κλιματική αλλαγή: πρακτικά πειράματα με τον οργανισμό μοντέλο Daphnia

Πώς τα κοινωνικά ναρκωτικά επηρεάζουν τον μεταβολισμό; Πώς μετρίεται η τοξικότητα; Πώς η κλιματική αλλαγή επηρεάζει τα υδάτινα οικοσυστήματα; Προώθηση ενεργητικής μάθησης μελετώντας αυτά τα ερωτήματα με τον οργανισμό Daphnia.

Biology, Chemistry, Earth science, Health