Абиотические факторы, влияющие на рост и развитие мукора

Влияние биогенных стимуляторов сока алоэ
на прорастание семян
ГЕРАЩЕНКО НАСТЯ, 7 класс, 2012
Введение
Проблема загрязнения окружающей среды и связанного с этим нарушения
экологического равновесия в природе на сегодня очень актуальна. Многочисленными
исследованиями установлено, что токсичные вещества, накопленные в воде, воздухе и
почве негативно влияют на жизнедеятельность и здоровье людей, животных и растений,
вызывая многочисленные хронические заболевания, снижение адаптационных свойств.
Организм, испытывающий влияние неблагоприятных факторов, нуждается в поддержке и
защите от губительного воздействия среды.
В последнее время для нормализации обменных процессов и укрепления
иммунитета живых организмов все больше внимания уделяется применению качественно
новых экологически безопасных препаратов природного происхождения, обладающих
высокой биологической активностью, отсутствием побочных эффектов и привыкания.
Одними из них являются биогенные стимуляторы, которые представляют собой
комплекс органических соединений, выделенных из тканей живых организмов после
воздействия на них критических условий: низких температур, темноты, определенных
химических соединений. При введении биогенных стимуляторов в живой организм
существенно увеличивается обмен веществ, происходит быстрая регенерация клеток,
повышаются его адаптивные возможности.
Это открывает широкие возможности для использования биогенных стимуляторов
в различных отраслях. В растениеводстве биогенные стимуляторы используются для
ускорения роста побегов и корневых систем, для раннего цветения и плодоношения. В
животноводстве - для увеличения продуктивности сельскохозяйственных животных. В
медицине для лечения многих заболеваний человека.
Преимуществом применения биогенных стимуляторов является то, что они хорошо
переносятся живыми организмами, малотоксичны и не вызывают привыкания.
Среди
биогенных стимуляторов, получаемых из тканей растений, большую известность имеет
сок алоэ.
Цель исследования – изучение влияния биогенных стимуляторов сока алоэ
на ростовые процессы растений.
Задачи:
- уточнить понятие «биогенные стимуляторы», изучить способы их образования, и
классификацию;
- дать эколого- биологическую характеристику алоэ, определить химический состав сока и
область применения;
- в ходе экспериментальной работы выявить влияние сока алоэ различной концентрации
на прорастание семян растений;
- сформулировать выводы по результатам исследования
Объект исследования: влияние биогенных стимуляторов на жизнедеятельность живых
организмов
Предмет исследования: влияние биогенных стимуляторов сока алоэ различной
концентрации на прорастание семян редиса.
Методы исследования:
теоретическое исследование; эксперимент; наблюдение;
цифровая фотосъемка
2
I.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1.
Биогенные стимуляторы
Биогенные стимуляторы – это биологически активные вещества, стимулирующие
обмен веществ и регенерацию клеток.
Научными исследования доказано, что биогенные стимуляторы способны
образовываться в изолированных тканях животных и растений в процессе их адаптации к
неблагоприятным условиям: охлаждению, содержанию в темноте.
На сегодняшний день известны 3 группы биогенных стимуляторов:
1 группа – это биогенные стимуляторы растительного происхождения: экстракты
алоэ, каланхоэ, очитка большого, женьшеня, элеутерококка, лимонника китайского,
других растений, а также мед и прополис;
2 группа - препараты животного происхождения – взвесь плаценты;
3 группа – это препараты из торфа, мумие.
История открытия биогенных стимуляторов связана с работами известного хирургаофтальмолога В.П. Филатова. В 30-е годы XIX века академик Филатов предложил такое
название для веществ, образующихся в определенных условиях в изолированных тканях
растительного и животного происхождения и способных при введении в организм
оказывать стимулирующее влияние на процессы жизнедеятельности и ускорять процессы
регенерации.
Образование этих веществ происходит главным образом в неблагоприятных,
критичных для живой ткани условиях (резкое охлаждение или нагревание, содержание в
темноте, выпаривание). На мысль о существовании биогенных стимуляторов Филатова
натолкнула операция, проведенная французским хирургом Мажито. Начиная с конца
XIX в. врачи бились над проблемами лечения слепоты. Не одно десятилетие ученые
пытались совершать пересадку роговицы, чтобы вернуть человеку зрение, но, увы,
результаты их работы были безуспешны.
Мажито, взяв для операции роговицу глаза эмбриона, вынужден был заморозить
препарат, так как не имел возможности пересадить его в тот же день. Каково же было его
удивление, когда операция, проведенная через несколько дней, прошла успешно.
Роговица не только прижилась, но и сохранила свою прозрачность. Эту операцию мировая
общественность назвала «чудом века». Однако для Филатова, который уже давно
занимался проблемами стимуляции клеточных процессов, этот факт стал последним
недостающим звеном в цепи его рассуждений.
Филатов пришел к выводу, что в процессе борьбы клетки за жизнь в ней возникают
спасительные вещества – «последний резерв угасающей жизни». Вещества, образующиеся
3
в критический момент в клетках и стимулирующие ее жизнедеятельность, были названы
им биогенными стимуляторами.
Впоследствии он обнаружил вещества сходного действия в соке алоэ. Экстракт,
изготовленный из листьев алоэ по методу В. П. Филатова, применяется и по сей день для
подкожных инъекций в терапии многих заболеваний.
Сейчас наличие биогенных стимуляторов официально признано медициной, их
используют в косметической промышленности, при организации питания спортсменов и
ослабленных людей, они входят во многие пищевые добавки, бальзамы и эликсиры. Их
можно купить в любой аптеке.
Биогенные стимуляторы успешно применяют при лечении глазных, желудочнокишечных, кожных заболеваний. А вот при лечении раковых опухолей они
противопоказаны, так как ускоряют рост не только здоровых, но и больных клеток.
Наиболее широко биогенные стимуляторы применяют в:
- офтальмологии — при блефаритах, помутнении стекловидного тела, конъюнктивитах,
заболеваниях роговицы и сетчатки, невритах и атрофии зрительного нерва,
прогрессирующей близорукости;
- хирургии - для ускорения консолидации костных переломов, при лечении гнойных ран,
трофических язв, ожогов, для ускорения рассасывания рубцов и спаек;
- клинике внутренних болезней при комплексной терапии бронхиальной астмы, язвенной
болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, гастритов, гастроэнтеритов, колитов,
ревматоидного артрита, артрозов;
- дерматологии при лечении воспалительных заболеваний кожи, волчанки, лучевых
поражений кожи, хронической экземы;
- неврологии при хроническом и подостром радикулите, плекситах, миалгии;
– оториноларингологии при отите, кохлеарном неврите, хронических воспалительных
заболеваниях носа, глотки, гортани, трахеи;
- стоматологии при пародонтозе и хронических гингивитах.
Кроме того, биогенные стимуляторы могут использоваться в гериатрической практике, т.к. они
оказывают положительное влияние на функциональное состояние стареющего организма.
Основной реакцией на поступление в организм биогенного стимулятора является повышение
интенсивности обмена веществ, стимуляция жизненных сил организма, ускорение регенерации
тканей, наращивание мышечной массы, приживление чужеродных тканей, стимуляция роста
клеток. Однако, механизм действия стимуляторов органического происхождения до конца еще не
изучен.
4
1.2.
Эколого-морфологическая характеристика алоэ,
химический состав и применение сока
Алоэ является вечнозеленым растением, относящимся к семейству лилейных.
Довольно часто вырастает до четырех метров в высоту. Имеет ветвистые, густо
облиственные, прямостоячие стебли. Листья алоэ очередные, длиной до 40 сантиметров,
по краям имеют жесткие хрящевидные зубцы. Отличаются наличием очень мясистой и
сочной мякоти. Цветки крупные, оранжевые, шестичленные, имеют тонкие цветоножки и
образуют многоцветковую кисть цилиндрической формы длиной около 40 сантиметров.
Плодом алоэ является коробочка с большим количеством семян. Естественным местом
произрастания алоэ считается юг Африки. Растёт алоэ и в других странах с горячим и
сухим климатом – в Мексике, на Аравийском полуострове и в странах Средиземноморья.
Всего насчитывается более 360 видов алоэ. В комнатных условия, наиболее часто
встречаются следующие виды: алоэ древовидное (столетник), реже алоэ пестрое, алоэ
складчатое и алоэ остистое.
Сок алоэ является одним из наиболее известных и доступных биогенных
стимуляторов растительного происхождения. У сока алоэ сложный химический состав.
Он представлен смолистыми веществами, аминокислотами (их более 20), фенолами,
сложными эфирными маслами, фитонцидами, полиуронидами, витаминами С, Е, группы
В, бета-каротином (в организме он превращается в витамин А), микроэлементами,
дубильными веществами, питательными ферментами, катехинами, флавоноидами,
минеральными веществами кальций, хлор, калий, фосфор, цинк, антибактериальные
соединения, антиоксиданты, соединения антибиотиков. В совокупности эти вещества
оказывают лечебное действие на организм человека.
В соке алоэ содержится аллантоин – вещество, обладающее мощным
увлажняющим эффектом. Именно благодаря аллантоину алоэ сегодня используется
большинством производителей косметики, и его даже называют «транспортным
средством». Проникая вглубь кожи, аллантоин доставляет туда другие компоненты,
удерживает в коже влагу и способствует процессам регенерации, помогая восстанавливать
структуру клеток, заживлять раны и повреждения.
Кроме этого, сок алоэ обладает антиоксидантными свойствами, так как в нём
содержатся витамины Е, С, группы В и бета-каротин – именно эти витамины являются
эффективными защитниками клеток от окисления.
Алоэ обладает уникальными регенерирующими свойствами, так как в нём
содержатся 18 из 22 необходимых нам аминокислот – строительный материал для клеток.
Клетки обновляются в 6-8 раз быстрее, чем в обычных условиях; быстро образуется
5
коллаген и соединительная ткань, а отмершие ткани уничтожаются – перерабатываются
специальными ферментами.
Состав этого растения до сих пор не изучен до конца, и учёные постоянно
открывают его новые свойства. Эффективность воздействия алоэ на организм объясняется
именно совместной деятельностью всех его компонентов – проникая в клетки в несколько
раз быстрее, чем обычная вода, эти вещества активно выводят шлаки и токсины, очищая
весь организм.
Целебные свойства алоэ людям стали известны более 3300 лет назад.
Высушенным соком алоэ, названным сабуром, пользовались индейцы, арабы, греки,
римляне. Народная медицина давно и с успехом применяет алоэ для излечивания от
многих болезней. Лечебными свойствами обладает алоэ любого вида. Но древовидные
алоэ пригодны для лечения наружных болезней (гнойных ран, прыщей, аллергической
сыпи, ожогов), а для внутреннего употребления годны алоэ - кустарники.
Алоэ признано современной официальной медициной. Интерес врачей, ученых и
народных целителей к этому растению продолжает расти, что вызвано положительным
эффектом при лечении внутренних и наружных болезней. В наше время
фармацевтическая индустрия выпускает много лекарственных препаратов, в основе
которых применяются целебные свойства алоэ. Препараты с алоэ назначают как
слабительное или желчегонное средство, они улучшают пищеварение, лечат болезни
желудка и кишечника, туберкулёз лёгких, бронхит, малокровие, облегчают бронхиальную
астму, заживляют язвы, ожоги, раны, эффективны при лечении некоторых глазных
болезней, избавляют от кожных болезней, помогают при воспалительных заболеваниях
горла и полости рта, нормализуют менструальный цикл и повышают иммунитет
организма. Биостимуляторы алоэ применяют после хирургических вмешательств или
длительной болезни, восстанавливают организм при нервных истощениях.
В народной медицине алоэ внутрь применяют при невралгиях, затяжном бронхите,
туберкулезе легких, воспалении седалищного нерва, ревматизме, головных болях,
желтухе. Наружно алоэ применяют при ожогах и плохо заживающих ранах, насморке,
воспалениях во рту, гнойных поражениях кожи, аллергических сыпях, прыщах, укусах
паразитов, глазных болезнях, запорах.
Необходимо иметь в виду, что доза чистого алоэ не должна превышать 1 грамма
в сутки на человека. Избыточное количество алоэ может оказать раздражающее
действие на организм и даже вызвать его отравление.
Людям, истощенным в результате перенесенных тяжелых заболеваний, а также для
улучшения пищеварения и возбуждения аппетита, рекомендуется применять сок алоэ в
6
следующем виде: 150 грамм сока, 250 грамм меда и 350 грамм крепкого красного вина
смешиваются и настаиваются около пяти дней. Полученную смесь необходимо принимать не
менее трех раз в день до еды по столовой ложке.
Достаточно часто сок алоэ включается в состав различных питательных смесей,
рекомендуемых к употреблению при ослаблении организма и истощении вследствие
перенесенных болезней. Для ослабленных детей можно приготовить одну из таких
питательных смесей. В половину стакана сока алоэ добавляются 500 грамм толченых ядер
грецкого ореха, 300 грамм меда и выжатый сок трех-четырех лимонов. Такая смесь
принимается по десертной или чайной ложке не более трех раз в день перед едой.
Народная медицина рекомендует применение сока алоэ при туберкулезе легких. Для
приготовления лекарства необходимо смешать 100 грамм сливочного масла, гусиного жира или
смальца, 15 грамм сока растения, 100 грамм меда и 100 грамм горького порошка какао.
Полученную смесь хорошо вымешивают и принимают по столовой ложке до трех раз в день в
качестве добавки к стакану горячего молока.
При возникновении насморка рекомендуется использовать сок алоэ в виде капель.
Свежевыжатый сок растения нужно капать по 2-3 капли в каждую ноздрю. Лечение
необходимо продолжать около восьми дней.
При заболеваниях горла поможет полоскание с соком алоэ. Для этого нужно сок алоэ
развести равным количеством воды, затем хорошо прополоскать горло. После процедуры
рекомендуется выпить одну чайную ложку свежевыжатого сока алоэ с теплым молоком.
При появлении боли в зубе, можно воспользоваться очень простым способом ее излечения.
Кусочек листа алоэ, положенный в полость зуба, быстро успокоит боль.
В качестве слабительного можно использовать следующий рецепт, известный из народной
медицины. 150 грамм листьев алоэ со срезанными колючками хорошо измельчаются,
заливаются 300 граммами подогретого, но не доведенного до кипения меда. Смесь должна
настояться в течение суток, после чего ее необходимо разогреть и отфильтровать. Данное
лекарство принимается по чайной ложке по утрам за один час до еды.
Известно применение сока алоэ при возникновении герпеса. Для удаления высыпаний его
необходимо пять раз в день смазывать соком из листьев растения. Перед каждым смазыванием
рекомендуется отламывать новый свежий лист алоэ.
Целебным эффектом обладает мазь, приготовленная из сока алоэ. Обычно ее используют
для заживления ран, язв и свищей. При необходимости можно наложить повязку. Мазь
приготавливается следующим образом: мед и сок алоэ смешивают в равных количествах,
добавляют на стакан смеси одну столовую ложку чистого спирта. Затем смесь необходимо
хорошо перемешать. Хранить мазь рекомендуется в холодильнике.
7
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Изучение влияния биогенных стимуляторов сока алоэ на прорастание семян
Научными исследованиями доказано, что биогенные стимуляторы способы влиять
на усиление обменных процессов, рост и регенерацию клеток живых организмов.
В качестве источника биогенных стимуляторов нами был выбран сок алоэ, растения
наиболее часто встречающегося на домашних подоконниках. Листья алоэ содержат
около 90% воды, поэтому доступны для получения необходимого количества сока.
В качестве процессов, наглядно иллюстрирующих интенсивное образование новых
клеток, мы выбрали ростовые процессы растений, а именно прорастание семян редиса
и огурца, и образование корней у комнатных растений (на примере традесканции).
Сок алое был приготовлен нами по методу В.П. Филатова. Для этого мы взяли
нижние листья 5-летнего алоэ и поместили их в холодильник на 14 дней, создав тем
самым экстремальные условия (пониженная температура, отсутствие света) для
изолированных тканей растений. По прошествии двух недель, из листьев методом
прямого отжима мы получили сок алоэ, для которого в отличие от свежевыжатого сока
была характерна жидкая, а не студенистая консистенция, отсутствие горечи и бурая
окраска.
Для закладки опыта мы подготовили семена редиса. Предварительно отбраковав
некачественный посевной материал. Для этого мы погрузили семенной материал на 20
мин. в воду. Пустые семена вспыли на поверхность, а полновесные опустились на дно
стакана. Затем разложили семена в чашки Петри на марлевые салфетки, по 50 шт. в
каждую чашку и выделили контрольную и экспериментальную группы.
В экспериментальную группу вошли семена, проращиваемые на соке алоэ,
выдержанного в холоде и содержащего, согласно гипотезе исследования биогенные
стимуляторы с концентрацией 1:1 и 1:2.
В контрольную группу вошли семена, проращиваемые на свежевыжатом соке алоэ с
концентрацией 1:1 и 1:2 и на воде.
Марлевые салфетки пропитали растворами сока алоэ различных концентраций.
Ежедневно наблюдали за прорастанием семян. Все изменения фиксировали с помощью
цифровой фотосъемки и заносили в дневник наблюдений.
8
Таблица 1.
Наблюдение за ростовыми процессами растений под воздействием биогенных стимуляторов сока алоэ
дата / среда
17.11.12
18.11.12
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ГРУППА
Сок алоэ,
Сок алоэ,
выдержанный в
выдержанный в
холоде
холоде
концентрация 1:1
концентрация 1:2
- день закладки
- день закладки
опыта
опыта
- семена редиса
- семена редиса
заложены в чашку
заложены в чашку
Петри по 50 шт.
Петри по 50 шт.
- день закладки
опыта
- семена редиса
заложены в чашку
Петри по 50 шт.
- день закладки
опыта
- семена редиса
заложены в чашку
Петри по 50 шт.
- день закладки
опыта
- семена редиса
заложены в чашку
Петри по 50 шт.
- проклюнулись 50
семян из 50 – 100%;
- проклюнулись 50
семян из 50 – 100%;
- проклюнулось 24
семени из 50 – 48%;
- проклюнулось 18
семян из 50 – 36%;
- проклюнулось 37
семян из 50 – 74 %;
- наблюдается
активный рост
главного корешка, и
корневых волосков;
- наблюдается
активный рост
главного корешка, и
корневых волосков;
- рост главного
корешка хороший;
- наблюдается
появление главного
корешка;
- длина главного
корешка 1 – 2 мм;
- у 11 проростков
появились
семядольные листья;
окраска желтая
19.11.12
- главный корень
увеличился вдвое;
- длина главного
корешка меньше, по
сравнению с
предыдущей
группой
КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА
Свежевыжатый сок Свежевыжатый сок
алоэ,
алоэ,
концентрация 1:1
концентрация 1:2
- корневых волосков
нет;
- у 9 проростков
появились
семядольные листья
- корневых волосков
нет;
- семядольных
листьев нет
- у 4-х проростков
появились
семядольные листья;
окраска желтая
- главный корень
- главный корень
- главный корень
увеличился вдвое;
увеличился и покрыт увеличился у 11 из
Вода
- корневых волосков
нет;
- семядольные
листья появились у 9
проростков;
- главный корень
увеличился у 6
9
20.11.12
корневыми
- корневые волоски в - корневые волоски в волосками у 10
проростков из 50;
виде густого пуха
виде густого пуха
- у 18 проростков
покрывают корни
покрывают корни
появились
всех проростков;
всех проростков;
семядольные листья,
их окраска желтая
- зародышевые
- зародышевые
листья крупные,
листья крупные,
зеленые
зеленые
50 проростков;
проростков;
- корневые волоски
развиты слабо;
- главный корень
увеличился втрое;
- главный корень
увеличился втрое;
- главный корень
увеличился;
- главный корень
увеличился;
- имеются хорошо
развитые корневые
волоски;
- у 18 растений
появились
семядольные листья
– 36%
- главный корень
образовался у всех
проростков;
- произошло
усыхание корневых
волосков;
- произошло
усыхание корневых
волосков;
- произошло
усыхание корневых
волосков;
- семядольные
листья появились у
24 проростков
желтые;
- зародышевые
листья крупные,
ярко-зеленые;
- проростки мощные
- зародышевые
листья крупные,
ярко-зеленые;
- 34 проростка
имеют хорошо
развитые зеленые
семядольные листья
- проростки менее
мощные по
сравнению с
предыдущей
группой
- семядольные лисья
появились у 5
проростков – 10%
- по сравнению со
всеми группами эти
проростки менее
развиты
- семядольные
листья появились у
42 проростков,
листья хорошо
развитые зеленые
10
В ходе экспериментальной работы было установлено следующее:
1. В качестве критериев, характеризующих ростовые процессы при прорастании семян
могут быть выделены:
- степень проклевывания семян
- рост главного корешка: его размер и интенсивность роста
- появление и степень развития на главном корне корневых волосков
- появление и развитие семядольных листьев
2. В экспериментальной группе у семян прораставших на соке алоэ, выдержанном в
холоде по всем перечисленным показателям наблюдается позитивная динамика: в 1-ый
день проклюнулись 100% семян, наблюдался интенсивный рост главного корня,
проростки имели хорошо развитые корневые волоски, раньше появились и перешли в
фотосинтезу листья.
3. В контрольной группе у семян, проращиваемых на свежевыжатом соке алоэ процессы
появления главного корня, развитие корневых волосков, вынос листьев к свету шли более
замедленно по сравнению с семенами экспериментальной группы и по сравнению с
семенами, проращиваемыми на воде. Значит, свежевыжатый сок алоэ может замедлять
ростовые процессы.
4. Позитивная динамика роста у семян экспериментальной группы, по сравнению с
контрольной группой подтверждает наличие биогенных стимуляторов в соке алоэ
подвергнутого пребыванию в критических условиях.
5. Наиболее эффективной для прорастания семян редиса является сок алоэ, разведенный в
пропорции 1:1, по сравнению с разведением 1:2.
11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Биогенные стимуляторы – это биологически активные вещества, стимулирующие
обмен веществ и регенерацию клеток.
Биогенные стимуляторы могут образовываться только в критических условиях в
изолированных тканях животных и растений.
При введении биогенных стимуляторов в живой организм усиливается обмен веществ,
происходит интенсивная регенерация клеток, повышаются адаптивные свойства
организма. Биогенные стимуляторы малотоксины, не вызывают привыкания
Эти свойства обусловили актуальность широкого использования этих веществ в
медицине, косметологии, растениеводстве и животноводстве.
Одним из биогенных стимуляторов растительного происхождения является сок алоэ.
Биогенные стимуляторы сока алоэ могут оказывать позитивное влияние на
прорастание семян.
О наличии биогенных стимуляторов в соке алоэ и их положительном влиянии на
прорастание семян можно судить на основании: скорости прорастания семян; степени
проклевывания семян; наличия и размеров корневых волосков; скорости и степени
развития листового аппарата проростков.
Сок алоэ, выдержанного в условиях низких температур и отсутствия света
стимулирует прорастание семян, в то время как свежевыжатый сок может замедлять
ростовые процессы.
В качестве перспективных направлений исследования мы рассматриваем следующие:
- сравнение прорастания семян теплолюбивых и холодостойких растений под
воздействием биогенных стимуляторов сока алоэ;
- изучение влияния биогенных стимуляторов сока алоэ на образование корней на
черенках комнатных растений;
- сравнительный анализ влияния биогенных стимуляторов растительного и животного
происхождения на ростовые процессы у растений.
12