Исследовательский проект: "Растения синоптики".

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

Базарносызганская средняя школа № 2

РАСТЕНИЯ СИНОПТИКИ

Исследовательский проект

Авторы:

Салаева Алёна Руслановна

Поторжнова Ксения Сергеевна

ученики 6 класса

Научный руководитель:

Балакаева Светлана Владимировна

учитель биологии

Базарный Сызган, 2024

Оглавление

1. Введение ……………………………………………………………………………… 3

2. Основная часть

2.1Растения – предсказатели погоды ………………………………………………… 5

2.2Исследования по изучению растений-синоптиков………………………………... 6

2.3Самодельный еловый барометр и проверка его показаний………………………. 7

2.4.Бессмертники (сухоцветы) – предсказатели погоды……………………………. 8

1. Заключение …………………………………………………………………………… 10

2. Список литературы и сайты Интернета ……………………………………………. 11

3. Приложение

Введение

Каждый человек интересуется прогнозом погоды. Собираясь на работу, в школу, на прогулку. В первую очередь мы задаём себе вопрос: «Не намечается ли сегодня дождь и не нарушит ли он наши планы?». С надеждой мы смотрим прогноз погоды в сети Интернет, составленный метеорологами. Но такой прогноз, как правило, даёт общие представления о состоянии атмосферы на обширной территории России. И вот в этом случае на помощь приходят природные синоптики, которые чутко реагируют на изменения погодных условий.

Издавна человек не только созерцал природу, но и всегда стремился познать её. Благодаря наблюдениям за природой, накоплены народные приметы для предсказания погоды. Они передавались из поколения в поколение, и сохранились до наших дней. Ученые называют сейчас около 600 видов животных и 400 видов растений, которые могут выступать как барометры, индикаторы влажности и температуры, предсказатели штормов, бурь или хорошей безоблачной погоды.

В своей работе мы хотим остановиться на двух растениях: ели обыкновенной и сухоцвета (бессмертника), которые могут выступать как синоптики природы.

Проблема,каков механизм реагирования растений – синоптиков на изменения погодных условий? Как объясняют ученые эти явления?

Цельисследования:изучить растения – синоптики, как естественных предсказателей погоды.

Задачи,которые мы поставили перед собой:

1. Познакомиться с растениями-синоптиками.

2. Провести собственные наблюдения за растениями-синоптиками и на основе этих наблюдений понять, насколько верны показания «народных синоптиков».

3. Изучить механизм реагирования растений-синоптиков на погодные условия.

Методы, используемые в проекте: частично - поисковый, наблюдения, описания, экспериментальный.

Объект исследования — растения, предсказатели погоды.

Предмет исследования —растения-синоптики: еловая ветка и сухоцветы– бессмертники.

Гипотеза: мы считаем, что растения - синоптики могут давать верный прогноз погоды.

Продолжительность выполнения проекта – 11 месяцев (июнь 2023 г. – апрель 2024 г.).

Значимость и прикладная ценность данной работы состоит в том, что, выполняя работу, мы убедились, что растениям – синоптикам можно доверять и не зря наши прабабушки, и прадедушки использовали свои наблюдения за растениями в предсказании погодных условий.

Основная часть

Растения – предсказатели погоды

Сегодня трудно найти человека, который бы не интересовался погодой, ведь от нее напрямую зависит наша жизнь, наши увлечения и дела.

Зачастую погода очень неоднородна, - в нескольких километрах поливает дождь, а у вас над головой светит солнышко.А ведь есть на Земле растения, которые действительно предсказывают погоду и делают это без всяких расчётов. Они обладают «чуткой» способностью реагировать на изменения атмосферного давления, температуры, света, влажности.

Надежными советниками в составлении краткосрочных и долгосрочных прогнозов погоды являютсядеревья и кустарники. Рябина цветёт поздно – к долгой осени. На рябине мало плодов – осень будет сухая. Кругом красно от рябины – надо ожидать лютой зимы. Дуб шумит – к непогоде. Дуб распустит почки и листья раньше, чем ясень – лето будет влажным и прохладным. Много желудей на дубе – к лютой зиме. Ели опускают свои ветви перед дождем и поднимают вверх перед ясной погодой. Способность реагировать на погоду сохраняется и в сухом дереве, у засохших ветвей. Из листьев ивы к дождю капают капли воды, «плачет» осина, ольха, черёмуха. Клёны выделяются из деревьев «плакс». К дождю на них появляются капельки воды в том месте, где черешки листьев прикрепляются к веткам.

Как же узнают все эти растения о предстоящих изменениях погоды? В растениях много воды, до 80-90%. Перед дождем воздух становится влажным за несколько часов. Мы этого не замечаем. А вот растения очень чувствительны к любым изменениям, происходящим в атмосфере не только за несколько часов, но и за сутки, двое. И поэтому излишек воды в виде капель стекает через устьица листьев. Вот растение и «плачет». Таким образом растение приспосабливаются к повышенной влажности воздуха.

Многие полевые, садовые травы и цветы также являются отличными синоптиками. Перед дождём закрывают свои соцветия цветки одуванчика, мальвы и ка­лендулы. Ноготки разворачивают венчики утром – ожидается ясная погода, после полудня – дождь, гроза. Клевер сближает листочки – перед ненастьем. Перед дождем донник лекарственный сильно пахнет. В ясную погоду раскрывают свои цветки мокрица, вьюнок полевой, лесная фиалка. Если на цветках дремы с вечера сидит много бабочек, это значит, что цветки выделяют много нектара, то есть завтра следует ждать дождя. Перед хорошей погодой цветки дремы нектара не выделяют. И наоборот, садится бабочка на цветок, значит, в нём есть нектар, что бывает, перед дождем. Чертополох – вид его отталкивающий, но он безошибочно прогнозирует погоду. В солнечный день он колючий, а перед дождём становится мягким и пушистым.

Все это объясняется способностью растений к настиям.Настия(от греч. nastos — уплотнённый) – это движение органов растения, вызванное определенным раздражителем. Факторами, вызывающими настические движения, являются изменения температуры, освещенности, влажности воздуха в течении суток, перед дождем или после него.

В большинстве случаев настические движения обусловлены изменением тургора (клеточного давления), в результате чего увеличивается или уменьшается поглощение воды из атмосферы. Определенную роль в механизме настий играют фитогормоны (ауксины, этилен), а также фитохром, которые создают сами растения. В зависимости от природы раздражителя растениям свойственны фото (свет)-, гидро (влажность)-, хемо (химическая среда)-, сейсмо (сотрясения) -, никти (освещенность и температура)-, и тигмонастии (прикосновения). Настические движения обеспечивают защиту органов растений - закрывание цветков, устьиц, опускание листьев от ненастной погоды.

В исследовательском проекте мы остановились на двух растениях, по которым люди могут безошибочно предсказать погоду – это ель и сухоцвет (бессмертник).

Исследования по изучению растений-синоптиков

В семейном архиве одного из авторов исследовательской работы Салаевой Алёны сохранились фотографии прадедушки и прабабушки на фоне дома, к торцу которого прикреплена еловая веточка. Она служила барометром для определения прогноза погоды. На приусадебном участке бабушка другого автора работы Поторжновой Ксении каждый год высаживает календулу (ноготки), сухоцветы, которые также являются отличными предсказателями погоды. Вот на этих растениях – синоптиках мы решили остановиться.

Из прочитанных книг мы узнали, что многие хвойные деревья опускают свои ветви перед дождем и поднимают вверх перед ясной погодой. Лучше выражена эта способность у ели. Наблюдательные сибиряки-таёжники издавна по состоянию кроны елей довольно точно определяют предстоящую погоду.

Сохраняется способность реагировать на погоду и в сухом дереве, у сухих еловых ветвей. Этим с успехом пользуются для устройства своеобразных естественных барометров. В одном из номеров журнала «Природа» была напечатана статья сотрудника Иркутского горно-металлургического института К.Н. Неделяева, в которой он делится своим опытом определения погоды по показаниям еловой ветки.¹ Для этой цели необходимо вырезать небольшую часть ствола молодой елки вместе с веткой, очистить ветку от коры – и «прибор» готов (Приложение 1).

Далее остается только прикрепить «прибор» основанием к какой-нибудь опоре, лучше всего к стене здания или дома, оставив веточку свободной. Закрепленный сучок начинает реагировать на погоду, опуская конец ветки перед дождем и поднимая его вверх перед ясной погодой. Амплитуда движения конца ветки зависит от ее длины. Для удобства возле конца ветки укрепляют начерченную на бумаге шкалу с делениями через сантиметр. На шкале делают пометки – ясно, дождь, переменно (Приложение 2).

Сучок – барометр, сделанный автором статьи, проработал почти 12 лет и чутко реагировал на изменение барометрического давления и влажности воздуха. Затем автор переехал на новое место жительства, а «еловый» барометр достался новым жильцам. При длине 32 см ветка имела амплитуду качания до 11 см, что очень удобно для наблюдений.

Если конец ветки из положения «переменно» опускался вниз на один-два сантиметра ниже, то это означало, что будут слабые осадки. А если он опускался еще на два-три сантиметра ниже, то это свидетельствовало, что будет сильный и продолжительный дождь. В том случае, когда от положения «переменно» сучок поднимался вверх примерно на пять сантиметров, следовало ожидать ясную погоду.

По наблюдениям автора, способностью опускать и поднимать ветки в зависимости от погоды обладают и некоторые лиственные деревья, в частности клён. Однако амплитуда качания у него гораздо меньше. Так, конец ветки клёна длиной до 50 см имел амплитуду колебания всего лишь 3 см.

Практическая часть

Самодельный еловый барометр и проверка его показаний

Мы изготовили собственный барометр очистив веточку от коры. Разукрасили лист ДВП, нарисовали на нём солнышко, тучку с дождём и прикрепили еловую веточку-барометр (Приложение 3). Все это мы прикрепили к стене дома.

Ведя наблюдения каждый день, мы заметили, что веточка опускается вниз за несколько часов до дождя. И поднимается вверх – за несколько часов до ясного неба. Когда веточка находилась посередине – на улице было облачно (Приложение 4).

В течение трёх дней мы записывали показания елового барометра несколько раз в день с указанием времени. Параллельно заносили в таблицу данные погодных условий - ясно, малооблачно, облачно (Приложение 5).

Таким образом, мы ещё раз убедились в том, что показания елового барометра правильные, но краткосрочные. Предсказать погоду заранее по нему невозможно, но за несколько часов до изменения погодных условий – можно с уверенностью.

Секрет работы елового барометра

Из научной статьи² мы узнали, что годичные веточки по-разному впитывают в себя влагу: наружные больше, чем внутренние. В связи с этим в жаркую сухую погоду наружный слой веточки теряет влагу, и она выпрямляется, поднимаясь вдоль ствола. Напротив, при возрастании влажности наружные слои веточки впитывают влагу, набухают и они наклоняются вниз в сторону ствола. Отсюда ясно: сучок сгибается в сторону ствола, значит, влажность увеличивается, когда сук распрямляется – воздух становиться белее сухим (Приложение 6).

Интересно повела себя веточка с наступлением холодов. Где-то в середине ноября веточка опустилась вниз и оставалась в таком положении почти до конца февраля. При этом первый раз барометр «ожил» при плюсовой температуре, но, когда температура опускалась ниже ноля даже на десять градусов, он продолжал свою работу.

Бессмертники (сухоцветы) – предсказатели погоды

Еще один объект, который нас заинтересовал как определитель погоды - это сухоцвет или «бессмертник», который часто выращивают на приусадебных или дачных участках. Долговечность им обеспечивают плёнчатые обёртки соцветий или же чешуйчатое образование цветоложа. Цветы бессмертника используют в декоративном творчестве, а также многие его виды используют в народной медицине.

Бессмертник является отличным предсказателем дождя. Задолго до дождя цветы бессмертника сжимаются в плотные шары. Если же ожидается сухая ясная погода, цветы полностью раскрыты. В этом мы убедились на собственном опыте (Приложение 7).

Это объясняется тем эти растения очень чувствительны к изменению температуры окружающей среды. Так как перед дождем температура понижается, это служит сигналом для закрытия цветка. Это яркий пример явления термонастии – движения лепестков для защиты пыльцы от дождя (Приложение 8).

Из источников в сети Интернет мы узнали, если хорошо высушенные цветки бессмертников на стеблях обработать раствором из 200 г воды, 4 г глицерина и 30 г хлористого кобальта, букет сухоцветов перед ненастьем будет приобретать жёлтую окраску, а с наступлением ясной солнечной погоды цветки становятся ярко-зелёными.

Мы провели собственный эксперимент. Приготовили раствор и обработали стебли бессмертников, цветы которых имели белую окраску. Барометр заработал только на следующий день. На улице было облачно и цветы стали жёлтыми. Когда на улице светило яркое солнце, то они теряли частично свою желтизну и некоторые части цветов становились слегка зеленоватыми. Ярко-зелёной окраски, как обещал автор статьи³, мы не наблюдали. Эксперимент проводился в середине марта, когда на улице ещё плотно лежал снег. Вполне вероятно, что именно по этой причине, этот «барометр» не заработал в полную силу. Летний же эксперимент с живыми сухоцветами подтвердился на все 100% (Приложение 9).

Объяснение ученых химиков: окрашивание сухоцветов, обработанных раствором глицерина и хлористого кобальта в зеленый цвет объясняется реакцией данных веществ на солнечные лучи. Если их много, то цветы становятся зелеными, если мало – желтыми.

Заключение

Выполняя данный проект, мы узнали, что в природе очень много растений, которые могут выполнять роль синоптиков погодных условий. Задачи, которые мы поставили перед собой, считаем решенными. Изучая проблему исследования, мы пришли к выводу, что механизм реагирования растений – синоптиков на изменения погодных условий обусловлен влиянием температуры, давления, влажности окружающей среды. Ученые объясняют эти явлениям со способностью отдельных растений реакцией (настией) на данные раздражители, за счет изменения тургорного давления в растительных клетках.

Результаты данной работы могут использоваться в качестве дополнительного источника информации по изучению курса биологии в 6 классе и на уроках географии, при изучении погодных явлений. А также в прогнозировании погодных условий, что необходимо в повседневной нашей жизни.

Наша гипотеза, что растения - синоптики могут давать верный прогноз погоды подтвердилась. И не зря наши прабабушки, и прадедушки из поколения в поколения передавали свои знания в познании погодных условий.

Список используемой литературы и сайты Интернета:

1. Википедия – свободная энциклопедия.

2. Комкова М. Растения-предсказатели погоды. http://rfos-oficial.narod.ru.

3. Неделяев К.Н.// «Природа», №4 – 2005.

4. Зверев М.Д. Ёлка – лучший барометр //«Наука и религия» - №12, 2001 - с.27-31

5. Еловая ветка. http://www.fozet.com.

6. https://cianet.info/viewtopic.php

7. Самодельные предсказатели погоды http://www.valleyflora.ru/28.html

Приложение 1

Еловая ветка, очищенная от коры

Приложение 2

Еловая ветка со шкалой измерения амплитуды наклона

Приложение 3

Самодельный еловый барометр

Приложение 4

Реагирование еловой веточки на изменение погоды

Приложение 5

Таблица показаний барометра и фактическая погода

Приложение 6

Движение веточки за счет испарения воды из клеток

Приложение 7

Сухоцветы перед дождем и в ясную погоду

Приложение 8

Термонастия

Приложение 9

Реакция сухоцветов (глицерин +хлористый кобальт) на солнечные лучи