Как оформить результаты исследования.

Форм изложения исследовательских работ много: науч­ный отчет, статья, заметка, книга, доклад, тезисы доклада и т.п.

Отчет — это одна из простейших форм, являющаяся обобщением первичных данных для последующих исследо­ваний, а также обзорных статей, очерков и т.д. В то же вре­мя отчет представляет собой законченный материал, под­водящий итог определенному периоду наблюдений.

Отчеты, как и другие научные работы, пишутся прибли­зительно по одному и тому же плану. В изложении следует добиваться точности и общедоступности.

Не следует злоупотреблять научными терминами (ча­стый грех начинающих), тем более нельзя пользоваться сло­вами, смысл которых вам не вполне ясен.

Наукообразное нагромождение ученых слов — верное свидетельство того, что автор — новичок в науке. Умение грамотно и понятно писать приходит с опытом.

Рекомендуемый порядок изложения и представления ма­териала:

1. Название темы работы. Название должно точ­но отражать содержание работы. Например: «Зоопланк­тон водоемов Можайского района Московской области», «Экологические особенности птиц Виноградовской поймы р. Москвы».

2. Введение. Введение обосновывает необходимость проведения данной работы. Здесь полезно кратко описать состояние проблемы, которую вы выбрали для изучения и объяснить актуальность выбранной темы. Сюда же можно включить обзор литературы по теме исследования (в отчете это является необязательным и может опускаться).

Здесь же необходимо дать краткую географическую ха­рактеристику места, где проводилась работа: область, рай­он, название ближайшего населенного пункта; при необхо­димости — название леса, реки, площадь территории, на которой проводились наблюдения и т.д.; и указать сроки проведения исследований.

3. Обзор литературы. Обзор литературы должен озна­комить читающего отчет с работами, выполненными по той же теме, с нерешенными в этой области проблемами, ввести в курс той работы, которая делалась автором. Сведения из литературы должны быть изложены словами автора. Если исследователь приводит из литературы какую-либо фразу полностью, то приведенную цитату необходимо взять в ка­вычки. И те, и другие представленные материалы должны обязательно содержать ссылки на использованные источни­ки (указываются инициалы, фамилия (или фамилии) автора и год издания работы). Эти сведения заключаются в скоб­ки, например: (В. А. Зубакин и др., 1987) или указываются так: По мнению В. А. Зубакина (1989) «...» (и приводится цитата, которую заключают в кавычки).

4. Цель работы и ее задачи. Здесь указывается, для чего делалась работа, что надо было наблюдать и выяснить.

Например, можно выделить следующие задачи в работе по изучению питания и поведения большого пестрого дятла на кузницах в зимнее время:

1. Установить типы устройства кузниц Большого пе­строго дятла в зависимости от месторасположения на стволе;

2. Выяснить закономерности поведения дятла при корм­лении на кузнице;

3. Установить количество семян, поедаемых дятлом в те­чение одного часа, и оставляемых в шишке; и т.п.

5. Методика работы. Результаты работы зависят от числа проведенных опытов, наблюдений и их обработки. В этой главе указывают, какими способами велись наблюде­ния; сколько их было проведено; какие проводились изме­рения и т.п.; какие использовались способы обработки пер­вичных данных. Методика и выбранные способы обработ­ки должны быть описаны подробно. Это связано с тем, что в нашей стране существует много научных школ, каждая из которых может пользоваться методами исследования, отли­чающимися от используемых другими. И по корректности представленных методов работы видно, насколько хорошо освоил их начинающий исследователь.

6. Результаты и их обсуждение. Здесь приводит­ся изложение наблюдений, результаты опытов, измерений, сравнений, учетов и их обсуждение. Описание работы не предусматривает переписывание дневника наблюдений. Все полученные данные должны быть обработаны и осмы­слены.

Сведение всех полученных данных в таблицы или пред­ставление их в графиках и диаграммах — самый наглядный и экономный способ обработки первичных данных. Но сами по себе таблицы, диаграммы и графики только материал для описаний и размышлений. Это и должно быть основ­ным содержанием данной главы. Кроме того, в этой главе целесообразно провести обсуждение полученных данных и их сравнение.

Все результаты, подлежащие обсуждению, должны от­ражать только собственные наблюдения и опыты. Срав­нивать их можно (а иногда и необходимо) с данными, со­держащимися в литературе по данной теме, с обязательной ссылкой на используемые источники.

7. Выводы. В этой главе приводятся краткие формули­ровки результатов работы, отвечающие на вопросы поста­вленных задач, в виде сжато изложенных пунктов. Здесь не должно быть объяснений полученных результатов или их содержания, т.е. не должна повторяться (хоть и кратко) глава "Описание работы". Выводы должны быть именно выводами. Например:

«На основе полученных данных можно сде­лать следующие выводы:

1. Видовой состав водных беспозвоночных обследованной территории насчитывает 135 ви­дов;

2. К редким видам относятся............; и т.д.»

Если в работе нельзя четко сформулировать выводы, то рекомендуется вместо главы «Выводы» выделить гла­ву «Заключение», где кратко изложить основные моменты, достигнутые в настоящем исследовании, рассмотреть спор­ные материалы и наметить задачи дальнейших исследова­ний.

8. Благодарности Здесь уместно поблагодарить всех, кто помогал Вам в работе, в подготовке к ней, в обработке результатов и написании отчета.

9. Использованная литература. Здесь необходимо пе­речислить все определители, методические разработки и рекомендации, статьи и монографии, которые использова­лись при выполнении работы, а также литературные источ­ники, на которые ссылались при обсуждении и сравнении результатов.

Список составляют в алфавитном порядке по фамили­ям авторов (или названиям сборников) и указывают: авто­ра (-ов), название, издательство и год издания, количество станиц.

При использовании источников на иностранных языках, их помещают после списка русских источников, также по алфавиту.

10. Приложения. Часто собранный в результате прове­денных исследований материал бывает очень объемным. И при его обработке делается очень много схем, таблиц, гра­фиков и т.п. Нет смысла помещать их всех в основной текст отчета или статьи.

Они будут лучше смотреться вынесенными в приложе­ния после основного текста.

Сюда же можно поместить и некоторый первичный ма­териал, например, описания пробных площадок или данные промеров и учетов, а также схемы и фотографии, выпол­ненные в процессе работы. Но в любом случае на помещен­ный в приложении материал должны быть ссылки в основ­ном тексте работы.

Общие замечания к оформлению работы.

Работа должна быть аккуратно написана или напечата­на на пишущей машинке или компьютере. Титульный лист работы должен содержать следующие сведения:

Название темы работы, дату и место ее проведения, фа­милию и имя автора, Ф.И.О. руководителя работы (если та­ковой имеется). Для занимающихся в биологических круж­ках дополнительно указывается название кружка.

Пример оформления титульного листа.

Дом научно-технического творчества молодежи

Экспериментальное биологическое объединение

Пресноводная фауна

Участка р. Торопа

(Тверская область)

И ее связь с факторами внешней среды

Меленин Александр

10 класс

Руководитель Н.П. Харитонов

Работа проводилась в Западно-Двинском районе Тверской области с 23.06.1998 по 15.07.1998

Москва - 1999

Глава 5

Летние задания по экологии зоопланктона.

JI. Ю. Ямполъский

Зоопланктон — излюбленный объект экологических ис­следований. Это связано с важностью его роли в водных биоценозах, высокой численностью и относительной легко­стью измерений. В маленьком озерке площадью 1 га и глу­биной 10 м даже при низкой плотности зоопланктона — 10 на литр — общее число особей равняется 10 в 11 степе­ни (в 20 раз больше, чем людей на Земле!) Зоопланктон — важнейший элемент гидроценозов; он — основной потре­битель первичной продукции фитопланктона и поставщик органики всем другим организмам.

Предлагаемые задания могут быть выполнены на озере или пруду при наличии лодки или плота. (Не забывайте о правилах безопасности на воде! — см., например, с. 113.) Группе из 5-10 школьников под силу все 4 задания, а мень­шим коллективам придется выбрать часть из них.

Каждое задание включает в себя отбор проб зоопланк­тона. Проще всего его проводить с помощью планктонной сети, устройство которой показано на рис. 7 на с. 18. Такая двухконусная сеть позволяет отбирать достоверные про­бы, т.к. верхний конус обеспечивает равномерность филь­трации. Для ее изготовления потребуются: мельничный газ (годится капроновый чулок), любая плотная ткань, два кольца из жесткой проволоки или из другого материала с диаметрами около 15 и 25 см, небольшая воронка, кусок ре­зиновой трубки, зажим (например, лыжный) и веревки. Все швы должны располагаться изнаночной стороной наружу, иначе планктон будет в них застревать. Длины веревок под­бираются, чтобы сеть висела вертикально. Нижний конец фильтрующего конуса должен входить в широкую часть во­ронки, которая крепится к капрону с помощью ленты шири­ной 5-7 см. (другие возможные конструкции сети описаны на с.13).

Для взятия пробы сеть (с закрытым зажимом) опуска­ется на определенную глубину (контролируемую с помощью нанесенных на веревку метровых отметок), а затем плавно, без рывков и остановок вытягивается вверх со скоростью около 1м/с. Опустив конец трубки в банку, открывают за­жим и сливают содержимое сети. Часть планктона, однако, при этом остается на капроне, поэтому сеть несколько раз окунают в воду и вновь сливают улов в банку.

Обычно невозможно пересчитать всех животных в про­бе. Поэтому поступают так: объем пробы доводят до опре­деленного значения (например, 500 мл) и из нее берут под- пробу также определенного объема. Чтобы концентрации организмов в пробе и подпробе были равны, не подходит отливание подпробы или ее всасывание резиновой грушей. При отсутствии штемпель-пипетки (см. с. 22) можно ис­пользовать следующую конструкцию: к стеклянной трубке или пробирке с пробитым дном подбирают плотную пробку, пробку затем прикрепляют пластилином ко дну сосуда. За­тем в сосуд переливают пробу (уровень жидкости меньше, чем высота пробирки), как следует перемешивают, быстро опускают туда пробирку так, чтобы пробка ее заткнула, и вынимают ее из сосуда. Обычно подпроба составляет 1/10-1/50 от объема пробы. Важно, чтобы в подпробу по­пало не менее 100 особей каждого изучаемого вида, иначе погрешность определения будет слишком велика. Если под­счет дал меньшее число, нужно или взять еще несколько подпроб, или увеличить объем подпробы, или работать с более концентрированными пробами.

Но в подпробе организмы все равно надо считать. Для этого подпробу фильтруют либо через фильтровальную бу­магу (промокашку), либо через "сито" из такого же капро­нового чулка. После этого животных подсчитывают на по­верхности фильтра с помощью лупы. Полезно фильтр пред­варительно разграфить на квадраты. (См. также с.22 — о подсчете животных в камере Богорова.)

Число особей в пробе равняется:

iV= /^пробы хп, (5.1)

^подпробы

где

V — объем, п — число особей в подпробе.

А как от N перейти к числу особей в водоеме? Вспо­мним, что в пробу попали все организмы из столба воды с высотой, равной глубине опускания сети, и основанием, равным площади ее входного отверстия. Нетрудно вычи­слить объем этого столба и установить, какую часть водо­ема он составляет.

Пробы обрабатывают сразу после взятия, пока живот­ные не погибли. Некоторое время их можно продержать в холодильнике. (Исключение — задание 4, где зоопланктон используется для последующих опытов.) Для длительного хранения пробы фиксируют 5% формалином или 10% эти­ловым спиртом.

Основу зоопланктона пресных вод составляют коловрат­ки (тип Rotifera, класс Rotatoria) и представители двух отрядов ракообразных — ветвистоусые (Cladocera) и ве­слоногие (Copepoda). Коловратки мелки, и без микроско­па с ними работать трудно. Скорее всего, вам придется изучать ракообразных. С помощью лупы их тоже трудно определять до вида, даже пользуясь хорошими определите­лями. Но по общему виду сравнительно несложно опреде­лить веслоногих до подотряда, а ветвистоусых — до рода (см. Определитель зоопланктона на с. 165 в наст, сборнике). Для заданий 1, 2 подходят любые представители зоопланк­тона; задания 3, 4 можно выполнить только на ветвисто­усых ракообразных.

ЗАДАНИЕ 1. Изучение пространственного распределе­ния зоопланктона.

Распределение организмов в пространстве интересно изучать по двум причинам. Во-первых, оно многое говорит об экологических взаимодействиях между особями. Если особи одного вида распределены агрегированно, то воз­можно, что они собираются в определенных местах с благо­приятными значениями экологических факторов или же — что особи образуют группы для охоты, размножения или защиты от хищников. Так, зоопланктон часто концентри­руется в местах, где высока освещенность (а следовательно, и концентрация фитопланктона). Некоторые хищные виды образуют стаи для охоты. Но не всегда скопления связа­ны с "желаниями" организмов. Важную роль в формиро­вании пространственной структуры зоопланктона играют течения и турбулентности в воде: иногда пятна высокой численности образуются подобно скоплениям чаинок в ста­кане при перемешивании.

Если особи распределены равномерно, можно предпо­ложить, что они испытывают конкуренцию и стремятся быть подальше друг от друга. Например, довольно рав­номерно распределены по площади гнезда тех птиц, кото­рые охраняют гнездовую территорию. Саксаулы в пустыне располагаются равномерно, поскольку новое дерево не мо­жет вырасти вблизи уже существующего в связи с острой конкуренцией за воду.

Случайное распределение встречается реже. Оно воз­никает, если между особями практически нет взаимодей­ствий: они не имеют семей и стай, не конкурируют друг с другом и отсутствуют большие участки территории с силь­но отличающимся рельефом. Немало интересного можно выяснить также при сравнении пространственных распре­делений у популяций разных видов. Так, если виды име­ют максимумы плотности в одних и тех же точках, можно предположить, что их численность определяется общими факторами. Когда же один из видов многочисленен там, где другого мало, и наоборот, это может быть вызвано или пространственным разделением экологических ниш для снижения конкуренции или зависимостью исхода конкурен­ции от особенностей разных участков территории.

Характер пространственного распределения особей важно представлять для оценки точности определения их численности. Если распределение равномерное, то доста­точно небольшого числа проб. Если же распределение аг­регированное, то в пробу может попасть как скопление, так и пустое место. Чтобы выяснить среднюю концентрацию особей, понадобится отбирать множество проб и усреднять результаты.

Как же исследовать пространственное распределение? Ясно, что это требует отбора проб в разных точках во­доема и сопоставления того, сильно ли в них отличаются численности животных. Чтобы сделать корректные выво­ды из полученной информации, применяются определенные статистические процедуры (которые стоит обсудить с уча­щимися дополнительно). Начальным же этапом исследова­ния, который и составляет содержание задания 1, являет­ся получение данных о численности различных видов зоо­планктона в 20-30 точках водоема, расположенных более или менее равномерно.

ЗАДАНИЕ 2. Изучение вертикальных миграций зоо­планктона.

Зоопланктон обычно неравномерно распределен в столбе воды. Более того, многие его виды совершают регулярные суточные вертикальные миграции: обычно поднимаясь но­чью и опускаясь днем. Ориентиром или сигналом для этих миграций служит свет. Адаптивный же их смысл до сих пор дискутируется гидробиологами.

Наиболее важные факторы, изменяющиеся как с глуби­ной, так и в зависимости от времени суток, таковы: осве­щенность (а значит — и интенсивность фотосинтеза планк­тонных водорослей, и эффективность охоты хищников, ис­пользующих зрение); температура (и интенсивность дыха­ния организмов зоопланктона, ведь они не имеют постоян­ной температуры тела); концентрация кислорода.

В этом задании предлагается изучить вертикальное рас­пределение и суточные миграции зоопланктона и выдви­нуть гипотезы о преимуществах, получаемых при этом ор­ганизмами. Работу лучше выполнять на водоеме глубиной не менее 5 м. Она довольно трудоемкая и требует уча­стия не менее 3-4 человек. Вертикальное распределение зоопланктона исследуют разными способами. Можно опус­кать сеть последовательно на разную глубину, скажем, на 2, 4, 6, 8,...метров. В результате будут отобраны пробы с зоопланктоном, находившимся в столбе воды различной глубины. Численность зоопланктона в слое воды, например, от 4 до 6 м глубины — это разность между численностями в столбе 0-4 мив столбе 0-6 м.

Другой способ требует небольшой модификации ловчей сети. К большому кольцу привязывают веревку, которая при опускании и подъеме сети должна висеть свободно. Опустив сеть на 8 м и вытянув 2 м основной веревки, бы­стро отпускают эту веревку. Сеть повисает на веревке, привязанной к большому кольцу, закрывается и перестает фильтровать. Подняв теперь сеть, мы получим в пробе зоо­планктон только из слоя 6-8 м.

Для изучения суточных миграций необходимо в течение суток взять несколько серий проб вертикального распре­деления. (Поскольку довольно трудно просмотреть их все в тот же день, пробы нужно либо фиксировать, либо хра-

Глубина, м 0-2

2-4 -------------------------------------------------

4-6 6-8

Численность П — 10 экз/л Рис. 1. Пример диаграммы вертикального распределения

нить в холодильнике.) Целесообразно взять 6 серий проб, распределив их по времени неравномерно. Самые интерес­ные события происходят на рассвете и на закате. Поэтому лучше всего отбирать пробы за час до рассвета, через час после рассвета, в середине дня, за час до заката и в сере­дине ночи. Вероятно, школьникам придется разбиться на дневную и ночную смены.

Данные удобно представлять в виде диаграмм (рис.1), на которых ширина прямоугольников соответствует чи­сленности вида для каждой глубины.

Анализ диаграмм вертикального распределения для раз­ного времени суток позволит выяснить: какие из видов зоо­планктона в водоеме мигрируют? какой процент особей в их популяциях перемещается? с какой скоростью? Строгое выяснение адаптивного смысла миграций требует учета из­менений с глубиной и в течение суток различных факторов: температуры, освещенности, количества пищи и хищников. В условиях учебной работы эта задача трудно выполнима. Школьниками могут быть сделаны и аргументированы раз­личные предположения о причинах миграций.

ЗАДАНИЕ 3. Изучение влияния различных факторов на численность организмов зоопланктона.

Одна из главных задач экологии — изучение причин изменений численности животных и растений. Такие зна­ния позволяют предсказывать и предотвращать вспышки численности вредителей, останавливать вымирание видов, стабилизировать природные биоценозы.

Среди зоопланктона самым удобным объектом для этих исследований являются ветвистоусые ракообразные Ciado- cera. Они размножаются в течение всего сезона путем партеногенеза. Личиночные стадии развиваются внутри яиц, которые самка откладывает в яйцевую камеру, рас­положенную под раковиной "за спиной" животного. Дли­тельность поколения очень невелика — 7-10 дней, а плодо­витость самок бывает высокой, поэтому для кладоцер ха­рактерны быстрые и значительные колебания численности. Благодаря вынашиванию кладоцерами яиц в яйцевой каме­ре легко определять плодовитость самок, а с ней — и ро­ждаемость.

Динамика численности любой популяции описывается экспоненциальным уравнением:

N_t = N₀e^rt, (5.2)

где

N(t) — численность популяции

в момент времени í; Nq — начальная численность популяции;

e = 2, 71828 — основание натуральных логарифмов; г — удельная скорость роста численности

(это — переменная величина!)

(5.3)

Удельная скорость роста численности — разность меж­ду удельной рождаемостью (6), т.е. числом потомков, ро­ждающихся от одной особи в единицу времени, и удельной смертностью (d):

г — Ъ — d

(Здесь можно отдельно обсудить смысл величин b и d в случае раздельнополости.)

Факторы среды действуют именно на b и d. Но как же их определять b и d в природной популяции? Ведь, кро­ме крупных животных (львы, обезьяны,...), невозможно протоколировать каждое рождение и каждую смерть.

Рождаемость оценивают по плодовитости. Для этого при обработке проб зоопланктона у каждой самки подсчи­тывают количество яиц. Поскольку при фиксации спиртом и формалином яйца теряются, подсчеты нужно вести сразу после взятия пробы (см. о методах фиксации проб с. 30). Для них потребуется микроскоп.

Обозначим общее число самок в пробе через 7V, общее число яиц — Е. Для расчетов необходимо знать также дли­тельность развития яиц — D. Если бы D была постоянной, а длительность развития яиц равнялась, скажем, 3 суткам, то в течение суток заканчивала бы развитие одна треть. В общем же случае при постоянной D удельная рождаемость определялась бы по формуле:

Но длительность развития яиц не одинакова. Поэтому следует пользоваться более точной формулой:

(5.5)

где In — натуральные (по основанию е) логарифмы. D в этой формуле — усредненная для разных самок дли­тельность развития яиц. (Выводить эту формулу мы здесь не будем.) Длительность развития яиц довольно просто определить экспериментально. Для этого отлавливают не­сколько самок и рассаживают их по одной в сосуды емко­стью 100-200 мл с водой, взятой из исследуемого водоема. Раз в 2 дня воду заменяют (см. задание 4). Когда молодые
особи покинут яйцевую камеру, их отсаживают и наблюда­ют за самкой каждые 2-4 часа, пока в яйцевой камере не появится первая порция яиц. Затем нужно засечь момент выхода молоди (это произойдет не раньше чем через двое суток). Для расчета D усредняют результаты 10-15 наблю­дений.

Но длительность развития зависит от температуры во­ды. Поэтому опыты нужно проводить при средней темпе­ратуре водоема (см. задание 4). Можно также просто вос­пользоваться литературными данными, представленными в таблице^[1]:

t, °С	D,суток	t, °С	D, суток
	8.1		2.9
	7.1		2.7
	6.2		2.5
	5.5		2.3
	4.9		2.1
	4.4		1.9
	4.0		1.8
	3.6		1.6
	3.2		1.5

 

В отличие от 6, непосредственно определять d затруд­нительно. Но возможно рассчитать г. Взяв через опреде­ленный промежуток времени две пробы, мы получим два значения численности — начальное 7V₀ и конечное N(t). Из уравнения (5.2):

_{r =} lniV(t)-lniV(o) _(5б)

t

В формуле (5.4) все переменные известны и можно по­считать г (если, конечно, за интервал времени t не произо­шло существенных изменений в условиях обитания). Раз­мерность г — 1/сутки, или особей/(особьXсутки).

Теперь, пользуясь уравнением (5.3), легко определить смертность.

Если, скажем, численность сперва росла (г > 0), а затем стала падать (г < 0), то полученные данные позволят вы­яснить, произошло ли это из-за падения рождаемости или из-за возрастания смертности. А значит, будут установле­ны внешние факторы динамики численности.

Что же влияет на рождаемость и смертность? Из фор­мулы (5.5) видно, что рождаемость зависит: 1) от длитель­ности развития яиц и 2) от их числа. Длительность раз­вития яиц определяется, в основном, температурой. Число яиц зависит от доли в популяции взрослых размножающих­ся самок и от размеров "кладки". Быстрота достижения половозрелости и плодовитость, в свою очередь, зависят от обеспеченности пищей. Величина смертности зависит тоже от обеспеченности пищей и от числа и активности хищни­ков. Итак, три важных фактора динамики численности — хищничество, конкуренция за пищу и температура. В ра­боте можно проследить, какие из них в исследуемом случае коррелируют с изменениями рождаемости или смертности.

Для содержательного и обоснованного анализа динами­ки численности нужно взять не менее 10 проб с промежут­ком в 3-4 дня и определить для каждого интервала между пробами перерассчитывают 6, г и d.

Чтобы компенсировать погрешность, вызываемую не­равномерностью пространственного распределения зоо­планктона, рекомендуется объединять несколько (5-10) проб из разных точек водоема.

ЗАДАНИЕ 4. Изучение зависимости скорости роста и плодовитости дафний от температуры и количества пищи.

Рассмотрим на этом примере, как выясняют влияние какого-либо фактора на тот или иной процесс или явление.

Предлагается выращивать дафний в трех банках: пер­вую ставят на нижнюю полку холодильника (+10°С), вторую на стол, в отдалении от источников тепла и света, обернув черной бумагой или поместив в коробку (+20°С), а третью — рядом с лампой (+30°С).

Допустим, что опыт дал такие результаты: в первой банке животные достигли половозрелости за 12 суток, во второй — за 7, в третьей — за 5. Можно ли сделать вы­вод, что температура влияет на скорость их развития? Нет. Ведь наши три варианта различались НЕ ТОЛЬКО по тем­пературе, но и по освещенности. Для уверенности в том, что именно данный фактор вызывает наблюдаемые раз­личия, варианты опыта должны различаться ТОЛЬКО по этому фактору, а все остальные должны быть одинаковы. (По крайней мере, к этому нужно стремиться; достичь пол­ной идентичности вариантов опыта крайне сложно.)

Второе общее соображение рассмотрим на следующем примере. Пусть исследуется плодовитость дафний при раз­ных концентрациях пищи. В двух вариантах опыта все условия одинаковы, кроме одного: в первую банку доба­влено немного водорослей, а во вторую — нет. Предпо­ложим, что в первой банке самка родит 10 детенышей, а во второй — 2. Можно ли утверждать, что концентрация пищи влияет на плодовитость? Тоже нет. Ведь различия могли возникнуть по случайным, неконтролируемым при­чинам. (В банку попал яд или неподходящая вода, самки отличались по возрасту и пр.)

Чтобы исключить влияние случая, необходимы ПО- ВТОРНОСТИ — проводимые параллельно идентичные ва­рианты опыта. Значит, в каждом из и для малой концен­трации пищи, и для большой нужно брать 3-4 банки, и в каждой — не одну, а десяток дафний. Тогда можно, вос­пользовавшись статистическими приемами, сравнить сред­ние значения.

Наконец, причиной эффекта может быть не тот или иной фактор в отдельности, а их совместное действие. Для выявления этого план эксперимента может выглядеть, на­пример, так:

пища	10°С	20°С	30°С
мало
много

 

В результате будет получено 6 средних значений скоро­сти роста и 6 средних значений плодовитости. По этим дан­ным можно различить влияние количества пищи при разных температурах (а также влияние температуры при разном количестве пищи).

Для одновременного проведения всех 6 вариантов наше­го опыта понадобится 18-24 сосуда (3-4 повторности на ка­ждый вариант) — майонезные банки, стаканы и т.д. Как устроить +10°С, +20°С и +30°С, описано выше. Темпера­туру нужно контролировать несколько (4-5) раз в день.

Для опытов с низким количеством пищи берется про­фильтрованная вода из водоема, в котором отловлены даф­нии. Для более высокой концентрации пищи понадобится культура водорослей. Следует взять ту же природную воду (или воду из "цветущего" водоема) и добавить в нее удо­брения: лучше всего — полное удобрение с микроэлемен­тами, но можно воспользоваться и смесью азотных, фос­форных и калийных удобрений (концентрация каждого из трех компонентов должна быть примерно 5 г/л). Чтобы водоросли "подросли", воду выставляют на яркий солнеч­ный свет. Прежде чем использовать культуру в опытах, проверьте, не развились ли в ней сине-зеленые водоросли, от которых дафнии могут погибнуть. Сколько культуры добавлять, зависит от плотности водорослей в ней. При­емлемое различие в плодовитости дафний будет получено, если вода в варианте "пищи мало" почти прозрачна, а в варианте "пищи много" — заметно зеленоватая.

В качестве пищи для дафний можно использовать также дрожжи.

Для проведения опытов отлавливают взрослых самок с яйцами в яйцевых камерах, помещают по одной в каждую из банок и фиксируют время рождения молодых особей. Раз в двое суток меняют воду, а в сосуды с высокой концентра­цией пищи добавляют корм каждый день. Меняя воду, ее либо отсасывают резиновой грушей с кончиком, закрытым куском капрона, либо фильтруют через капроновое сито и аккуратно сливают животных в свежую природную воду.

Каждый день для каждой банки необходимо фиксиро­вать число животных, появление в яйцевых камерах яиц, а затем — особей нового поколения. По этим данным для каждой банки вычисляют среднюю продолжительность раз­вития от рождения до первого размножения, длительность развития яиц и среднее число потомков у самки. Опыт мо­жет быть проведен и далее — для следующего поколения.

Если опыты позволили выявить какие-либо законо­мерности, можно продолжить исследования:

1) увеличить число вариантов концентрации пищи;

2) изучить влияние других факторов, например, осве­щенности и длины светового дня, плотности посадки даф­ний в сосуды;

3) исследовать другие параметры: скорость движения, долю самцов в потомстве и пр.

Глава 6