ТЕРРАКИД

Под редакцией:

Редичевой С.С.
Шматковой Т.В. 

Паук-серебрянка

Для занятия потребуется: 

• Микроскоп
• Пластиковый стаканчик
• Острая тонкая игла
• Глубокая миска
• Маленькое сито
• Парафиновая свечка
• Металлический шарик
• Тонкая проволока
• Стеклянный стакан большого объема
• Металлический стержень, вилка или ложка 
• Бумага 

Среди обитателей наших водоемов живет небольшой хищник, паук-серебрянка. Он строит свой дом-колокол, удивительным образом сплетая его «стены» под водой и натягивая ловчие сети среди стеблей. Внутри этого кокона – воздух, которым паук дышит. Но почему воздух не уходит сквозь отверстия в паутине?

Мы знаем, что если опустить в воду перевернутый стакан с воздухом, вода не зайдет внутрь подводного «колокола».

Проведем похожий опыт.

Возьмем пластиковый стаканчик и тонкой иглой проделаем в нем мелкие отверстия. Это похоже на паучий домик, только он больше по размеру, а «паутина» — из пластика. Для этого предварительно поместим внутрь стаканчика комок бумаги, чтобы он удерживался между стенок. Погрузим этот домик под воду и убедимся, что внутри него остается воздух. Поднимем стакан из воды и проведем тест на сухость.  Другой опыт на ту же тему – принести воду в сите. Сито – совсем как паутина, только паук смазывает ее особым клеем, а мы – парафином. Нальем воды, только не из крана, а осторожно из стакана. Сито не пропускает воду, и вода не выливается! Кажется, вопрос о паутине распутался.

Но как попал воздух в подводное жилище паука? 

Паучье тельце покрыто тонкими ворсинками, не намокающими и не слипающимися, как и у других животных, проводящих основную часть жизни на воде. Скорее всего, эти волоски пропитываются смазкой, которую выделяет особая железа. Поднимаясь на поверхность, паук «стряхивает» капли воды со своей «шубы», и воздух наполняет промежутки между ворсинками. При погружении паука на дно вода не может вытолкнуть пузырьки воздуха, приклеенные к ворсинкам на его теле, поэтому он приносит их в свой подводный дом. Стоит ему встряхнуться, как воздушная пена поднимается вверх и прилипает к стенкам. Вы наблюдали такое же явление, когда видели вскипающую воду или просто открывали бутылку газированной воды? Воздух в коконе является главной опорой стенок жилища, ведь он распирает их, создавая объем! Вспомните, какой тугой бывает на ощупь пластиковая бутылка газированной воды!

Но это еще не все чудеса! Маленький подводный хищник невидим в воде! Сейчас мы проведем опыт, а затем вы опишите и объясните ваши наблюдения.

Возьмем металлический шарик, обмотаем его тонкой проволокой и прикрутим длинную проволоку к обмоткам, чтобы  держать шарик на весу. Зажжем парафиновую свечу и осторожно поместим шарик в пламя. Нам важно, чтобы свеча сильно коптила, и шарик покрылся толстым слоем копоти. Кстати, рассмотрите копоть под лупой и скажите, как она выглядит? Уложены ли частицы копоти плотно или рыхло? Подержите шарик в пламени еще немного, чтобы копоть покрыла и проволочные обмотки. Вам этот предмет не напоминает свернувшегося в комочек паука? Возьмем банку с водой и погрузим шарик-паук в воду… Не может быть! Шарик из черного стал прозрачным! Хорошо виден только не закопченный отрезок проволоки. Поднимем шарик, и он снова черный. Попробуем объяснить этот обман зрения. «Пороемся» в копоти. Ой, она жирная! Частицы углерода расположены рыхло, молекулы воздуха заполнили промежутки между крохотными чешуйками – настоящая шуба! Под водой жирная углеродистая шуба не намокает, вода покрывает ее тончайшей пленкой, но не растворяет.

Мы не видим предмет, потому что видим пленку воды над тонким слоем воздуха, окружающим закопченный шарик – зеркало, за которое свет не проходит, от которого луч только отражается.  

Мы смотрим на копоть, а видим пленку воды, а под ней – воздух — множество мельчайших пузырьков, пену, за которой прячется шарик-паук.  Но, почему свет не может пройти через этот маскирующий слой? Свет проходит через воздух, потом через воду, снова через воздух и … теряется! 

Возьмем металлический стержень (можно просто карандаш) и опустим его в стакан с водой. Посмотрите на стакан сбоку – на границе между воздухом и водой он будто сломан. Это преломился луч света, преодолевающий более плотную, водную среду, и видимое дрогнуло, прервалось, стало невидимым. А когда луч света поочередно проходит несколько разных по плотности слоев, он многократно дробится, поэтому видимый предмет, находящийся внутри этих слоев словно исчезает. 

Советуем прочитать увлекательную книжку Яна Лари «Приключения Карика и Вали», и вы сможете вместе с ее героями узнать удивительные тайны живой природы!

Дело – труба

Для занятия потребуется: 

• Микроскоп
• Стебель одуванчика
• Древесный срез
• Лабораторный препарат древесины 
• Бумага, бумажная лента
• Стеклянные трубочки разного диаметра
• Текстильная или бумажная салфетка
• Краска или сок свеклы, или марганцовка 

Разрежьте стебель растения. Что внутри? Похоже это на трубочку? Можно рассмотреть под микроскопом тонкий срез, и заметим, что на трубочку похожи и все более тонкие волокна, из которых состоит стебель. Большинство стеблей можно расщепить на волокна руками или при помощи ножниц (например, одуванчик). Но, рвать сорняки без перчаток опасно, можно порезать пальцы травой, настолько стебли прочны на разрыв. Вы видели срез ствола дерева? Попробуйте описать его. Как вы думаете, что мы увидим, если рассмотрим тончайший срез под микроскопом? Вы видели, как колют дрова? Поленья легко раскалываются вдоль, хотя топор-колун не острый. Зато разрубить дерево поперек древесных волокон не так легко даже острым топором. 

Можно ли сделать обычный лист бумаги таким прочным, чтобы на ребро листа поставить стакан с водой?  Свернем лист бумаги в трубу и склеим ее или перевяжем резинкой. Будем нагружать эту конструкцию. Как вы думаете, сколько книг можно положить на трубу? Возьмем несколько картонных трубок от рулонов туалетной бумаги или полотенец и соединим их в батарею. Как вы думаете, какой груз выдержит эта батарея? Можно положить поверх батареи большую книгу, лист фанеры, а потом нагружать эту конструкцию, удивляясь ее прочности. 

У вас уже готовы первые выводы, не так ли? Растения, которые могут выдерживать напор стихии, очень сильные, потому что имеют трубчатое строение. Даже маленький росток, появляющийся на свет, уже готов противостоять ветру и дождю. Растение живет долго, особенно деревья. Например, секвойя живет не одну тысячу лет, превращаясь в гигантское дерево. Также долгожителем можно считать баобаб, растущий не только в высоту, но и благодаря воздушным побегам — в ширину, становясь огромным шатром – домом для людей или животных. А наш могучий дуб! Он живет чуть не тысячу лет, испытывая кроме ударов природной стихии еще и боевые: попадания снарядов, осколков, пуль, огонь пожаров. Его корни страдают от  копыт и клыков кабанов, добывающих желуди под его кроной.

Многие яблони и груши теряют часть коры в результате морозобоин, начинают болеть, но способны восстановиться и дать поросль. Прививка мостиком позволяет восстановить функцию коры. 

Дело опять-таки в трубчатом строении. Вода с растворенными в ней питательными веществами поднимается по коре и питает сохранившиеся ростовые почки. 

Проделаем опыт. Вырежем из бумаги цветы, сложим их лепестками внутрь и поместим сложенные цветы на поверхность воды в широкой миске. Понаблюдаем за тем, что происходит: на наших глазах цветы распускаются! (Этот фокус может стать веселым сюрпризом на вечеринке, если внутри каждого цветка написать пожелание). Достанем один цветок из воды и разорвем бумагу – что видим на краю разрыва? Рассмотрим под микроскопом эти тонкие волоски – похожи ли они на волокна растений? Почему? 

Очень простой опыт покажет нам принцип роста растительной трубочки. Нам понадобиться бумажная лента длиной примерно 1 или полтора метра. Свернем ее в спираль, затем начнем медленно вытягивать внутренний конец, чтобы образовалась трубочка. Это молодые  клетки. Жизнь этих клеток коротка, но, когда они отмирают, то продолжают служить водопроводом, по которому поднимаются питательные соки к молодым клеткам (вытягиваем еще одну спираль), на них растут следующие клетки… Жизненный цикл повторяется и повторяется (в наших руках — длинная спиралевидная трубочка), старые клетки продолжают служить, хотя уже не растут сами. Эти тонкие волокна-трубочки называются капиллярами. Их можно рассмотреть на срезе любого растения. 

Как работают капилляры? Оказывается, жидкость быстрее поднимается по тонким трубочкам – капиллярам. Даже не очень тонкая трубка – например, футляр шариковой ручки, может поднять воду. Ставим пластиковую трубку в стакан с водой и видим, что уровень воды в трубке выше, чем в стакане. Попробуем поставить трубки меньшего диаметра – вода тем выше поднимается в трубке, чем она уже. 

Проведем еще несколько опытов, иллюстрирующих капиллярное явление. Например, при помощи капилляров можно поливать комнатные растения, если хозяева должны уехать на несколько дней. Возьмем банку, на дне которой пучок длинных веревок придавим камнем или другим грузом. Поставим ее на возвышение, а внизу, по  проекции окружности банки – пластиковые стаканчики. Наполним банку водой и опустим веревки в пластиковые стаканчики, чтобы концы веревок не доставали до дна. Понаблюдайте, что происходит с водой?  Таким способом можно поливать горшки с цветами во время вашего отъезда. Волокна веревки – это тоже трубки-капилляры. Чем не насос? Можно посчитать, за какое время вся вода из банки будет перекачана в землю. 

Насосы-капилляры переносят питательные растворы из почвы к верхушке растения — каждому листочку, каждой почке. Листья зеленые, потому что содержат хлорофилл – особые клетки, способные под воздействием солнечного света вырабатывать из неорганических солей органические питательные вещества – углеводы, жиры, белки. Этими органическими питательными веществами питаются сами растения и весь животный мир, мы в том числе. Вы скажете, что хищники не едят траву. Но, во-первых, едят (домашние кошки и собаки – тому пример), а во-вторых, хищники поедают травоядных, которые поедают траву… 

Куда же направляется вода, оставшаяся от переработки растворов? Она испаряется в атмосферу. Хлорофилловые зеленые фабрики выбрасывают в воздух тонны чистейшей, живой воды, пары которой в свою очередь очищают воздух. 

Проведем опыт очищения воды при помощи простой салфетки из ткани или бумаги. Нальем в стакан воды и добавим в нее какое-нибудь красяще вещество, краску, марганцовку, сок свеклы. Поместим один конец увлажненной салфетки в стакан на высокой подставке, а другой – в пустой стакан – на столе. Вскоре сможем наблюдать, как из высокого стакана убывает жидкость, а в пустой стакан – капает чистая вода. Таким способом можно очистить воду в походных условиях. Капилляры текстильных волокон не пропускают частицы грязи, только воду, служа простейшим фильтром. 

В средней полосе рост растений начинается примерно в середине мая, а заканчивается в середине октября. Многолетние растения начинают готовиться к зиме, запасая питательные вещества, прежде всего, органические, в почках и корнях. Как попадают эти вещества, выработанные зелеными листьями, к корням? С верхушки дерева — по капиллярам вниз, в подземные кладовые растений, где, надежно прикрытые слоем земли, травы, снега, сохранятся до следующей весны и с первым теплом устремятся по трубочкам-капиллярам вверх, чтобы дать жизнь новым листьям.

Небольшой комментарий для взрослой аудитории:

Серии простых опытов хорошо завершить занятием, на котором дети могут не только узнать что-то новое, но и с успехом применить добытые знания. Подобно частицам мозаики, известные, но разрозненные факты сложатся в удивительную картину. Выше приводятся подробные описания таких занятий, только не следует забывать, что это написано для ведущего в качестве примера, не более. На итоговом занятии главное — отдать инициативу и право высказывать свое мнение и предположение детям, а роль аниматора состоит в том, чтобы лишь при необходимости вопросом или просьбой обратить их внимание, чтобы не пропустить важное явление. Не надо подгонять их во время проведения эксперимента, размышления. Дети любят повторить удачное действие – позвольте им насладиться своим успехом, поделиться своими наблюдениями с товарищами. 

Эти счастливые моменты, казалось бы, маленьких открытий, и есть ступени роста творческой, созидающей личности. Не шумный и краткий успех у кучки одноклассников, на которых и был рассчитан чаще всего сомнительный поступок или пошлый анекдот, а ни с чем не сравнимое радостное чувство научного открытия, свидетелями которого являются достойные люди.