Проект «Картотека биологических эффектов»

Сокращённый вариант.

Биологический эффект — это применение биологических объектов (под которыми понимают все живые организмы) в жизнедеятельности человека.

С давних пор человек использует растения, животных и бактерии.

Но в последнее время их использование перешло на качественно новый уровень, чему способствовало развитие биотехнологии, биометаллургии, биоэлектроники, бионики и многих других наук, изучающих биологические объекты и новые способы их применения.

Картотека биологических эффектов поможет учителю биологии провести урок в захватывающе-проблемной форме, создать увлекательный курс по биологии как в рамках школьной программы, так и при проведении факультативных и внеклассных занятий.

Факты неожиданного применения биологических объектов в бытовой, криминалистической, инженерной, изобретательской практике позволят учителю использовать их для решения различных, не только биологических, творческих задач. Вот пример такого решения.

На одном из приисков были обнаружены хищения золота в особо крупных размерах. Курьер, перевозивший металл, был арестован.

У него изъяли мешочки, но пустые и старательно выстиранные.

Есть подозрение, что именно в них перевозили краденое золото.

Но как это доказать или опровергнуть? Как быть?

Кто-то вспомнил об опытах биолога Н. Н. Кольцова, в которых ничтожная примесь золота в воде, недоступная для датчиков, вызывала у лягушек хорошо заметное расширение кровеносных сосудов.

В три банки налили дистиллированную воду.

В одну поместили мешочки. В них, как предполагалось, перевозили золото.

В другую — несколько крупинок золота с того же прииска.

В третьей банке золота не было — это контроль.

В каждую банку посадили по лягушке.

Через несколько минут у лягушек в первых двух банках покраснело брюшко — это вздулись и стали просвечиваться сквозь кожу кровеносные сосуды.

В контрольной банке ничего не произошло...

Так было наглядно доказано наличие в мешочках ничтожных следов золота.

Основная идея теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) — любые системы возникают и развиваются по определённым законам.

Эти законы выявляются и используются для решения изобретательских задач. Одним из приёмов решения задач является применение различных эффектов (физических, химических, биологических и т.д.).

Вот здесь-то нам и пригодится картотека биологических эффектов, которая поможет найти и применить один или несколько эффектов для решения открытых изобретательских задач, позволит найти несколько решений, а не одно-единственное "правильное".

Многие примеры можно переформулировать в задачу.

Задача: Бесконечная нитка газопровода пересекает огромные пространства.

Где-то может возникнуть микротрещина, и газ будет просачиваться "на волю"... К

ак контролировать целостность многокилометровой трубы?

Вот как это делают в Чехии: над газопроводом высевают люцерну, которая меняет свой рост и цвет при малейшем воздействии газа.

Контроль над изменениями — с пролетающего вертолета.

Красивое решение? Кстати, не единственное, в чем можно убедиться, читая пособие.

Можно продолжить поиск новых примеров вместе со школьниками, увеличить объём картотеки.

Разве не любопытно будет ученикам вместе с Вами поискать применение этим и другим биологическим эффектам?

Много удивительных возможностей таит в себе мир живого.

Пауки помогают криминалистам, хирурги используют муравьев, а растения сами включают поливальные установки...

Всё это Вы найдёте в "Картотеке биологических эффектов".

Биологические эффекты в картотеке разбиты на ряд разделов в соответствии с целями использования. В частности, такими:

• Обнаружение веществ и энергии

• Удаление веществ и поглощение энергии

• Накопление веществ

• Преобразование веществ и энергии

• Выделение веществ и генерация энергии

Применение биологических объектов не ограничивается только указанными в данной версии картотеки функциями.

Биологические объекты выполняют транспортные операции, смешивают и обезвреживают вещества, используются в строительных работах и т.п.

Обнаружение веществ и энергии

1.1. В Чехословакии над газопроводом высаживают люцерну.

При воздействии даже малейшего количества газа люцерна меняет свой рост и цвет.

С вертолета делают снимки посевов и так определяют место утечки. (8, с.147).

1.2. В США работники газопроводов для выявления утечки газа из труб используют обоняние грифов-индеек.

С этой целью в природный газ добавляют химическое вещество с запахом тухлого мяса.

Грифы, питающиеся падалью, начинают кружиться над местом утечки.

Обходчику легко заметить крупных птиц (размах крыльев до двух метров) и найти соответствующее место. (16, 1989, № 9, с.87).

1.3. Мухи, почувствовав ядовитый газ в шахте, начинают нервничать.

Канарейки умирают, вдохнув даже небольшое количество газа, а мыши, почуяв газ, начинают беспокойно метаться по клетке.

Такую чувствительность животных к газу издавна использовали шахтеры. (10, с.158).

1.4. Ничтожная примесь золота в воде, недоступная для современных высокочувствительных датчиков, вызывает у обычных лягушек хорошо заметное расширение кровеносных сосудов на брюшке. (26, 1992, № 12, с.31).

1.5. Замечено, что рисунок паутины зависит от питания паука. Самые незначительные примеси яда изменяют характер плетения.

Криминалисты заинтересовались такими способностями пауков.

Если причину гибели человека установить трудно, пауку дают каплю крови погибшего человека и смотрят на рисунок сети.

Составлены специальные альбомы с фотографиями паутины после принятия пауками различных ядов. (10, с.176; 3).

1.6. Молодые хвойные деревья, такие, как сосна и ель, выявляют следы более тридцати различных металлов, в том числе и золота.

Химический анализ хвои может легко подсказать возможные подземные месторождения минералов. (13, 1989, № 1 с.44).

1.7. По химическому составу березового сока можно определить месторождения залежей, богатых фторсодержащими соединениями.

Березы в местах таких залежей дают сок с увеличенной концентрацией фтора.

Подобным же образом определяются месторождения марганца, цинка, калия. (14, 1990, № 6, с.11).

1.8. При незначительных концентрациях селена, ванадия, циркония и других металлов мелкие инфузории тетрахимены снижают скорость своего движения с 2700 мкм в секунду на 96%, а большие концентрации вредных металлов останавливают движение инфузорий. (26, с.158).

1.9. Для разведки радиоактивных руд собирают и анализируют пыльцу, приносимую пчелами. (16, 1985, № 5).

1.10. Термиты располагаются на отдых так, что оказываются головами в одном направлении.

Одни группы — параллельно, другие — перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Земли.

Аналогично ведут себя майские жуки и мухи. (10, с.55).

1.11. Личинки мух двигаются в направлении силовых линий наведенного электрического поля. Это используют, удаляя их из съедобных продуктов. (А.с. № 1340698).

1.12. Метровые радиоволны вызывают возбуждение у обезьян.

Они поворачивают голову в сторону источника и начинают волноваться. (26, с.71).

1.13. Листья некоторых растений даже в темноте продолжают следить за Солнцем. (8, с.45; 26, с.62).

1.14. А.Л. Чижевский в своих исследованиях использовал колонию бактерий, которые меняли свой цвет в зависимости от изменения электромагнитной активности Солнца. (10, с.154-157).

1.15. Хемилюминесценция применяется в качестве сверхчувствительного индикатора минимальных количеств химических веществ в человеческом теле.

С помощью люминесцентных бактерий, взятых у специального вида рыб, сделан прибор, устанавливающий алкоголь у водителей. (1, с.81).

Удаление веществ и поглощение энергии

2.1. Фермеры пускают овечьи отары на кофейные плантации.

Животные поедают сорняки, а кроме этого — листья на кофейных деревьях до определенной высоты.

Тем самым сбор плодов значительно упрощается. (9, с.70).

2.2. Мастерами "прополки" называют домашних уток.

Уток выпускают на рисовые поля.

Они поедают саранчу, личинок вредителей и сорные растения, не трогая рис.

Кроме того, птицы действуют как культиваторы — рыхлят почву, улучшая поступление кислорода к корням злаков.

А замутненная вода прогревается солнцем лучше, чем чистая. (12).

2.3. В одной из больниц США при лечении инфицированных ран использовались личинки мух для поедания отмирающих тканей.

По мнению лечащего врача, целебные действия этих насекомых были обнаружены ещё в первую мировую войну, однако предубеждение брало верх. (14, 1990, № 6, с.19).

2.4. В ряде американских штатов для очистки водоемов от водорослей, и в первую очередь от гидриллы, применяется травоядный карп.

Рыбы очищают водоемы столь эффективно, что можно не применять химические вещества. (21, с.41).

2.5. Найден штамм микробов, съедающих краску с пустых алюминиевых банок из-под пива и безалкогольных напитков.

На это уходит всего полчаса, после чего чистый алюминий можно отправлять на переплавку.

Применение бактерий заменит существующие технологии, при которых краску удаляют сжиганием (при этом сгорает 15% металла и загрязняется воздух) или отмывают органическими растворителями, что может привести к пожару и вредит здоровью. (16, 1992, № 1, с.68).

2.6. Разработан новой метод, благодаря которому содержание ртути в сточных водах можно снизить с двух тысяч до трех частей на миллиард.

Бактерии покрываются магнитно-активными ионами металлов, которые присутствуют в воде в виде солей.

Затем крошечные магнитики удаляют магнитными фильтрами в виде проволочных сеток с мельчайшими ячейками.

После этого собранные бактерии смывают в нужное место.

Бактерии способны принять в себя количество вещества, равное собственному весу.

Так как бактерии, покрытые магнитно-активными ионами металлов, управляются магнитным полем, то, вероятно, с их помощью можно получать магнитные жидкости. (14, 1989, № 11, с.37).

2.7. Жители хорошо озелененной улицы с плотными рядами деревьев ощущают уличный шум в десять раз слабее, чем на точно такой же улице, с той же интенсивностью движения, но без зелени. (20, 1992, № 5, с.59).

2.8. Кусты и деревья являются мощным экраном, который сдерживает проникновение электронаводок. (10, с.137).

Накопление веществ