Число растений, которые можно выращивать в закрытых террариумах, достаточно ограниченно. Нельзя высаживать быстро растущие растения и растения, запасающие в своих тканях воду.
Первый террариум был изобретен в 1842 году в Великобритании. Во времена королевы Виктории этот тренд быстро распространился. Террариум - это ёмкость, в которой созданы благоприятные условия для содержания животных и растений. Эти предметы изготавливается из стекла, имеют металлический, пластмассовый или древесный каркас. Террариумы могут быть открытые и закрытые. В закрытом террариуме создаётся уникальная среда для обитания некоторых растений и насекомых. Прозрачные стены способствуют проникновение внутрь тепла и света. В закрытом контейнере образуется благоприятный микроклимат. Водяные испарения циркулируют внутри террариума и создают идеальные условия для растений, предотвращая их высыхание.
Террариум может стать отличным дополнением к домашнему декору, а для некоторых людей служит своего рода хобби. Безусловно, оно напоминает увлечение комнатными растениями, однако это не совсем так. В первую очередь, террариум рассматривается как автономная экосистема, в которой все растения друг с другом взаимодействуют. Ее не надо поливать, удобрять или следить за уровнем влажности.
Обычно для закрытого террариума используют сорта растений, произрастающих в условиях тропиков. Внутрь него ставят маленькую ёмкость с водой, частично зарытую в грунт. Террариум раз в неделю открывают, чтобы выпустить лишнюю влагу из воздуха и его стенок. В закрытом террариуме находится специальная почва, необходимая для роста растений и сведения к минимуму потерь от разных микробов. Стеклянные закрытые террариумы могут иметь форму шара, колокола, куба, опрокинутой усеченной пирамиды или параллелепипеда. В таком террариуме нет сквозняков. Это позволяет выращивать самые нежные и капризные растения.
Число растений, которые можно выращивать в закрытых террариумах, достаточно ограниченно. Нельзя высаживать быстро растущие растения и растения, запасающие в своих тканях воду. Цветущие растения можно высаживать, но в будущем придется удалять увядшие цветки. Если их оставить, они начнут разлагаться и будут источником болезней, которыми страдают растения. Опытные ботаники рекомендуют садить в закрытые террариумы те растения, у которых корневая система мала или отсутствует. К ним относятся: аир злаковый, бегония королевская, хамедорея изящная, криптантус бромелиевидный, драцена Сандера, папоротники, плющ обыкновенный, селагинелла Крауза и т.д.
Открытые террариумы бывают так же различных форм, и в них высаживают любые растениями. Здесь приживутся и любители влаги, и любители жить в сухом климате. В открытый террариум подходят растения, которым необходим прямой солнечный свет.
C лайд 1.
Здравствуйте!
Я- Кашпура Алексей, ученик 3 «Г» класса представляю Вам проект «Искусственная экосистема в банке на окне».
Слайд 2.
Однажды в газете я увидел фотографию и заметку к ней, в которой говорилось о том, что Уникальную экосистему придумал британец Дэвид ЛАТИМЕР.
В 1963 году растениевод поместил в 10-литровую бутыль немного компоста и осторожно опустил туда побег традесканции. В 1972 году Дэвид Латимер в последний раз оросил водой листочки, после чего наглухо забил бутыль пробкой. Шли годы, но растение не погибло - продолжало зеленеть и выбрасывать новые побеги. Время от времени английский пенсионер поворачивал бутыль к свету, чтобы обеспечить доступ солнечных лучей ко всем частям буйной поросли.
Таким образом, традесканция, лишенная воды и кислорода, создала собственную экосистему: солнечный свет использовался ею для фотосинтеза, а опавшие листья, гниющие на дне бутыли, образовывали диоксид углерода, необходимый для роста. Это блестящий пример идеального жизненного цикла и отличный опыт для космонавтики и дальних космических полётов.
Мне захотелось проверить, хотя бы частично, возможно ли создать подобную экосистему самому.
Слайд 3.
Я поставил перед собой вопрос:
Есть ли необходимость в изучении такого рода экосистемы?
Предположил, что изучение разного вида экосистем – дорога в будущее развитие космоса.
Слайд 4.
Цели и задачи на слайде.
Слайд 5.
Разработал механизм реализации проекта (на слайде).
Слайды 6
Первым делом я узнал, что такое экосистема, так как в третьем классе мы это еще не проходим.
Ввёл понятие экосистемы английский учёный А. Тенсли. Позже известные всему миру ученые Юджин Одум, Владимир Сукачев и другие дадут подробную информацию об этом. Но если говорить простым языком, то экосистема – это определённая среда обитания, образованная живыми организмами. Это может быть почва, атмосфера, лужа и даже целый океан - естественные экосистемы. В рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие.
Но создать искусственную экосистему труднее, нужно знать многие экологические закономерности.
Слайды 7, 8, 9, 10.
Я решил, если и не повторить опыт Латимера, то в течение года попробовать создать подобную искусственную экосистему в банке.
Начал работу в июне. Н ашел большую банку, насыпал туда компоста, посадил белоцветковую традесканцию.
Ежедневно наблюдал за ее ростом. Раз в неделю поливал.
С августа поливал раз в две недели.
С начала учебного года перевез банку с дачи домой, поставил в двух метрах от окна на северной стороне. Сократился доступ света. Но традесканция не погибла , а продолжала расти.
Слайд 11.
В конце октября я завязал горло банки двумя слоями пленки, сверху обмотал бумагой – пусть постепенно привыкает к ограниченному поступлению воздуха и перестал ее поливать. Латимер это сделал после 10 лет жизни растения, у меня опыт кратковременный, поэтому я решил начать подготовку к закупориванию банки через пять месяцев.
Слайд 12.
Интересно было наблюдать, как менялась жизнь растения после этого.
Для контраста в обыкновенной трехлитровой банке я тоже посадил растение, но не закрыл ее. Растение продолжало тянуться вверх, к свету.
Слайды 13-14.
А в закрытой банке рост вверх прекратился, появились воздушные корни, множество боковых побегов.
Слайд 15.
Если растение в открытой банке мы поливали, то в закрытой – нет. На листьях и стенках закрытой банки можно было видеть капли воды. Шло испарение.
Слайд 16.
Некоторые листья гнили, опадали на почву.
Слайд 17.
В феврале горлышко банки обмотали четырьмя слоями пленки, почти законсервировали. Забить деревянной пробкой я побоялся, так как растение живет всего 8 месяцев, а не 10 лет, как у Латимера!
Итак: растение не получает извне воду, кислород. И лишь неяркий свет попадает на растение.
Оно продолжает расти. Возможно, зацветет.
Слайд 18.
Вывод: Конечно, такую экосистему нельзя назвать замкнутой, так как стекло пропускает свет, а значит - энергию, к растению.
Но, в банке, я считаю, создалась собственная мини-экосистема. Растение получает немного света, благодаря чему возможен процесс фотосинтеза. Цикл фотосинтеза ( это образование органических веществ из углекислого газа и воды, на свету, с выделением кислорода) играет решающую роль в выживании традесканции, перерабатывающей питательные вещества, которые растение само же и создает. Старые листья растения падают на дно бутыли и перегнивают. Собственный перегной традесканция использует в качестве почвы. В процессе гниения выделяется кислород, который растение перерабатывает в углекислый газ. Вода постоянно высыхает и оседает на стенках бутыли, в результате чего растение не испытывает потребности во влаге. Изолированной экосистеме необходим солнечный свет. Это – единственное, чем она не может себя обеспечить.
Слайд 19.
Может ли использоваться на космическом корабле экосистема, созданная по этой модели?
Такой удивительный, практически идеальный цикл жизни уже давно заинтересовал НАСА (NASA), ведомство, принадлежащее федеральному правительству США, которое разрабатывает программу использования и адаптации растений в космосе. Некоторые виды растений работают как прекрасные скрубберы (очистители), способные забирать загрязняющие вещества из воздуха. Если научиться выращивать и транспортировать растения, снабжая их лишь светом, (а он на корабле есть) можно существенно сократить затраты на питание космонавтов. Кроме того, в космосе растения необходимы для переработки двуокиси углерода в кислород и очистки воздуха. Все это позволит космической станции фактически превратиться в самоподдерживающуюся систему.
Слайд 20.
Если кого то заинтересовала эта работа, то можете попробовать создать свою экосистему. Например: в аквариуме или можно посадить в банку денежное дерево и закрыть полиэтиленовой крышкой.
Запаянные аквариумы со своей экосистемой участвовали в экспериментах американского «Шаттла» и Российской космической станции «Мир».
Слайд 21.
Земля еще длительное время в состоянии обеспечить живущих на ней всем необходимым, если человечество более рационально и бережно будет расходовать ресурсы планеты, экологически грамотно решать вопросы преобразования природы, исключит гонку вооружений и покончит с ядерным оружием.
В то же время специалисты считают, что применение искусственных экосистем будут неизбежны в составе будущих крупных космических поселений, лунных, планетных и межпланетных баз и других удаленных внеземных сооружений.
Слайд 22
“Природа, милая тебе одной я внемлю, Ты подарила мне и небеса, и Землю. И их помощником я буду век за веком, Лишь оттого, что я родился человеком!”
Спасибо за внимание.
Гуляя каждый день по нашему сосновому лесу и не переставая любоваться многообразию живописного мха под ногами, я всякий раз с грустью думала о том, как недолговечна его красота.
Еще каких-то пара месяцев, грянут первые заморозки, и скроется вся эта красота под снегом. Как жаль, что нельзя сохранить ее для постоянного наблюдения и получаемого от этого удовольствия!
И тут совершенно неожиданно мастер-класс от Катерины и как раз об этом! Вот это удача!
Сейчас быстренько вас с ним ознакомлю и бегом в лес запасать мох!
Пока все закатывают варенье , Катя закатывает мох:) Получается хоть и несъедобно, но довольно симпатично и занимательно.
Итак, первым делом выдвигаемся в ближайший лес или парк, прихватив с собой контейнер, пакетики и какой-нибудь инструмент, чтобы ковыряться в земле. Набираем низкорослых растений (я собирала преимущественно мох), камешков и всяких прочих сокровищ, типа шишек. Не забываем копнуть вместе с растениями немного земли и идем домой.
Дома ищем банку с герметично закрывающейся крышкой . Можно и просто «закатать» экосистему в банке, но возможность открыть банку может быть очень полезна для полива растений на первых порах, пока система не стабилизируется. Банку тщательно моем изнутри и вытираем насухо. У меня банка объемом 750 мл, можно использовать сосуды и побольше, и поменьше.
Также нам понадобиться дренаж . Я в качестве дренажа буду использовать уголь, также можно использовать керамзит или камешки .
Еще нам понадобится пульверизатор с водой для полива .
Если у вас небольшой сосуд с узким горлышком, пригодится пинцет.
Раскладываем свои богатства, растения чуть сбрызгиваем водой, чтобы не завяли.
Укладываем слой дренажа.
На дренаж — небольшой слой грунта. Не забудьте слегка сбрызнуть его водой.
Теперь прикидываем, что у нас отправляется жить в банку.
У меня баночка совсем небольшая, так что ни шишку, ни желудь я туда не пристроила. Не стоит наполнять банку до верха, оставьте не менее 1/3 свободного пространства.
Когда будете довольны результатом, побрызгайте растения водой из пульверизатора и закройте крышку (не забудьте подложить резиночку).
Лучше всего поставить баночку туда, где до нее не доберутся прямые солнечные лучи, и первое время проверять, не подсыхает ли мох, и опрыскивать его по необходимости. В идеале, экосистема в банке придет к равновесию — на стенках будет скапливаться конденсат, и полива больше не потребуется.
Если решитесь сделать себе «вечный террариум», или у вас уже есть такой — делитесь фотографиями в комментариях!
А я поделюсь несколькими фото из интернета для идей и вдохновения.
Совсем небольшие террариумы, которые, на мой взгляд, очень удачно будут смотреться на рабочем столе.
Вот еще один пример замкнутой экосистемы — очень популярный в сети вечный террариум в лампочке.
А вот замкнутая экосистема, которой уже больше 40 лет!
Сад в бутылке – одно из удивительных украшений вашего дома. Создание миниатюрных композиций, выбор растений, уход за ними очень быстро становятся любимым увлечением и дополнительным источником дохода: флористические композиции под стеклом сегодня очень популярны. «Работа» в таком саду – хорошая профилактика стресса. У вас всегда будет хорошее настроение: красота дарит спокойствие, скрупулезный труд – терпение.
Видео мастер-класс по созданию флорариума
Создаем мир своими руками
Как сделать сад в бутылке? Этот вопрос открывает вам путь к одному из увлекательных занятий. Для создания цветущего шедевра в специализированных магазинах нужно купить:
- стеклянную емкость;
- дренаж, пару листов картона;
- упаковку таблеток активированного угля;
- грунт;
- растения;
- предметы декора.
Чем необычнее сосуд, тем лучше
Один из ключевых моментов — выбор емкости. Это может быть бутыль необычной формы, с широким горлышком и плотно прилегающей крышкой. Можно выбрать высокий объемный бокал, графин, вазу, банку и даже старый аквариум – пригодна любая емкость из прозрачного стекла.
Даем аквариуму вторую жизнь
Дренаж помимо своего прямого предназначения в бутылочном саду несет большую декоративную нагрузку. Выбирать его следует с учетом общей дизайнерской задумки и эстетичности. Хорошо смотрится крупный песок, оригинально выглядит ракушечник, можно использовать керамзит или яркоокрашенные декоративные камни.
Грунт для цветов следует покупать в минимальном количестве. Емкость заполняется всего на четверть. Активированный уголь – хороший антисептик, он пригодится для композиций, высаженных в закрытом сосуде.
При отборе предметов декора ограничиваемся только собственной фантазией. Чаще всего используются камни, ракушки, песок, ветки, мох, декоративные фигурки людей и животных.
Особое внимание – «посадочному материалу»
Растения для сада в бутылке выбираем по следующим параметрам:
- небольшая корневая система (место в замкнутом пространстве ограничено);
- минимальные размеры;
- любовь к повышенной влажности;
- неприхотливось.
Лучше отдавать предпочтение декоративнолиственным экземплярам. Цветущие растения требуют удаления увядших цветов и опавших листьев, что сделать достаточно затруднительно через узкое горлышко бутылки.
Продумываем композицию для мини-сада
Наиболее эффектно в стеклянных емкостях смотрится Вариегата, аир злаковый. Его высота 25 см, растет медленно, отлично переносит недостаток влаги. Его кремово-зеленые листья украсят любой мини-ландшафт.
Хорошо смотрятся в стекле сорта бегонии королевской с мелкими листьями. Высота растений 15 см, располагают ее, как правило, в центре композиции.
Идеальное растение для мини-оранжерей — хамедорея изящная. Эта красивая, медленно растущая пальма с изящными листьями и тонкими стеблями украсит любой сад.
Для небольших емкостей идеально подходит бромелиевидный криптантус. Его высота всего 8 см, при этом он имеет красивые розетки листьев, зеленых с небольшими белыми вкраплениями в нижней части.
Часто для сада в бутылке используют невысокую стройную драцену Сандера. Ее необычные узкие листья с крупными белыми пятнами сразу привлекают внимание.
Неплохо в низкорослых композициях выглядят разные сорта папоротника. Особой популярностью пользуются птерис мечевидный Виктория, адиантум Радди, пеллея круглолистная, адиантум мелковолосистый. Их красивая зелень идеально подходит для создания «внеземных» ландшафтов.
Фиттония Вершаффельта – еще одно растение, которое любит влажный воздух и отлично себя чувствует в закрытом стеклянном сосуде. У нее необычные листья: оливково-зеленые с красными прожилками. Ее «подруга» серебристожильчатая фиттония имеет на ярко-зеленых листьях белые прожилки. И та, и другая красавицы весьма миниатюрны: высота всего 7,5 см.
Капризная маранта в мини-оранжерее чувствует себя великолепно. Ее стелющиеся стебли и зеленые с черными пятнами листья отлично смотрятся за стеклом.
Можно использовать плющ Спетчли, Литтл Диамонд или Тре Купе. Его крохотные листочки очень декоративны в вертикальном озеленении мини-сада.
Пеллиония красивая также часто встречается в флорариумах. Ее стелющиеся красноватые стебли в сочетании с темно-зелеными красивыми листьями выглядят весьма необычно.
У пилеи Кадье есть карликовая разновидность – Нана. Ее ценят за необычные серебристые крапинки на зеленых листьях.
Для декоративного покрытия почвы можно посадить салагинеллу Крауза. Ее маленькие листья издалека напоминают мох. На ее фоне вся композиция смотрится исключительно.
Можно использовать и другие растения. Выбор зависит от общей дизайнерской задумки. Однако следует помнить, что для выращивания в ограниченном пространстве стеклянного сосуда подходят только низкорослые разновидности, высота растений не должна превышать 20 см. К тому же выбранные вами «питомцы» должны любить влажный «климат».
Инструмент для работы в мини-оранжерее
Чтобы сделать сад в бутылке своими руками, без подручного инструмента не обойтись. Ведь всю работу придется выполнять через достаточно узкое горлышко бутылки. Нам понадобятся:
- чайная ложка, зафиксированная на длинном черенке, — будет выполнять роль совка;
- острое лезвие, зафиксированное на ручке подходящего размера, – растения нужно будет подрезать;
- «пресс» для утрамбовки земли – пустая катушка ниток, закрепленная на удобной ручке;
- две длинных палочки – для подхватывания, переноса, посадки растений;
- губка для того, чтобы протирать сосуд изнутри;
- небольшой пульверизатор.
Технология создания флорариума
Берем стеклянный сосуд. Чем оригинальнее он будет, тем привлекательнее получится композиция.
На дно насыпаем дренаж. Если задуман неровный «рельеф», то в горлышко бутылки нужно поставить рупор из плотного листа бумаги, узким концом внутрь. С его помощью можно легко сформировать возвышенности и даже настоящие холмы.
Теперь насыпаем тонким слоем древесный уголь или раскладываем таблетки активированного угля, это защитит наш мини сад в бутылке от болезнетворных бактерий, плесени и переувлажнения.
Теперь добавляем слой плодородной почвы. Чтобы точно быть уверенным, что растения получают все необходимые питательные вещества, грунт следует покупать готовым в специализированных магазинах, исходя из того, какие цветы вы будете сажать. Объем почвы – напрямую зависит от того, насколько глубоко укореняются выбранные вами растения. В любом случае дренаж, уголь и земля не должны занимать больше ¼ части сосуда. Разравниваем слой, слегка «утрамбовываем», используя «пресс» — пустую катушку ниток на длинной ручке. Работать нужно максимально аккуратно, чтобы стенки емкости остались чистыми. Если не получилось, намочите губку, закрепите ее на удобной ручке и тщательно протрите стекло. Его чистота – залог хорошего роста растений. И красоты композиции, конечно.
Приступаем к самому главному – садим цветы и располагаем элементы декора. Для посадки используем обыкновенную вилку и ложку. Ложечкой делаем углубления, вилкой переносим растения и закапываем корни. Не расстраивайтесь, если с первой попытки у вас ничего не вышло. Немного терпения – и у вас все получится. Небольшой секрет. Если корни «саженцев» слишком мощные их следует безжалостно обрезать. Это приостановит рост растений, а также позволит высадить их с минимальными потерями. «Посадки» и почву смачиваем из пульверизатора. Следим, чтобы распыление было микроскопическим, ни в коем случае не используем струйный полив.
Протираем губкой стенки емкости, плотно закрываем ее крышкой.
Чаще всего композиции флорариума составляют из 1-3 растений. Если хотите посадить больше, берите сосуд объемнее. Например, старый аквариум. Посмотрите, как выглядит на фото сад в бутылке, приведенный ниже.
Уход за мини-садом в «пробирке»
Цветы в бутылочном саду не требуют особого ухода. На стенках сосуда иногда появляется обильный конденсат. Это нормально. Обязательно нужно открыть крышку и подсушить. Сильно разросшиеся растения время от времени нужно подрезать, чтобы композиция не теряла свой эстетический вид. В силу того, что за стеклом формируется особая экосистема, полив следует свести к минимуму. В большинстве случаев растениям достаточно той влаги, которую испаряют листья.
Для роста и правильного развития растениям нужен свет. Если флорариум расположен в плохо освещенном месте, следует продумать дополнительные источники света. Лучшее решение – люминесцентная лампа. Она не дает большого тепла, а значит, не пересушит садовых «жителей».
Сад в бутылке – прекрасная альтернатива выращиванию комнатных цветов на подоконнике. Он красив и необычен, к тому же благодаря закрытой экосистеме спокойно «терпит» долгое отсутствие своего владельца.
В чём сила Борщевика Сосновского и Ротана Голавешки? Принципиальная возможность создания замкнутой экосистемы. Бизнес план фермы по разведению кроликов и нутрий.
В Кунг-Фу нельзя противостоять силе противника —
нужно войти в гармонию с ней…
Брюс Ли «Дао Кунг Фу»
Во второй половине семидесятых годов на территории Средней Руси появились два новых вида живых организмов, распространение которых носило характер массовой биогенной эпидемии. Небольшая рыбка ротан головешка, после заселения в среднерусских прудах, очищал для себя жизненное пространство, уничтожая под корень всю благородную рыбу. Борщевик Cосновского — гигантский зонтик, серьёзно нарушал экологический баланс, убирая со своего пути все другие растения и был, практически не убиваем. Все традиционные методы борьбы с этими биогенными завоевателями мирового господства оказались безуспешны. Вначале считали, что это или какие-то супермутанты, появившиеся в результате очередной утечки радиоактивных изотопов или изобретательная диверсия спецслужб США. После оказалось, что всё гораздо проще. Попробуем разобраться, в чём тут дело.
Ротан головешка никакой не мутант. Это обыкновенная аквариумная рыбка, в естественной среде обитающая в бассейне реки Амур и Дальнем Востоке и северо-востоке Китая. Часто встречается в местах нерестилища осетровых рыб, поедая их икру. Отсюда был сделан вывод, что вытеснение других видов рыб из среднерусских водоёмов связано именно с поеданием икры. Нужно отметить, что это действительно исключительная рыба. Она обладает огромной головой и огромным ртом. Она ест буквально всё, иногда очень глубоко заглатывая наживку. У ротана широко развит каннибализм. Рыбы могут поедать друг друга, например, находясь в целлофановом пакете. Ротан чрезвычайно живуч. Отрубленная голова может дышать ещё минут пятнадцать. Некоторые рассказывали (я не проверял) что замороженная в морозилке рыба после оттаивания спокойно возвращается к жизни. По внешнему виду, ротан чем-то напоминает вымершую семь миллионов лет назад кистепёрую рыбу.
Борщевик Cосновского также не диверсия спецслужб США. Он был привезён в Среднюю Россию И.В. Сталиным в 1947 году из Кавказа, за что получил в народе название «месть Сталина». Казалось, что он может решить многие проблемы сельского хозяйства, поскольку давал 2500 центнеров с гектара и не требовал никакого ухода. Позже оказалось, что это растение активно выделяет вещества фуранокумарины, которые при попадании на кожу вызывают сильные болезненные и долго не заживающие фотохимические ожоги. Эти ожоги очень напоминают результат воздействия жёсткого ионизирующего излучения. Более того, недавние исследования показали, что сок, выделяемый Борщевиком Сосновского, обладает токсичными, митозомодифицирующими и мутагенными свойствами. (А.С. Песня, Д.А. Серов и др. 2011). Основной целью веществ, выделяемых Борщевиком Сосновского, является воздействие на механизм деления клеток в предварительной стадии митоза. То есть никаких нарушений в поражаемых клетках он не производит за исключением блокировки возможности деления. При подготовке деления у вражеских клеток эукариотов происходит «индукция апоптоза», то есть программируемой клеточной самоликвидации.
Использование Борщевика Сосновского в качестве основного фуража оказалось невозможным, поскольку молоко у коров приобретает характерный горький вкус и становится непригодным и для кормления потомства и для питья человеком. Собранный в силосную яму, борщевик через некоторое время вскрывает свои клеточные перегородки и превращается в вонючую жижу. Есть предположения, что процессы, индуцированные Борщевиком Сосновского, имеют ядерную природу, то есть ожоги на теле и нарушения в процессе размножения клеток всех окружающих эукариотов обусловлены особым видом радиоактивности. Когда какое-то живое существо выпадает из общей гармонии природы, то это сразу бросается в глаза. Характер дисгармонии в случае ротана кажется очень похожим на характер дисгармонии, вызванной борщевиком, что может говорить о том, что в обоих случаях мы имеем дело с одним и тем же биологическим эффектом. Для того, чтобы понять, что представляет собой этот эффект, рассмотрим некоторые сопутствующие наблюдения.
Ротан любит жить в стоячих водоёмах, в заболоченных водоёмах с хорошо развитой травяной растительностью. В водоёмах с проточной водой и реках, ротан не обнаруживается. Популяция ротана носит характер «заболевания». Если в только что созданный пруд запустить ротанов, то популяция не развивается. Ротан появляется, только на уже существующей значительной популяции других рыб, уничтожает её, после чего поддерживает свою популяцию на постоянном достаточно высоком уровне. Вывести ротанов после развития популяции практически невозможно. Попытки разведения с этой целью, например окуня или щуки оканчиваются неудачей. Окунь не хочет жить в тех условиях, в которых живёт ротан. С другой стороны, карась способен сосуществовать вместе с ротаном, причём замечены принципиальные изменения в популяции карася после появления ротанов. Если обычно, карась довольно мелкая рыбёшка, то когда популяция ротанов выходит на свой стабильный уровень, общее число карасей уменьшается, то при этом они значительно увеличиваются в размерах. Другие виды рыб ротан полностью уничтожает, но с карасём он входит в своеобразную гармонию и обе популяции вполне могут сосуществовать вместе.
То, что Борщевик Сосновского «стремительно распространяется» по полям и лугам не соответствует действительности. Я несколько лет наблюдал за различными популяциями борщевика, и оказалось, что они достаточно стабильны. Участок, на котором растёт борщевик, представляет собой некоторое подобие язвы на теле. Она вполне локализована и имеет реальные границы. Даже если рядом с поляной борщевика есть открытое заброшенное поле и семена могут относиться ветром на значительное расстояние, дальнейшее распространение растения не происходит. Одно из самых любимых мест обитания борщевика — это опушка леса. На открытых пространствах и в лесу, он встречается значительно реже, хотя в одном месте я наблюдал очень мощную популяцию борщевика на тенистой лесной тропинке. Первые всходы борщевика появляются сразу после схода снега вместе с нарциссами, тюльпанами и декоративным чесноком.
Очень большой процент популяции борщевика образуется вокруг действующих и заброшенных коровников, где существуют области с почвой, у которой нарушен внутренний баланс, в частности вызванный обилием не перепревшего навоза и/или отсутствием нормального травяного покрова повреждённого копытами животных. Обилие борщевика по краям дорог как раз связано с тем, что обычно именно по этой территории перегоняют стада коров. При этом выполняются оба условия: верхний травяной покров уничтожается копытами и сверху земля покрывается свежим, не перепревшим навозом.
Ну вот в сущности и всё. Теперь можно приступить к объяснению всех вышеперечисленных явлений. Для начала обратимся к истории возникновения жизни на Земле. Возраст Земли оценивается по анализу вещества метеоритов и лунного грунта в 4,5 тысяч лет. Возраст пород, в которых найден углерод заведомо органического происхождения (с характерным изотопическим сдвигом 12 С и 13 С) составляет 3,8 миллиардов лет. Цифра солидная, но главное заключается в том, что формация Исуа в Гренландии, где был обнаружен этот органический углерод, является вообще древнейшей осадочной породой на Земле. Этот факт доказывает «презумпцию Вернадского» — что жизнь на планете возникает немедленно, как для этого возникают минимальные условия… но это к слову.
Первыми живыми существами на Земле были прокариоты или, грубо говоря, сине-зелёные водоросли, которые правда никакие не «водоросли», а самые примитивные бактерии. Древнейшие из них найдены в местонахождениях Варравуна (Австралия) — 3,5 и Онфервахт (Южная Африка) — 3,4 млрд лет назад. Это оказались несколько видов цианобактерий («синезеленых водорослей») ничем особенно не отличающихся от современных. Разделение живых существ на прокариоты и эукариоты (эти термины были введены в 1925 г. Э. Шаттоном), основанное на наличии или отсутствии в их клетках оформленного ядра, теперь считают существенно более фундаментальным, чем, например, разделение на «животных» и «растения».
Концентрация кислорода на Земле вплоть до середины протерозоя (1,7-1,8 миллиардов лет назад) оставалась на очень низком уровне — не выше 1%. Кислородная революция привела к тому, что впервые за 2 миллиарда лет существования живых организмов Мир становится аэробным. Для существ, составлявших в те времена биосферу Земли, это можно было бы назвать только как «отравление кислородом атмосферы планеты». Все существовавшие на то время прокариоты были анаэробны и не выносили повышенной концентрации кислорода в воздухе. Это было связано, прежде всего, с тем, что многие процессы характерные для прокариотов — например, ферментный комплекс, ответственный за фиксацию N 2 подавляется молекулярным кислородом. Переход к кислородной атмосфере привёл к первому в истории существования жизни на Земле глобальному экологическому кризису.
Собственно эта кислородная революция шла примерно параллельно с другой революцией — возникновением эукариотов и многоклеточных организмов. Для прокариотов многоклеточного организма возникнуть не может. Непонятно, почему только клетки с ядерной оболочкой и упаковкой ДНК с использованием гистонов, способны образовывать многоклеточные организмы. Тем не менее — прокариотом пришлось уступить, и они заняли на планете такие экологические ниши, для которых характерен дефицит кислорода. Хорошо известно, что вода «портится» или «протухает» если находится без движения. Цианобактерии — главные участники «цветения воды», которое приводит к массовым заморам рыбы и отравлениям животных и людей. Забавным фактом является то, что цианобактерии являются творцами кислородной атмосферы земли и в настоящее время производят до 40% всего кислорода… и в то же время не переносят его высокой концентрации.
Вместе со всем этим остаётся главный факт — прокариоты самые неприхотливые и выносливые жители на планете. Это полные автотрофы. Для своей жизнедеятельности им не нужно НИЧЕГО, кроме воды, тепла и углекислого газа. Ни свет, ни органика, ни кислород им не требуется. Они были первыми, кто появились на планете и в результате какой-нибудь глобальной катастрофы будут последними, кто её покинет. Так что же там с нашим ротаном? Для объяснения странностей вокруг этой рыбки, нужно предположить, что она является квази-автотрофом — то есть способна поедать автотрофы — цианобактерии. Таким образом, для жизнедеятельности ротана достаточно только наличие сине-зелёных водорослей и других анаэробных организмов. Концентрация анаэробов тем выше, чем ниже концентрация кислорода, кислород они не любят. Вначале, ротан попадает в среду с нормальной концентрацией обыкновенных рыб и уничтожает их всех, поедая икру и мальков, а параллельно с этим и всё, сто попадётся ему на пути. При этом концентрация рыбы в маленьком пруду становится настолько высокой, что уровень кислорода сильно падает. Это вызывает быстрый рост популяции анаэробных организмов и прежде всего цианобактерий. Они вспоминают своё легендарное прошлое два миллиона лет назад. Но ротану это только на руку, поскольку для жизнедеятельности ему вполне хватает поедать цианобактерии. Возможно, они вполне заменяют ему кислород. Вместе с ротаном в таких условиях может выжить только рыба, которая также может существовать с пониженным содержанием кислорода — карась. Вот и всё.
С борщевиком сосновского ситуация интереснее. После того, как на некоторой площади возникает область с сильно пониженным содержанием кислорода: повреждённая земля, большая концентрация свежего навоза, возникает лавинообразное размножение цианобактерий и других анаэробов в почве. Борщевик активно усваивает эти организмы, в результате чего возникает обратная связь — чем больше цианобактерий, тем активнее рост борщевика и ниже концентрация кислорода и следовательно быстрее рост анаэробных цианобактерий. Но, борщевику сложнее прожить, чем ротану, поскольку в почве значительно больше нахлебников на цианобактерии, чем в воде. Многие простейшие эукариоты приложатся к лакомному куску. Значит — надо их всех убить! Для выполнения этой задачи, борщевик выделяет специальные вещества в почву, которые влияют только на клетки эукариотов, то есть на такие клетки, у которых есть ядро и выполняют свою боевую задачу — останавливают процесс деления клетки на периоде самопроверки. Если клетка ядра не содержит — то её борщевик не трогает — это его еда.
Ничего странного нет в том, что растение может питаться бактериями. Существует около 600 видов растений, которые приспособились к ловле и перевариванию небольших животных, в основном насекомых. Для защиты от летающих агрессоров, борщевик выделяет активные фуранокумарины в воздух и пропитывает ими поверхность всего растения — чтобы враг не прошёл. Ни мошки, ни блошки, ни гусеницы полакомиться борщевиком не в состоянии. Единственным исключением являются насекомые, включая пчёл, которых борщевик допускает до своих зонтиков для эффективного опыления, хотя он прекрасно опыляет себя сам, так что летающие насекомые ему не принципиальны. Такой механизм активности Борщевика объясняет удивительную сложность уничтожения этого странного растения. Поскольку ему почти ничего не нужно — у него ничего нельзя отнять. Бороться с самыми живучими существами на планете цианобактериями нереально. Скашивать борщевик почти бесполезно, поскольку он вырастает из маленького кусочка корня. Если скашивать его до возникновения зонтиков, то из двулетника он превращается в многолетник и будет упорно расти до тех пор, пока не даст потомства. Если скашивать его после возникновения семян, то избежать попадания свежих семян в почву вряд-ли удастся. Поиск по ключевому слову «борщевик сосновского» пестрит описанием неудачных попыток побороть это растение. Борщевик поистине обладает силой цианобактерий и, кстати, внешне очень похож на гигантские растения, которые существовали на земле миллионы лет назад.
Итак, мы смогли ответить на вопрос «Кто виноват?» теперь нужно перейти к следующему этапу и ответить на вопрос «Что делать?». На основании существования живых существ с аномально высокой выживаемостью и неприхотливостью, а также аномальной скоростью размножения можно создать замкнутую экосистему, которая бы существовала на правах концентрированной дикой природы и не требовала бы заботы человека. Единственное что должен такой системе человек, это обеспечить надлежащий температурный режим и освещение. Если бы существовала независимая энергетика нуклеосинтеза , такая биоячейка могла бы стать полностью автономной. Если источникам энергии является электричество, то единственное, что необходимо от человека — это обеспечить необходимую внешнюю электрическую нагрузку.
Животные, которые могли бы активно размножаться в такой биоячейке, должны быть «условно домашними». Это должно быть животное, которое способно независимо прожить в диких условиях и в то же время быть очень дружелюбно к человеку. Например, бобёр таким условиям не удовлетворяет, поскольку, не смотря на то, что успешно проживает в дикой природе, достаточно агрессивен. Нутрия, тот же бобёр, но напротив очень дружелюбна и широко используется для разведения в звероводческих хозяйствах и на фермах. Очевидны сложности в разведении зайцев в отличие от кроликов, которые являются традиционным объектом широко распространённого «кролиководства». Кролик прекрасно проживает в дикой природе и, следовательно, является условно домашним. Также к «квазидомашним» животным можно отнести выдру, которая конечно зверь дикий, но иногда используется как домашнее. В некоторых районах Бангладеш выдр используют в качестве охотничьиих животных — они загоняют рыбу в сети рыбаков.
Для описания замкнутых систем типа «хищник-жертва» используется известное уравнение Лотки-Вольтерра, которое было впервые получено Лоткой в 1925 году для описания динамики взаимодействующих биологических популяций. Система имеет равновесное состояние, когда количество хищников и жертв постоянно. Отклонение от этого состояния приводит к колебаниям численности хищников и жертв, аналогичных колебаниям гармонического осциллятора. Стабильность по Ляпунову устойчивого состояния возможна, но в реальных условиях это должно быть проверено экспериментально. Рассмотрим пример связанной системы «хищник-жертва» на примере борщевика и кролика.
Кролик — Борщевик Сосновского
Кролик в своём роде удивительное животное. При наличии благоприятных условий, размножение кролика носит характер биогенной пандемии. Климат в Австралии очень сухой, что максимально снижает количество болезнетворных для кролика бактерий. Почва песчаная, что позволяет легко рыть норы и неограниченно размножаться, уничтожая все посевы фермеров. Для борьбы с кроликами в Австралии были выведены страшные вирусы. В других частях света кроличья эпидемия не встречается, поскольку кролик очень сильно подвержен внешнему бактериологическому заражению. Достаточно одному кролику заболеть, как вымирает вся популяция. Кролик — это зверь, который способен самостоятельно контролировать размер своей популяции. Если количество кроликов превышает имеющиеся в наличии корма, то животные переходят к каннибализму и начинают поедать своих детей. Организм кролика представляет собой минифабрику по производству обогащённых комбикормов. Кролик, переваривая траву, создаёт «ночной кал», обогащённый питательным кормом, которой он же сам и поедает. Диетическое мясо кроликов относится к так называемому белому мясу. Количество белка в нем выше, чем в баранине, говядине, свинине и телятине. Кроличье мясо, как нельзя лучше, отвечает задаче повышения полноценности белкового питания и снижения в рационе уровня жиров, особенно насыщенных. По витаминному и минеральному составу мясо кроликов превосходит почти все иные виды мяса.
Посмотрим, что кролик и Борщевик Сосновского прекрасно подходят друг для друга. Самой центральной проблемой, которая не даёт кролиководству по-настоящему развернуться — это высокая уязвимость кроликов к бактериологическим заболеваниям, что делает их содержание дорогостоящим. Высочайшая чистота и качество мяса кролика не допускает наличие активных ядовитых веществ для борьбы с болезнетворными бактериями. Борщевик прекрасно решает эту проблему, поскольку является естественным дезинфектором воздуха и почвы, подавляя своими выделениями все микроскопические эукариоты. Зелень борщевика — это идеальный корм для кролика. Поскольку кролик покрыт густой шерстью, то фуранокумарины, вызывающие ожоги на него не действуют. К тому же кролики проводят большую часть своей жизни в норах, глубоко под землёй и выходят для еды на поверхность только ночью. В свою очередь кролики оставляют на поверхности свой неперепревший кал, который является идеальной питательной средой для размножения цианобактерий, главной сырьевой базы Борщевика.
Поддержание климатического режима
Для поддержания климатического режима в биоячейке необходимо наличие водяных каналов. Общая температура внутри ячейки всё время может держаться постоянной на оптимальной температуре размножения кроликов и роста борщевика — порядка 22 градусов по Цельсию. Замкнутая система ротан-цианобактерии никогда не даст воде зацвести и заболотиться. Берега каналов необходимо укрепить побегами гигантского тополя и ивы, которые можно найти в большом количестве, например в черте города Москвы. Эти деревья прекрасно растут по берегам речек, обладают сильной корневой системой и аномально высокой скоростью роста и несравнимой выживаемостью. Достаточно отломать ветку тополя, сделать из неё кол, забить в землю в произвольном месте, чтобы он прижился и начал расти. В черте города Москвы на свалках, у гаражей растёт некое подобие подмосковного бамбука, дающего очень большую зелёную массу. Эти деревья вместе с ивой могут стать основой пищевой базы для нутрии, которая будет контролировать травяной режим в каналах и никогда не даст им зарасти осокой и камышом. Нутрия — животное, которое по своим техническим характеристикам очень напоминает кроликов. Она предпочитает тот же климат, размножается со сравнимой скоростью, контролирует рождаемость поеданием детей и представляет собой минифабрику по производству комбикормов, поедая свой «ночной кал». Также как и кролик — это исключительно травоядное животное, которому вполне хватает веток ивы для того, чтобы прокормиться. Но нутрия — это водяное животное и в любом случае предпочтёт камыш борщевику. Зоны обитания кролика и нутрии не пересекаются. Мясо нутрии — настоящий деликатес. По цвету оно схоже с говядиной, по аромату и вкусу напоминает пернатую дичь, а по вкусовым качествам, калорийности, содержанию полноценных белков, жира, минеральных веществ и витаминов не уступает крольчатине и говядине. Жир нутрий белый, с кремовым оттенком, по усвояемости схож со свиным.
Полезные добавки.
В такой биоячейке или экосистеме замкнутого цикла вполне есть место для пчёл — они занимают свою нишу и ни с кем не пересекаются. Признано, что борщевик сосновского — прекрасный медонос, причём мед, созданный на базе борщевика, наверное, обладает свойствами аналогичными пенициллину. Карась, добавленный к ротану прекрасная диетическая рыба. Её можно варить, жарить и вялить, как воблу. Когда популяция ротанов стабильно высокая, можно добавить выдру. Она предпочитает мелкую рыбу и ротан для неё наилучший корм. С травоядной нутрией хищник выдра не пересекается. Выдра контролирует полёвок и грызунов, но самое главное — это мех, который очень красив и прочен. Его носкость в пушном деле принимается за 100%.
Интересной добавкой к биоячейке могут быть «съедобные мухоморы» — Amanita rubescens или Мухомор серо-розовый. Этот гриб обладает прекрасными пищевыми свойствами, очень вкусен — аналогично Белому грибу не темнеет при варке. Обычно даёт очень большую массу и растёт в больших колониях. Я долго изучал условия в которых растёт этот гриб и полагаю, что Amanita rubescens может также питаться анаэробными цианобактериями — так что почва на которой растёт Борщевик Сосновского ему будет в самый раз. Значение этого гриба, однако значительно больше, чем просто пищевого ингредиента. Грибы являются естественными источниками меланина, который способен поглощать и превращать в тепло жёсткое ионизирующее излучение. На этом основана жизнедеятельность некоторых видов грибов, которые очень активно произрастают на развалинах чернобыльской АЭС. В процессе разработки реакций нуклеосинтеза, может потребоваться именно меланин для более мягкого выделения энергии в ядерных реакциях. Принципиальным в случае Amanita rubescens является именно то, что под воздействием тепла, меланин не темнеет — а следовательно пропускает обыкновенный свет и поглощает только жёсткое излучение.
Судя по всему очень полезной добавкой для биоячейки могут быть небольшие членистоногие рачки, которые называются «Щитни». Их существует несколько видов и наверное подойдут все. Щитни — это самые древние животные, существующие сегодня на Земле. Они возникли ещё до динозавров в триасовом периоде. Главные полезные качества щитней — это исключительная выживаемость в самых сложных условиях и высочайшая агрессивность по отношению ко всем остальным живым существам своей биологической ниши. Они способны есть всё, что меньше их по размерам, а также могут самостоятельно регулировать свою численность занимаясь каннибализмом. Таким образом, щитни могут служить цели поддержания биологической чистоты биоячейки в масштабе своих размеров. Поскольку водоём биоячейки чем-то напоминает лужу или канаву — то для щитней такое жильё будет идеальным.
Общий вид замкнутой экосистемы.
Прежде всего — это огромный парник без доступа внешнего света. Всё освещение строго искусственное. Лампы искусственного освещения должны быть выбраны в соответствии с частотной характеристикой фотосинтеза. Пик фотосинтеза находится на двух длинах волн — 470 нм (синий) и 660 нм (красный). Наиболее эффективными являются светодиодные лампы. У таких ламп срок жизни 100000 часов и они потребляют на 75% меньше энергии, чем традиционные лампы. К тому же от светодиодов значительно проще получить излучение определённой длины волны, в традиционных источниках цвет свечения в основном определяется цветом люминофора либо цветофильтром. Светодиоды — самые холодные лампы и не будут влиять на температурный режим в биоячейке. Синяя длина волны лучше подходит для роста зелёной массы. Для животных и рыб цветовая температура излучения не имеет значения.
Существует, однако, небольшая проблема — существующие на сегодняшний день светодиодные лампы, рассчитанные на напряжение 220 вольт непомерно дороги. Но, нужно обратить внимание на то, что большая часть стоимости заключена в понижающем преобразователе с 220 вольт до 1.5-12 вольт необходимых для работы светодиодов. Светодиоды, рассчитанные на работу с обыкновенными батарейками значительно дешевле. Из самых общих соображений — светодиодная технология, по сути, исключительно дешева. Характерный пример. На базаре сегодня можно купить за 50 рублей небольшой брелок, в который заключён настоящий лазер. Аналогичный лазер в 60-е года был достоянием только немногих лабораторий и стоил огромные деньги. К слову на том же базаре можно купить за 500 рублей более мощный лазер зелёного света с помощью которого уже можно высвечивать пролетающие самолёты… Развитие технологии светодиодов в самом скором времени должно привести к значительному снижению стоимости этого типа освещения.
Главный принцип конструктивного построения парника следует из факта, что главной энергетической базой биоячейки являются анаэробные цианобактерии. Это значит, что дефицит кислорода только стимулирует активное выделение кислорода цианобактериями и стимулирует их рост, поскольку вытесняет из регионы все аэробные живые организмы. Следовательно не требуется забота о вентиляции. Многие современные технологии построения стен жилых домов делают упор на то, что эти стены ‘должны дышать’. В нашей системе это условие исключается. Это означает, внутренние стены парника можно обить оцинкованным железом, а внешние линолиумом. Оцинкованное железо широко используется в технологии изготовления гробов для перевозки трупов с повышенным содержанием бактерий любого типа. С одной стороны коррозия такого металла минимальна, а с другой стороны она неплохо защищает внешнее пространство от тех же бактерий. Поэтому я полагаю, что оцинкованное железо должно использоваться и для стен биоячейки и для крыши. Такие активные грызуны, как кролики и нутрии могут сгрызть практически любую поверхность — но вот оцинкованное железо им будет не под силу. Стойки парника, держащие крышу можно сделать из брёвен, но с двумя оговорками. По первых, они должны быть надеты на асбестовые трубы, вкопанные в землю. Во-вторых, стойки нужно обернуть оцинкованной мелкой сеткой, чтобы грызуны не смогли их повредить. … Система нагрева воды в каналах должна регулироваться термодатчиком и поддерживать строгую температуру в системе.
Для обеспечения оптимальной тепловой изоляции и значительного снижения стоимости биоячейки можно использовать технологию, которая иногда используется при строительстве каркасных домов. В пространство между вертикальными стойками из досок засыпается некий наполнитель с повышенной теплоёмкостью. В нашем случае можно использовать старые измельчённые резиновые шины, которые хорошо свариваются вместе в одно целое при помощи паяльной лампы. Интересно, что в США, штате Мэриленд измельчённая резина из старых шин используется как покрытие на детских площадках — следовательно, такой наполнитель должен быть вполне экологически чистым.
Самоокупаемость экспериментальной экосистемы.
На территории Средней Руси и в частности Подмосковья существует множество разрушенных и заброшенных ферм — наследство погибшей экономики СССР. Эти территории могут быть недорого выкуплены или взяты в аренду. К сожалению я не могу оценить какие конкретные затраты потребуются на обеспечение необходимого уровня освещения и поддержания температурного режима. Коммерческую стоимость имеют мех и мясо кроликов, мех и мясо нутрий, мех выдры, карась. Наверняка какие-нибудь анастасийцы или староверы смогли бы найти ещё много нетривиальных применений для составляющих биоячейки. Поскольку ячейка предполагается закрытого типа, то необходимо допустить возможность саморегуляции условий внутри ячейки. Например, известно, что температура в коровниках повышается за счёт жизнедеятельности микроорганизмов. Может так случиться что внешняя терморегуляция не потребуется вообще. Исключить освещение из такой системы полностью наверное не удастся, но принимая во внимание, что главным механизмом ячейки является не фотосинтез, а хемосинтез значение внешнего освещения значительно снижается.
Исходя из этого, можно предположить, что стоимость обслуживания биоячейки будет минимальна и себестоимость продукция системы будет приближена к нулю .
