Почему трава может прорастать через асфальт
Обновлено: 04.07.2024
Вопрос не сколько давления, сколько времени. Асфальт, не смотря на то,что он огого какой твердый если по нему стучать - все-равно имеет в основе текучую жидкость - битум. Даже небольшое давление, применяемое постоянно и в одном направлении - способно продавить и деформировать асфальт. У растения нет никаких других занятий, кроме как расти вверх, и оно этим и занимается 24 часа в сутки.
Если вы бросите работу, учебу, еду и сон и сконцентрируете все ваши жизненные силы только в нажимании на асфальт, через несколько дней вы успешно продавите его.
СИЛА ЖИЗНИ или как росток пробивается сквозь асфальт
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Наверное, каждый видел чудо, как сквозь асфальт пробивается нежный росток травы или молодого деревца. Это удивительное явление можно наблюдать на каждом шагу. Как слабая травинка пробивается сквозь асфальт? Какой силой должно обладать растение, чтобы это сделать? На эти вопросы мы попытались ответить в данной работе.
Актуальность. Люди изменили мир бесповоротно, сильно потеснив живую природу. С каждым днем все больше растений исчезают из городов, задавленные асфальтом, зданиями, механизмами. Удивительно, как хрупкие ростки находят мельчайшие дырочки в бетоне, трещины в асфальте, чтобы прорасти сквозь них и еще раз увидеть свет. Природа, ревниво охраняющая от человека свои маленькие и большие тайны, настолько необъятна и многообразна, что понять ее до конца невозможно. Во все времена она служила и будет вечно служить источником все новых и новых удивительных открытий. Мы считаем, что данная работа станет напоминанием о ценности живой природы.
Начиная работу, мы выдвинули следующие гипотезы:
предположим, что росток может разрушить асфальт;
возможно, асфальт трескается по каким-то причинам, а растения прорастают сквозь готовую трещину.
Цель нашей работы:выяснить, действительно ли росток имеет силу, которая способна разрушить асфальт.
Для достижения цели были поставлены задачи:
изучить характеристику царства растений;
узнать об условиях, которые влияют на рост и развитие растений;
уточнить информацию о способах распространения и прорастания растений;
опытным путем установить, какая сила помогает ростку разрушить асфальт.
Для решения поставленных задач были определены методы исследования:
- теоретический - изучение информации в сети Интернет, справочной литературе по выбранной теме;
- практический - наблюдение и беседа;
- экспериментальный - проведение опытов;
- обобщение результатов, выводы.
Объект исследования: растение.
Предмет исследования: сила, которая помогает растению разрушить асфальт.
Глава 1. Теоретическая часть
Общая характеристика царства растений
Из книг мы выяснили, что растения появились на Земле около 400 млн. лет назад. Сегодня на нашей планете их около 400 000 видов. Растения встречаются и в Антарктиде, и высоко в горах, и в глубинах океанов, куда проникает луч света, и в безводных пустынях.
К царству Растения относят живые организмы, клетки которых способны к фотосинтезу. Фотосинтез очень важен для всей живой природы. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества, которые служат пищей для всех организмов на Земле. Также в процессе фотосинтеза образуется кислород, который необходим для дыхания. Другими общими признаками для растений являются следующие: прикрепленный образ жизни, рост в течение всей жизни, наличие у растительных клеток плотной клеточной стенки.
У большинства растений имеются следующие органы: корни, стебли, листья, цветки и плоды. Растения могут размножаться при помощи спор, семян и вегетативных органов (черенками, отводками, корневыми отпрысками и т. п.).
Очевидно, что царство растений — это целый огромный мир со своим строением, развитием и законами жизни.
Условия, которые влияют на рост и развитие растений
На уроках окружающего мира мы узнали, что растения состоят из клеток, а для роста и развития растения необходимы вода, воздух, свет и тепло.
Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. Без доступа воздуха растение погибнет. Из воздуха растения получают углекислый газ необходимый им для жизнедеятельности — он является единственным источником углеродного питания.
Влажность не только почвы, но и воздуха необходима растению на протяжении всей его жизни. Прежде всего, вода вместе с теплом пробуждает семя к жизни. В каждом семени есть запас питательных веществ. Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества растворяются в воде и дают семени силы для роста.
Тепло также необходимо для жизни растений. При понижении температуры до одного градуса мороза замирают почти все жизненные процессы в организме растений — дыхание, рост, размножение и другие. Весной, когда температура повышается, вновь усиливается деятельность органов растений.
Изучив литературу, мы пришли к выводу, что отсутствие хотя бы одного внешнего фактора: тепла, света, влаги или воздуха очень сильно влияют на рост и развитие растений. Только при наличии всех приведённых выше условий возможно полноценное развитие растений.
Способы распространения и прорастания растений
Распространение растений по земной поверхности совершается различным образом. Растения, как было сказано выше, размножаются отводками, корневищами, корнями, клубнями, луковицами, спорами и семенами: ветер, речные и морские течения, животные и человек принимают участие в распространении этих органов.
Из вышесказанного следует, что семена могут прорасти, попав на заасфальтированный участок дороги различными способами:
С помощью ветра. Так размножается одуванчик, тополь, клен, подорожник. На обочинах дорог всегда достаточно пыли — ее хватает, чтобы там поселился кустик какого-то небольшого растения.
Зацепившись за шерсть животных, перья птиц или одежду людей, вместе с грязью на шинах машин и т. д. (например, колючие соцветия лопуха).
Также следует отметить, что семена могут пробить асфальт и снизу, если:
Растение размножается с помощью корневищ (пырей, молочай лозный, подорожник).
Из беседы с сотрудником ботанического сада БелГУ мы еще раз убедились в том,что существует два способа, которыми прорастают семена: надземный и подземный. Надземный - это когда семя находится на поверхности земли и пускает в нее свои корешки. Подземный - это когда семя, чтобы прорасти, должно быть погружено в почву.
Таким образом, существует много способов, обеспечивающих размножение и распространение растений по нашей планете.
Глава 2. Практическая часть
Чтобы установить, действительно ли росток имеет силу, которая способна разрушить асфальт, мы провели серию опытов.
Цель: выяснить, какое количество влаги впитывают прорастающие семенами.
В предыдущей главе мы выяснили, чтобы семена начали прорастать, им нужна вода. Семена впитывают воду и набухают, то есть увеличиваются в объеме. Это можно увидеть из результатов опыта, занесенных в таблицу.
Значения средних арифметических диаметра
сухих семян (рис. 1)
Значения средних арифметических диаметра
набухших семян (рис. 2)
Вывод:диаметр набухшего семени по сравнению с сухим увеличился. Затягивание воды из влажной среды (почвы) внутрь сухого семена или клеток ростка называется осмосом. В результате в клетках возникает давление.
Нас заинтересовал вопрос, велика ли сила давления набухающих семян? Опыт 2.
Цель: выяснить силу набухающих семян.
Чтобы найти ответ на этот вопрос, насыпали в тканевый мешочек семена гороха, крепко завязали его и опустили в стакан с водой. Через несколько дней обнаружили, что мешочек не выдержал давления семян — он лопнул (рис.3). Также набухающие семена разорвали и стеклянную колбу (рис.4), а гипс – треснул (рис.5).
Вывод:полученные результаты говорят о том, что сила давления набухающих семян велика.
Но мы подумали, что одного опыта недостаточно и провели еще один опыт, чтобы проверить наши выводы и выяснить, какую тяжесть может поднять росток.
Цель: выяснить силу ростка.
В пластиковые стаканчики посадили семена подсолнечника, накрыли землю картонным кружком (рис. 6), но во втором стаканчике сверху положили груз.Через несколько дней увидели, что росток с легкостью приподнял картон (рис.7), но и камень тоже постепенно приподнимался (рис.8).
Сделаем вывод, вначале семена активно поглощают воду, набухают и начинают прорастать. В клетках проростков возникает огромное давление. В ботанике это называют тургор (в переводе с латинского "вздутие", "наполнение"). Это давление и позволяет ростку преодолевать на пути все препятствия.
Тургорное давление у растений можно наблюдать, проведя следующий опыт.
Цель: наблюдать тургорное давление у растений.
Если некоторое время не поливать какое-нибудь из комнатных растений с травянистыми листьями, то вскоре можно увидеть, как листья его станут вялыми, стебель поникнет (рис.9). Через некоторое время после полива оно напитается водою и снова станет крепким и упругим (рис.10,11).
Таким образом, тургор — это показатель состояния водного режима растений.
Теперь мы знаем достаточно, чтобы понять, как растение проходит сквозь асфальт. И можем смоделировать этот процесс. Для этого понадобится простая (рис. 12) и заостренная с одного конца (рис.13) палки и кусок пенопласта.
Вывод. Оказывается, протыкать пенопласт острой палкой значительно легче! Острый конец раздвигает частички пенопласта сначала совсем на чуть-чуть, делая в нем микротрещину. А чем дальше проходит палка, тем больше она распирает эту трещину.
Интересно и то, что тургорное давление прорастающих семян в древности использовали в технических целях: когда нужно было отделить от скалы каменную глыбу, в расщелину насыпали горох и заливали его водой. Также известно использование деревянных клиньев. Один из таких забивали в камень и поливали водой, пока не разбухнет. Мокрое дерево давило с такой силой, что просто разрывало породу. Так же ломает камни и росток, который стремится вырваться из-под земли.
Таким образом, в ходе работы выдвинутые гипотезы подтвердились. Ростки могут расти в готовых трещинах и делать новые, чтобы расти.
Заключение
Проводя исследование, мы достигли цели и выполнили все поставленные задачи, расширили свой кругозор в области прорастания семян и его взаимосвязей с окружающей средой.
Исходя из вышеизложенного, опираясь на результаты проведенных нами исследований мы сделали следующие выводы:
в клетках проростков возникает огромное давление - тургор, которое и позволяет им преодолевать толщу земли, а если необходимо, то и разрушить асфальт;
растения могут прорастать сквозь готовую трещину в асфальте, может также прорастать в небольшом количестве почвы на асфальте, а затем разрушать своими корнями асфальт;
у растений есть разные способы, которые помогают им преодолевать препятствия.
Однако и трава не всесильна, против пластика она бессильна. Ученые доказали, что пластиковая бутылка разлагается – до 1000 лет. Это огромная проблема современности. Взрослые должны приучать своих детей с малых лет бережно относиться к природе и сами быть для них примером.
Список использованной литературы
Денисова Г.А. Удивительный мир растений Пособие для учащихся. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1981. — 127 с.: ил.
Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д. Удивительные опыты с растениями: Кн. для учащихся.—Мн.: Нар. асвета, 1991.—208 с.: ил.
Веччионе, Глен. Сделай сам. 100 самых интересных самостоятельных научных проектов. - Издательство: М.: АСТ, 2004. – 192 с.: ил.
Тургор – это статическое давление (напор) жидкости внутри живой растительной клетки. Именно оно поддерживает у растений листья и стебли, придаёт им упругость и устойчивость.
Но сила эта очень велика! Чтобы представить себе давление в семь атмосфер, вообразите, что на вашей ладони стоит одним копытом лошадь весом 400 килограммов (а остальные ноги поджала).
Почему наша галактика плоская? Отчего у Мальвины волосы голубые? Что такое теория хаоса? Зачем человеку совесть? Какая профессия будет главной в ближайшие двадцать лет?
Никогда не видел чуда?
Вот беда - не видел чуда!
Так сходи и посмотри.
Ты увидишь просто чудо,
Удивительное чудо:
Там, где магазин "Посуда",
Возле дома номер три,
Сквозь асфальт у перекрёстка
Пробивается берёзка.
(Р.Сеф)
Наверное, каждый из вас видел это чудо, как сквозь асфальт пробивается нежный росток травы или молодого деревца. Или удивлялся жизненной силе корней дерева, которые вздыбливают асфальт. Как же слабым растениям удается набрать такую силу, чтобы взломать камень? Давайте вместе порассуждаем.
Предложите ребенку подумать, каким образом маленький росток может сделать трещину в асфальте? А может, он вовсе не проделывал трещины? Может, она уже там была?
Моя Катя правильно вычленила главные варианты: во-первых, росток мог пробить асфальт. Во-вторых, росток мог воспользоваться уже имеющейся щелью (или каким-то дефектом в асфальте, позволяющим легко разрушить камень) и вылезти сквозь нее. В-третьих, росток мог вырасти именно в щели потому, что его семя там застряло и нашло в трещине достаточное количество земли и влаги, чтобы прорасти.
Предварительно расскажите ребенку, что существует два способа, которыми прорастают семена: надземный и подземный. Надземный - это когда семя находится на поверхности земли и пускает в нее свои корешки. Подземный - это когда семя, чтобы прорасти, должно быть погружено в почву, и из-под земли выходит уже проросток растения. И тем и тем способом растение может разрушить асфальт.
Гуляя во дворе, приглядитесь к траве и росткам под ногами. Какие варианты прорастания вы сможете найти? Сфотографируйте каждый из них. Вернувшись через год (а может, ваш эксперимент продлиться дольше?) на это же место и сделав фото с того же ракурса, вы сможете сравнить состояние растения и трещины под ним и сделать выводы. Выросло ли растение? В каком направлении происходит его рост? Изменилась ли за это время трещина?
 |
| В недавнем нашем путешествии на Эски-Кермен мы видели такое вот чудо - на совершенно голой скале над пропастью выросли не только кустики травы, но и большое сильное дерево! |
У разных семян есть разные приспособления для того, чтобы как можно цепче ухватиться за почву и как можно скорее прорасти в любых условиях. Например, семена ковыля и аистника буквально "вбуравливаются" в землю и там дают свои корешки. А ростки бобовых прорастают вверх согнутым концом, будто хотят удвоить свою силу, сложившись напополам.
Посадите дома в несколько пластиковых стаканчиков быстропрорастающие семена. Например, фасоль, горох, овес или подсолнечник. Один стаканчик оставьте просто стоять - это будет контрольный экземпляр. Во втором накройте землю картонным кружком. В тетьем тоже накройте землю кружком, а сверху пригрузите его каким-либо грузиком. И отметьте маркером то место, на котором сейчас находятся эти кружки. Когда семена начнут прорастать, вы увидите, как растения приподнимают кружки и они сдвигаются относительно метки.
 |
| Материалы для эксперимента по подниманию тяжестей растениями |
 |
| Первый стакан - контрольный. Второй - с крышкой из картонного кружка. Третий - утяжелен еще и камнем. На боку стаканов ставится метка. |
 |
| Эти же ростки через 6 дней. Можно видеть, что росток с легкостью приподнял картон, но и камень тоже постепенно приподнимается. |
Что же дает росткам и корням такую силу, что они могут пройти сквозь почву и другие препятствия? Давление жидкости внутри клеток.
Семя, попадая в благоприятную среду, в которой оно находит достаточно влаги, начинает набухать. Оно всасывает воду с огромной силой. Например, семена растения дурнишник всасывают воды с давлением в 1000 атмосфер! Этот процесс обуславливается явлением, происходящим на клеточном уровне, которое называется осмосом. Оно связанно с концентрацией растворов жидкостей и прохождению их через мембраны клеток, и мы пока его не будем тут обсуждать, оставив для дальнейших занятий :)
В результате в клетках проростка возникает давление, поддерживая их во "вздутом" состоянии. В ботанике это называют тургор (в переводе с латинского "вздутие", "наполнение"). Именно благодаря тургору завядшее растение вскоре "оживает", если его поставить в воду. И именно благодаря тургору - давлению жидкости в клетках растения, - растения могут быстро двигаться. Например, цепляться своими усиками за опору, как делает горох и другие лазающие растения. Это огромное давление и позволяет ростку преодолевать толщу земли, просто взламывая на пути все препятствия, а корешкам пробиваться сквозь твердую землю и даже камни.
Сорвите на улице цветок или некоторое время не поливайте какое-нибудь из домашних растений с травянистыми листьями. Вскоре вы увидите, как ваше растение начнет терять упругость. Листья его станут вялыми, стебель поникнет.
А теперь полейте растение - буквально через десяток минут оно вновь приобретет прежний вид. Оно как бы напитается, набухнет водою и снова станет крепким и упругим. Все равно как становиться упругим воздушный шарик, если его надуть. Давление воздуха распирает стенки воздушного шара - так же и тургорное давление "распирает" клетки растения.
Теперь мы знаем достаточно, чтобы понять, как растение проходит сквозь асфальт. Мы даже можем сами смоделировать этот процесс. Для этого нам понадобится простая и заостренная с одного конца палки (достаточного большого диаметра - толстые ветки или что-то подобное) и кусок пенопласта.
Пусть кусок пенопласта будет для нас камнем, а палочки - это растения, которые хотят его пробить. Попросите ребенка сначала проткнуть пенопласт обычной тупой палкой. У него это или совсем не получится, или получится с большим трудом. А потом дайте ему заостренную на конце палку и попросите повторить опыт. Оказывается, так протыкать пенопласт значительно легче! Острый конец раздвигает частички пенопласта сначала совсем на чуть-чуть, делая в нем микротрещину. А чем дальше проходит палка, тем больше она распирает эту трещину, пока, наконец, не расколет ее совсем. В механике такой инструмент называется клин.
Вот так ведет себя и росток - находя в земле или камне "слабые места", он начинает давить на них, раздвигая их частицы сначала совсем немного. Но потом растение в этом месте становится толще, а трещина - шире. То есть росточек действует как клин.
 |
| Палка с заостренным клиновидным концом и кусок пенопласта |
 |
| Проба проткнуть пенопласт тупым концом палки была неудачной. |
 |
| Тогда как острый конец протыкает кусок пенопласта с легкостью. |
Кстати, интересно, что клин известен человеку с далекой древности. Он был одним из первых механических приспособлений, придуманных людьми. Именно бронзовыми клиньями пользовались в Древнем Египте, чтобы откалывать от породы каменные блоки для строительства пирамид.
А еще с древности известен такой способ раскалывать камни деревянным клином - в щель камня вбивался клин и поливался водой. От этого дерево разбухало, и давление клина просто "разрывало" камень. Что нам это напоминает? Да, именно так раскалывает камни росток, пробивающийся из под земли!
Надеюсь, Анечке теперь стало понятно, как деревья взламывают асфальт ? :)
В следующем выпуске Клуба мы снова будем изучать растения.
В этот раз я отвечу на вопрос мамы Светланы и ее дочки Галины "Почему осенью деревья сбрасывают листья, а ягоды остаются висеть?"
Читайте также: