Проекти штучних екосистем

Місто-острів

Глобальний проект по створенню штучної екосистеми був проведений на початку 90-х років у пустелі штату Аризона у США. Назва проекту «Біосфера 2». Його площа складала 13 тис. м², об’єм повітря 204 тис. м³. Наймасштабніший проект проводився протягом 1991-1993 років. Весь простір був розподілений на 7 біомів: тропічний ліс, пустеля, савана, океан із кораловим рифом та мангровим естуарієм, агроценоз для вирощування продуктів та житлова зона. 3000 рослин та тварин були підібрані таким чином, щоб якнайкраще імітувати біосферний колообіг речовин та енергії. Біосфера 2 досить велика, для того щоб підтримувати рівновагу екосистеми. Вона була створена таким чином, щоб створити повністю ізольований простір: повітря, їжа, вода, жодна речовина не повинна вийти або потрапити до сфери. До неї потрапляли тільки сонячні промені та електричний струм. Навіть дно створено з залізних  герметично кованих листів, щоб підтримувати тиск. Складні пристрої  створювали течії, тропічні зливи, морські припливи. Сенсори постійно відображали зміни вологості, температури, тиску,  хімічного складу повітря, води, ґрунту. У ході експерименту ізольовано від світу протягом двох років  сфері знаходилися 4 жінки та 4 чоловіка.

За 2 роки дослідження виявили суттєві порушення «біосферної» рівноваги в комплексі: падіння кисню  з 21% до 15%, недостатню продуктивність рослин, загинуло біля 300 (10%) видів організмів, велика втрата ваги у дослідників тощо. Відсутність вітру призвела до втрати міцності кори, через що у дерев ламалися крони під власною вагою.

На одній із внутрішніх стінок досі лишився напис: «Тільки тут ми відчули, наскільки залежимо від довкілля. Без рослин  нічим буде дихати, якщо вода забрудниться – нам нічого буде пити!». 
    Сьогодні продовжуються дослідження по створенню штучних екосистем на плавучих містах. Сучасний проект називається LILYPAD – це проект екологічного поселення. Дизайн цього енергетичного автономного плавучого острова розробив Вінсент Калєбо (Vincent Callebaut). В основі проекту лежить принцип біомімікрії: поселення зовні нагадує квітку латаття та працює без негативного втручання у довкілля. Його інженерні конструкції включають сонячні та вітрові турбіни, використання енергії припливів та відливів, систему переробки біомаси. Місткість кожного міста становить 50000 осіб. LILYPAD зможе дрейфувати біля берегів, виходити у відкрите море, рухатися за течіями.

З Новим Роком та Різдвом!

Хай буде Новий Рік
Схожий на диво,
Щоб кожен день жилося радісно й щасливо!
Щоб здійснилися задуми і мрії,
І щастям повнились надії!

ВІТАЄМО 

Завадську Дарину з блискучим виступом на 

Всеукраїнській олімпіаді з біології та ІІ місцем!!!

І знову канікули! Вітаю з початком весняних канікул. Маю для Вас дослідницький практикум. Питання як завжди пишіть на блозі! Успіхів!

З Новим роком!

Хай Новий рік ввійде, як казка,

У вашу затишну оселю

Наповниться вона теплом і ласкою,

І у вашім домі хай панують

Здоров’я, радість, доброта.

Задачі (ІІ частина)

Дигібридне схрещування

1.     Батько хворіє на мігрень (домінантна ознака),  а мати здорова. У батька нормальний слух, у матері – також, але вона має рецесивну алель глухонімоти. Яка ймовірність народження у них дитини з обома хворобами. Якщо батько гетерозиготний за обома генами?

2.      Глаукома дорослих успадковується кількома шляхами. Одна форма визначається домінантним аутосомним геном, інша – рецесивним теж аутосомним, не зчепленим з попереднім геном. Яка вірогідність народження дитини з обома формами глаукоми у випадку, якщо обоє батьків гетерозиготні за обома парами патологічних генів?

3.      У людини праворукість домінує над шульгавістю (переважне володіння лівою рукою), а ахондроплазія (недорозвинення трубчастих кісток) – над нормальним розвитком скелета. У родині, де чоловік і жінка праворукі та страждають на  ахондроплазію, народилося троє дітей: праворука з ахондроплазією, шульга з ахондроплазією і праворука з нормальною будовою скелета. Визначте генотипи батьків та дітей.

4.      У здорових батьків народилася дитина – глухонімий альбінос. Визначте генотипи батьків, якщо відомо, що глухонімота та альбінізм – рецесивні ознаки.

5.      Причинами вродженої сліпоти можуть бути аномалії кришталика і рогівки ока. Це рецесивні ознаки, які успадковуються незалежно. Мати й батько здорові, але є носіями рецесивних алелей сліпоти. Яка ймовірність народження у них здорових  і хворих дітей? 

6.      Визначте ймовірність народження дітей з видовженим обличчям та ямочками на щоках у родині, якщо: бабуся по лінії батька була круглолицею, гетерозиготною, без ямочок на щоках, а дід – круглолицим, гомозиготним, без ямочок на щоках. Батько успадкував ознаки батьків. Бабуся по лінії матері була з видовженим обличчям і ямочками на щоках, а дід – круглолицим, без ямочок на щоках. Донька успадкувала ознаки матері. Кругле обличчя і ямочки на щоках – домінантні ознаки.

7.      Мати має вільну мочку вуха (домінантна ознака) і гладеньке підборіддя, а батько – прирослу мочку і ямочку на підборідді (домінантна ознака). Син має вільну мочку вуха і ямочку на підборідді, а донька – ті ж ознаки, що й мати. Напишіть можливі генотипи цих батьків і дітей.

Задачі з медичної генетики (додатково для тренувань ЗНО)

Моногібридне схрещування

1.     Блакитноокий чоловік, батьки якого мали карі очі, одружився з кароокою жінкою, у батька якої очі були блакитними, а в матері – карими. Якого потомства можна очікувати в цьому шлюбі, якщо відомо, що ген карих очей домінує над геном блакитних?

2.     У людини ген однієї з форм спадкової глухонімоти є рецесивним щодо гена нормального слуху. Глухоніма жінка вийшла заміж за чоловіка з нормальним слухом. Їхня дитина – глухоніма. Визначте генотип жінки, її чоловіка та дитини.

3.     У братів Олександра й Петра очі сірі, а в їхньої сестри Ольги – блакитні. Мати цих дітей блакитноока, хоча її батьки мали сірі очі. Як успадковуються блакитний і сірий колір очей? Який колір очей має батько Олександра, Петра й Ольги? Встановіть генотипи всіх членів сім'ї. 

4.     Наявність пігменту у волоссі людини домінує над альбінізмом (відсутністю пігменту). Чоловік і дружина гетерозиготні за пігментацією волосся. Яке можливе народження у них дитини-альбіноса?

5.     Дитяча форма амавротичної родинної ідіотії (Тей-Сакса) успадковується як аутосомна рецесивна ознака і закінчується звичайно смертю до 4-5 років. Перша дитина в сім'ї померла від цієї хвороби в той час, коли повинна була народитися друга. Яка вірогідність того, що наступна дитина теж буде хворою?

6.     Ахондроплазія передається як домінантна аутосомна ознака. У сім'ї, де обоє батьків хворіють на ахондроплазію, народилась здорова дитина. Яка вірогідність того, що наступна дитина в цій сім'ї буде здоровою?

7.     Одна з форм цистонурії успадковується як аутосомна рецесивна ознака. У гетерозигот спостерігається лише підвищений вміст цистину в сечі, а в гомозигот – утворення цистинових камінців у нирках. Визначте можливі форми прояву цистонурії в онуків, якщо обидві бабусі були здоровими, а обидва дідусі хворіли на цистонурію.

8.     Серповидно-клітинна анемія успадковується як неповністю домінантна аутосомна ознака. Гомозиготні індивідууми вмирають зазвичай до настання статевої зрілості; гетерозиготні – життєздатні, анемія в них найчастіше проявляється субклінічно в легкій формі. Малярійний плазмодій не може використовувати для свого живлення S-гемоглобін. Тому люди, які мають цю форму гемоглобіну, не хворіють на малярію. Яка вірогідність народження дітей, стійких до малярії, у родині, де обоє батьків гетерозиготні щодо серповидно-клітинної анемії?