Н.Н. ШЕРОМОВА,
А.В. СЕМЕНЫШЕВА,
М.К. ПАРЕНКО,
г. Нижний Новгород

Наблюдение за движением крови в плавнике аквариумной рыбы

Демонстрационная работа

С именем английского ученого Уильяма Гарвея (1578–1657) связано величайшее открытие в области биологии. Он обнаружил движение крови по замкнутой системе, которое было названо кровообращением (1628). Гарвей установил, что кровь движется по крупным сосудам (артериям и венам), совершая круговые обороты, хотя о существовании капиллярной сети, важнейшей части кровеносной системы, он еще не знал.

В 1661 г., спустя 4 года после смерти Гарвея, итальянский ученый Марчелло Мальпиги открыл капилляры. Но лишь через 35 лет человеческий глаз впервые увидел в микроскоп движение крови по ним. Голландец Антоний ван Левенгук так описал свои наблюдения: «Во многих местах крыла летучей мыши я наблюдал артерии и вены, лежащие рядом, достаточно широкие, чтобы пропустить 10–12 шариков (имелись ввиду эритроциты)... По артериям кровь проталкивалась вперед с большей скоростью, по венам же текла назад. Это представляло чрезвычайно приятное зрелище».

По другим сведениям Левенгук демонстрировал посетившему его лабораторию в Дельфе (Голландия, 1693) русскому царю Петру I тончайшие «волосные» сосуды в хвостовом отделе головастика или в плавнике рыбы. Необычность увиденного в микроскоп произвела на гостя такое впечатление, что стала важным стимулом для открытия первой оптической мастерской при Петербургской Академии наук, где начался выпуск отечественных микроскопов.

Интерес к микроскопическим исследованиям живых объектов в России стал быстро расти, это привело к значительному усовершенствованию оптических приборов. В 1747 г. Л.Эйлер разработал теоретические основы ликвидации хроматической аберрации, которая значительно ухудшала качество изображения, а Ф.Эпиниус и И.П. Кулибин сконструировали первый в России ахроматический микроскоп, в котором при освещении белым светом препараты остаются слегка окрашенными или бесцветными.

Подробное описание опытов, поставленных Левенгуком, к сожалению, мы не нашли, поэтому предлагаем свой вариант проведения подобной демонстрационной работы.

Цель работы: убедиться, что кровь – это внутренняя среда организма, которая постоянно движется, обеспечивая связь между органами, выполняя функцию транспортной системы.

Задачи работы: определить состав крови как жидкой соединительной ткани; выявить, какие форменные элементы крови хорошо видны под микроскопом, а какие нет и почему; выявить направление кровотока в артериях и венах, зарисовать схему; пользуясь секундомером, определить скорость кровотока в различных участках кровеносного русла; сделать выводы о наблюдаемых явлениях.

Оборудование: микроскоп, предметное стекло, кусочек ваты, секундомер, миллиметровая бумага.

Объект исследования: аквариумная рыбка гуппи (лучше самка).

Методика выполнения работы

При работе с живым объектом нужно заранее приготовить все необходимое для проведения наблюдений, и только потом приступать к выполнению задания!

Наиболее отчетливая картина движения крови наблюдается у самки гуппи, у самца помехой для наблюдения могут быть многочисленные пигментные включения (хроматофоры).

Самку гуппи выловить из аквариума, аккуратно, чтобы не повредить слизь, завернуть ее в кусочек смоченной ватки, оставив свободным хвостовой плавник. Слегка увлажнив плавник, расправить его на поверхности предметного стекла так, чтобы он лежал веером. У самок гуппи плавник равнолопастной. Его основу (скелет) составляют тонкие членистые соединительнотканные лучи. Между лучами натянута еще более тонкая прозрачная плавательная перепонка. Ее и следует рассматривать вначале при малом увеличении, а затем при большом. Такой прижизненный препарат можно наблюдать в течение 10–15 мин, передвигая его по предметному столику, добиваясь лучшей видимости.

Учащиеся непременно должны увидеть артерии и вены, которые проходят вдоль лучей (похожие на реки), а также капилляры, которые напоминают огромное количество маленьких ручейков и протоков. По направлению течения в них крови ученики должны определить, какой это сосуд. В тонких капиллярах легко различимы эритроциты – они двигаются в один ряд, слегка деформируясь в узких местах ветвления. Движение эритроцитов подчеркивает струйное движение плазмы, ее непрерывный ток по замкнутой системе. Поскольку скорость кровотока у холоднокровных животных относительно невысока, то, пользуясь секундомером, можно подсчитать ее на отдельных участках русла, а также дать описательную характеристику самих эритроцитов, т.к. лейкоциты в поле микроскопа не видны.

Убедившись, что поставленные в данной работе цели достигнуты, рыбу необходимо возвратить в аквариум. Чрезмерно длительное пребывание ее вне воды может привести к остановке сердца, прекращению кровообращения и гибели животного. Учащимся дается задание сделать выводы по данному наблюдению и зарисовать увиденное.