Biedronka Azjatycka

KWARTALNIK ISSN 1643-8779 3(52) 2014

BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA

Biedronka azjatycka / Jaką rolę pełni niebiałkowy aminokwas u roślin i zwierząt? / Laboratorium artysty – stworzenie bio-artu / Materiał dydaktyczny – edukujące owady / Artykuły z konferencji naukowej „Dydaktyka szkoły wyższej – okiem biologa i pedagoga” 1 3/2014w numerze:

geografia zdrowie narzędzia dydaktyczne wydarzenia biologiachemia jak uczyć pomysły recenzje badania scenariusze zajęć NAUKA środowiskofizyka SZKOŁA narzędzia w internecie KRÓTKO informacje przyroda jak zainteresować zadania najnowsze odkrycia

3 Tomasz Kopczewski 35 Eliza Rybska 89 Recenzja książki: Allelopatia – czy rośliny potrafią się Projekt badawczy w projekcie edukacyj- Sylwetki polskich dydaktyków komunikować? nym i nauczycieli Biologii 9 Paweł Staszek, Anna Antosik, Urszula Krasuska, 42 Ligia Tuszyńska, Beata Gawrońska 91 Tydzień mózgu (Szczecin 2014) Agnieszka Gniazdowska Dydaktyka szkoły wyższej – relacja L-kanawanina – niebiałkowy aminokwas – obowiązkowy przedmiot dla dokto-

toksyczny dla zwierząt i roślin rantów 93 Nowości ze świata nauki NAUKA – Małpia zabawa a prawa autorskie 18 Magdalena Lange, Agata Borowik 49 Alicja Walosik, Beata Jancarz-Łanczkowska, (sprawa makaka, który zrobił słynne Izolacja i hodowla mezenchymalnych Elżbieta Rożej-Pabijan zdjęcie) komórek macierzystych szpiku kostne- Problematyka różnorodności biologicz- go w warunkach in vitro – techniczne nej w kształceniu studentów na kierun- W ZAŁĄCZNIKU – MATERIAŁY aspekty kach przyrodniczych SZKOŁA 25 Krzysztof Kołątaj 58 Katarzyna Kubaś SCENARIUSZ Biedronka azjatycka Woda – płynny skarb 31 Magdalena Lange 65 Sebastian Pilichowski, Zbigniew Zawada MATERIAŁ Laboratorium artysty The Educating Insects – edukujące – stworzenie bio-artu owady poinformuj nas o nim 82 Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE szykuje się ważne [email protected] KRÓTKO Nowe zadania PPP NAUKA – artykuły przede wszystkim o charakterze przeglądowym, adresowane do osób zainteresowanych naukami przyrodniczymi – dotyczą głównie zagadnień biologii i biochemii, ale mogą też obejmować problematykę pozostałych dyscyplin przyrodniczych. W naszym zamierzeniu SZKOŁA – artykuły lub materiały przedstawiające rozmaite źródła mają zarówno dostarczyć rzetelną wiedzę, jak i skłonić do informacji (np. serwisy i kursy internetowe), uwarunkowania dyskusji, jakie treści i w jakiej formie warto proponować nauczania (m.in. prawne i społeczne), a także metody pracy KRÓTKO – recenzje (książek, a nawet płyt z muzyką), zapowiedzi nauczycielom, by pomóc im w nauczaniu. Sprawia to, że dział z uczniami, konspekty i scenariusze lekcji. W każdym numerze wydarzeń i relacje z nich, depesze o nowościach ze świata nauki ten ma charakter przede wszystkim pedagogiczny. – najnowsze zadania Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE. oraz dyskusje i komentarze.

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 2

Redakcja Od redakcji Redaktor naczelny: Takao Ishikawa Sekretarz redakcji: Marcin Trepczyński Takao Ishikawa Redaktorzy merytoryczni: Urszula Poziomek, Jolanta Korycka-Skorupa Szanowni Państwo, Kontakt z redakcją i propozycje tekstów: [email protected] Strona internetowa: ebis.ibe.edu.pl za oknami zawitała jesień, a my Adres redakcji: ul. Górczewska 8, 01-180 Warszawa z radością przekazujemy Państwu kolejny numer kwartalnika Eduka- Rada naukowa cja Biologiczna i Środowiskowa. Dział Nauka zaskoczy Pań- przewodniczący Rady: prof. zw. dr hab. Adam Kołątaj stwa różnorodnością tematów. Do (Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN, Jastrzębiec), zaproponowania mamy artykuły zast. przewodniczącego: prof. dr hab. Katarzyna Potyrała dotyczące życia roślin – zjawiska (Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie), NAUKA allelopatii i roli niebiałkowego ami- a także: dr hab. Ondrej Hronec (Uniwersytet w Presowie, Słowacja), nokwasu, L-kanawaniny. Ponadto prof. dr hab. Daniel Raichvarg (Uniwersytet Burgundzki w Dijon, dowiedzą się Państwo o inwazji Francja), prof. dr hab. Valerij Rudenko (Wydział Geograficzny, Uniwersytet w Czerniowcach, Ukraina), biedronek azjatyckich oraz nowym prof. zw. dr hab. Wiesław Stawiński (emerytowany profesor nurcie w sztuce, czyli o zjawisku na podstawie wystąpień na kon- alny na zajęcia z przyrody, oraz Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie), bio-art. Jeśli ciekawi są Państwo, ferencji naukowej „Dydaktyka materiały dydaktyczne do zajęć dr Renata Jurkowska (Uniwersytet w Stuttgarcie, Niemcy), jak współcześnie biolodzy prowa- szkoły wyzszej – okiem biologa poświęconych owadom. Dodatko- dr Paul Davies (Institute of Education, University of London) dzą badania (np. izolując wybrane i pedagoga”, zorganizowanej przez wą ciekawostką jest fakt, że ostatni Pracownie Dydaktyki Biologii Wy- materiał został przygotowany w ję- SZKOŁA Poza radą czasopismo posiada również zespoły doradcze oraz komórki z organizmu), zaspokoi stałych recenzentów – zob. na stronie: ebis.ibe.edu.pl ją artykuł pt. Izolacja i hodowla działu Biologii Uniwersytetu War- zyku polskim i angielskim. Bardzo mezenchymalnych komórek macie- szawskiego. Jeśli nie mieli Państwo Państwa zachęcam do namawiania Wydawnictwo rzystych szpiku kostnego w warun- okazji wziąć udziału w konferencji, zagranicznych współpracowników kach in vitro – techniczne aspekty. lektura tych artykułów pozwoli lub po prostu znajomych do od- Wydawca: Instytut Badań Edukacyjnych, Tytuł jest skomplikowany, ale nie nadrobić przynajmniej część zale- wiedzania strony internetowej EBiŚ ul. Górczewska 8, 01-180 Warszawa powinien zniechęcić do lektury – głości. i wykorzystywania artykułów i ma- Projekt okładki: Marcin Broniszewski zapewniam, że po przeczytaniu Jak zwykle, dział Szkoła zawiera teriałów zamieszczanych na łamach

Skład i łamanie: Marcin Trepczyński artykułu będą Państwo potrafili so- także materiały dydaktyczne, które naszego kwartalnika. KRÓTKO bie lepiej wyobrazić, co biolog robi mogą okazać się pomocne w dydak- Życzę przyjemnej i owocnej lek- w laboratorium. tyce przyrody lub biologii w szkole. tury! czasopismo punktowane: 5 punktów, W dziale Szkoła znajdą Pań- W tym numerze znajdą Państwo Takao Ishikawa stwo trzy artykuły, które powstały scenariusz lekcyjny o wodzie, ide- indeksowane w bazach CEJSH i Index Copernicus

wersją referencyjną czasopisma jest wydanie elektroniczne opublikowane na stronie: ebis.ibe.edu.pl

wszystkie artykuły z abstraktami są recenzowane

Wstęp w który zaangażowane są przede wszystkim metaboli- Allelopatia – czy rośliny ty wtórne wytwarzane przez rośliny, mikroorganizmy Rośliny zasiedlają określone nisze ekologiczne, i grzyby, najczęściej negatywnie wpływające na wzrost potrafią się komunikować? gdzie podlegają interakcjom z innymi organizmami, i rozwój systemów biologicznych określa się jako allelo- w tym drobnoustrojami i sąsiadującymi roślinami. Za- patię (Gniazdowska i wsp., 2004). Do allelopatii nie za- Tomasz Kopczewski równo rośliny, jak i mikroorganizmy charakteryzują licza się podstawowych interakcji ekologicznych takich się zdolnością do rejestrowania oraz emisji fizycznych jak konkurencja czy mutualizm, a także mechanizmów zgodność z PP – zob. s. 8 i chemicznych sygnałów wymienianych między nimi obronnych roślin, które związane są z produkcją związ- Streszczenie: a środowiskiem. Sygnały te mogą oddziaływać na nie ków o charakterze odstraszającym lub toksycznym Czy komunikacja jest wyłącznie domeną organizmów zarówno pozytywnie jak i negatywnie, stymulując ich dla zwierząt roślinożernych (Chengxu i wsp., 2011). zwierzęcych? Okazuje się, że nie. Również w świecie ro- wzrost i rozwój, ale również hamując je i prowadząc do Związki chemiczne pośredniczące w oddziaływaniach ślin funkcjonują mechanizmy przekazywania sygnałów. innych niekorzystnych zmian na poziomie metabolicz- allelopatycznych zostały określone jako allelozwiązki Co więcej, sygnały te mogą być wymieniane nie tylko nym i fizjologicznym. (allelopatiny, allelopatyki) (Aldrich, 1997). Mogą one

między roślinami, ale również między roślinami i mi- Celem niniejszej pracy jest omówienie allelopatii być wytwarzane i wydzielane zarówno przez rośliny, NAUKA kroorganizmami. Oddziaływania natury biochemicznej, – wzajemnych oddziaływań roślina-roślina, roślina- jak i drobnoustroje. Organizm, który syntetyzuje alle- w których jeden organizm wydziela związki wpływające -drobnoustrój oraz drobnoustrój-drobnoustrój za po- lozwiązki i emituje je do środowiska określany jest do- na wzrost i rozwój drugiego organizmu są nazywane alle- średnictwem produktów ich metabolizmu. Zwrócona norem, ten zaś który podlega działaniu allelozwiązków lopatią, a substancje te – allelozwiązkami. Odgrywają one zostanie uwaga na klasyfikację i drogi uwalniania do nazywany jest akceptorem (Gniazdowska i wsp., 2004). rolę w interakcjach ekologicznych między organizmami, środowiska związków o potencjale allelopatycznym, Wyróżnia się dwa podstawowe typy allelopatii: co stwarza możliwość ich wykorzystania w praktyce rol- a także ich działanie na określone organizmy i możli- prawdziwą i funkcjonalną. Allelopatia prawdziwa to niczej, m.in. w biologicznych metodach walki z chwasta- wość praktycznego wykorzystania allelopatii w rolni- taka, w której wydzielone do środowiska związki bez- mi. Praca ta opisuje właściwości allelozwiązków i możli- SZKOŁA wości ich praktycznego zastosowania we współczesnym ctwie. pośrednio wpływają na inne organizmy. Allelopatia rolnictwie. funkcjonalna natomiast polega na wydzielaniu związ- Słowa kluczowe: allelopatia, allelozwiązki, koliny, fitoncydy Czym jest allelopatia? ków, które swoją aktywność wykazują dopiero po modyfikacji chemicznej przez mikroorganizmy glebowe otrzymano: 31.03.2014; przyjęto: 18.06.2014; opublikowano: 30.09.2014 Już na początku XIX w. zaobserwowano, że corocz- (Gniazdowska i wsp., 2004). na uprawa jednego gatunku rośliny powoduje stopnio- wy spadek jej plonowania, co określano mianem „cho- Podział allelozwiązków

roba glebowa”. W 1832 roku, szwajcarski botanik de KRÓTKO Candolle za przyczynę tego zjawiska uznał wydzielanie Obecnie znane związki chemiczne o potencjale alle-

mgr Tomasz Kopczewski: doktorant w Katedrze Fizjologii przez rośliny do środowiska substancji toksycznych. Po- lopatycznym w większości należą do tzw. metabolitów i Biochemii Roślin Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska nad sto lat później, w 1937 roku, po raz pierwszy w na- wtórnych, czyli tych produktów metabolizmu roślin- Uniwersytetu Łódzkiego; e-mail: [email protected] ukach botanicznych użyto terminu allelopatia. Pojęcie nego/drobnoustrojowego, które nie są bezpośrednio to, będące połączeniem dwóch greckich słów – allelon związane z podstawowymi procesami życiowymi, taki- (wzajemny) oraz pathos (krzywda) wprowadził Hans mi jak wzrost, oddychanie komórkowe, czy fotosynteza Molísch na oznaczenie zjawiska wpływu jednej rośli- u roślin. Pod względem struktury, metabolity te nale- ny na drugą (Field i wsp., 2006). Obecnie każdy proces, żą do wielu klas związków organicznych: od najprost-

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Allelopatia – czy rośliny potrafią się komunikować? | Tomasz Kopczewski | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 4 szych, jak np. etylen, do bardzo złożonych, takich jak: toksyczności występującej u tej rośliny (Oleszek i wsp., miczne pośredniczące w oddziaływaniu biochemicz- triterpeny, flawonoidy i alkaloidy. Mogą to być także en- 1991). Z kolei w wydzielinach korzeniowych kiełkujące- nym między mikroorganizmami określane są jako an- zymy uczestniczące w szlakach metabolizmu wtórnego go słonecznika i rzeżuchy wykryto lepidimoid – meta- tybiotyki (Gniazdowska i wsp., 2004) (ryc. 1). u drobnoustrojów (Bogatek i wsp., 2002). bolit stymulujący wzrost hipokotyli szarłatu, co stanowi Kryterium klasyfikacji allelozwiązków jest też ich Istnieje kilka kryteriów klasyfikacji allelozwiąz- rzadki przykład pozytywnego działania allelozwiązku rola ekologiczna. W oddziaływaniach wewnątrzgatun- ków. Pod względem charakteru oddziaływania można na rośliny (Yamada i wsp., 1995). kowych wyróżnia się: autotoksyny (działają toksycznie je podzielić na inhibitory i stymulatory (Siegień i wsp., Inny podział allelozwiązków oparty jest na wza- na donor), autoinhibitory adaptacyjne (hamują wzrost 2008). Stwierdzono np., że 5-hydroksy-L-tryptofan, jemnej relacji donor-akceptor. Allelozwiązki wydziela- i rozwój donora) oraz feromony (odpowiadają za komu- aminokwas niebiałkowy występujący w nasionach ne przez rośliny wyższe i wywierające wpływ na inne nikację między organizmami). Wśród allelozwiązków afrykańskiej rośliny bobowatej Griffonia simplicifolia rośliny nazywane są kolinami. Substancje pochodze- oddziałujących między dwoma różnymi gatunkami hamuje kiełkowanie nasion innych gatunków roślin nia roślinnego i wpływające na metabolizm mikroor- wyróżnia się natomiast allomony (wpływają korzystnie rosnących w pobliżu (Oleszek, 1997). Podobnie, aspa- ganizmów są określane jako fitoncydy. Allelozwiązki na donor), kairomony (korzystanie oddziałują na ak- ragina, wydzielana przez siewki lucerny, hamuje wzrost wytwarzane przez mikroorganizmy i oddziałujące na ceptor) i depresanty (są neutralne dla donora, natomiast

siewek pszenicy i samej lucerny, co jest przejawem auto- rośliny wyższe to marazminy. Natomiast związki che- ograniczają wzrost i rozwój akceptora) (Oleszek, 1996). NAUKA

Ryc. 2. Drogi uwalniania allelozwiązków do środowiska Na podstawie: Oleszek, 2007. SZKOŁA KRÓTKO

Ryc. 1. Podział allelozwiązków ze względu na organizm wydzielający (donor) i odbierający (akceptor) Na podstawie: Gniazdowska i wsp., 2004.

Drogi wydzielania allelozwiązków do środowiska hamuje rozwój m.in. jabłoni, róży, pomidora i ogórka, branych allelozwiązków uczestniczących w oddziały- wywołuje ich więdnięcie i powolne obumieranie (Terzi waniach roślina-roślina i roślina-drobnoustrój. Związki o potencjale allelopatycznym mogą być i wsp., 2003). Stwierdzono, że juglon obniża aktywność Jednym z interesujących zagadnień jest rola kolin uwalniane do otoczenia zarówno przez nadziemne H+-ATPazy w plazmolemie komórek korzeni soi i ku- w procesie kiełkowania nasion, a także wzroście i roz- części roślin, jak i korzenie. Najbogatsze źródło allelo- kurydzy (Hejl i Koster, 2004). Ponadto wykazano, że woju siewek (ryc. 1). Rośliny z rodziny kapustowatych związków, zarówno pod względem jakościowym, jak związek ten stymuluje generowanie reaktywnych form syntetyzują glukozynolany, które akumulowane są i ilościowym, stanowią liście (Bhadoria, 2011). tlenu (RFT) prowadząc do powstania stresu oksydacyj- w formie glikozydów i nie wykazują aktywności fizjo- Można wyróżnić kilka sposobów uwalniania alle- nego u roślin. Uznaje się, że proces ten wywołany jest logicznej. Jednak, w momencie uszkodzenia tkanki, na- lozwiązków przez roślinę do środowiska. O wydajności stymulacją przez juglon ekspresji genów kodujących stępuje hydroliza glukozynolanów katalizowana przez tego procesu w znacznym stopniu decydują warunki oksydoreduktazy chinonowe biorące udział w enzyma- myrozynazę. W efekcie, wytwarzane są m.in. olejki środowiska zewnętrznego. Allelozwiązki mogą prze- tycznym utlenianiu chinonów sprzężonym z wytwa- eteryczne hamujące kiełkowanie nasion i rozwój siewek dostawać się do otoczenia na drodze ewaporacji, łu- rzaniem RFT (Matvienko i wsp., 2001). Eksudacja, czyli różnych gatunków, np. pszenicy (Biały i wsp., 1990). In- gowania przez wodę opadową lub rosę, eksudacji lub wydzielanie różnych substancji przez system korzenio- nym przykładem jest hamowanie wzrostu roślin wywo-

uwalniania z obumierających tkanek (Oleszek, 1997) wy, umożliwia przedostawanie się do gleby takich alle- ływane przez produkty hydrolizy glikozydów cyjano- NAUKA (ryc. 2). Ewaporacja polega na parowaniu lotnych lozwiązków jak cukry, aminokwasy, kwasy organiczne, gennych. Takie właściwości wykazują np. cyjanowodór związków, najczęściej olejków eterycznych, z włosków związki fenolowe, produkty hydrolizy glukozynolanów i p-hydroksybenzaldehyd powstające podczas hydrolizy wydzielniczych na powierzchni rośliny, zwłaszcza po czy prekursor juglonu. Ze względu jednak na niski sto- duryny występującej m.in. w tkankach lnu, wyki, sor- ich uszkodzeniu. Na takiej drodze do atmosfery do- pień rozprzestrzeniania się w glebie substancji wydzie- go, śliwy i migdałowca (Oleszek, 1997). Cyjanogeneza stają się m.in. terpenoidy (np. 1,8-cyneol, kamfora, lanych przez system korzeniowy, działają one głównie (zdolność uwalniania cyjanowodoru z tkanek roślin), α-tujon, izotujon i β-tujon). Duże ilości olejków ete- w strefie korzeniowej (ryzosferze) (Bertin i wsp., 2003). zachodząca u niektórych gatunków (tzw. rośliny cyja- rycznych, zwłaszcza z grupy monoterpenów, wydzie- Duży udział w ogólnej puli wydzielanych przez roślinę nogenne) stanowi także dobrze poznany mechanizm lają do atmosfery rośliny z rodzaju Szałwia (Salvia), metabolitów trafiających do gleby mają allelozwiązki ochrony przed roślinożercami ze względu na toksyczne SZKOŁA m.in.: S. apiana i S. californica. Allelozwiązki wy- uwalniane z obumierających tkanek. Są to m.in. pro- działanie cyjanowodoru na organizmy zwierzęce. Dane dzielane przez te rośliny: kamfora, α- i β-pinen oraz dukty hydrolizy glukozynolanów, kwas kofeinowy literaturowe wskazują jednak, że może ona zwiększać 1,8-cyneol wykazują zdolność hamowania wzrostu i kwas ferulowy (Gniazdowska i wsp., 2004). podatność tych roślin na atak patogenów. Przykładowo, i rozwoju traw oraz roślin jednorocznych w promieniu liście odmian drzewa kauczukowego (Hevea brasilien- do 6 m od obszaru, na którym rosną rośliny donora Właściwości wybranych allelozwiązków sis), odznaczających się wysoką zawartością glikozy- (Oleszek, 1997). Wiele allelozwiązków pochodzących dów cyjanogennych są bardziej podatne na atak pato-

z nadziemnych części roślin – np. prekursor juglonu Obecnie znanych jest ponad kilkanaście tysięcy genicznego grzyba, Microcyclus ulei niż liście odmian KRÓTKO (4-glukozyd 1,4,5-trihydroksynaftalenu), hydrochinon, organicznych związków chemicznych, najczęściej me- o niższej zawartości tych związków. Jest to związane umbeliferon, kwasy hydroksybenzoesowe i hydroksy- tabolitów wtórnych, które wykazują potencjał allelo- z hamowaniem przez cyjanowodór syntezy skopole- cynamonowe, garbniki, glikozydy i alkaloidy – dosta- patyczny. Poza działaniem toksycznym i zdolnością do tyny – fitoaleksyny wykazującej właściwości obronne je się do środowiska drogą ługowania (Oleszek, 1996). hamowania wzrostu i rozwoju akceptora, allelozwiązki przeciw patogenom. Z drugiej strony wykazano, że li- Prekursor juglonu wydzielany przez liście, zewnętrzną stanowią często dla roślin jeden z czynników bioche- ście jęczmienia, w których nie dochodzi do uwalniania część owocni i korzenie orzecha włoskiego (Juglans re- micznej obrony przeciw drobnoustrojom patogenicz- cyjanowodoru wykazują większą podatność na poraże- gia) ulega przekształceniu przez mikroorganizmy do nym, zwłaszcza bakteriom i grzybom. W niniejszym nie przez mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. toksycznego juglonu (allelopatia funkcjonalna), który rozdziale zostanie przedstawiona charakterystyka wysp. hordei) niż liście transgenicznych roślin jęczmienia,

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Allelopatia – czy rośliny potrafią się komunikować? | Tomasz Kopczewski | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 6 u których aktywny jest gen glukozydazy, jednego z en- kiełkowania nasion (Singh i wsp., 2003). Interesującym Mikroflora zasiedlająca korzenie roślin może wy- zymów zaangażowanych w powstawanie cyjanowodoru przykładem jest także policykliczny lakton – strigol. wierać zarówno negatywny jak i pozytywny wpływ w wyniku hydrolizy glikozydów cyjanogennych (Sie- Nasiona Striga asiatica, rośliny będącej półpasożytem na ich wzrost. Do mikroorganizmów oddziałujących gień, 2007). korzeni traw tropikalnych oraz roślin uprawnych z ro- negatywnie (DRMO, ang. Deleterious Rhizosphere Mic- Dowiedziono również, że allelozwiązki wytwarzane dziny wiechlinowatych, zdolne są do kiełkowania nawet roOrganisms) zaliczane są naturalne patogeny roślin, przez żyto hamują wzrost wydłużeniowy i podziały ko- po wieloletnim spoczynku, jeśli tylko w podłożu znaj- np. Pseudomonas syringae, Aspergillus niger, Fusarium mórkowe u ogórka oraz cebuli. Takie działanie wykazu- dzie się wydzielony przez roślinę gospodarza strigol. moniliforme i Penicillium charlessii, wytwarzające fito- ją m.in. kumaryny, należące do związków fenolowych Przykładowo, kukurydza i ryż wydzielają do podłoża toksyny niszczące system obrony roślin przed patoge- (Burgos i wsp., 2004). Z kolei niektóre kwasy fenolowe, strigol stymulujący wytworzenie przez S. asiatica hau- nami. Innym przykładem DRMO jest grzyb Alternaria takie jak kwas p-hydroksybenzoesowy, p-kumarowy storium umożliwiającego wrastanie w korzeń rośliny- mali rozwijający się na korzeniach jabłoni. Patogen ten czy ferulowy zmieniają potencjał osmotyczny błony ko- -żywiciela i pobieranie jego metabolitów potrzebnych wydziela toksynę AM, która hamuje rozwój zainfeko- mórkowej, co negatywnie wpływa na pobieranie skład- do budowy własnych tkanek (Haupt i wsp., 2001, Goufo wanej rośliny. Do mikroorganizmów wpływających ników mineralnych zarówno przez korzenie roślin ros- i wsp., 2014). pozytywnie na metabolizm roślin (PGPR, ang. Plant

nących w bliskim otoczeniu donorów wymienionych Oddziaływanie na drodze biochemicznej dotyczy Growth Promoting Rhizobacteria) należą natomiast ta- NAUKA kwasów, jak i korzenie samych donorów, co stanowi również interakcji między roślinami a drobnoustroja- kie drobnoustroje jak P. fluorescensi Bacillus subtilis, przykład autotoksyczności (Inderjit i Duke, 2003). mi. Przykładem allelozwiązków działających na mikro- a także bakterie z rodzaju Rhizobium, Bradyrhizobium Ciekawym przykładem negatywnego wpływu jed- organizmy mogą być flawonoidy syntetyzowane przez i Frankia, jak również wiele gatunków grzybów miko- nych gatunków roślin na inne jest wydzielanie kolin bobowate (ryc. 1). Związki te pośredniczą w zasiedlaniu ryzowych. Wytwarzane przez te organizmy marazminy przez tzw. rośliny inwazyjne. Są to gatunki, które posia- korzeni bobowatych przez bakterie wiążące azot atmo- chronią rośliny przed atakiem patogenów i stanowią dla dają szczególnie nasiloną zdolność kolonizacji (natural- sferyczny (m.in. z rodzaju Rhizobium i Bradyrhizobium) nich składniki odżywcze (Chunjie i wsp., 2002). nie lub z udziałem człowieka) nowych obszarów, kon- indukując ekspresję tzw. genów nod (ang. nodule – bro- kurując przy tym z roślinami pierwotnie zasiedlającymi dawka) u różnych gatunków tych bakterii. Geny nod ko- Praktyczne wykorzystanie allelopatii SZKOŁA dany teren. W Polsce do gatunków inwazyjnych zalicza dują białka odpowiedzialne za syntezę i transport czą- się np. barszcz Sosnowskiego (Heracleum Sosnowskyi), steczek sygnałowych, określanych jako czynniki Nod, Możliwość wykorzystania oddziaływań allelopa- rdestowiec ostrokończysty (Reynoutria japonica), czerem- zaangażowanych w proces tworzenia u bobowatych tycznych w celu poprawy kondycji roślin uprawnych, chę amerykańską (Prunus serotina) i robinię akacjową brodawek korzeniowych, które pełnią rolę środowiska zwiększenia plonu czy eliminacji szkodników, chwa- (Robinia pseudoacacia). Wydzielanie kolin przez gatunki bytowania bakterii wiążących azot, umożliwiając stów i chorób wywoływanych przez mikroorganizmy inwazyjne prowadzi do wypierania roślin miejscowych im jednocześnie pozostawanie w ścisłym układzie patogeniczne jest atrakcyjną perspektywą dla nowo-

i coraz większej ekspansji wzmiankowanych gatunków, symbiotycznym z rośliną – gospodarzem (Geurts i Bis- czesnego rolnictwa chociażby ze względu na możliwość KRÓTKO co zagraża bioróżnorodności (Gniazdowska, 2005). seling, 2002). Flawonoidy wydzielane do środowiska są zastąpienia stosowanych od lat chemicznych środków Nie wszystkie koliny działają jednak jako inhibitory odpowiedzialne za specyficzne interakcje roślina-drob- ochrony roślin. wzrostu i rozwoju roślin. Znane są także allelozwiązki noustrój: określony gatunek rośliny wydziela flawonoidy Zastosowanie allelozwiązków w ochronie roślin wydzielane przez rośliny, które stymulują wzrost innych regulujące ekspresję genów nod u określonego drobno- przed zwierzętami roślinożernymi i pasożytniczymi roślin. Stanowią one jednak grupę nieliczną w porówna- ustroju. Przykładowo, luteolina stymuluje kolonizację nie wykorzystuje bezpośrednio oddziaływań allelopa- niu z allelozwiązkami działającymi hamująco. Przykła- korzeni lucerny przez Rhizobium meliloti, hesperytyna tycznych (w definicji allelopatii nie wspomina się o in- dem może być najprostszy alken – eten (etylen). Wśród natomiast inicjuje zasiedlanie korzeni wyki i grochu terakcji ze zwierzętami). Wskazuje się jednak na możli- wielu właściwości przypisuje mu się rolę stymulatora przez R. leguminosarum (Oleszek, 1997). wość prowadzenia równoległych upraw roślin ważnych

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Allelopatia – czy rośliny potrafią się komunikować? | Tomasz Kopczewski | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 7 gospodarczo z gatunkami wydzielającymi toksyczne Wreszcie, należy zaznaczyć, że dwa gatunki roślin W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się dla zwierząt związki o potencjale allelopatycznym, uprawnych mogą wpływać na siebie zarówno negatyw- także zjawisku tzw. allelopatii indukowanej. Wykazano, bądź też związki działające odstraszająco, a nawet alle- nie, jak i pozytywnie poprzez wydzielanie związków że egzogenne traktowanie niektórych roślin uprawnych lozwiązki (tzw. atraktanty) przywabiające naturalnych o potencjale allelopatycznym, dlatego prowadzenie określonymi metabolitami wywołuje wzrost wydaj- wrogów szkodników roślinnych (Kloen i Altieri, 1990). tzw. hodowli mieszanych może podnieść plonowanie ności syntezy allelozwiązków w tkankach tych roślin Prowadzone są także badania nad możliwością transfe- niektórych roślin istotnych z gospodarczego punktu i ich zwiększoną odporność na stres biotyczny, zwłasz- ru genów związanych z syntezą lub uwalnianiem allelo- widzenia. Stwierdzono np., że niektóre dyniowate, ta- cza związany z atakiem zwierząt roślinożernych lub związków występujących u gatunków dzikich do roślin kie jak ogórek, dynia i kabaczek hamują plonowanie obecnością chwastów. Przykładowo dowiedziono, że uprawnych (Oleszek, 1997). ziemniaka. Natomiast fasola, kukurydza i len działają w liściach ryżu traktowanych egzogennym kwasem sa- Odrębnym zagadnieniem jest wykorzystanie allelo- na ten gatunek pozytywnie. Podobnie, bazylia korzyst- licylowym dochodzi do wzrostu poziomu transkryptu związków w walce z chwastami. Powszechnie uważa się, nie wpływa na uprawę pomidora poprzez wydzielanie genu kodującego amoniakoliazę L-fenyloalaniny (PAL), że chwasty są roślinami wyłącznie negatywnie oddziału- allelozwiązków odstraszających naturalne szkodniki tej enzymu zaangażowanego w biosyntezę fenylopropano- jącymi na rośliny uprawne, jednak część z nich odgrywa rośliny (Oleszek, 1997). idów – metabolitów wtórnych biorących udział w po-

również rolę pozytywną. Niektóre chwasty przyczyniają Oprócz praktycznego wykorzystania allelopatii wstawaniu odporności roślin na stres. W konsekwencji, NAUKA się do ochrony gleb przed erozją, poprawiają ich żyzność, w podnoszeniu plonowania roślin poprzez prowadze- po aplikacji kwasu salicylowego, dochodzi do wzmo- a także korzystnie wpływają na stan mikroflory glebo- nie upraw gatunków ważnych gospodarczo równolegle żonej syntezy allelozwiązków u ryżu, co stanowi kla- wej. Co więcej, część chwastów pozytywnie wpływa na z uprawami tzw. „pożytecznych chwastów”, wskazuje się syczny przykład wspomnianej allelopatii indukowanej stan upraw wielu roślin ważnych gospodarczo poprzez również na rolę oddziaływań allelopatycznych w upra- (Fang i wsp., 2009). wydzielanie allelozwiązków hamujących wzrost innych wach monokulturowych. Dopływ stałego zestawu me- chwastów. Ponadto, niektóre rośliny uprawne, takie jak: tabolitów (m.in. związków fenolowych i fitotoksyn) do Podsumowanie owies, ogórek czy kukurydza wydzielają do środowiska gleby, wywołany coroczną uprawą na danym areale tego allelozwiązki hamujące rozwój chwastów. Stwarza to samego gatunku rośliny prowadzi do wielu niekorzyst- Rośliny, aby przetrwać w środowisku naturalnym, SZKOŁA możliwość prowadzenia równoległych upraw wymie- nych zmian we właściwościach gleby, co określa się mia- wykształciły wiele mechanizmów obronnych, w tym nionych roślin uprawnych z roślinami wrażliwymi na nem syndromu zmęczenia gleby. Ujednolicenie składu zdolność syntezy i wydzielania związków o potencjale wpływ chwastów (Gniazdowska i wsp., 2004). Warto chemicznego i rodzaju rozkładającej się biomasy w gle- allelopatycznym. Ustalonych kryteriów podziału al- również wspomnieć o możliwości zastosowania tzw. bie niekorzystnie wpływa na uprawę kolejnych gatun- lelozwiązków jest wiele, podobnie jak liczne są drogi bioherbicydów – zarodników grzybów patogenicznych ków roślin i metabolizm pożytecznych drobnoustrojów ich uwalniania do środowiska. Wydzielanie substancji (mykoherbicydy) i bakterii, a także alleloherbicydów glebowych. Na glebach zmęczonych mikroorganizmy o potencjale allelopatycznym do otoczenia może ha-

– związków chemicznych wyizolowanych z drobno- wytwarzają więcej toksycznych metabolitów wtórnych, mować lub promować rozwój organizmów roślinnych KRÓTKO ustrojów lub roślin, które wykazują wysoki potencjał które dodatkowo pogorszają kondycję gleb. Identyfi- lub drobnoustrojów. Co więcej, wpływ allelozwiązków allelopatyczny i mogą służyć zwalczaniu chwastów bez kacja toksycznych allelozwiązków i opracowanie me- na dany organizm jest uzależniony zarówno od ich konieczności stosowania chemicznych środków ochro- tod ich usuwania lub degradacji stanowi wyzwanie dla charakteru chemicznego, jak i od gatunku, na który ny roślin. Bioherbicydy znajdują zastosowanie w nisz- wielu dziedzin współczesnej nauki i stwarza możliwość oddziałują, a ich uwalnianie przez rośliny wyższe zależy czeniu chwastów inwazyjnych, blisko spokrewnionych ograniczenia negatywnych skutków wywołanych wie- od wielu czynników środowiskowych. z gatunkami uprawnymi, odpornych na działanie her- loletnią uprawą monokulturową na danym obszarze Allelopatia może być praktycznie wykorzystana bicydów lub ich niskie dawki (Stokłosa, 2006). (Wójcik-Wojtkowiak, 1990). w nowoczesnym rolnictwie. Równoległe prowadzenie

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Allelopatia – czy rośliny potrafią się komunikować? | Tomasz Kopczewski | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 8 upraw roślin, z których jedna korzystnie oddziałuje na Gniazdowska A, Oracz K, Bogatek R (2004). Allelopatia – nowe in- gradation of rye (Secale cereale) tissues. Plant and Soil. 124:143-147. drugą stwarza możliwość ograniczenia użycia chemicz- terpretacje oddziaływań pomiędzy roślinami. Kosmos. Problemy Yamada K, Anai T, Hasegawa K (1995). Lepidimoide, an allelopatic Nauk Biologicznych. 53:207-217. substance in the exudates from germinated seeds. Phytochemistry. nych środków ochrony roślin, co w dalszej przyszłości Goufo P, Pereira J, Moutinho-Pereira J, Correia C, Figueiredo N, 39:1031-1032. może odnieść pozytywny skutek w postaci produkcji Carranca C, Rosa E, Trindade H (2014). Rice (Oryza sativa L.) phenolic compounds under elevated carbon dioxide (CO ) con- większej ilości zdrowej, pozbawionej pestycydów żyw- 2 centration. Environmental and Experimental Botany. 99:28-37. ności. Haupt S, Oparka KJ, Sauer N, Neumann S (2001). Macromolecular Allelopathy – can plants communicate one another? trafficking betweenNicotina tabacum and the holoparasite Cu- Tomasz Kopczewski scuta reflexa. Journal of Experimental Botany. 52:173-177. Literatura Hejl AM. Koster KL (2004). Juglone disrupts root plasma membra- ne H+-ATPase activity and impairs water uptake, root respira- Is communication the exclusive attribute of animals? It Aldrich RJ (1997). Allelopatia w kierowaniu odchwaszczeniem. W: tion, and growth in soybean (Glycine max) and corn (Zea mays). turns out that it is not. Mechanisms of signal transduc- Ekologia chwastów w roślinach uprawnych. Podstawy zwalczania J. Chem. Ecol. 30:453-472. tion also exist in the world of plants. What’s more, these chwastów. Opole: 207-231. Inderjit P, Duke SO (2003). Ecophysiological aspects of allelopathy. signals can be exchanged not only between plants but Planta. 217:529-539. Bertin C, Yang X, Weston LA (2003). The role of root exudates and also between plants and microorganisms. Biochemical allelochemicals in the rhizosphere. Plant and Soil. 256:67-83. Kloen H, Altieri MA (1990). Effect of mustard Brassica( hirta) as

interactions in which one organism secretes compounds NAUKA Biały Z, Oleszek W, Lewis J, Fenwick GR (1990). Allelopathic poten- a non-crop plant on competition and insect pests in broccoli tial of glucosinolates (mustard oil glycosides) and their degrada- (Brassica oleracea). Crop Protection. 9:90-96. negatively or positively influencing the growth and devel- tion products against wheat. Plant and Soil. 129:277-281. Matvienko M, Wojtowicz A, Wrobel R, Jamison D, Goldwasser Y, opment of another organism, are called allelopathy and Bhadoria PBS (2011). Allelopathy: a natural way towards weed ma- Yoder JI (2001). Quinone oxidoreductase message levels are diffe- the compounds – allelochemicals. They play a significant rentially regulated in parasitic and non-parasitic plants exposed nagement. American Journal of Experimental Agriculture. 1:7-20. role in ecological interactions between organisms, which Bogatek R, Oracz K, Bailly C, Come D, Corbineau F, Gawroński SW to allelopathic quinines. Plant J. 25:375-387. gives the possibility to apply allelochemicals in agricul- (2002). Induction of oxidative stress by sunflower allelopathics Oleszek W (1996). Allelopatia – rys historyczny, definicja, nazewni- in germinating mustard (Sinapis alba L.) seeds. W: Third World ctwo. W: Teoretyczne i praktyczne aspekty allelopatii. Materiały tural practice, e.g. in biological methods of dealing with Congress on Allelopathy – Abstracts. Fujita Y, Hiradate S, Araya H Konferencyjne IUNG. Puławy: 5-15. weeds. This paper describes the characteristics of allelo- (red.). Tsukuba, Japan: 158. Oleszek W (1997). Allelopatia. W: Regulatory wzrostu i rozwoju ro- chemicals as well as the possibilities of their practical ap- ślin. Jankiewicz L (red.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warsza- SZKOŁA Burgos NR, Talbert RE, Kim KS, Kuk YI (2004). Growth inhibition plication in modern agriculture. and root ultrastructure of cucumber seedlings exposed to allelo- wa: 249-272. chemicals from rye (Secale cereale). J. Chem. Ecol. 30:671–689. Oleszek W, Jurzysta M, Górski P (1991). Alfalfa saponins – the alle- Key words: allelopathy, allelochemicals, collins, phytoncides Chengxu W, Mingxing Z, Xuhui C, Bo Q (2011). Review on allelo- lopathic agents. W: Allelopathy: Basic and applied aspects. Rizvi pathy of exotic invasive plants. Procedia Engineering. 18:240-246. SJH, Rizvi V (red.). Chapman and Hall, London: 151-167. Chunjie T, Xingyuan H, Yang Z, Jiakuan C (2002). Effects of VA my- Siegień I (2007). Cyjanogeneza u roślin i jej efektywność w ochronie corrhizae and Frankia dual inoculation on growth and nitrogen roślin przed atakiem roślinożerców i patogenów. Kosmos. Proble- Artykuł pomocny przy realizacji wymagań fixation ofHippophae tibetana. Forest Ecology and Management. my Nauk Biologicznych. 56:155-166. podstawy programowej 170:307-312. Siegień I, Trocka A, Bosa K, Bogatek R, Gniazdowska A (2008). Po- tencjał allelopatyczny słonecznika. Postępy Nauk Rolniczych. Fang C-X, Xiong J, Qiu L, Wang H-B, Song B-Q, He H-B, Lin R-Y, Lin Biologia – IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony: KRÓTKO W-X (2009). Analysis of gene expressions associated with incre- 6:55-71. Cele kształcenia: ased allelopathy in rice (Oryza sativa L.) induced by exogenous Singh HP, Batish DR, Kohli RK (2003). Allelopathic interactions and salicylic acid. Plant Growth Regul. 57:163-172. allelochemicals: new possibilities for sustainable weed manage- I. Poznanie świata organizmów na róznych poziomach organizacji życia Field B, Jordán F, Osbourn A (2006). First encounters – deployment ment. Crit. Rev. Plant Sci. 22:239–311. IV. Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji Stokłosa A (2006). Bioherbicydy i alleloherbicydy w walce z chwasta- of defence-related natural products by plants. New Phytologist. V. Rozumowanie i argumentacja 172:193-207. mi. Postępy Nauk Rolniczych. 6:41-50. Geurts R, Bisseling T (2002). Rhizobium Nod factor perception and Terzi I, Kocaçalişkan I, Benlioğlu O, Solak K (2003). Effects of juglone Treści nauczania: signalling. The Plant Cell. 14:239-249. on growth of cucumber seedlings with respect to physiological and VII. Ekologia anatomical parameters. Acta Physiologiae Plantarum. 25:353-356. Gniazdowska A (2005). Oddziaływania allelopatyczne – „nowa 3.2. przedstawia skutki konkurencji międzygatunkowej... broń” roślin inwazyjnych. Kosmos. Problemy Nauk Biologicznych. Wójcik-Wojtkowiak D, Politycka B, Schneider M, Perkowski J (1990). 3.7. wykazuje rolę zależności mutualistycznych... 54:221-226. Phenolic substances as allelopathic agents arising during the de-

Czym jest allelopatia? fora, α-pinen, farnezan, artemizinina) (tab. 1) (Vyvyan, L-kanawanina – niebiałkowy 2002). Mówiąc o allelopatii należy zawsze rozróżniać Wzajemne oddziaływania pomiędzy roślinami ob- tzw. rośliny donorowe, tzn. te, które są źródłem allelo- aminokwas toksyczny serwowane są od wieków zarówno w naturalnych jak związków, oraz rośliny akceptorowe, w których objawia i antropogenicznych ekosystemach. Mimo dostrzeżenia się efekt działania allelozwiązku. Ciekawostką jest wy- dla zwierząt i roślin zarówno przykładów negatywnego jak i korzystnego stępowanie zjawiska autoallelopatii, a więc toksyczno- sąsiadowania roślin, większe zainteresowanie budzą ści dotyczącej osobników tego samego gatunku (Sołtys Paweł Staszek, Anna Antosik, Urszula Krasuska, Agnieszka Gniazdowska te niekorzystne. Zjawisko allelopatii określa oddziały- i wsp., 2010). wania w obrębie wszystkich klas roślin oraz mikroor- Allelozwiązki roślinne stanowią również element zgodność z PP – zob. s. 17 ganizmów, za pośrednictwem związków chemicznych. biochemicznej obrony roślin przed roślinożernymi Streszczenie: Termin ten został wprowadzony do literatury naukowej owadami. Dorosłe owady oraz larwy podgryzają np. za- przez austriackiego fizjologa roślin Hansa Molischa Oddziaływania biochemiczne pomiędzy sąsiadującymi ro- wiązki kwiatów, powodując ich opadanie. Żerują na ślinami określa się mianem allelopatii. Najczęściej mają one w 1937 roku. Wywodzi się on z greckich słów: allelo niedojrzałych strąkach i nasionach różnych gatunków

charakter negatywny, z uwagi na toksyczność allelopatin (wzajemne) i pathos (odczuwanie, cierpienie) (Wójcik- roślin, np. warzyw strączkowych, powodując uszkodze- NAUKA –związków produkowanych przez rośliny. L-kanawanina -Wojtkowiak i wsp., 1998). Współcześnie funkcjonują- nia zarodków. W uprawie fasoli szkodniki przez na- należy do tzw. aminokwasów niebiałkowych, jest analogiem ca definicja została sprecyzowana podczas Pierwszego kłuwanie liścieni wywołują tzw. ospowatość nasion, co (antymetabolitem) L-argininy. L-kanawanina jest synte- Światowego Kongresu Allelopatii (1996), gdzie allelo- sprawia, że są one nieprzydatne zarówno do siewu, jak tyzowana w tkankach roślin bobowatych i pełni funkcję patię określono jako każdy proces, w który są zaanga- i do konsumpcji (Szafirowska i Kłosowski, 2008). Nie- dodatkowego źródła azotu lub związku odstraszającego żowane wtórne metabolity, wytwarzane przez rośliny, które allelozwiązki działają odstraszająco już podczas roślinożerne owady. W pracy omówiono metabolizm L-ka- mikroorganizmy i grzyby, mające wpływ na wzrost wyboru roślin przez owady, dzięki czemu nie dochodzi nawaniny, rolę L-kanawaniny w oddziaływaniach roślina- i rozwój systemów biologicznych i rolniczych (Gniaz- do ich zasiedlenia, żerowania, złożenia jaj lub ukrycia

-owad oraz prawdopodobny mechanizm toksyczności tego SZKOŁA dowska i wsp., 2004). Związki allelopatyczne (allelo- się. Jedną z aktywniejszych grup allelozwiazków wyka- aminokwasu w organizmach roślinnych. związki, allelopatiny) są bardzo zróżnicowane struktu- zujących szkodliwość wobec owadów są związki fenolo- Słowa kluczowe: allelopatia, allelozwiązek, niebiałkowy ami- ralnie i należą do różnych klas organicznych związków we. W obecności tych substancji dochodzi do podwyż- nokwas, toksyczność chemicznych (Jasicka-Misiak, 2009). Często mają budo- szenia aktywności peroksydaz i oksydaz fenolowych, co

otrzymano: 12.06.2014; przyjęto: 4.09.2014; opublikowano: 30.09.2014 wę pierścieniową (zawierają jeden lub więcej pierścieni). sprzyja nagromadzaniu się dużych ilości polifenoli oraz Wśród związków allelopatycznych znajdują się m.in.: chinonów, których wysoka zawartość obniża wartość chinony (np. sorgoleon, juglon), laktony (np. kumaryna, pokarmową roślin dla żerujących owadów (Leszczyń-

skopoletyna, umbeliferon), terpeny (np. geraniol, kam- ski, 2001; Malinowski, 2008). KRÓTKO

lic. Paweł Staszek: Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Rol- dr Urszula Krasuska: Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Jakie rośliny charakteryzuje wysoki potencjał nictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Rolnictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiej- allelopatyczny? w Warszawie, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa skiego w Warszawie, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa Do roślin o wysokim potencjale allelopatycznym

mgr Anna Antosik: Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Rol- dr hab. Agnieszka Gniazdowska: Katedra Fizjologii należą niektóre rośliny uprawne. Spośród powszechnie nictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Roślin, Wydział Rolnictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospo- znanych roślin uprawnych do silnie allelopatycznych w Warszawie, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa darstwa Wiejskiego w Warszawie, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa zaliczany jest słonecznik (Helianthus annus L.), sorgo

Allelozwiązek/ Tab. 1. Przykłady popularnych związków, m.in. kwasy fenolowe (wanilinowy, 4-hydro- Roślina donorowa Wzór chemiczny grupa allelozwiązków związków allelopatycznych cynamonowy, ferulowy) także kwasy hydroksamowe o różnorodnej budowie Sorgoleon np. DIBOA (2,4-dihydroksy-1,4(2H)benzoksazyn-3-on) Sorgo cukrowe chemicznej (chinon) (Gniazdowska, 2007). (Sorghum bicolor L.) Oprac. własne, na podst.: Vyvyan, 2002. Intensywność syntezy związków allelopatycznych zależy od uwarunkowań genetycznych organizmu, gdyż w obrębie jednego gatunku mogą występować odmiany Juglon Orzech czarny charakteryzujące się różnym potencjałem allelopatycz- (chinon) (Juglanus nigra L.) nym. Dodatkowo, ilość produkowanych i wydzielanych do środowiska allelopatin jest uzależniona of warun- ków środowiskowych (Politycka i Wójcik-Wójtkowiak, Skopoletyny Nostrzyk, biały 2001; Gniazdowska i wsp., 2004). Większe wytwarzanie (lakton) (Meliolotus albus Medik.) związków allelopatycznych obserwuje się podczas nie-

doboru składników mineralnych, stresu suszy i chłodu NAUKA oraz pod wpływem wysokiej temperatury. Czynnikami α-pinen Bylica pospolita stymulującymi produkcję związków allelopatycznych (terpen) (Artemisia vulgaris L.) są też stresy biotyczne np. atak patogenów.

L-kanawanina – niebiałkowy aminokwas 2-benzoksazolinon Żyto zwyczajne produkowany w komórkach roślin (BOA) (Secale cereale L.) (kwas hydroksamowy) Powszechnie wiadomo, że polipeptydy są „budowa- SZKOŁA ne” z zestawu 20 aminokwasów. Jednak w przyrodzie

Kwas ferulowy Ogórek siewny istnieją setki aminokwasów niewchodzących w skład (kwas fenolowy) (Cucumis sativus L.) białek. Przez wiele lat były one przyćmione blaskiem „wielkiej dwudziestki”, obecnie coraz więcej wiemy o roli, jaką odgrywają aminokwasy niebiałkowe zarów- no w procesach fizjologicznych, jak i w oddziaływa-

(Sorghum bicolor L.), gryka (Fagopyrum esculentum (5-hydroksy-1,4-naftochinon), który wydzielany do niach ekologicznych (Vranova i wsp., 2011). KRÓTKO Moench.), a także lucerna (Medicago sativa L.) (Kacz- gleby już w stężeniu 1 µM hamuje wzrost roślin wielu Nieliczne wśród aminokwasów niebiałkowych, ta- marek, 2009). Znaczny potencjał allelopatyczny posia- sąsiadujących gatunków (Leszczynski i wsp., 2012). Sil- kie jak ornityna czy homoseryna, biorą udział w prze- dają również zboża: żyto (Secerale cereale L.), pszenica ny potencjał allelopatyczny wykazuje też szereg pospo- mianach biochemicznych metabolizmu podstawowego. (Triticum aestivum L.), jęczmień (Hordeum vulgare L.), litych chwastów, np. należących do rodzaju Artemisia. Zdecydowana większość aminokwasów niebiałkowych ryż (Oryza sativa L.). Od wieków znane jest niekorzyst- Rośliny te wytwarzają olejki eteryczne (kamforę, kam- to metabolity wtórne, wśród nich znajduje się L-kana- ne oddziaływanie na inne rośliny drzew z rodziny orze- fen, cyneol, α,β-pinen), a także artemizininę. Z kolei, wanina (Bell, 2003). chowatych (Juglandaceae). Typowym przykładem jest w wydzielinach korzeniowych perzu właściwego (Agro- L-kanawanina występuje wyłącznie u roślin z rodzi- orzech czarny (Juglans nigra L.) wytwarzający juglon pyron regens L.) zidentyfikowano szereg innych allelo- ny bobowatych (Fabaceae), jej obecność stwierdzono

landia frutescens (L.) R.Br. gromadzi L-kanawaninę kwasu L-argininy (ryc. 1). Podobieństwo strukturalne azotowych wchodzących w skład kwasów nukleino- NAUKA w liściach w dużych ilościach, dochodzących nawet do obu aminokwasów sprawia, że większość enzymów wy- wych. Szkielety węglowe powstające w wyniku metabo- 14,5 mg g-1 suchej masy (Colling i wsp., 2010). korzystujących jako substrat argininę katalizuje także lizmu L-kanawaniny są źródłem energii dla przemian SZKOŁA KRÓTKO

Fot. 1. Roślina Canavalia ensiformis ze strąkami oraz nasiona C. ensiformis Ryc. 1. Wzór strukturalny L-kanawaniny i L-argininy Fot. Celia Carliani. Zaznaczono obecność dodatkowego atomu tlenu w cząsteczce L-kanawaniny. Oprac. własne.

Rola L-kanawaniny w oddziaływaniach allelochemicznych roślina-owad

Najlepiej poznano toksyczny wpływ L-kanawaniny

na organizmy owadów, wśród których znaleźć można NAUKA amatorów nasion roślin bobowatych. Jak wspominano, L-kanawanina i L-arginina są bardzo zbliżone struk- turalnie, co sprawia że enzymy wykorzystujące L-argi- ninę wiążą niespecyficznie L-kanawaninę. Substratem w biosyntezie białek są aminokwasy związane z czą- steczkami tRNA, czyli aminoacylo-tRNA. Przyłączenie aminokwasu do tRNA jest katalizowane przez enzymy zwane syntetazami aminoacylo-tRNA. Dla każde- SZKOŁA go aminokwasu istnieje przynajmniej jedna syntetaza aminoacylo-tRNA. Enzymy te są specyficzne dla konkretnego aminokwasu – tylko raz na 104 lub 105 reakcji katalitycznych błędnie łączą aminokwas z tRNA (Berg i wsp., 2009). Syntetaza arginylo-tRNA katalizuje reak- cję przeniesienia L-argininy na tRNA. Podobieństwo

L-kanawaniny do argininy sprawia, że syntetaza argi- KRÓTKO nylo-tRNA może przenosić L-kanawaninę na tRNA. W konsekwencji podczas syntezy białek w rybosomach w miejsca, gdzie powinna znaleźć się L-arginina, włą- czana bywa L-kanawanina. W cząsteczce L-kanawaniny występuje dodatkowy atom tlenu w sąsiedztwie grupy guanidynowej, który osłabia jej zasadowy charakter, Ryc. 2. Cykl kanalina-mocznik, dzięki któremu rośliny magazynujące L-kanawaninę w nasionach mogą uzyskać przyswajalną co skutkuje niemożnością tworzenia wiązań jonowych. formę azotu z grupy guanidynowej L-kanwaniny Białka posiadające w swej strukturze L-kanawaninę nie Na czerwono zaznaczono enzymy odpowiadające za katalizę poszczególnych reakcji.

zawierającym L-kanawaninę obserwowano wiele ano- NAUKA malii rozwojowych: redukcję wzrostu larw, poczwarek i imago; opóźnienia lub zakłócenia w przepoczwarza- niu; obniżenie płodności i sterylność samic (ryc. 3). Ty- powe zmiany w rozwoju M. sexta powodowane L-kana- ochronnych, antybakteryjnych białek, których aktyw- waniną obserwowano przy podawaniu w pokarmie tego ność również ulega istotnemu obniżeniu (Rosenthal aminokwasu już w stężeniu 25 mM (Rosenthal, 1977). i wsp., 1989). Po 24 godzinach od karmienia larw pokarmem Niektóre owady żywią się nasionami bogatymi zawierającym L-kanawaninę stwierdzono maksymal- w L-kanawaninę i nie obserwuje się u nich negatywne- SZKOŁA ne włączanie kanawaniny w strukturę białek i wyno- go wpływu diety zawierającej omawiany niebiałkowy siło ono 3% podanego aminokwasu niebiałkowego. aminokwas. Ciekawym przykładem takiego owada jest Białka zwierające w swej strukturze L-kanawaninę są chrząszcz Caryedes brasiliensis z podrodziny strąkow- szybko degradowane. Jednak mechanizm ten nie jest ców (fot. 2), wśród których znajduje się wiele szkodni- wystarczająco skuteczny, aby przeciwdziałać toksycz- ków magazynowych, żywiących się nasionami roślin nemu działaniu antymetabolitu. L-kanawanina u larw bobowatych. Chrząszcz ten żyje w lasach liściastych

M. sexta włączana jest w strukturę kluczowych dla Kostaryki, a jego larwy żerują wyłączne na nasionach KRÓTKO owada białek, np. lizozymu – enzymu hydrolizującego tropikalnego pnącza z rodziny bobowatych Dioclea me- składniki ściany komórkowej bakterii. U larw zawisaka gacarpa Rolfe. tytoniowego, którym podawano L-kanawaninę, 20% Nasiona tej rośliny zawierają 8–9% L-kanawaniny reszt argininowych w strukturze lizozymu zostało za- w suchej masie, co stanowi 95% azotu zmagazyno- stąpionych L-kanawaniną, co prowadziło do obniżenia wanego w postaci wolnych aminokwasów. U larwy aktywności enzymu o 50% (Rosenthal i Dahlam, 1991). C. brasiliensis obecna jest wysoce specyficzna synte- Fot. 2. Dorosły osobnik Caryedes brasilensis Podobną sytuację stwierdzono u muchy Phormia terra- taza arginylo-tRNA, która nie katalizuje przeniesienia novae, gdzie L-kanawanina jest włączana w strukturę L-kanawaniny na tRNA, a tym samym niebiałkowy Fot. Isaac Jorge.

wstaje amoniak – kolejna substancja trująca dla owa- dwa gatunki owadów, przedstawiciele różnych rzędów, W tym przypadku wynik testu z L-kanawaniną okazał NAUKA dów lądowych. Dla larw C. brasiliensis nie stanowi to wypracowały całkowicie odmiennie sposoby detoksy- się odmienny – już w stężeniu 0,1 mM L-kanawanina problemu, gdyż w ich komórkach stwierdzono wysoką kacji L-kanawaniny i jej pochodnej L-kanaliny. U larw hamowała kiełkowanie zarodków jabłoni w ponad aktywność dehydrogenazy glutaminianowej i syntetazy motyla H. virescens, który żywi się wieloma gatunkami 60% (Budnicka i wsp., 2013). Tak więc, okrywa nasien- glutaminy – enzymów katalizujących reakcję wbudo- roślin, obserwujemy skuteczną detoksykację L-kanawa- na może w dużym stopniu ograniczać fitotoksyczne wania jonu amonowego do aminokwasów. Co ciekawe, niny, zaś u larw chrząszcza C. brasiliensis, które żywią działanie związku. Zróżnicowanie wyników biotestu wysoka aktywność wspomnianych enzymów obserwo- się wyłącznie nasionami bogatymi w L-kanawaninę, w zależności od zastosowanego materiału badawczego wana jest wyłącznie u larw C. brasiliensis. U osobników obecny jest mechanizm pozwalający na wykorzystanie wskazuje na związek między obserwowanym efektem dorosłych aktywność dehydrogenazy glutaminianowej tego aminokwasu jako źródła azotu. fizjologicznym, a pobieraniem aminokwasu z podłoża SZKOŁA i syntetazy glutaminy nie odbiega od przeciętnej aktyw- oraz jego transportem do komórek. ności tych enzymów u owadów reprezentujących inne Toksyczne działanie L-kanawaniny na rośliny Wzrost korzeni okazał się procesem znacznie bar- rzędy. Niższą aktywność enzymów odpowiedzialnych dziej wrażliwym na L-kanawaninę niż kiełkowanie na- za detoksykację L-kanawaniny i jej metabolitów, u ima- Spektrum działania L-kanawaniny jest szersze, sion. Stężenie aminokwasu, w którym obserwowano ha- go chrząszcza można tłumaczyć tym, że osobniki do- a skutki jej działania są obserwowane nie tylko u owa- mowanie wzrostu korzeni siewek pomidora o 50% (IC50, rosłe C. brasiliensis nie spożywają pokarmu zawierają- dów, lecz także u roślin. U roślin syntetyzujących ang. inhibitory concentration), wynosiło 10 µM, a IC100

cego L-kanawaninę, gdyż żywią się pyłkiem i nektarem i gromadzących L-kanawaninę pełni ona wcześniej (w którym hamowanie wzrostu było całkowite – 100%) KRÓTKO (Rosenthal i Janzen, 1985). wspomniane funkcje magazynu azotu i naturalnego wynosiło 50 µM. Wcześniejsze badania Nakajimy i wsp. Inaczej z problemem obecności L-kanawaniny w po- insektycydu. Jednak L-kanawanina może funkcjono- (2001) wskazały, że L-kanawanina hamowała wzrost karmie radzą sobie larwy motyli Heliotus virescens z ro- wać także jako silny związek fitotoksyczny, wywołujący drugiej pochwy liściowej siewek ryżu. Zahamowanie dziny sówkowatych (fot. 3). Owad ten jest polifagiem trwałe lub czasowe uszkodzenia w roślinie akceptorowej. wzrostu siewek ryżu w 50% obserwowano jednak po – żywi się ponad 100 gatunkami roślin, z czego 20 to ro- Wyniki doświadczeń prowadzonych w Katedrze Fi- zastosowaniu wielokrotnie wyższej dawki aminokwasu śliny uprawne. Wśród roślin żywicielskich H. virescens zjologii Roślin SGGW w Warszawie wykazały toksycz- (0,5 mM). Jednocześnie udowodniono, że w przypadku znajdują się rośliny z rodziny bobowatych, z których ny wpływ L-kanawaniny na wzrost i rozwój korzeni sie- ryżu mechanizm działania L-kanawaniny nie jest zwią- niektóre syntetyzują L-kanawaninę. U larw H. virescens wek pomidora (Staszek, 2013, praca licencjacka). Mimo, zany z zahamowaniem syntezy kwasu giberelinowego

Ryc. 4. L-arginina (GA3), gdyż podanie egzogennej gibereliny nie zniosło efektu fitotoksycznego działania L-kanawaniny (Na- L-arginina jest aminokwasem za- kajima i wsp., 2001). Jedną z prawdopodobnych dróg angażowanym w wiele przemian metabolicznych w organizmach działania L-kanawaniny w roślinach może być zabu- roślinnych rzenie metabolizmu aminokwasów, a w szczególności Biosynteza poliamin, regulatorów L-argininy, podobnie jak wykazano to badaniach na wzrostu i rozwoju roślin, rozpoczyna owadach. W siewkach ryżu traktowanych L-kanawani- się od przemian L-argininy. Tlenek ną dochodziło do akumulacji L-argininy, a po podaniu azotu to gazowa cząsteczka syg- nałowa zaliczana do reaktywnych L-argininy obserwowano odwracanie efektu toksycz- form azotu. Postuluje się, że w jednej nego działania L-kanawaniny (Nakajima i wsp., 2001). ze ścieżek syntezy NO w roślinach Jednak w przypadku korzeni pomidora nie zaobserwo- L-arginina jest wykorzystywana jako substrat. L-arginina jest białkowym wano regeneracji po przeniesieniu siewek traktowanych aminokwasem o zasadowym charak- L-kanawaniną na roztwór L-argininy (Krasuska i wsp., terze, który wchodzi w skład wielu polipeptydów, jest donorem wiązań 2013), co może wynikać z zastosowania w badaniach NAUKA wodorowych co wpływa na trzecio- rośliny dwuliściennej, należącej do roślin o stosunko- rzędową strukturę białek. Przerywa- wo wysokiej wrażliwości na fitotoksyny. Jak już wielo- ną strzałką zaznaczono wieloetapo- krotnie wspominano L-kanawanina jest niebiałkowym wy proces biosyntezy poliamin. analogiem L-argininy. Rola L-argininy w organizmach roślinnych nie ogranicza się wyłącznie do pełnienia roli elementu budulcowego łańcuchów polipeptydo- wych (ryc. 3). L-arginina jest metabolitem pośrednim w szlaku biosyntezy poliamin – ważnych regulatorów jako naturalny herbicyd (De Albuqerque i wsp., 2011). i sorgoleon, laktony seskwiterpenów oraz monoterpeny, SZKOŁA wzrostu i rozwoju roślin, a także potencjalnym substra- Obecnie w walce z roślinnością segetalną sugeruje się np. 1,8-cyneol i jego analog cinmetylina, która jest już tem biosyntezy tlenku azotu (NO) – gazowej cząstecz- ograniczenie stosowania związków syntetycznych na uważana za pierwszy dostępny na rynku alleloherbicyd ki sygnałowej o szerokim spektrum działania (ryc. 4) rzecz wydzielanych przez rośliny bądź mikroorganizmy (Gniazdowska, 2007). Związek idealny powinien speł- (Gniazdowska, 2004). W obecności L-kanawaniny związków o potencjale allelopatycznym. Taką rolę niać wymagania stawiane środkom ochrony roślin. Są może dochodzić do modyfikacji metabolizmu NO, co mógłby odgrywać właśnie omawiany aminokwas nie- nimi: efektywność, szerokie spektrum działania, od- prowadziłoby do zaburzenia przekazywania sygnału białkowy – L-kanawanina. Należy ona do substancji porność na deszcz oraz wysoki poziom bezpieczeństwa.

i w rezultacie zakłócało współdziałanie NO z auksyna- pochodzenia naturalnego, które w porównaniu do Allelopatiny w takim kontekście odegrałyby istotną rolę KRÓTKO mi, fitohormonami odpowiadającymi za wzrost i two- syntetycznych herbicydów wywołują słabszy i bardziej dla rolnictwa zrównoważonego jako ekologiczne narzę- rzenie architektury korzeni (Yu i wsp., 2014). krótkotrwały efekt, ale jednocześnie posiadają właści- dzie zwalczania zachwaszczenia. wości chwastobójcze (Nakajima i wsp., 2001). L-kanawanina jako potencjalny herbicyd Wytworzenie herbicydów, opartych na bazie Właściwości lecznicze L-kanawaniny allelopatin mogłoby być dobrą alternatywą dla stoso- L-kanawanina, jako związek naturalnie występują- wania syntetycznych środków chwastobójczych. Poten- Poza działaniem fitotoksycznym i ochronnym dla cy w roślinach, mogłaby znaleźć zastosowanie jako sub- cjalne związki, które mogłyby stanowić podstawę do roślin L-kanawaninie przypisuje się także właściwości stancja wykorzystywana do zwalczania chwastów, czyli konstruowania herbicydów to m.in. chinony – juglon lecznicze. Są one ściśle związane z południowoafry-

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 L-kanawanina – niebiałkowy aminokwas toksyczny dla zwierząt i roślin | Paweł Staszek, Anna Antosik, Urszula Krasuska, Agnieszka Gniazdowska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 16 kańską rośliną S. frutescens. Roślina ta posiada długą na organizmy roślinne, chociaż wydaje się, że moleku- etnobotaniczną historię i jest uznawana za adaptogen- larny mechanizm działania tego aminokwasu mógłby ną, czyli wykazującą szereg właściwości biologicznych wskazywać na wykorzystanie L-kanawaniny jako po- takich jak np.: stymulacja odpowiedzi odpornościowej, tencjalnego bioherbicydu. Z uwagi na aktywność L-ka- działanie uspokajające, przeciwnowotworowe, obniża- nawaniny jako antymetabolitu L-argininy postulowane nie zawartości cholesterolu i cukru w surowicy krwi. jest zakłócenie przez L-kanawaninę funkcjonowania Uzyskane z niej ekstrakty stosowane są w medycynie dróg metabolicznych wykorzystujących L-argininę. ludowej. Populacje S. frutescens występują w Afryce U roślin szlaki te prowadzą do biosyntezy regulato- Południowej, a ich szczególne zagęszczenie obserwuje rów wzrostu i rozwoju (poliamin), hormonów (etylenu) się w nadmorskiej prowincji Western Cape. Co ciekawe, i cząsteczek sygnałowych (tlenku azotu), przez co od- badania wpływu ekstraktów roślinnych na wzrost in vi- grywają kluczowa rolę w ontogenezie roślin. tro komórek nowotworowych wykazały, że wyciągi z ro- Podziękowania ślin z tego konkretnego regionu posiadają największe Autorzy składają serdeczne podziękowania dla dr Celii R. Carlini z Uni- właściwości antyproliferacyjne (hamujące dzielenie się Fot. 3. Larwa Heliotus virescens NAUKA wersytetu Federalnego z Rio Grande do Sul za udostępnienie fotografii komórek nowotworowych) (Colling, 2010). Ekstrakty Fot. Joseph Berger (www.bugwood.org). Canavalia ensiformis oraz dr Isaaca R. Jorge z Uniwersytetu Federalnego z omawianego fitofarmaceutyku są stosowane w przy- z Parany za udostępnienie fotografiiCaryedes brasilensis. padku cukrzycy, wspomagająco u pacjentów z zanikiem nawaniny była dodatnio skorelowana z dostarczeniem mięśni oraz chorujących na AIDS. Za właściwości lecz- do środowiska azotu. Zasolenie i stres suszy wywierały nicze rośliny odpowiada pakiet metabolitów, takich jak: słabszy efekt na ilość wytwarzanego w tkankach ami- Literatura asparagina, arginina, kwas γ-aminomasłowy, glikozydy nokwasu. Odpowiedź rośliny na stresy środowiskowe Bell EA (2003). Nonprotein amino acids of plants: significance in triterpenoidowe. Podkreślana jest też nieodzowna rola jest kompleksowa, dlatego poznanie ścieżek metabo- medicine, nutrition, and agriculture. J Agr Food Chem. 51:2854– SZKOŁA L-kanawaniny, której przypisuje się działanie prze- licznych i współzależności jest istotne dla optymalnego 2865. ciwnowotworowe. Chemotypy (czyli rośliny o takim wykorzystania przez człowieka potencjału S. frutescens. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2009). Skład i struktura białek. W: samym fenotypie, ale innych właściwościach chemicz- Berg JM., Tymoczko JL, Stryer L. Biochemia. Warszawa: Wydaw- nictwo Naukowe PWN 2009: 25-65. nych) zawierające od 1,6 do 3,1 mg kanawaniany w gra- Podsumowanie Budnicka K, Krasuska U, Bogatek R, Gniazdowska A (2013). Argini- mie suchej masy są wykorzystywane w Afryce do pro- ne and canavanine dependent regulation of apple embryo germi- dukcji leków ziołowych. Oprócz 20 aminokwasów biogennych, z których nation in relation to ROS and RNS production. 3rd International Conference and Workshop „Plant –the source of research material” Colling wraz z zespołem (2010) określali optymalne zbudowane są białka wszystkich organizmów od bak- Lublin 16-18 October 2013, pp.55.

warunki i czynniki, mające wpływ na zdolności synte- terii do eukariontów, z nielicznymi wyjątkami znane są Colling J, Stander MA, Makunga NP (2010). Nitrogen supply and KRÓTKO tyzowania tego niebiałkowego aminokwasu przez rośli- także inne naturalnie występujące aminokwasy, które abiotic stress influence canavanine synthesis and the productivi- ty of in vitro regenerated Sutherlandia frutescens microshoots. J ny z prowincji Western Cape. Stwierdzono, że spośród nie stanowią elementów strukturalnych białek. Należy Plant Physiol. 167:1521-1524. trzech badanych czynników biotycznych: suszy, zaso- do nich właśnie L-kanawanina. Jak zaprezentowano De Albuqerque MB, Dos Santos RC, Lima LM, Melo Filho PA, No- lenia i dostępności azotu największy wpływ na syntezę w pracy, dość dobrze poznana jest funkcja L-kanawani- gueira RJMC, Da Camara CAG, Ramos AR (2011). Allelopathy, L-kanawaniny miało odpowiednie odżywianie mine- ny w oddziaływaniach miedzy rośliną a roślinożernymi an alternative tool to improve cropping systems. Agron Sustain Dev. 31:379-395. ralne roślin. Niska zawartość azotu prowadziła do ob- owadami, w których aminokwas ten wykazuje aktyw- Ekanayake S, Skog K, Asp N-G (2007). Canavanine content in sword niżenia zawartości aminokwasu w tkankach (z 7,8 do ność zdecydowanie insektycydową. Stosunkowo słabo beans (Canavalia gladiata): Analysis and effect of processing. 1,98 mg . g-1 suchej masy). Natomiast akumulacja L-ka- poznane jest natomiast oddziaływanie L-kanawaniny Food Chem Toxicol. 45:797-803. Gniazdowska A (2004). Rola tlenku azotu w metabolizmie komórki

roślinnej. Kosmos. 53:343-355. Rosenthal GA (2001). L-Canavanine: higher plant plant insecticidal Gniazdowska A, Oracz K, Bogatek R (2004). Allelopatia – nowe inter- allelochemical. Amino Acids. 21:319-330. L-canavanine – the non-protein amino acid toxic to animals pretacje oddziaływań pomiędzy roślinami. Kosmos. 53:207-217. Rosenthal GA, Dahlman DL (1991). Studies of L-canavanine incor- and plants Gniazdowska A (2007). Biotechnologia szansą dla zastosowania alle- poration into insectan lysozyme. J Biol Chem. 266:15684-15687. lopatii jako alternatywnej metody zwalczania chwastów. Biotech- Rosenthal GA, Lambert J, Hoffmann D (1989). Canavanine incor- Paweł Staszek, Anna Antosik, Urszula Krasuska, nologia. 77:42-53. poration into the antibacterial proteins of the fly,Phormia terra- Agnieszka Gniazdowska Harborne JB (1997). Ekologia biochemiczna. Warszawa: Wydawni- novae (Diptera), and its effect on biological activity.J Biol Chem. ctwo Naukowe PWN 1997: 96-97. 64:9768-71. Allelopathy describes plant-plant interaction by chemicals Jasicka – Misiak I (2009). Allelopatyczne właściwości metabolitów Sikora K, Jurczak M, Jarysz M, Bylka W (2011). Oznaczanie zawarto- wtórnych roślin uprawnych. Wiadomości Chemiczne. 63:39-62. ści flawonoidów i związków polifenolowych w kwiatach przelotu released into environment. In most cases negative effect of Kaczmarek S (2009). Wykorzystanie potencjału allelopatycznego pospolitego Anthyllis vulneraria L. Post. Fitoter. 2:85-88. allelochemicals is detected due to their toxicity. L- canavanine roślin w wybranych uprawach rolniczych. Post. Ochr. Roślin. Sołtys D, Gniazdowska A, Bogatek R (2010). Sorgoleon – główny belongs to the group of non-protein amino acids, and is known 49:1502-1511. związek warunkujący potencjał allelopatyczny sorga (Sorghum as antimetabolite of L-arginine. L-canavanine is synthesized Krasuska U, Staszek P, Antosik A, Gniazdowska A (2013). Mody- sp.). Kosmos. 59:567-580. in legumes. It functions as a putative source of nitrogen, and fikacje podstawowych procesów wzrostu i rozwoju roślin pod Staszek P (2013). Wpływ aminokwasów niebiałkowych na kiełkowa- wpływem niebiałkowych aminokwasów. Streszczenia wystąpień nie i wzrost korzeni siewek pomidora (Solanum lycopersicum L.). is famous for its insecticidal activity. The work summarizes ustnych i plakatów 56 Zjazdu PTB, Olsztyn 24-30 czerwiec 2013, Praca licencjacka. Wydział Rolnictwa i Biologii SGGW w Warsza- the current knowledge on the role of L-canavanine in plant

str. 330-331. wie. metabolism and their impact on growth and development of NAUKA Leszczyński B (2001). Rola allelozwiązków w oddziaływaniach Szafirowska A, Kłosowski S (2008). Wykorzystanie allelopatycznych plants. A special attention was pointed also on L-canavanine owady-rośliny. W: red.: Oleszek W., Głowniak K., Leszczyński B. właściwości roślin w uprawie warzyw. Prob. Inż. Rol. 1/2008: 117- in plant-herbivore interaction. Biochemiczne Oddziaływania Środowiskowe. Lublin: Akademia 122. Medyczna: 61–85. Vranowa V, Rejsek K, Skene KR, Formanek P (2011). Non-protein Key words: allelopathy, allelochemical, nonprotein amino Leszczynski B, Matok H, Sytykiewicz H (2012). Basic aspect of wal- amino acids: plant, soil and ecosystem interactions. Plant Soil. acid, toxicity nut allelopathy. From field to biomolecules,Lap Lambert Acade- 342:31-48. mic Publishing, Niemcy. Vyvyan JR (2002). Allelochemicals as leads for new herbicides and Lewak St (2011). Metabolic control of embryonic dormancy in apple agrochemicals. Tetrahedron. 58:1631-1646. seed: seven decades of research. Acta Physiol Plant. 33:1–24 Yu M, Lamattina L, Spoel SH, Loake GJ (2014). Nitric oxide fun-

Malinowski H (2008). Mechanizmy obronne roslin drzewiastych ction in plant biology: a redox cue in deconvolution. New Phytol. SZKOŁA przed szkodliwymi owadami. Postępy w Ochronie Roślin 48:25-33 doi:10.1111/nph.12739. Melangeli C, Rosenthal GA, Dalman DL (1997). The biochemical ba- sis for L-canavanine tolerance by the tobacco budworm Heliothis Artykuł pomocny przy realizacji wymagań virescens (Noctuidae). Proc Natl Acad Sci. 94:1293-1297. podstawy programowej Nakajima A, Hiradate S, Fujii Y (2001). Plant growth inhibitory of L-canavanine and its mode of action. J Chem Ecol. 27:9-31. Biologia – IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony: Obidowska G, Sadowska A (2004). Rośliny o działaniu adaptogen- Cele kształcenia: nym. Biuletyn IHAR. 233:163-171. I. Poznanie świata organizmów na róznych poziomach organizacji życia Politycka B, Wójcik-Wojtkowiak D (2001). Mechanizmy oddzia- ływań allelopatycznych. W: red.: Oleszek W, Głowniak K, Lesz- IV. Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji KRÓTKO czyński B Biochemiczne Oddziaływania Środowiskowe. Lublin: V. Rozumowanie i argumentacja Akademia Medyczna: 61–85. Treści nauczania: Rosenthal GA (1977). The biological effects and mode of action of VII. Ekologia L-canavanine, a structural analogue of L-arginine. Q Rev Biol. 52:155-178. 3.2. przedstawia skutki konkurencji międzygatunkowej... Rosenthal GA, Janzen DH (1985). Ammonia utilization by the bru- 3.5. wyjaśnia zmiany liczebności populacji zjadanego i zjadającego...; chid beetle, Carydes brasilensis [bruchideae]. J Chem Ecol. 11:539- 3.6. przedstawia skutki presji populacji zjadającego (drapieżnika, 544. roślinożercy lub pasożyta) na populację zjadanego... Rosenthal GA (1990). Metabolism of L-canavanine and L-canaline in Leguminous plants. Plant Physiol. 94:1-4. 3.7. wykazuje rolę zależności mutualistycznych...

Dla dokładniejszego opisania mezenchymalnych Izolacja i hodowla mezenchymalnych komórek macierzystych komórek macierzystych w 2006 roku Międzynarodowe Towarzystwo Terapii Komórkowej (International Socie- szpiku kostnego w warunkach in vitro – techniczne aspekty ty for Cellular Therapy – ISCT) zdefiniowało ludzkie MSC według następujących kryteriów: Magdalena Lange, Agata Borowik 1) muszą one przylegać do plastikowego podłoża w standardowych warunkach hodowli; zgodność z PP – zob. s. 24 2) muszą posiadać na powierzchni następujące mar- Streszczenie: kery: CD73, CD90 i CD105 oraz wykazać brak eks- Multipotencjalne mezenchymalne komórki podścieliska (ang. dajemy je hodowli in vitro, wykorzystując ich zdolność do presji następujących: CD45, CD34, CD14, CD11b, mesenchymal stromal cells) nazywane również mezenchymal- namnażania się przez podział. Najlepiej poznanym źródłem CD19 i HLA-DR; nymi komórkami macierzystymi (ang. mesenchymal stem mezenchymalnych komórek macierzystych jest szpik kostny 3) muszą wykazywać zdolność do różnicowania się cells), odpowiednio do sygnału pochodzącego z uszkodzo- i tkanka tłuszczowa. Jednak jak dotąd najczęstszym materia- w osteoblasty, adipocyty i chondroblasty w warun- nej tkanki mają zdolność różnicowania się w kilka rodzajów łem, z którego pozyskiwane są MSC, jest szpik kostny. Niniej- kach in vitro (Qu i wsp., 2012). NAUKA wyspecjalizowanych komórek, tworząc tkanki pochodzenia sza praca przedstawia kolejne etapy hodowli macierzystych Jedną z istotnych właściwości MSC jest ich zdol- mezodermalnego, takie jak: kości, chrząstki, ścięgna, mięśnie komórek mezenchymalnych poza ustrojem. ność do regulacji zjawisk zachodzących w ich otoczeniu szkieletowe czy tkanka tłuszczowa. Zdolność ta powoduje, że poprzez wydzielanie odpowiednich czynników i bez- MSC wykorzystywane są coraz powszechniej w medycynie Słowa kluczowe: mezenchymalne komórki macierzyste, hodow- pośredni kontakt z innymi komórkami (Pojda i wsp., regeneracyjnej. Do celów klinicznych bądź doświadczalnych, la komórek, medycyna regeneracyjna, pasażowanie komórek, szpik chcąc zwiększyć liczbę komórek mezenchymalnych, pod- kostny 2013). Komórki te mają ponadto właściwość regulowa- nia reakcji układu odpornościowego. W warunkach in otrzymano: 12.07.2014; przyjęto: 26.09.2014; opublikowano: 30.09.2014 vitro hamują aktywność limfocytów T i komórek NK. Co to są mezenchymalne komórki macierzyste? Oddziałują również na komórki dendrytyczne, które SZKOŁA przez prezentowanie antygenu limfocytom inicjują od- Mezenchymalne komórki podścieliska (ang. mesen- powiedź układu odpornościowego. Ta właściwość MSC Wszystkie fotografie i rysunki wykonane były przez autorów w laboratorium Dolnośląskiego Centrum Transplantacji Komórkowych z Krajowym chymal stromal cells) nazywane również mezenchymal- wykorzystywana jest w terapii klinicznej człowieka. Bankiem Dawców Szpiku. nymi komórkami macierzystymi (ang. mesenchymal stem cells – MSC) są multipotencjalne. Charakteryzuje je Hodowla komórek zarówno zdolność do samoodnawiania własnej popula-

cji, jak i różnicowania się do komórek tworzących tkanki Mezenchymalne komórki macierzyste stanowią KRÓTKO z mezodermalnego listka zarodkowego. W odpowied- jedynie 0,001–0,01% komórek jądrowych szpiku i ich

mgr Magdalena Lange: Instytut Filozofii, Uniwersytet nich warunkach hodowlanych mezenchymalne ko- liczba maleje wraz z wiekiem. W celu zwielokrotnienia Jagielloński, Kraków. mórki podścieliska mogą się różnicować do osteocy- liczby MSC stosujemy hodowle in vitro wykorzystując tów, chondrocytów oraz adipocytów. Mezenchymalne ich zdolność do namnażania się (czyli proliferacji) przez komórki macierzyste opisane były w 1976 roku przez podział. Hodowla prowadzona jest w odpowiednio kon-

mgr inż. Agata Borowik: Dolnośląskie Centrum Trans- zespół Fridensteina jako klonalne, adherentne komórki trolowanym środowisku (w obecności gazów, najczęś- plantacji Komórkowych z Krajowym Bankiem Dawców będące źródłem komórek osteoblastycznych, adipogen- ciej CO2 lub mieszaniny CO2, O2 i N2 w odpowiednim Szpiku nych i chondrogennych (Friedenstein i wsp., 1976). stężeniu, w stałej temperaturze, najczęściej jest to nor-

U dorosłego człowieka mezenchymalne komórki 37˚C oraz zawartość w powietrzu 5% CO2, 5% O2, 80% macierzyste obecne są w zrębie szpiku kostnego, moż- N2 i wilgotne powietrze (Gese i Roszek, 2011). Zapew- na je także znaleźć w wielu innych tkankach, m.in. nienie takich warunków umożliwiają inkubatory, do w okostnej, tkance tłuszczowej i skórze (Włodarski których używana jest woda dejonizowana umożliwia- i Włodarski, 2011). Szpik kostny jest jednak najlepiej jąca utrzymanie odpowiedniej wilgotności powietrza. poznanym źródłem mezenchymalnych komórek ma- Fot. 1. Laborant wykonujący zmianę pożywki w butelkach Naczynia hodowlane cierzystych i jest częstszym materiałem stosowanym do hodowlanych w komorze laminarnej hodowli pierwotnej, czyli założonej z materiału pobra- Jednym z najczęściej używanych naczyń do hodow- NAUKA nego bezpośrednio z organizmu. li komórek są butelki hodowlane o powierzchni 25, 75, zapobiec, hodowlę komórek prowadzi się w sterylnych 175 i 225 cm2 z prostymi lub zakręconymi korkami, po- Czego komórki potrzebują do życia? warunkach stworzonych poprzez specjalnie zaprojek- siadającymi sterylne hydrofobowe filtry umożliwiające towane laboratoria z odpowiednim wyposażeniem. swobodną wymianę gazową i ograniczające możliwość Znane są różne metody hodowli macierzystych ko- Pomieszczenia powinny być tak usytuowane, aby za- zakażenia (fot. 2A). Na większą skalę stosowane mogą mórek mezenchymalnych poza ustrojem w zależności pewnić minimalny ruch ludzi. Wszystkie odczynniki być naczynia o większych powierzchniach, np. specjal- od rodzaju pobranego materiału, wykorzystanych od- i sprzęt używany do hodowli muszą być sterylne, naj- ne szuflady o powierzchni ok. 636 cm2 czy nawet 3180 SZKOŁA czynników lub naczyń hodowlanych. lepiej jednorazowego użytku. Personel musi być prze- cm2 (fot. 2B). Naczynia te wykonane są najczęściej z po- Pobraną krew szpikową najczęściej rozcieńcza się szkolony z zakresu zasad dobrej praktyki laboratoryjnej listyrenu. Prawidłowo rozwijające się mezenchymalne w buforowanym roztworze soli (PBS) i opcjonalnie (Stokłosowa, 2004). W celu zapewnienia większego bez- komórki macierzyste opadają na dno naczynia, przy- filtruje w celu usunięcia zanieczyszczeń tkankowych pieczeństwa stosowane są coraz częściej laboratoria typu czepiają się do niego (adhezja) i rosną tworząc jednolitą i agregatów komórek. Następnie tak uzyskaną zawiesinę clean room, posiadające pomieszczenia o odpowied- warstwę. komórkową nawarstwia się na związek o wysokiej gę- niej klasie czystości (D, C, B i A), w których powietrze stości np. Ficoll i poddaje się wirowaniu. Po wirowaniu oczyszczane jest przez specjalne filtry HEPA (ang. High Pożywki hodowlane zbieramy frakcję komórek leżącą na poduszce Ficollu, Efficiency Particulate Air filter), zatrzymujące cząstki Rolą pożywki hodowlanej jest dostarczenie komór- KRÓTKO przepłukujemy co najmniej dwa razy w PBS i zawiesza- zanieczyszczeń do 0,5 µm. Poszczególne pomieszczenia kom składników odżywczych niezbędnych do przemy w pożywce do hodowli, którą z kolei w odpowied- laboratorium są oddzielone między sobą systemem śluz życia, wzrostu i proliferacji. Najczęściej stosowanymi niej objętości przenosimy do butelki hodowlanej. z odpowiednim ciśnieniem wentylowanego powietrza, pożywkami do hodowli MSC są dokładnie zdefinio- które uniemożliwia transfer zanieczyszczeń w obrębie Sterylne warunki wane roztwory chemiczne, takie jak MEM α (ang. Mi- pomieszczeń technologicznych. Najważniejsze etapy nimum Essential Medium α) bądź jej zmodyfikowany Podstawowym problemem dotyczącym hodowli izolacji MSC przeprowadzane są w klasie czystości A, odpowiednik DMEM (ang. Dulbecco’s Modified Eagle’s komórek in vitro jest ryzyko kontaminacji, czyli za- którą zapewnia komora oddzielona od otoczenia kur- Medium). W swoim składzie pożywki te zawierają nieczyszczenia bakteriami lub grzybami. Aby temu tyną laminarnego przepływu powietrza (fot. 1), znaj- węglowodany będące głównym źródłem energii (naj-

częściej w postaci glukozy i galaktozy), aminokwasy, A B peptydy i proteiny, będące podstawowym materiałem budulcowym komórek, oraz kwasy tłuszczowe i lipi- dy niezbędne dla utrzymania wzrostu oraz proliferacji komórek, a także sole nieorganiczne, które pomagają utrzymać odpowiednie ciśnienie osmotyczne i są nie- zbędne dla prawidłowego oddziaływania komórek z matriks zewnątrzkomórkową. Pożywki hodowlane są również uzupełniane różnymi witaminami odpowie- dzialnymi za wzrost i proliferację komórek prowadzonych w hodowli in vitro. Najczęściej dodawane do poży- wek witaminy to ryboflawina, tiamina i biotyna. Fot. 2. Naczynia hodowlane stosowane w hodowli MSC A – hodowla MSC prowadzona w butelkach hodowlanych o powierzchni 25, 75, 175 cm2. Surowica B – hodowla prowadzona w szufladzie hodowlanej o powierzchni 636 cm2. NAUKA Do pożywek hodowlanych dodawana jest zawsze surowica. Zawiera czynniki i hormony stymulujące wzrost i funkcję komórek, takie jak chemokiny, cytokiny po czym komórki starzeją się i przestają proliferować ni markerów hematopoetycznych oraz endotelialnych, i czynniki wzrostu. Najczęściej stosowaną surowicą do (Tropel i wsp., 2004). charakterystycznych dla komórek śródbłonkowych hodowli MSC jest bydlęca surowica płodowa FBS (ang. Mezenchymalne komórki macierzyste proliferują oraz krwiotwórczych, którymi są: CD11b, CD14, CD31, Fetal Bovine Serum) w stężeniu 5–10%. W przypadku przyjmując kształt długich, wrzecionowatych, przylega- CD34 oraz CD45. Komórkę mezenchymalną najczęściej wytwarzania MSC do celów klinicznych wykorzysty- jących do podłoża komórek. Na początku wzrostu ho- opisują trzy markery: CD73, CD105 i CD90. (Dłubek wany jest lizat płytkowy, ponieważ FBS, jako produkt dowli widoczne są pojedyncze wrzecionowate komórki, i wsp. 2005). Występując osobno nie są swoiste dla MSC, SZKOŁA pochodzenia zwierzęcego, może wywołać u pacjentów które po kilku dniach tworzą jednolitą warstwę pokry- ale kiedy występują razem, to najpewniej mamy do czy- reakcję odpornościową przeciwko antygenom ksenoge- wającą podłoże. Morfologia i wielkość tych komórek nienia z MSC. Dodatkowo MSC mogą być identyfiko- nicznym (Bieback, 2013). zmienia się z czasem prowadzonej hodowli, ostatecznie wane przez takie markery jak: CD166, CD44, CD117 czy dochodzi do pokrycia całego podłoża komórkami po- STRO-1 (Lin i wsp., 2014). Jak komórki rosną? dobnymi do fibroblastów (fot. 3). Fenotyp populacji komórkowych oznacza się me- todą cytometrii przepływowej, która jest nowoczesną

Wzrost mezenchymalnych komórek macierzystych Biologiczna charakterystyka MSC techniką badawczą i diagnostyczną opartą na pomia- KRÓTKO w warunkach in vitro charakteryzuje się występowa- rze m.in. ugięcia i rozproszenia światła oraz pomiarze niem trzech faz: fazy początkowej (lag, trwa 6–8 dni), W celu potwierdzenia identyfikacji wyhodowanych fluorescencji. Metoda ta jest stosowana do charaktery- fazy gwałtownego wzrostu (log, 8–10 dni) i fazy stałego komórek należy ustalić ich fenotyp. Do tej pory nie styki oraz analizy komórek macierzystych. (Dongen wzrostu (plateau, 11–13 dni). Mezenchymalne komór- ustalono uniwersalnego markera powierzchniowego i wsp., 2004). Do obrazowania danych i analizy stosuje ki macierzyste in vitro mogą być pasażowane, przeno- jednoznacznie identyfikującego komórkę mezenchy- się m.in. wykres konturowy (ryc. 1). Analiza umożliwia szone do nowego naczynia hodowlanego po pokryciu malną, raczej identyfikujemy ją przez obecność bądź ilościową ocenę komórek. w 90% poprzedniego komórkami (około 8–15 pasaży), nieobecność określonych markerów. Mezenchymalne Hodowla komórek składa się z trzech etapów: za- co odpowiada 25–40-krotnym podwojeniu populacji, komórki macierzyste nie wykazują na swojej powierzch- łożenia hodowli, wymiany pożywki oraz zakończenia

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Izolacja i hodowla mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego w warunkach in vitro | Magdalena Lange, Agata Borowik | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 21 hodowli. Pierwszy etap polega na umieszczeniu ma- pH pożywki rośnie i zmienia barwę medium z żółto- zmu. Po uzyskaniu ponad 90% konfluencji (pokrycia) teriału biologicznego (np. wyizolowanych komórek ze -pomarańczowej na czerwoną, jest to sygnał do zmiany komórek podłoża wyhodowane komórki odmywane są szpiku kostnego zawieszonych w pożywce uzupełnionej płynu hodowlany na świeży. Częstość wymiany płynu od podłoża (trypsyną) i pasażowane bądź bezpośrednio surowicą do naczynia hodowlanego albo butelki ho- hodowlanego zależy od ilości komórek i ich metaboli- transplantowane pacjentowi. dowlanej (fot. 2). W drugim etapie następuje wymiana płynu hodowlanego na swieży. Płyn hodowlany zawiera wskaźnik, najczęściej jest nim czerwień fenolowa, któ- ra określa pH pożywki. Wraz z proliferacją komórek NAUKA SZKOŁA

Ryc. 1. Komórki w zawiesinie zabarwione zostały na obecność antygenów powierzchniowych (CD45 i CD34) Barwienie wykorzystuje przeciwciała swoiste dla danego anty- KRÓTKO genu na powierzchni komórki, które są znakowane cząsteczkami fluoryzującymi. Pozwala to na identyfikację dwóch lub więcej antygenów na powierzchni komórki w jednym odczycie. W górnej części obrazu brązowym konturem ograniczone są komórki, które pod wpływem światła lasera emitują promienie o barwie przeciw- ciała anty CD34 jak i o barwie przeciwciała anty CD45 (spełniają w ten sposób kryteria macierzystej komórki krwiotwórczej CD45+ i CD34+). W lewym dolnym rogu konturem niebieskim ograniczone są komórki (opisane R1) nieemitujące światła swoistego dla Fot. 3. Morfologia MSC wyizolowanych ze szpiku pełnego w kolejnych dniach hodowli CD45 i CD34 (CD45- i CD34-, populacja, która zawiera mezenchy- A – MSC w 5 dniu hodowli (pow. x100), B – MSC w 8 dniu hodowli (pow. x100), C – MSC w 10 dniu hodowli (pow. x100), D – MSC w 14 dniu malne komórki macierzyste). hodowli (pow. x100). Hodowle prowadzone były w pożywce MEM α uzupełnionej lizatem płytkowym.

4) 02:00 Komórki przyjmuja kształt kulisty i powoli 5) 02:25 Jeśli za krótko traktujemy komórki trypsyną 6) 03:30 Widoczna duża ilość odklejonych komórek. odrywają się od pozostałych komórek. pozostają agregaty połączonych ze sobą komórek.

Fot. 4. Proces trypsynizacji komórek

Pasażowanie komórek umożliwia utrzymanie cią- względu na swoje zdolności do samoodnowiania, cierzyste narzędziem terapeutycznym w regeneracji tkanek i na- głości hodowli i namnożenia odpowiedniej ilości ko- multipotencjalność, wysoką plastyczność oraz łatwość rządów. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 24(65), 124-132. mórek MSC. w izolacji, znajdują szereg zastosowań. Bieback K (2013). Platelet Lysate as Replacement for Fetal Bovine Se- Mezenchymalne komórki macierzyste mają właści- Mezenchymalne komórki macierzyste wykorzysty- rum in Mesenchymal Stromal Cell Cultures Transfusion Medicine wości adherentne, przyczepiają się do podłoża, by ros- wane są w regeneracji uszkodzonych stawów, mięśni Hemotherapy 40(5), 326–335. Dłubek D, Witkiewicz W, Lange A (2005). Szpikowe komórki macie- nąć i proliferować. Mechanizm adhezji, która odbywa i ścięgien. Skutecznie wspomagają leczenie rozległych rzyste – identyfikacja i zastosowanie kliniczne.Postępy Biologii się dzięki białkom błony komórkowej umożliwiającym powierzchniowych ubytków tkanek. Prowadzone są Komórki 32(23), 125-131. przyleganie komórki do podłoża, jest procesem obej- również próby leczenia z pomocą MSC schorzeń neu- Dongen van J, J, M, Lochem van E, G, Marvelde te J, G, Velden der van V, H, J, Westerdaal N, A, C, Wind H, K (2004) Improving lab mującym cztery etapy: 1) adsorpcja do podłoża, 2) kon- rologicznych. Niestety nie jest poznany całkowity me- practice: Immunophenotypic differentiationpatterns of normal takt, 3) przyczepienie się komórek i 4) rozpłaszczenie. chanizm regeneracji mięśnia sercowego przez komórki hematopoiesis in human bone marrow: Reference patterns forage- (Doyle, 1998). Okrągłe początkowo komórki rozpłasz- MSC. Istnieje jednak możliwość wykorzystania zdolno- -related changes and disease-induced shifts. Cytometry Part B: czają się i przybierają charakterystyczny kształt długich, ści komórek macierzystych do różnicowania w kierun- Clinical Cytometry 60(1), 1-13. Doyle A, Griffiths JB (1998).Cell and Tissue Culture: Laboratory Pro- wrzecionowatych komórek. Rozpłaszczenie zaczyna się ku komórek mięśni gładkich, a także kardiomiocytów cedures in Biotechnology, J. Willey & Sons, ChichesteR, 116-120. w momencie wydzielania przez komórki specjalnych (Atkinson i wsp., 2012). Gese A, Roszek K (2011). Metody wydajnej izolacji i hodowli mez- NAUKA białek i proteoglikanów wchodzących w skład matriks Źródłem MSC, poza szpikiem kostnym, jest tkanka enchymalnych komórek macierzystych z krwi pępowinowej. Acta Haematologica Polonica 42(4), 651-659. jak np. fibronektyna. W procesie przylegania komórek tłuszczowa i krew pępowinowa. Ze względu na właści- Lin J, J, Huang C, S, Yu J, Liao G, S, Lien H, C, Hung J, T, Lin R, J, MSC do podłoża biorą udział również białka pochodzą- wości immunosupresyjne MSC wykorzystywane są one Chou F, P, Yeh K, T, Yu A, L (2014) Malignant phyllodes tumors ce z surowicy bydlęcej lub z lizatu płytkowego dodawa- coraz częściej w transplantologii, ponieważ ogranicza- display mesenchymal stem cell features and aldehyde dehydrogena- se/disialoganglioside identify their tumor stem cells. Breast Cancer nego do pożywki hodowlanej. Wiążą się one zarówno ją reakcję przeszczep przeciw gospodarzowi – GvHD, Research 16(2). z komórkami jak i podłożem. W procesie adhezji komó- a tym samym stanowią osłonę dla tkanek organizmu Pojda Z, Machaj E, Kurzyk A, DębskI T, Gilewicz J, Wysocki J (2013). rek ważną rolę pełnią jony wapnia i magnezu. Po osiąg- otrzymującego przeszczep komórek krwiotwórczych. Mezenchymalne komórki macierzyste. Postępy Biochemii 59(2), nięciu etapu pokrycia podłoża przez komórki MSC na- Zmniejsza to konieczność długotrwałego leczenia im- 187-197. SZKOŁA Qu, H, Wang S, Zhao R, C (2012). Clinical applications of mesenchy- leży je odmyć. By było to możliwe, należy jony wapnia munosupresyjnego, które powoduje negatywne skutki mal stem cells. Journal of Hematology & Oncology 5, 19. i magnezu związać z antykoagulantem EDTA oraz en- w postaci zwiększonej podatności na infekcje, powikłań Stokłosowa S (2004), Hodowla komórek i tkanek PWN, Warszawa, zymatycznie, za pomocą trypsyny, strawić pomost po- sercowo-naczyniowych, zwiększenia ryzyka cukrzycy 7-20, 36-60 Tropel P, Noël D, Platet N, Legrand P, Benabid A, L, Berger F (2004). między komórkami i podłożem. Po odklejaniu komórki i niewydolności nerek (Bajek i wsp., 2011). Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from przybierają okrągły kształt (ryc. 1). Czas trawienia en- Lista zastosowań jest o wiele dłuższa i kolejne możli- adult mouse bone marrow. Experimental Cell Research 29, 395- zymatycznego nie może być za długi – mogłoby wtedy wości regeneracji narządów, w tym wątroby i centralne- 406. Włodarski K, Włodarski P (2011). Regulacja adipocytogenezy i osteo- dojść do zniszczenia błon komórkowych. Nie powinien go systemu nerwowego, są już możliwe do zrealizowa- blastogenezy z mezenchymatycznych komórek macierzystych szpi- KRÓTKO jednak być też za krótki, ponieważ wówczas pozostają nia w niedalekiej przyszłości. ku. Polish Orthopaedics and Traumatology 76(2), 96-98. agregaty połączonych ze sobą komórek. Optymalny czas traktowania komórek trypsyną to 5 min. (fot. 4). Literatura

Zastosowanie kliniczne MSC Atkinson K, Brooke G, Doran M, R, Gunther M, Heazlewood, C, Kiel M., Timmins N, E (2012). Closed System Isolation and Scalable Expansion of Human Placental Mesenchymal Stem Cells. Biotech- Ludzkie komórki macierzyste są analizowane nology and Bioengineering 7. pod kątem szerokiego zastosowania klinicznego. Ze Bajek A, Olkowska J, Drewa T (2011). Mezenchymalne komórki ma-

Artykuł pomocny przy realizacji wymagań Isolation and in vitro proliferation of bone marrow mesen- podstawy programowej chymal stem cells – technical aspects Biologia – IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony: Magdalena Lange, Agata Borowik VI. Genetyka i biotechnologia. 8. Biotechnologia molekularna, inżynieria genetyczna i medycyna Multipotent mesenchymal stromal cells also known as molekularna. Uczeń: mesenchymal stem cells according to the signal from 6) przedstawia sposoby i cele otrzymywania komórek macierzy- the damaged tissue have the ability to differentiate into stych; several types of specialized cells forming tissues of me- sodermal origin such as bone, cartilage, tendon, skeletal muscle or adipose tissue. This ability of MSC is used in regenerative medicine. For the clinical and experimental purposes in order to increase the amount of MSC their ability to proliferate in vitro is used. The best-known

source of mesenchymal stem cells is the adipose tissue NAUKA and bone marrow which is the most common source material used for primary culture. This paper presents the next steps of culturing mesenchymal stem cells in vitro. Key words: mesenchymal stem cells, cell culture, regenerative medicine, passaging cells, bone marrow SZKOŁA KRÓTKO

ladybird), pierwotnie występowała wyłącznie w Azji, na- Biedronka azjatycka tomiast w XX wieku na skutek szerokiego wykorzystania jej w wielu krajach do biologicznej ochrony upraw, Krzysztof Kołątaj szeroko się rozprzestrzeniła. Obecnie poza Azją moż- na ją spotkać w obu Amerykach, w Europie i w Afryce. Biedronkę azjatycką cechuje wysoki potencjał rozrod- Streszczenie: czy, a także duża agresywność w stosunku do gatun- ków zajmujących podobną niszę ekologiczną. Z punk- Biedronka azjatycka (Harmonia axyridis) wywodzi się ze owocach, co szczególnie ma miejsce, kiedy poziom populacji środkowo-wschodniej Azji. Jest to gatunek inwazyjny, któ- mszyc jest niski. W szczególności producenci wina ponosili tu widzenia człowieka jest jednak biedronka azjatycka ry z powodu przeprowadzonej na szeroką szkalę introdukcji straty finansowe powodowane przez tego owada. W okresie zazwyczaj gatunkiem pożytecznym, ponieważ potrafi w USA i Europie jest obecnie spotykany na większości konty- przedzimowym biedronka azjatycka może często dostawać skutecznie niszczyć populacje mszyc oraz innych po- nentów. Biedronkę azjatycką powszechnie wykorzystywano się do wewnątrz budynków i mieszkań i plamić wówczas ścia- dobnych owadów przynoszących szkody w uprawach jako naturalny środek przeciwko mszycom na polach upraw- ny, meble, ubrania i sprzęt elektroniczny. Może także kąsać rolnych i ogrodniczych. Z tego powodu przez wiele lat

nych, w sadach, ogrodach oraz w uprawach szklarniowych. ludzi, wywołując u niektórych reakcje alergiczne. Biedronka była na szeroka skalę wykorzystywana do zwalczania NAUKA W Polsce biedronka azjatycka po raz pierwszy została zaob- azjatycka jest gatunkiem drapieżnym i wysoce agresywnym, tych szkodników. Biedronka azjatycka charakteryzuje serwowana w 2006 roku. Od tego czasu skolonizowała znacz- wykazującym ponadto wysoki potencjał rozrodczy. Opano- się bardzo dużą zmiennością wewnątrzgatunkową pod ną cześć powierzchni Polski. W 2008 roku Centrum Badań wując nowe miejsca może zakłócić ich równowagę ekologicz- względem ubarwienia i wzoru na pokrywach. Ekologicznych należące do Polskiej akademii Nauk rozpoczę- ną poprzez wypieranie gatunków rodzimych dla tych środo- ło prowadzenie monitoringu rozprzestrzeniania się biedron- wisk. Bardzo chrakterystyczne dla biedronki azjatyckiej jest ki azjatyckiej w obrębie kraju. Pomimo faktu, iż gatunek ten to, że gatunek ten wykazuje niezwykle dużą zmienność cech Pochodzenie i rozprzestrzenianie się biedronki potrafi bardzo efektywnie ograniczać populacje mszyc oraz morfologicznych. azjatyckiej na świecie oraz w Europie innych podobnych szkodników, stał się zagrożeniem dla ro- Słowa kluczowe: biedronka azjatycka, gatunek inwazyjny, in- SZKOŁA dzimych gatunków biedronek, a także jest uciążliwy dla lu- trodukcja, mszyce, zagrożenie dla gatunków rodzimych, zmiennośc Pierwotny zasięg występowania biedronki azjaty- dzi. Biedronka azjatycka może powodować usdzkodzenia na morfologiczna ckiej stanowiła rozległa część obszaru Azji, obejmująca takie kraje jak Mongolia, Chiny, Korea oraz Japonia, otrzymano: 11.04.2014; przyjęto: 22.09.2014; opublikowano: 30.09.2014 a także południowo wschodnia część Rosji. Przypusz- cza się też, że obszar pierwotnego zasięgu występowania Wprowadzenie Artykuł pomocny przy realizacji wymagań podstawy programowej biedronki azjatyckiej mógł rozciągać się również na te- reny północnego Kazachstanu. Badania przeprowadzo- Biologia – IV etap edukacyjny (zakres rozszerzony): Na terenie Polski oraz całej Europy żyje wiele ga-

Cele: VI. Postawa wobec przyrody i środowiska ne przez systematyków wykazały, iż nie ma istotnych KRÓTKO tunków owadów. Poza gatunkami rodzimymi wystę- Treści: VIII. Różnorodność biologiczna Ziemi. Uczeń: różnic genetycznych pomiędzy populacjami żyjącymi 4. przedstawia wpływ człowieka na różnorodność biologiczną, podaje pują również gatunki obcego pochodzenia. Niektóre w Kazachstanie a tymi, które występują na wschód od przykłady tego wpływu (zagrożenie gatunków rodzimych, itroduk- z tych gatunków stają się inwazyjne. Jednym z gatun- cja gatunków obcych) Gór Altai (Brown i wsp., 2011). ków inwazyjnych w Europie jest drapieżny chrząszcz Znaczne rozszerzenie zasięgu biedronki azjatyckiej biedronka azjatycka – Harmonia axyridis (Pallas, 1773) nastąpiło w okresie XX wieku. Jej zdolność do skutecz- – należący do rodziny biedronkowatych (Coccinellidae), mgr inż. Krzysztof Kołątaj: Wydział Rolnictwa i Biologii, nego ograniczania populacji szkodliwych dla roślin zaobserwowany w Polsce po raz pierwszy w 2006 roku Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Nowoursy- uprawnych gatunków owadów została dostrzeżona nowska 166, 02-787 Warszawa. Biedronka ta, zwana również arlekinem (ang. harlequin i wykorzystana w celu ochrony upraw przed szkodni-

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Biedronka azjatycka | Krzysztof Kołątaj | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 26 kami. Po raz pierwszy biedronka zajatycka została wy- oraz innym podobnym szkodnikom roślin uprawnych tego gatunku były dokumentowane, a następnie na bie- korzystana do biologicznej ochrony roślin w 1916 roku, i była powszechnie sprzedawana plantatorom. W Niem- żąco zgłaszane. Apel ten zyskał szeroki rozgłos społecz- w USA, w stanie Kalifornia (Ceryngier, 2008). Od lat 60. czech natomiast nie była nigdy przedmiotem handlu, ny, w monitoring zaangażowało się sporo osób, w tym XX wieku na terenie Stanów Zjednoczonych Amery- aczkolwiek w okolicach Frankfurtu nad Menem była także wielu pracowników naukowych i kilka ośrodków ki chrząszcz ten był szeroko i powszechnie stosowany wypuszczana w celu ochrony upraw róż. Kolejne ogni- badawczych (Ceryngier, 2008). w szklarniach, w sadach, jak również w ogrodach (Ad- sko występowania biedronki azjatyckiej na terenie Nie- Temat ten wzbudził wiele obaw społecznych oraz riaens, 2008). miec zidentyfikowano w okolicach Hamburga. Ponadto został szeroko rozpowszechniony w poszukujących sen- Występowanie biedronki azjatyckiej została odnoto- biedronkę azjatycką introdukowano jeszcze w Hiszpa- sacji mediach. W prasie codziennej pojawiło się wiele wana na obszarze Ameryki Południowej. W 2001 roku nii, Szwajcarii oraz we Włoszech. Ostatnia introdukcja artykułów oraz komentarzy, które w dosyć dosadny spo- osobniki tego gatunku zaobserwowane zostały w stolicy biedronki azjatyckiej na obsarze Europy miała nato- sób mówiły o tym, jak bardzo niebezpieczny dla ludzi, Argentyny, Buenos Aires, natomiast rok później poja- miast miejsce w Czechach w 2003 roku (Brown i wsp., upraw i środowiska jest to gatunek i nieraz wyolbrzy- wiły się w południowej Brazylii (Rezende i wsp., 2010). 2008). Kilka lat później pojawienie się tego gatunku miały rzekome niebezpieczeństwo ze strony biedronki Jej obecność została odnotowana także w Afryce. Po odnotowano m.in. w Wielkiej Brytanii, Luksemburgu, azjatyckiej. Przykładowe artykuły z tamtego okresu to

raz pierwszy miało to miejsce w 2001 roku w Republice Austrii i krajach Skandynawskich, gdzie wcześniej nie m.in. Straszna biedronka (Wprost, 12.05.2008), a tak- NAUKA Południowej Afryki w miejscowości Riviersonderend, był on introdukowany w celach ochrony upraw (Brown że Biedronka morderca (Gazeta Wyborcza, 2.06.2008), w południowo-zachodniej prowincji Western Cape. i wsp., 2008). które podobnie jak wiele innych starały się zwrócić Osobniki biedronki azjatyckiej zaobserwowano na uwagę na zagrożenia płynące ze strony tego owada, znajdującej się w tej miejscowości farmie doświadczal- Biedronka azjatycka w Polsce aczkolwiek informacje w nich zawarte nie zawsze były nej Tygerhoek (Stals i Prinsloo, 2007). zgodne z rzeczywistością (Puszyński i Fiedler, 2009). W Europie biedronka azjatycka już w latach 60. W Polsce biedronka azjatycka nie była nigdy intro- Także w internecie temat ten był wielokrotnie porusza- XX wieku wykorzystywana była na terenie dzisiejszej dukowana w celach ochrony upraw, a pierwsze donie- ny i często publikowano informacje o tym, że biedronki Białorusi oraz Ukrainy. Pierwszym krajem zachodniej sienie o pojawieniu się tego gatunku na terenie naszego azjatyckie zaatakowały konkretne miasta w Polsce. SZKOŁA Europy, który sprowadził biedronkę azjatycką, była na- kraju miało miejsce w 2006 roku. Osobniki biedron- tomiast Francja. Naukowcy z Francuskiego Instytutu ki azjatyckiej zauważone zostały wówczas na terenie Morfologia osobników dorosłych oraz larw Badań Agronomicznych (INRA) sprowadzili ją w 1982 Wielkopolski, w Poznaniu oraz w okolicach miejsco- roku z Chin w celach ekasperymentalnych. Z czasem wości Wronki. W następnym roku wystąpienia tego Biedronka azjatycka jest dość dużą biedronką. Dłu- zaczęła być stosowana na szerszą skalę do biologicznej chrząszcza poza Wielkopolską odnotowywano także na gość ciała dorosłych osobników waha się w przedziale ochrony upraw zarówno na północy jak i na południu Dolnym Śląsku, Mazowszu oraz na Pomorzu. W ciągu 5–8 mm. Kształt ciała jest owalny. Biedronka azjaty-

Francji. Wkrótce po tym, w latach 1984–1985 zaczęto ją zaledwie 2 lat gatunek ten skolonizował znaczną część cka wykazuje bardzo dużą zmienność pod względem KRÓTKO sprowadzać do Portugalii w celu ochrony upraw owo- powierzchni naszego kraju, a w niektórych miejscach ubarwienia i wzoru na pokrywach (ryc. 1). W Europie ców cytrusowych. W latach 90. XX wieku po raz pierw- zaczął występować bardzo licznie (Ceryngier, 2008). występują głównie trzy morfotypy: succinea, spectabilis szy wypuszczono ją w takich krajach jak Grecja, Holan- Centrum Badań Ekologicznych (CBE) należące do i conspicua. Pierwszy z nich obejmuje osobniki o jasnym dia, Niemcy, Belgia. W Grecji podobnie jak w Portugalii Polskiej Akademii Nauk (PAN) prowadziło od wiosny zabarwieniu (żółtym, pomarańczowym lub czerwonym) używano biedronkę azjatycką do ochrony upraw drzew 2008 roku specjalne badania związane z monitoringiem i czarnych plamkach w liczbie od 0 do 21. Melanistyczne cytrusowych, lecz także upraw fasoli, kukurydzy oraz rozprzestrzeniania się biedronki azjatyckiej na terenie morfotypy spectabilis i conspicua mają czarne pokrywy warzyw. W Holandii została oficjalnie wprowadzona do Polski. Wystosowało ono apel do społeczeństwa o to, z czterema (spectabilis) lub dwoma (conspicua) czerwo- obrotu handlowego jako produkt przeciwko mszycom aby przypadki pojawienia się chrząszczy należących do nopomarańczowymi plamami (Brown i wsp., 2008).

W inwazyjnym zasięgu występowania biedronki azjatyckiej (w obu Amerykach, w Europie i w Afryce) zdecydowanie przeważa morfotyp succinea, zaś formy melanistyczne spectabilis i conspicua stanowią niewiel- ki odsetek (Staverløkk i wsp., 2007). Melanistyczne formy spectabilis i conspicua są natomiast bardzo często spotykane w Japonii (Komai i wsp., 1950). Przedplecze u tego gatunku zabarwione jest na jasny kolor i może być białe, żółtawe, a czasami nawet poma- rańczowożółte. Znajduje się na nim charakterystyczy wzór w postaci czarnej plamy przypominającej kształ- tem literę „M”. Nie zawsze jednak widoczna jest wyraź- nie ukształtowana, ciągła litera „M”, gdyż dosyć często Ryc. 1. Różnorodnie ubarwione osobniki biedronki Ryc. 2. Larwy biedronki azjatyckiej III (z prawej) i IV znak ten może być podzielony na kilka mniejszych pla- NAUKA azjatyckiej należące do morfotypów succinea oraz stadium rozwojowego (z lewej) pożerające larwę biedronki mek. Wzór na przedpleczu może być również uformo- spectabilis siedmiokropki (Coccinella septempunctata) wany w rozległy czarny pas, zakrywający większą część Źródło: http://animaluki.blogspot.com) Źródło: http://what-when-how.com przedplecza i zostawiający tylko jasne plamy po jego bokach, co zdrza się zwłaszcza u czarno ubarwionych osobników. Różnice pomiędzy poszczególnymi osob- nie. W III oraz IV stadium rozwojowym pomarańczowa dia dorosłe są w stanie zjeść nawet kilkadziesiąt osobnikami można dostrzec także w zabarwieniu spodniej barwa obecna jest na pierwszych 5 segmentach odwło- ników mszyc w ciągu dnia, aczkolwiek liczba ofiar jest strony ciała, która może przybierać barwę od żółtopo- ka, przy czym u larw znajdujących się w IV stadium za- uzależniona od gatunku (Pruszyński i Fiedler, 2009). marańczowej do niemal całkowicie czarnej (Przewoźny barwione na żółtopomarańczowo są również wyrostki W okresie kiedy liczebność populacji mszyc utrzymu- SZKOŁA i wsp., 2007). usytuowane na grzbietowej powierzchni I oraz IV i V je się na niskim poziomie, w pokarmie biedronki azja- Charakterystyczny wygląd mają także larwy bie- segmentu odwłoka (Koch, 2003). tyckiej istotnie zwiększa się udział innych drobnych dronki azjatyckiej (ryc. 2). Długość larw jest ściśle po- pluskwiaków, takich jak czerwce, miodówki lub ochoj- wiązana ze stadium rozwojowym w jakim się znajdują. Biologia i rozwój niki. Ponadto pokarm wówczas mogą stanowić larwy Larwy w okresie I stadium rozwojowego, tuż po wyklu- i poczwarki innych gatunków owadów, a nawet rosa ciu się z jaj, mają zaledwie ok. 2 mm długości, natomiast Podobnie jak inni przedstawiciele rodziny bie- miodowa. Zauważalne jest wówczas także zjawisko ka-

larwy znajdujące się w ostatnim IV stadium rozwojo- dronkawatych, biedronka azjatycka jest to drapieżny nibalizmu. Dzięki tego rodzaju „kombinacjom pokar- KRÓTKO wym mają od ok. 7,5 do 11 mm. Larwy posiadają cha- chrząszcz, u którego zarówno larwy, jak i postacie domowym” więcej larw biedronki azjatyckiej jest w stanie rakterystyczne wyrostki na grzbiecie i po bokach ciała, rosłe polują na niewielkie owady, zwłaszcza na różne przetrwać trudniejsze warunki i normalnie się rozwi- które powiększają się wraz z ich wzrostem. Także ubar- gatunki mszyc (Wiklaniec, 2010). Jej ofiarami mogą być nąć, nawet pomimo tego, że część z nich zostanie zje- wienie larw różni się w zależności od stadium rozwojo- różne stadia rozwojowe owadów, w tym również dosyć dzona przez swoich współplemieńców (Majerus i wsp., wego. Na samym początku larwy ubarwione są jedno- często zdarza się, że zjada jaja oraz larwy innych przed- 2006). licie czarniawo. W okresie II stadium na powierzchni stawicieli rodziny biedronkowatych (Pell i wsp., 2008). U biedronki azjatyckiej można zaobserwować grzbietowo bocznej pierwszego i czasami drugiego seg- Gatunek ten wykazuje bardzo wysoką wydajność dwa rodzaje stanu obniżonej aktywności: hiberna- mentu odwłoka pojawia się pomarańczowe zabarwie- w niszczeniu populacji mszyc. Zarówno larwy, jak i sta- cję (zimowanie) i estywację (sen letni). Tylko pierwszy

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Biedronka azjatycka | Krzysztof Kołątaj | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 28 z tych stanów ma charakter diapauzy, tzn. genetycznie wilgotności oraz ilości dostępnego pokarmu. W wa- uwarunkowanego wstrzymania rozwoju w reakcji na runkach laboratoryjnych, w temperaturze 26°C cały zmniejszającą się długość dnia. Estywacja natomiast rozwój od jaja do stadium imago trwał nieco ponad 17 jest obniżeniem metabolizmu, do którego może dojść dni. Samica może w ciągu całego swojego życia złożyć gdy jest zbyt ciepło i sucho (Hodek, 2012). nawet 3000 jaj, co świadczy o bardzo dużym potencjale Biedronka azjatycka jako miejsca zimowania wy- rozrodczym tego gatunku. Dorosłe osobniki żyją prze- biera szczeliny i zakamarki wśród skał w górach, ale zi- ważnie od 1 do 3 miesięcy, chociaż część z nich przeży- mować może także wewnątrz budynków mieszkalnych wa nawet 3 lata. W ciągu roku gatunek ten wytworzyć oraz różnych pomieszczeń, do których dostaje się przez może do 4 lub 5 pokoleń (Pruszyński i Fiedler, 2009). szczeliny oraz pęknięcia w okolicach dachu, okien lub Charakterystyczne dla biedronki azjatyckiej jest drzwi (Mizell, 2001). Zimuje w dużych skupiskach zwa- odbywanie w sezonie jesiennym dalekich lotów migra- nych inaczej agregacjami, przy formowaniu się których cyjnych, które poprzedzają okres zimowania. Czas mi- prawdopodobnie wykorzystywane są wydzielane przez gracji zależny jest w dużej mierze od klimatu. Przykła-

poszczególne osobniki tzw. feromony, będące lotnymi dowo, na Florydzie (południowo-zachodnia część USA) NAUKA sygnałami chemicznymi (Koch, 2003). loty trwają od listopada do stycznia, natomiast w stanie Zaobserwowane zostało, że podczas zimowania Michigan, na północy kraju, migracje obserwuje się śmiertelność biedronki azjatyckiej była wyraźnie niż- w październiku (Mizell, 2001). sza niż niektórych rodzimych biedronek europejskich, Migrujące osobniki wykazują preferencję do lądo- np. biedronki dwukropki (Adalia bipunctata). Ponadto wania na powierzchniach (np. ścianach zabudowań) płodność samic, które przezimowały, była wyższa u bie- o jasnym lub białym zabarwieniu oraz o ekspozycji po- Ryc. 3. Dorosły osobnik biedronki azjatyckiej pożerający dronki azjatyckiej niż u rodzimych biedronek (Bazzoc- łudniowej lub południowo-zachodniej (Koch, 2003). mszyce chi i wsp., 2004). Źródło: http:// www.lternet.edu) SZKOŁA Wykazano również, że biedronka azjatycka jest Pożyteczna rola gatunku gatunkiem o sporej tolerancji na niskie temperatury. Odporność na zimno zwiększa ona poprzez obniżenie Biedronka azjatycka jest w stanie bardzo efektywnie żywności mklika mącznego (Ephestia kühniella), które- tzw. punktu przechłodzenia ciała (ang. supercooling ograniczać liczebność populacji mszyc (ryc. 3), a także go larwy rozwijają się w różnych produktach spożyw- point). Dzięki temu może przetrwać krótki okres na- innych owadów blisko spokrewnionych z mszycami jak czych, powodując ich uszkodzenie oraz zanieczyszcze- wet w temperaturze stosunkowo silnego mrozu (-15°C), czerwce oraz miodówki. Jest to niewątpliwie bardzo nie (Roy i wsp., 2006).

aczkolwiek nie jest w stanie przeżyć w takich warun- istotne i pożądane z punktu widzenia produkcji rolnej KRÓTKO kach dłużej niż 1 dzień. Biedronka azjatycka może z ko- oraz ogrodniczej, ponieważ wyraźnie przyczynia się Szkodliwość biedronki azjatyckiej oraz możliwości lei zimować w temperaturze od 0 do -5°C (Wantanabe, do zmniejszenia strat w plonach powstałych w wyniku jej przeciwdziałania 2002). żerowania tych szkodliwych owadów. Zarówno larwy, Rozwój osobniczy biedronki azjatyckiej, podobnie jak i osobniki dorosłe są bardzo żarłoczne i w ciągu Pomimo tego, że biedronka azjatycka zaliczana jak innych chrząszczy, zachodzi z przeobrażeniem zu- dnia mogą zjeść nawet do kilkadziesiesięciu osobników jest do chrząszczy drapieżnych, w niektórych oko- pełnym. Wyróżnia się stadium jaja, cztery stadia lar- mszyc. licznościach, przede wszystkim przy braku pokarmu walne, stadium poczwarki oraz stadium osobnika doro- Co ciekawe, Harmonia axyridis może również zja- zwierzęcego, jest zdolna wyrządzać szkody w upra- słego (imago). Długość rozwoju zależy od temperatury, dać jaja szkodliwego w magazynach i przechowalniach wach owoców (Goetz, 2008). Nierzadko w cieplejszych

le rodziny biedronkowatych i jest skłonna do zadawa- nia ukąszeń. Joseph Kovach, amerykański naukowiec z Ohio State University postanowił na własnej skórze przebadać skłonność osobników biedronki azjatyckiej do gryzienia ludzi. W swoim eksperymencie przeba- Ryc. 5. Lampa owadobójcza dał łacznie ok. 640 osobników i wykazał, że skłonność emitująca promieniowanie UV do kąsania wykazywało ponad 25% z nich (Ceryngier, Źródło: http:// www.okazje.info.pl 2008). Uciążliwe dla ludzi są przypadki, kiedy osobniki biedronki azjatyckiej masowo zlatują się na zimę do wewnątrz budynków oraz różnych pomieszczeń mieszkalnych. Mogą wówczas intensywnie kąsać ludzi wywołując przy tym u niektórych reakcje uczuleniowe. Ponadto, ich wydzielina obronna (hemolimfa uwalnia-

na przez stawy łączące uda z goleniami) może brudzić pożerać od wewnątrz swojego żywiciela doprowadzając NAUKA ściany, meble, a także sprzęt elektroniczny (Ceryngier, go w bardzo krótkim czasie do śmierci (Durska i Ce- 2008). Jeśli wydzieliną osobników biedronki azjatyckiej ryngier, 2010). zostaną poplamione ubrania, plamy te później dosyć W związku z faktem, że biedronka azjatycka jest ga- Ryc. 4. Osobniki biedronki azjatyckiej żerujące na trudno jest usunąć (Durska i Ceryngier, 2010). tunkiem wywierającym niekorzystny wpływ na środo- winogronach Biedronka azjatycka na kolonizowanych terenach wisko naturalne, uciążliwym dla człowieka, a ponadto Źródło: http:/www.plantmanagementnetwork.org staje się zagrożeniem dla gatunków biedronek rodzi- mogącym przynosić straty gospodarcze w uprawach, mych dla tych obszarów. Zagrożenie to wynika z silnej powinno się stale podejmować odpowiednie działania okresach zdarza się, że osobniki biedronki azjatyckiej konkurencji między biedronką azjatycką i gatunkami zmierzjące do ograniczenia jej szkodliwości oraz roz- SZKOŁA masowo zlatują się do sadów, a także winnic i niszczą rodzimymi związanej z podobieństwem ich nisz ekolo- przestrzeniania się. rosnące tam owoce. Co więcej, chrząszcze żerujące na gicznych. Wynika to także z tego, że biedronka azjatycka W celu uniemożliwienia osobnikom biedronki azja- winogronach (ryc. 4) zebrane wraz z owocami mogą często atakuje i zjada jaja, stadia larwalne, jak i postacie tyckiej wnikania do wewnątrz budynków mieszkalnych trafić do przetwórni na linię technologiczną produkcji dorosłe innych gatunków biedronek (Majerus, 2006). oraz pomieszczeń gospodarskich należy na począt- wina. Tam wraz z zebranymi owaocami są rozgniatane. W Azji, na obszarze swojego pierwotnego zasię- ku bardzo dokładnie sprawdzić, czy nie ma obecnych W konsekwencji powstałe wino ma mocno zaburzony gu gatunek ten posiada wrogów naturanych. Są nimi dziur, szczelin oraz pęknięć w okolicach okien, drzwi,

smak, bowiem do produkowanego trunku dostają się m.in. parazytoidy, a także doniesiono o kilku gatun- a także dachu. Znalezione tego rodzaju miejsca należy KRÓTKO obecne w chrząszczach alkaloidy o bardzo gorzkim kach ptaków, dla których stanowi ona źródło pokarmu odpowiednio uszczelnić. Chrząszcze, które dostały się smaku i pyrazyny o silnym, nieprzyjemnym zapachu. (Staverløkk i wsp., 2007). Parazytoidem atakującym bie- do wewnątrz budynków i utworzyły agregacje, należy Niejednokrotnie wyprodukowany napój jest tak silnie dronkę azjatycką, który występuje na obszarze Azji, jest we właściwy sposób usunąć (np. przy pomocy odku- zanieczyszczony, że w ogóle nie nadaje się do spożycia. pasożytnicza muchówka Phalacrotophora philaxyridis. rzacza). W miejscach zacienionych, np. na strychach, Tego rodzaju sytuacje przynosiły spore straty finansowe Atakuje ona przedpoczwarki, czyli stadia przejściowe dobrą i skuteczną metodą na wyłapywanie osobników producentom wina (Pruszyński i Fiedler, 2009). pomiędzy larwą a poczwarką. Larwa tego parazytoida biedronki azjatyckiej jest stosowanie wszelkiego ro- Biedronka azjatycka przejawia wyraźnie większą rozwija się bardzo szybko i w ciągu 24 godzin od mo- dzaju lamp owadobójczych (ryc. 5), które wykorzystują „napastliwość” wobec człowieka niż inni przedstawicie- mentu złożenia jaj staje się aktywna. Zaczyna wówczas występujące u owadów zjawisko fototaksji. Mogą być

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Biedronka azjatycka | Krzysztof Kołątaj | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 30 to lampy emitujące zarówno promieniowanie UV, jak agement strategies against Harmonia axyridis. BioControl. i zwykłe światło. W widnych pomieszczeniach dobrym 53:235-252. Multicolored Asian lady beetle Koch RL (2003). The multicolored Asian lady beetle, Harmonia axy- rozwiązaniem są natomiast pułapki typu window trap, ridis: A review of its biology, uses in biological control, and non- Krzysztof Kołątaj które umieszcza się na oknach. Zawierają one specjal- target impacts. Journal of Insect Science. 3:32. ne wkłady lepowe, są wolne od wszelkich pestycydów Majerus M, Strawson V, Roy H (2006). The potential impacts of the Multicolored Asian lady beetle (Harmonia axyridis) arrival of the harlequin ladybird, Harmonia axyridis (Pallas) i mogą również służyć do monitoringu liczebności bie- originates from middle-east Asia. It is an invasive spe- (Coleoptera:Coccinellidae), in Britain. Ecological Entomology. 31, cies, which can be found in the majority of continents, dronki azjatyckiej (Kenis i wsp., 2008). 207–215. due to its introduction on a wide range in USA and in W przypadku masowych pojawów wewnątrz bu- Mizell RF (2001). Multicolored Asian Lady Beetle, Harmonia axyridis Pallas (Insecta: Coleoptera: Coccinellidae). University of Europe. It was commonly applied as a pest agent against dynków, jak również w sadach, winnicach, uprawach Florida. EENY204. aphids in the field crops, orchards, gardens and in green- krzewów jagodowych oraz uprawach polowych można Mrówczyński M, Wachowiak H (2009). Mszyce – szkodniki zbóż. houses. In Poland this beetle was first time recorded in zastosować niektóre rodzaje insektycydów. Biedronka www.wrp.pl. 06(58). 2006. Since that moment it colonized substantial area of Pell JK, Braverstock J, Roy H et al. (2008). Intraguild predation in- azjatycka jest dosyć wrażliwa na większość substancji Poland. In 2008 the Polish Ecological Research Centre volving Harmonia axyridis: a review of current knowledge and czynnych zawartych w insektycydach, przy czym wiek- future perspectives. BioControl. 147-168. started to lead the monitoring of propagation of this spe- szą wrażliwość wykazują stadia larwalne. Insektycydów Pruszyński G, Fiedler Ż (2009). Biedronka azjatycka (Harmonia axy- cies within the country. Despite the fact that this beetle is NAUKA absolutnie nie powinno się jednak prewencyjnie sto- ridis Pallas) – rzeczywistość i mity. Postępy w Ochronie Roślin. able to reduce very effectively the populations of aphids 49(4).1966-1971. and other similar pests, it become a threat to native spe- sować w takich miejscach jak sady lub winnice (Kenis Przewoźny M, Barłożek T, Bunalski M (2007). Harmonia axyridis cies of lady beetles and burdensome to people. Apart i wsp., 2008). (PALLAS, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae) new species of ladybird beetle for Polish fauna. Polish Journal of Entomology. 76:177- from this, Multicolored Asian lady beetle can cause some 182. damage in fruit, what can take a place particularly when Literatura Rezende MQ, Campos JLA, Coelho LMB et al. (2010). Coleoptera, the level of populations of aphids is low. Especially wine Coccinellidae, Harmonia axyridis (Pallas, 1773): New record in producers suffered from financial losses caused by this -in Minas Gerais, southeastern Brazil. Check List – Journal of species Adriaens T, Gomez GSM, Maes D (2008). Invasion history, habitat sect. Before the winter it can quite often migrate in large lists and distribution. 6(3):465-466. SZKOŁA preferences and phenology of the invasive ladybird Harmonia Roy H, Brown P, Majerus M (2006). Harmonia axyridis: a successful number into the buildings and flats and stain the walls, axyridis in Belgium. In: From Biological Control to Invasion: the biocontrol agent or an invasive threat?. An Ecological and Societal furniture, clothes or electronic equipment. It can also bite Ladybird Harmonia axyridis as a Model Species. Springer. 69–88. Approach to Biological Control. 15:295-309. people and cause allergic reactions at some of them. It is Bazzocchi GG, Lanzoni A, Accinelli G et al. (2004). Overwintering, Stals R, Prinsloo G (2007). Discovery of an alien invasive, predatory an aggressive predator with high reproductive potential. phenology and fecundity of Harmonia axyridis in comparison insect in South Africa: the multicoloured Asian ladybird beetle, In the newly occupied habitats it can disturb the ecologi- with native coccinellid species in Italy. BioControl. 49:245-260. Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera: Coccinellidae). South Af- Brown PMJ, Adriaens T, Bathon H et al. (2008). Harmonia axyridis rican Journal of Science. 103: 123-126. cal balance of these places by displacing native species. in Europe: spread and distribution of a non-native coccinellid. Staverløkk A, Sæthre M-G, Hågvar EB (2007). A review of the biol- Very characteristic for multicolored Asian lady beetle is BioControl. 53:5-21. ogy of the invasive harlequin ladybird Harmonia axyridis (Pallas, extremely high morphological variability. Brown PMJ, Thomas CE, Lombaert E et al. (2011). The global spread 1773) (Coleoptera, Coccinellidae). Norwegian Journal of Entomol- KRÓTKO Key words: Multicolored Asian lady beetle, invasive species, in- of Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae): distribution, ogy. 54:97-104. dispersal and routes of invasion. BioControl. 56:623–641. Wantanabe M (2002). Cold tolerance and myo – inositol accumula- troduction, aphids, threat to native species, morphological vari- Ceryngier P (2008). Biedronka podbija świat. Badania nad rozprze- tion in overwintering adults of a lady beetle, Harmonia axyridis ability strzenianiem się H. axyridis w Polsce. Academia. 3 (15). (Coleoptera: Coccinellidae). European journal of entomology. Durska E, Ceryngier P (2010). Zadrowate (Diptera: Phoridae) kon- 99:5-9. tra Harmonia axyridis (Pallas, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae). Wiklaniec B (2010). Entomologia – Entomologia szczegółowa. Tom II. Dipteron. 26:7-10. PRWiL, Poznań. Goetz DW (2008). Harmonia axyridis ladybug invasion and allergy. Allergy and Asthma Proceedings. 29:123–129. Kenis M, Roy H, Zindel R et al. (2008). Current and potential man-

Wprowadzenie obejmuje różne obszary, takie jak: kultury tkankowe, Laboratorium artysty komórkowe, neuropsychologia, ale też tworzenie siliko- Postęp wiedzy naukowej zmienia naszą wizję świata. nowych rzeźb. W poniższej pracy przedstawię realizacje – stworzenie bio-artu Odkrycie struktury DNA w 1953 roku stało się nowym artystów których zainspirowała współczesna biologia. punktem wyjścia do zrozumienia natury i biologii. Wte- Magdalena Lange dy to rozpoczął się proces wyjaśniania zjawisk wcześ- Między sztuką a nauką niej w biologii niezrozumiałych, będących przedmiotem dociekań i wyobrażeń, pojawiła się biotechnologia. W wieku dwudziestym nastąpiła wyraźna zmiana zgodność z PP – zob. s. 34 Współcześnie budując swoją wizję świata ludzkość do- form sztuki, tym samym pojawiła się potrzeba zmian Streszczenie: strzega w nauce fascynujący, ale i zarazem niepokoją- w teoretycznym podejściu definiowania sztuki. I tak Wskutek rozwoju nauki i biotechnologii człowiek znalazł cy potencjał, dający przestrzeń, która stanowi miejsce teoria i historia sztuki oraz estetyka, chcąc dotrzymać się w momencie, w którym może „trzymać” w dłoni żywą dla indywidualnych interpretacji. Sztuka XX wieku kroku i wyzwaniu, jakie stawia sztuka współczesna, komórkę i tworzyć z niej wszelakie formy będące wytwo- zaadaptowała możliwość obserwacji komórek żyjących musiały przekształcić swoje koncepcje i ramy teoretycz- rem sztuki. Ta możliwość zaprowadziła artystów do labo- w modelach biologicznych dla wyrażania myśli oraz ne. Identyfikacja obiektu jako dzieła sztuki to w ostat- NAUKA ratorium. Artyści, dla których inspiracją artystyczną sta- idei w świecie nauki i sztuki z różnym rozłożeniem ak- nich latach cel podejmowany przez filozofię sztuki. ła się współczesna biologia oraz biotechnologia, a materią centów – raz bardziej na tę pierwszą, innym razem na Współczesna sztuka kreując prawie wszystko za pomo- najczęściej żywe: mikroorganizmy, rośliny, zwierzęta, komórki, ludzkie tkanki, określani są artystami bio-artu. drugą. Płyny ustrojowe, krew, nasienie, komórki proka- cą wszystkich możliwych środków, w tym manipulując W artykule tym, przedstawiając szereg prac tego kie- riotyczne i eukariotyczne rozszerzyły granice praktyk na żywym materiale, wymyka się tradycyjnym obiek- runku w sztuce, obrazuję jak cząsteczka DNA i hodowla artystycznych. W ostatnich latach inżynieria tkankowa, tom estetycznym z zakresu malarstwa i rzeźby. Jest to tkankowa przybrały artystyczną formę. rośliny i zwierzęta transgeniczne stały się zasobem ma- ogromne wyzwanie filozofii i definicji sztuki. Idąc za Słowa kluczowe: bio-art, biotechnologia, gen, hodowle terialnym dla artystów. Arthurem Danto, po śmierci czy końcu sztuki, w mo- SZKOŁA tkankowe, laboratorium Dzięki rozwojowi nauki, w tym biotechnologii, czło- mencie kiedy sztuka zanika w mnogości obiektów este- wiek znalazł się w momencie, w którym może „trzy- tycznych ponownie pojawia się pytanie: czym dziś jest otrzymano: 14.07.2014; przyjęto: 22.09.2014; opublikowano: 30.09.2014 mać” w dłoni żywą komórkę i tworzyć z niej wszelakie sztuka i czy wszystko może być dziełem sztuki (Danto, formy będące wytworem sztuki. To z kolei doprowadzi- 2013)? ło do pojawienia się nowego „gatunku” artystów, którzy W przypadku dzieł bio-artu granica pomiędzy sztu- z pracowni przenoszą się do laboratoriów. I tak linia ką i nauką jest niejasna. Projekty wynikają z połączenia pomiędzy nauką a sztuką zaczyna się rozmywać, gdyż tych dwóch dyscyplin i związek ten staje się hybrydą.

artyści sięgają po materiały tradycyjnie kojarzone z ba- Ostatnie zainteresowanie sztuki nauką ma jednak KRÓTKO daniami naukowymi i medycyną. Artyści life-science mgr Magdalena Lange: Instytut Filozofii, Uniwersytet swoje wielowiekowe korzenie, najbardziej wyraziste Jagielloński, Kraków. wykorzystują najczęściej żywe: mikroorganizmy, ro- w twórczości osoby uosabiającej podejście naukowe śliny, zwierzęta, komórki, ludzkie tkanki. Dla tych, dla i artystyczne. Prototypem takiego osobowego zjawiska których inspiracją artystyczną stała się współczesna jest Leonardo da Vinci. Obrazem symbiozy ludzi sztuki biologia wraz z technologią albo biotechnologia, okre- i nauki z XVIII wieku są ilustracje zjawisk botanicznych ślani są artystami bio-artu. W języku polskim nie ma czy zoologicznych, wykonanych przez członków ekspe- jednoznacznego odpowiednika nazwy „bio-art”, która dycji badawczych. W tym badawczym poznaniu nauka nie jest nazwą precyzyjną, gdyż sama praktyka bio-artu i sztuka żyły razem. Kolejnym przykładem są obrazy

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Laboratorium artysty – stworzenie bio-artu | Magdalena Lange | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 32 sekcji anatomicznych, które służą nauce i zarazem po- i żywej materii będącej medium artystycznym, to pra- Kemp nazwał ją na łamach czasopisma Nature. Sięgnął ruszają wyrazem artystycznego przetworzenia. Lekcja ca Moniki Bakke Bio-transfiguracje. Sztuka i estetyka po nią Eduardo Kac. Artysta ten zaprojektował gen Ge- Anatomii Rembrandta oddaje technikę i mistykę bada- posthumanizmu. Poza tym temat ten pojawia się spora- nesis. Biblijną frazę z Księgi Rodzaju „Niech człowiek nia pośmiertnego. dycznie w przestrzeni pozanaukowej: tygodniki opinii panuje nad rybami morskimi i nad ptactwem niebios, Jednak współcześnie artyści wykorzystują obrazy oraz fora i blogi internetowe. i nad wszystkimi zwierzętami poruszającymi się po zie- będące wyrazem głębszego wejrzenia w istoty żyjące, mi” („Let man have dominion over the fish of the sea, już nie na poziomie spostrzegania gołym okiem – się- Definicje bio-artu and over the fowl of the air, and over every living thing gają na przykład do widocznej na żelach rozdzielają- that moves upon the earth”) Eduardo Kac przełożył na cych DNA kompozycji matrycy genetycznej oraz do Eduardo Kac, jeden z pierwszych i główny artysta alfabet Morse’a. Uzyskany kod przepisał odpowiednio obserwacji struktur komórki. Technologiczny postęp omawianego nurtu, używa terminu „bio-art” chcąc na zasady purynowe i pirymidynowe – zasady azotowe w biologii skłania artystów do wykorzystywania no- określić prace wymagające bio-agentów, czyli zaanga- wchodzące w skład DNA. Uzyskał w ten sposób frag- wych środków wyrazu i obrazowania z wykorzysta- żowane do tworzenia organizmy żywe (np. bakterie, wi- ment kwasu, który uznał za gen. Zaprojektowany gen niem narzędzi współczesnej biotechnologii. Zmiana, rusy, grzyby) (Kac, 2009). Artystka Marta de Menezes został wprowadzony do genomu bakterii, amplifikowa-

a może postęp, dotyczy również zrozumienia i zaadap- opisuje bio-art jako sztukę tworzoną w próbówkach, ny i pokazany jako klip wideo w galerii; wizja była do- NAUKA towania przez artystów racjonalnych przesłanek metod wymagającą współpracy artysty z naukowcem i labora- stępna dla odbiorcy za pomocą Internetu. Ideą projektu stosowanych w biologii w celu krytycznego poznania, toriów jako atelier (De Menezes, 2002). Z kolei Steven było to, że zaprojektowany gen mógł zostać zmieniony któremu te techniki służą. Nie jest to więc jedynie od- Wilson, teoretyk zajmujący się związkami sztuki z na- przez każdego spośród publiczności internetowej obser- tworzenie tego, co jest widoczne, lecz raczej (z pełnym uką, charakteryzuje ten nurt jako sztukę odwołującą się wującej transgeniczny genom poprzez skupienie światła zrozumieniem) przetworzenie artystyczne pojętej przez do bioinżynierii, genetyki, eksperymentów hodowla- ultrafioletowego na wybranych częściach genomu, to artystów prawdy biologicznego poznania. Opisana ta nych (w tym też hodowli komórkowych i tkankowych) z kolei mogło powodować rzeczywiste mutacje transge- transgresja (tak bowiem można określić przenikanie oraz jako inne projekty artystyczne zawierające materiał nicznego genomu. Zmiany dokonane przez UV spowo- pomiędzy artystami i naukowcami chęci poznania biologiczny (Wilson, 2003). Artysta i teoretyk bio-artu dowane mutacjami w genomie bakterii Kaca przepisa- SZKOŁA i osiągniętej wiedzy) prowadzi do tego, że bio-artyści George Gessert określa zaś bio-art jako aktywność ar- no, wyrażono za pomocą alfabetu Morse’a, a następnie pracują w laboratorium i tworzą na płytkach hodowla- tystyczną wykorzystującą niekoniecznie żywą materię, przetłumaczono na język angielski otrzymując: „Let nych czy w bioreaktorach. ale ogólnie odzwierciadlającą wydarzenia i procesy na- aan have dominion over the fish of the sea and over the Temat bio-artu podjęli w literaturze m.in. Robert ukowe, wydobywającą znaczenie kulturowe, społeczne fowl of the air and over every living thing that ioves ua Mitchell (autor pracy według większości uważanej za i polityczne związane z biotechnologią. Bio-art jest dla the earth”. najważniejszą z tego zakresu: Bioart and the Vitality niego sztuką, w której biotechnologia jest metaforą i tak Do tzw. tajemnicy zapisanej w strukturze kwasów

of Media), artystka i pionierka bio-artu Suzanne An- zwanym kreatywnym substratem, dając produkt wi- nukleinowych sięgnął rzeźbiarz i malarz Marc Quinn, KRÓTKO ker (publikacja wraz z Dorothy Nelkin The Molecular doczny dla publiczności i otwierający okno do kontem- który w swoich pracach bada relacje między sztuką Gaze: Art in the Genetic Age oraz liczne artykuły), filo- placji nad przyszłością nauki (Gessert, 2009). i nauką. W jednej ze swoich prac wziął tę wspomnianą zofka Ingeborg Reichle Art( in the Age of Technoscien- tajemnicę – komunikat dosłownie. W pracy The Gar- ce. Genetic Engineering, Robotics, and Artificial Life in Przykłady dzieł bio-artu den, zamiast figury Adama i Ewy w towarzystwie zwie- Contemporary Art), a także australijski duet Oron Catts rząt (jak w obrazie z 1504 roku The Garden of Earthly i Ionat Zurr z Tissue Culture and Art Project. W Polsce Przegląd wybranych dzieł bio-artu rozpocznę przy- Delight niderlandzkiego malarza Hieronima Boscha) temat ten praktycznie nie istnieje. Jedyna szerzej zna- kładem pracy sięgającej po cząsteczkę DNA czyli „Mona autor wkomponował próbki DNA. Praca stanowi tryp- na naukowa publikacja poruszająca tematykę bio-artu Lisę nowoczesnej nauki” – tak historyk sztuki Martin tyk ze stali nierdzewnej z płytami sklonowanego DNA,

75 okienek płyty stanowią próbki DNA roślin, dwie po- zują swoje troski, mają – jak piszą autorzy – poruszyć a semi-living state as part of the environment. Animals are zostałe zawierają próbki ludzkiego DNA. Autor opisuje temat biotechnologii, niepokoju i niepewności związa- being used as a bioreactor for the growth of other parts. Naturally... non-humans animals such as pigs will become pracę w ujęciu religijnym, odwołując się między innymi nej z jej zastosowaniem. Tak zwane Semi-Living Dolls the “vessels” for the growth of ears, noses and other body do Rajskiego Ogrodu i obrazu Hieronima Boscha. Cy- zostały wyhodowane na zaprojektowanym przez arty- decorations” (Zurr i Catts, 2002). tując słowa autora: „jeśli podąży się wstecz drogą łańcu- stów szkielecie polimerowym z żywych komórek macie- cha DNA wszystkich roślin i dwójki ludzi, odnajdzie się rzystych pobranych od myszy. Wykorzystana później Po polsku wypowiedź ta brzmi: jednokomórkową amebę, która to jest Rajskim Ogro- nić chirurgiczna nadała określony, pożądany kształt. Ksenotransplantacja to przeszczepienie komórek, tkanek dem” (Anker, 2008). Jednak obraz The Garden Quinna Hodowla odbywała się w standardowo przygotowanym lub narządów między osobnikami należącymi do różnych gatunków. Procedura ta przezwycięża barierę gatunkową, nie przedstawia już, jak to ma miejsce w pracy Boscha, bioreaktorze utrzymującym niezbędne dla hodowli śro- która rozwinęła się na przestrzeni milionów lat. Ponad- co może się stać z DNA w piekle. Można więc przypusz- dowisko. Ważną część projektu stanowią zarówno pro- to obejmuje ona manipulacje genetyczne polegające na czać, że piekło zniknie w konfrontacji z obecnymi da- cedury laboratoryjne, jak i forum internetowe zbierają- wprowadzeniu ludzkich genów do genomu zwierzęcia nymi naukowymi, które zastępują religię w wyjaśnianiu ce wyrażane przez odbiorców opinie, w tym niepokoje (najczęściej do genomu świni). Z biomedycznego punktu tła naszej egzystencji. związane z rozwojem biotechnologii. widzenia ksenotransplantacja na linii człowiek – zwierzę wprowadza nowe procedury i zagrożenia, które mogą Gros artystów koncentruje się na wykorzystaniu Kolejną ich instalacją są Pig Wings. Artyści przepro- NAUKA ujawnić się w przyszłości. Ponieważ wszystkie nowe tech- nowoczesnej biotechnologii jako narzędzia do tworze- wadzili hodowlę komórek tym razem na polimerowych nologie staną się bardziej dostępne w różnych formach i też nia bytów hybrydowych. Przykładem takiego podejścia rusztowaniach w kształcie skrzydeł reprezentujących: różnych cenach, idea tzw. farm narządów może stać się rze- jest projekt Yiannis Melanitis i Marta de Menezes Leda, dobre skrzydła (ptaków) i złe (nietoperzy) oraz chime- czywistością. Części ciała powstałe z tkanek różnych zwie- czyli motyl z wprowadzonym do genomu za pomocą ryczne. rząt mogą stać się obiektem pożądania. Wówczas tradycyj- mikroiniekcji genem ludzkim, a także królik artysty Odnośnie powyższego projektu zastanawiające, je- ny obraz, wyobrażenie ciała jako jednego, autonomicznego niezmiennego „ja” ulegnie radykalnej zmianie. Części ciała Eduardo Kaca. Projekt Kaca GFP Bunny (od Green Flu- śli nie kontrowersyjne, jest ich oświadczenie dotyczące zostaną zaprojektowane, zastąpione i utrzymane w stanie orescent Protein – białko zielonej fluorescencji) to królik ksenotransplantacji. Dla zachowania przejrzystości pre- pół-życia. Zwierzęta, na przykład świnie, staną się bioreak- SZKOŁA Alba, któremu został wprowadzony do zygoty natural- zentacji głosu artystów w sprawie, przywołam dosłow- torami, będą naczyniami dla wzrostu na przykład uszu, nosa nie występujący u meduzy Aequorea victoria gen fluo- nie ich wypowiedź w języku angielskim: i innych części ciała (tłum. M.L.). rescencji. Efektem jest emitujący jasne, zielone światło Xenotransplantation is the transplantation of cells, tissues or W pół-żywych obiektach Ionat Zurr i Oron Catts organizm transgeniczny. organs from non-humans. This procedure crosses a species bardzo wyraźnie pojawia się problem etyczny. Pojawia barrier that has evolved over millions of years. Furthermore, Nowy rozdział w bio-arcie otwiera australijski duet się jednak pytanie, czy dotyczy on samych prac arty- Ionat Zurr i Oron Catts z Tissue Culture and Art Project the procedure involves genetic manipulation and insertion of human genes into the animal (mainly pig) genome for stów, czy szerzej dotyka on kwestii inżynierii tkanko- (Projekt Hodowle Tkankowe i Sztuka). Artyści grupy better compatibility. The human-animal cross, from a bio- wej, a może jeszcze dalej: kierunku, w jakim idzie nauka

TC&A otwarcie ogłosili swoje osobiste zaangażowanie medical perspective, presents new procedures and new ri- i technologia? Właśnie tę kwestię podejmują artyści, tak KRÓTKO w manipulacje żywymi organizmami. Wykorzystują sks that can only be assessed in a perspective of a time scale jak wspominał George Gessert również zaliczani do of more than one-generation. As all of these technologies manipulacje komórkami somatycznymi i macierzy- bio-artu, wykorzystujący niekoniecznie żywą materię will become more available in different forms and different stymi jako medium artystycznego wyrazu. Na ich pra- dla wyrażenia niepokoju związanego z biotechnolo- cę The Semi-Living Worry Dolls (Pół-żyjące lalki troski) prices, the idea of Organ Farms (for replacement, modification and enhancement) might become a reality. Body parts gią. Silikonowe rzeźby Patricii Piccinini przedstawiają lub pod nazwą Art(ificial) Wombs (Sztuczne/Artystycz- made out of different animals tissues might become objects transgeniczne istoty. Malarz Alexis Rockmann obra- ne Łona) składają się – jak sami artyści je nazwali – pół- of desire. The traditional view of a body as one autonomous zem The Farm, w której autor przedstawiając chimery -żyjące obiekty-lalki, które poprzez swoje odwołanie do unchangeable self will go through a radical change. Body (szereg transgenicznych gatunków roślin i zwierząt), parts are designed, exchanged, replaced and sustained in tradycyjnych lalek z Gwatemali, którym dzieci przeka- zastanawia się nad konsekwencjami eksperymentów

Zakończenie As a result of the development of science, biotechnology Artykuł pomocny przy realizacji wymagań the man found himself at the moment in which he can podstawy programowej hold the living cell in his hand and create all kinds of Powyższe prace skłaniać mogą do refleksji nad etyką forms with it. This possibility led artists to the laborato- bio-artu. W ich kontekście można też postawić pytanie, Przyroda – IV etap edukacyjny (przedmiot uzupełniający) ries. Artists, for whom modern biology and biotechnol- czy nauka inspiruje sztukę czy po prostu wyposaża ar- Cel: Rozumienie metody naukowej, polegającej na stawianiu hipotez i ogy has become an artistic inspiration, and the artistic ich weryfikowaniu za pomocą obserwacji i eksperymentów. tystów w nowoczesne narzędzia. Jednak przede wszyst- medium mostly living: microorganisms, plants, animals, kim prowadzą one do przemyśleń na temat kondycji B. Nauka i technologia. 16. Nauka i sztuka. cells, human tissue, are called as the artists of bio-art. i pozycji człowieka we wszechświecie. Presenting the bio-art works according to their characteristics, I am showing how the DNA molecule and tissue

culture shaped the artistic form. NAUKA Literatura Key words: extreme conditions, extremophiles, thermophiles, life in space Anker S (2008). Technogenesis: Aesthetic Dimensions of Art and Biotechnology Altering Nature. Philosophy and Medicine series, Springer Netherlands. Anker S, Nelkin D (2003). The Molecular Gaze: Art in the Genetic Age. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Bakke M (2010). Bio-transfiguracje. Sztuka i estetyka posthumanizmu. Poznań: Wydawnictwo Naukowe UAM.

Danto A (2013). Po końcu sztuki. Sztuka współczesna i zatarcie się SZKOŁA granic tradycji. Tłum. Salwa M. Kraków: Univeristas Gessert G (2009). Green Light: Toward an Art of Evolution. Cam- bridge: The MIT Press Leonardo. Kac E (2009). Sign of Life Bio Art and Beyond. Cambridge: The MIT Press Leonardo. De Menezes M (2002). The laboratory as an art studio. The aesthetics of care? Perth: Symbiotica. Mitchell R (2010). Bioart and the Vitality of Media. University of Washington Press. Nelkin D (2001). The gene as a cultural icon: Visual images of DNA. KRÓTKO Art Journal 55. Reichle I (2009). Art in the Age of Technoscience. Genetic Engineer- ing, Robotics, and Artificial Life in Contemporary Art., New York: Springer. SymbioticA (2002). The Aesthetics of Care?: The Artistic, Social and Scientific Implications of the Use of Biological/medical Technolo- gies for Artistic, University of Western Australia. Institute of Ad- vanced Studies. Wilson S (2003). Information Arts. Intersections of Art, Science, and Technology. Cambridge: The MIT Press Leonardo.

Wprowadzenie Poniżej, po zaprezentowaniu krótkiej informacji nt. Projekt badawczy idei projektu i jej historii, przedstawione zostały metoda Zalety edukacyjne projektu, który w zależności od tej analizy oraz jej wyniki i ich dyskusja. w projekcie edukacyjnym. ujęcia jest metodą lub strategią nauczania, są niekwe- stionowane. Sama metoda coraz bardziej zyskuje na Metoda projektu – idea i jej historia Jak doktoranci planują zajęcia popularności. Dzieje się tak głównie ze względu na dydaktyczne z zastosowaniem angażowanie uczącego w proces nauczania. Nie bez Dość długo za twórcę metody projektu uważano znaczenia są także inne zalety tej metody, takie jak Kilpatricka. Niemniej dokładniejsze badania wyka- metody projektu? rozwijanie u uczniów umiejętności pracy zarówno sa- zały, że początków tej metody można już dopatrywać modzielnej jaki i w zespole (Nowacki i wsp., 1999), ich się w XVI-wiecznej szkole, kiedy projekt wdrażano Eliza Rybska odpowiedzialności, a także kształtowanie postaw i za- w kształceniu architektów w Accademia di San Luca chowań prospołecznych (Knoll, 1997). we Włoszech. Wówczas to architekci, nie chcąc być W kontekście stosowania tej metody pojawiają się więcej traktowani jak rzemieślnicy, opracowali sposób

jednak ważne pytania. Czy każdy prowadzący potrafi łączenia sztuki i nauki w projektowaniu budynków, NAUKA Streszczenie: wdrażać tę metodę? Czy jest przekonany o jej skutecz- aby były jednocześnie piękne i użyteczne. W XVIII w. W zależności od ujęcia projekt jest metodą lub strategią ności? Czy w pełni wykorzystuje jej potencjał? miano już stosować metodę projektu w szkołach tech- nauczania (Nowacki i wsp, 1999). W niektórych źródłach Celem przeprowadzenia analizy jakościowej propo- nicznych i przemysłowych w Europie, a w XIX w. miała zaliczany do grupy metod nauczania przez dociekanie zycji zajęć dydaktycznych z wykorzystaniem metody być powszechnie stosowana w powszechnej edukacji (ang. inquiry based learning) (Bransford i in., 2000). Me- projektu poproszono doktorantów Wydziału Biologii w Stanach Zjednoczonych (Knoll, 1997; Chałas, 2004). tody nauczania oparte na dociekaniu zyskują coraz bar- UAM o przygotowanie takowych opisów. W zadaniu Nowego wymiaru tej metodzie nadał J. Dewey, który dziej na popularności, także w dydaktyce akademickiej. W niniejszej pracy przedstawiono analizę jakościową tym wymagano również wplecenia projektu badawcze- zwracał uwagę na jej zalety w tym łączenie teorii z prak- SZKOŁA 25 projektów zajęć dydaktycznych opracowanych przez go w projekt edukacyjny i zaplanowaniu całości w taki tyką, stymulowanie motywacji do pracy czy twórcze doktorantów Wydziału Biologii UAM, w których projekt sposób, aby treści, których realizację zakłada się w syla- podejście (Knoll, 1997; Chałas 2004). Kilpatrick był badawczy był składnikiem projektu edukacyjnego, a ca- busach dla danego przedmiotu mogły zostać zrealizo- kontynuatorem idei wdrażania metody projektu w rze- łość była propozycją zajęć dla studentów tegoż wydziału. wane podczas zajęć prowadzonych według przygotowa- czywistość szkolną, sformułował też klasyczną defini- Słowa kluczowe: metoda projektu, dydaktyka akademicka nych propozycji. Praktyka taka różni się nieznacznie od cję i opis metody projektu (Trończak, 2011). Kilpatrick tej, która ma miejsce w edukacji na poziomie szkół gim- (1918) uważał, że projekt nie jest metodą, a „naczelną otrzymano: 13.01.2014; przyjęto: 29.05.2014; opublikowano: 30.09.2014 nazjalnych i ponadgimnazjalnych, gdzie (przynajmniej zasadą dydaktyczną (…), jest on odważnym, planowym

według założeneń) uczniowie mają dowolność wyboru działaniem wykonywanym całym sercem w środowi- KRÓTKO tematu projektu. Niemniej sama metoda jest podobna, sku społecznym”. dr Eliza Rybska: Wydziałowa Pracownia Dydaktyki a wnioski wypływające z jej implementacji mogą okazać Sama nazwa „projekt” powszechnie rozumiana jest Biologii i Przyrody, Wydział Biologii, Uniwersytet się interesujące również dla nauczycieli tychże szkół. jako „pomysł”, „zamiar” czy „plan” (Trończak, 2011). im. Adama Mickiewicza w Poznaniu W analizowanych 25 pracach oceniano: temat/tytuł W edukacji projekt jest „terminowym zadaniem wy- projektu, jego cele, interdyscyplinarność, dobór metod magającym podejmowania różnych aktywności, reali- Treści zawarte w niniejszym artykule zostały wygłoszone na konferencji na- edukacyjnych, harmonogram i podział zadań, podane zowanym samodzielnie przez uczniów według przygo- ukowej „Dydaktyka szkoły wyższej – okiem biologa i pedagoga” (9 czerwca 2014 roku, Uniwersytet Warszawski), zorganizowanej przez Pracownię kryteria oceny studentów, propozycję prezentacji efek- towanego wcześniej planu” (Klimowicz, 2009). Mimo, Dydaktyki Biologii Wydziału Biologii UW. tów i sposób ewaluacji projektu. że jak zauważa również Trończak (2011), znaczenie tego

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Projekt badawczy w projekcie edukacyjnym | Eliza Rybska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 36 terminu ostatnio bardzo się rozszerzyło to zastosowa- pal i Caldwell (2004), większość podręczników opisuje Zastosowano jakościową analizę indywidualną donie tej metody zdaje się zyskiwać na popularności. Po- kluczowe idee, które powinni poznać studenci, jednak kumentów, która była jednocześnie przykładem we- nadto w Danii projekty są integralną częścią edukacji idee te są z reguły prezentowane jako izolowane frag- wnętrznej analizy treści (Łobocki, 2011). Na podstawie na każdym etapie – od przedszkola przez szkoły średnie menty informacji. W rezultacie odbiorcy (studenci) danych literaturowych i własnego doświadczenia wy- i uniwersytety aż po kursy dla dorosłych (Illeris, 1991). rzadko mają okazję, aby łączyć te izolowane fragmenty różniono osiem elementów oceny projektów. Ponadto nauka, business, świat coraz częściej rozwija informacji w większe całości, co jest niezbędnym kro- Elementy projektów studenckich, które poddano się i pracuje „projektami”, a nie „etatami”, warto za- kiem w kształtowaniu spójnego, całościowego rozu- ocenie, to: tem wdrażać tę metodę również w pracy ze studentami mienia biologii. Projekt, dzięki swoim zaletom ułatwia 1. Temat/tytuł projektu – oceniany był w trzech na polskich uczelniach. W polskim systemie edukacji tworzenie tych połączeń między różnymi informacja- głównych kategoriach: atrakcyjność (czy temat jest metoda projektu zgodnie z rozporządzeniem Ministra mi. Lord (2001) zalicza projekt do metod uczenia przez intrygujący dla odbiorców), problemowość (prob- Edukacji Narodowej z dnia 20 sierpnia 2010 r. w sprawie współpracę (ang. cooperative learning). Będąc profeso- lemowe ujęcie zagadnienia), uzasadnienie wyboru warunków i sposobu oceniania, klasyfikowania i pro- rem biologii na Indiana University of Pennsylvania Lord tematu. Wszystkie kategorie oceniano w skali od 0 mowania uczniów i słuchaczy oraz przeprowadzania opisuje swoje doświadczenia z wdrażania metody pro- do 1.

sprawdzianów i egzaminów w szkołach został nałożony jektu w pracy ze studentami. Wśród zalet prowadzenia 2. Cele projektu – oceniano pod kątem 5 wymienia- NAUKA na szkoły gimnazjalne obowiązek stworzenia uczniom zajęć metodą projektów Lord wymienia m.in: wzmac- nych w literaturze zasad formułowania celów, tzw. warunków do wykonania projektów edukacyjnych. nianie rozumowania i myślenia naukowego, wpływanie SMART (Doran, 1981). Ocena dokonywana była W literaturze przedmiotu spotkać można różne na ogólne pozytywne nastawienie do przedmiotu i chęć w skali od 0 do 1. Każdy wymieniony przez studen- opisy dotyczące liczby etapów projektu najczęściej od podejmowania kolejnych wyzwań, umożliwianie zasto- ta cel był oceniany pod kątem spełniania wymogu trzech do siedmiu (Trończak, 2011). W przytoczonym sowania nowych informacji w praktyce, stwarzanie śro- bycia: Rozporządzeniu MEN wyróżniono 4 działania w ra- dowiska nauczania, w którym aktywną częścią sytuacji • prostym (szczegółowym) mach realizacji projektu w szkołach gimnazjalnych: edukacyjnych są sami studenci, rozwijanie umiejętno- • mierzalnym, 1) wybranie tematu projektu; ści praktycznych, kompetencji społecznych i inne. • osiągalnym (realnym), SZKOŁA 2) określenie celów projektu i zaplanowanie etapów • istotnym (ambitnym), jego realizacji; Materiał i metody • terminowym (zorientowanym w czasie). 3) wykonanie zaplanowanych działań; Łącznie analizie poddano 119 celów podanych 4) publiczne przedstawienie rezultatów projektu. Doktoranci Wydziału Biologii Uniwersytetu im. w 25 analizowanych pracach. Nehring (2005) wyróżnia siedem faz projektu: wy- Adama Mickiewicza w Poznaniu, uczestnicy kursu Pozostałe elementy projektu oceniano w skali od 0 bór tematu, określenie celów, zawarcie kontraktu, opra- przygotowania pedagogicznego, zostali poproszeni do 3, gdzie 0 oznaczało brak występowania ocenianego

cowanie programu i harmonogramu działań, realizację o przygotowanie zajęć dla studentów w ramach prowa- elementu, 1 – zarys elementu pojawiał się w pracy, 2 – KRÓTKO projektu, jego prezentację i ocenę. Niezależnie od liczby dzonych przez siebie przedmiotów. Poproszono ich, aby dany element występował w pracy, ale w stopniu niewy- tych etapów, zawsze projekt musi obejmować plan dzia- opracowane przez nich propozycje zawierały metodę starczającym, a 3 oznaczało, że jego obecność w projek- łań (wraz z wyszczególnionymi celami), realizację pro- projektu, oraz aby w projekcie edukacyjnym zamiesz- cie jest wyraźnie zaznaczona i występował on w stopniu jektu i jego ocenę (ewaluację). czony był projekt badawczy, który mieliby wykonać wystarczającym. W dydaktyce szkoły wyższej ciągle ważnym źród- studenci. Do analizy wybrano 25 projektów przygoto- Elementy podlegające opisanej ocenie to: łem informacji są podręczniki akademickie, które nie wanych przez doktorantów. W propozycjach tych wy- 3. Interdyscyplinarność – konieczność jej wystę- umniejszając ich naukowości, nie są zaprojektowane różniono dwa główne nurty zainteresowań: biologia powania w metodzie projektów wynika z samej jako typowe narzędzia nauczania. Jak zauważają Kop- molekularna i biologia środowiskowa. istoty tej metody, która powinna być bliska życiu.

8 John Dewey miał napisać: „School should be less Ryc. 1. Ocena tytułów 9 about like life preparation for life and more itself” projektów 7 (szkoła powinna mniej przygotowywać do życia, 8 a bardziej powinna być jak życie) (za Bransford 6 7 i wsp., 2000). Interdyscyplinarność w tym wypad- 5

ku oznacza otwartość projektu, możliwość łącze- 6 nia w sobie treści i form pracy różnych dyscyplin 4 (Szulc-Kurpaska, 2011). 5 Liczba 4. Dobór metod edukacyjnych Liczbaprojektów 3 projektów o 4 5. Harmonogram zadań danej liczbie Liczba

2 Liczbaprojektów celów 6. Podział zadań (ról) 3 projektów o Wymienione trzy punkty (4-6) wpisują się w etap danej liczbie 1 projektu nazywany: opracowanie programu i har- 2 celów

monogramu działań (Nehring 2005). NAUKA 0 1 7. Podane kryteria oceny studentów Kryteria oceny studentów powinny być zaplano- 0 wane od samego początku, wpisują się one w etap projektu określany jako zawarcie kontraktu, Liczba celów w którym znajdą się elementy takie jak np. raport (Nehring, 2005). Liczba celów 8. Prezentacja efektów i ewaluacja projektu, które

Ryc. 2. Liczba projektów 20 SZKOŁA również są niezbędnym elementem każdego pro- o danej liczbie celów 18 jektu. 20 16 18 Wyniki i dyskusja 14 16

Tytuły projektów 12 14 10 Tytuły projektów zaproponowane przez doktoran- 12

Ocena 0 KRÓTKO tów oceniano pod kątem trzech kryteriów. Wyniki Liczbaocen 8 10 przeprowadzonej oceny przedstawiono na ryc. 1. Za- Ocena Ocena1 0

6 Liczbaocen 8 proponowanie tytułu dla opracowanego projektu nie 4 6 Ocena 1 było łatwym zadaniem dla studentów. Czasem propozycje te przypominały tytuły projektów badawczych 2 4 (np. „Występowanie genów integraz i genów oporności 0 2 na antybiotyki w metagenomie wodnym”), innym ra- 0intrygujący problemowy uzasadnienie wyboru zem były zbyt proste, jak na proponowany etap eduka- intrygujący problemowy tematuuzasadnienie wyboru cyjny (np. „Czy człowiek da się nabrać na zabieg mimi- Kryteria tytułów projektów tematu Kryteria tytułów projektów

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014

Projekt badawczy w projekcie edukacyjnym | Eliza Rybska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 38 120

Ryc. 3. Ocena celów 120 kry u muchówki Eristalis tenex (Gnojka trutniowata)?”). 100 Bywały też tytuły zbyt ogólne np. „Bioinformatyka”. pod kątem kryteriów W badanej grupie projektów najlepiej zrealizowanym SMART 100 80 kryterium była problemowość zagadnienia zamieszczo- 1 – Prosty, szczegółowy; 2 – Mierzalny; 80

na w tytule. Kryterium to spełniało 12 projektów. 3 – Osiągalny, realny; 60 4 – Istotny, ambitny; Ocena 0

Cele projektów Liczba ocen 5 – Terminowy 60 Ocena 1 40 Ocena 0 (zorientowany w czasie).

W wymogach podanych doktorantom nie określo- Liczba ocen Ocena 1 no liczby celów, które powinni oni zawrzeć w swoich 40 20 pracach. W związku z tym liczba celów była zmienna: od pracy, w której nie zamieszczono ani jednego celu 20 0 projektu, do pracy, w której ich liczba sięgała aż 14 1 2 3 4 5 0 (ryc. 2). Łącznie analizie poddano 119 celów podanych Kryterium SMART 1 2 3 4 5 w 25 opracowanych pracach. NAUKA Każdy z przedstawionych przez doktorantów celów Kryterium SMART poddany był analizie pod kątem 5 zasad, według któ- rych cele te powinny zostać opisane. Owe pięć zasad zostało w tym momencie uznanych za kryteria, opi- Ryc. 4. Ocena projektów 25 sane w literaturze (Doran, 1981) jako zasady SMART według ogólnych 25 (ang. Simple, Measurable, Achievable, Relevant, Timely kryteriów w skali od 0 defined). Najczęściej wymieniane cele dotyczyły: do- do 3 20 SZKOŁA skonalenia umiejętności pracy w grupie, planowania 1 – interdyscyplinarność, 20 eksperymentów/doświadczeń oraz pracy z tekstami 2 – dobór metod, 3 – harmonogram,

naukowymi. Siedem z poddanych analizie celów nie 4 – podział zadań, 15 spełniało żadnego z kryteriów SMART, np. „student 5 – kryteria oceny, 15 brak potrafi wymienić źródła zachorowalności”, lub „wyro- 6 – ewaluacja. brakocena 1

bienie nawyku pracy z materiałami i selekcja istotnych Liczba ocen 10 ocenaocena 12 informacji”. Dwadzieścia pięć celów spełniało 4 z 5 kry- Liczba ocen 10 ocenaocena 23 teriów SMART, we wszystkich tych przypadkach bra- KRÓTKO kowało terminowości w celach, np.: „przeprowadzenie ocena 3 5 pasażu komórek w celu uzyskania 50-70% konfluencji (0.8 – 2,4 x 105)”. Terminowość okazała się najtrudniej- 5 szym kryterium do zrealizowania w opisywanych przez 0 studentów celach. Doktoranci najlepiej radzili sobie 1 2 3 4 5 6 z zadośćuczynieniem kryterium osiągalności (realno- 0 1 2 oceniane3 elementy projektu4 5 6 ści) celu i jego istotności (ambitności). Analiza celów oceniane elementy projektu według kryteriów SMART jest przedstawiona na ryc. 3.

Ocena projektów według pozostałych kryteriów czyć, że najbardziej przejrzyste były kryteria oceny op- w dużej mierze decyduje o powodzeniu projektu. Jak już wspomniano, w przedstawionych do oceny arte na systemie punktowym, przykładowo za ankietę, W rozporządzeniu MEN z 2008 roku, kiedy wdra- projektach edukacyjnych oceniano jeszcze 6 elemen- którą mieli wykonać studenci podczas zajęć mogli uzy- żano metodę projektu jako obowiązkowy element tów: ich interdyscyplinarność, dobór metod eduka- skać od (0-11 pkt.), w jej skład oceny wchodziło: zgod- edukacji, napisane jest, że „uczeń wybiera zagad- cyjnych, harmonogram działań, podział zadań wśród ność z tematem (0-3 pkt.), klarowność (0-3 pkt.)traf- nienie: problem lub działanie, zgodnie ze swoimi studentów, kryteria oceny, oraz ewaluację połączoną ność pytań – uzyskanie miarodajnych informacji (0-5 zainteresowaniami i założonymi celami projektu” z prezentacją wyników projektów wykonanych na za- pkt.). Za cały kurs w proponowanym projekcie studenci (MEN, 2008, s. 250). Ponadto badania m. in. Slavin planowanych przez doktorantów zajęciach. Interdy- mogli uzyskać 200 punktów i przedziały punktowe na (1990) dowodzą, że kiedy uczący się biorą udział scyplinarność odnosząca się do otwartości projektu na konkretne oceny zostały zamieszczone w kryteriach w rozwiązywaniu problemów i jednocześnie pra- inne dyscypliny była dość trudnym do spełnienia kry- dostępnych dla studentów. Niekiedy kryteria oceny stu- cują w grupach to stają się aktywną częścią do- terium. Jedna z uczestniczek stwierdziła na rozmowie dentów obejmowały jedynie lakoniczne uwagi w stylu: świadczeń edukacyjnych. Penick (1995) dodaje, że omawiającej przedstawione projektu: „no tak, ja my- „Na ocenę końcową składać się będą oceny z protoko- wychodząc od problemu, umożliwiając uczącym ślałam, że jak studenci pójdą do labu obok to jest już łów (20%), prezentacji multimedialnych (20%) i kolo- się samodzielne przechodzenie przez kolejne etapy bardzo interdyscyplinarne”. Niemniej w wielu projek- kwium końcowego (60%)”. eksperymentu naukowego jak stawianie hipotez, NAUKA tach takie zaczątki interdyscyplinarności można było Ogólna ocena wszystkich projektów według przyję- planowanie eksperymentu itd. umożliwiamy fak- odnaleźć, zwłaszcza w propozycjach zadań dla studen- tych 6 kryteriów jest przedstawiona na ryc. 4. tyczne dociekanie do jego istoty. tów np. „Ostateczne podsumowanie projektu – postery Wszystkie przedstawione projekty zakładały sa- 3. Nieuwzględnianie wszystkich elementów projek- prezentowane na Festiwalu Nauki i Sztuki przy stoisku modzielną pracę studentów, tworzyły środowisko, tu (np. zapominanie o ewaluacji, czy o prezentacji „Mikroby wokół nas”. Stosunkowo dobrze studenci w centrum którego znajduje się uczący się. Takie pro- wyników projektu). doktoranci radzili sobie z doborem metod edukacyj- jektowanie zajęć jest postrzegane, jako jeden z wymo- W analizowanych projektach pojawiły się również nych i harmonogramem zadań. Najczęściej propono- gów efektywnego nauczania (Bransford i wsp., 2000). ciekawe pomysły, które warto w tym miejscu przyto- waną metodą pracy była „mind map” i „przygotowanie Dodatkowymi problemami zaobserwowanymi podczas czyć: SZKOŁA i przedstawienie prezentacji w programie power point”. analizy projektów studentów były: • Zadanie dla studentów: napisać grant na badania Zdarzały się przypadki proponowania metod takich 1. Mylenie celów z planem zajęć np. Jako cel studenci poszerzające dotychczasową wiedzę na temat gry- jak.: analiza Swot, czy studium przypadku. Harmo- podawali: „Pierwsze zajęcia służą zorientowaniu zoni w regeneracji lasu. nogram zajęć najczęściej był zarysowany w zwięzłej się, jaki jest stan wiedzy studentów w obrębie te- • Opracowanie mikrobiologicznej mapy turystycz- nazwie zadania. Był jednak jeden projekt, w którym matu, zapoznaniu ich z pojęciami z zakresu…” nej i przewodnika umożliwiającego identyfikację przedstawiono obok zwięzłej nazwy zadania, termin „Na kolejnych zajęciach studenci pracują, wypo- i postępowanie w przypadku kontaktu z groźnymi

jego realizacji oraz wskaźnik realizacji zadania oraz wiadają się i dyskutują”. mikroorganizmami. KRÓTKO dodatkowe uwagi, np.: zadanie: „Przedstawienie po- 2. Brak ujęcia problemowego. Nauczanie metodą • Opracowanie słownika terminów współczesnej mysłów na kolejne hipotezy badawcze związane z rolą projektów jest nauczaniem przez doświadczenie, biologii molekularnej. gryzoni w ekosystemach leśnych”, termin „6.05.2014”, „jest więc jednocześnie nauczaniem poszukują- • Przeprowadzenie sądu nad gryzoniami – czy peł- wskaźnik „Min. 2 hipotezy, maks. 4” skonstruowane cym, nastawionym na zachęcanie ucznia do samo- nią pozytywną czy negatywną rolę w ekosyste- zgodnie z zasadami metodologii eksperymentu nauko- dzielnego myślenia i rozwiązywania problemów” mach leśnych. wego. (Mikina i Zając, 2001, s. 21–25 ) i zdefiniowanie • Wizyta w Samodzielnym Publicznym Centralnym Doktoranci słabiej radzili sobie z ewaluacją zajęć problemu, od którego rozpocznie się praca nad Szpitalu Klinicznym w Warszawie i wykład leka- i podziałem zadań w projekcie. Warto również zazna- projektem jest kluczowym czynnikiem, który rzy specjalistów z Pracowni Histopatologii mięśni

i Nerwów Obwodowych na temat dystrofii mięś- podczas opracowywania zajęć z wykorzystaniem meto- Kilpatrick W (1918). The project method.The Teachers College Re- niowych. dy projektu: cord, 19(4), pp. 319-335. Klimowicz A (2009). Projekt – co to takiego? W: Fijałkowska A, • Propozycja: każdy zespół zaproponuje własne do- • świadomość celu, a przez to jego opis, który będzie Płachecka J (red.) Z Comeniusem dookoła Europy w ramach eu- świadczenie w obrębie tematyki badawczej. realny, prosty, ambitny, mierzalny i zorientowany ropejskiego programu edukacyjnego„Uczenie się przez całe życie”. w czasie; Warszawa: Fundacja Rozwoju Systemu Edukacji, pp. 77–82. Knoll M (1997). The project method: Its vocational education origin Podsumowanie • otwartość umysłu, umożliwienie uczestnikom and international development. Journal of Industrial Teacher Ed- projektu realizacji zadań, które mogą wykraczać ucation, 34(3), pp. 59-80. Przedstawiając powyższą analizę 25 projektów dok- poza obszar treści zaplanowanych, aby projekt Koppal M, Caldwell A (2004). Meeting the Challenge of Science Lit- eracy: Project 2061 Efforts To Improve Science Education. Cell torantów można odnieść ambiwalentne uczucia. Z jed- mógł się rozrastać niczym sieć pajęcza i nabierać Biology Education, Vol. 3, pp. 28–30, Spring 2004. nej strony zauważalny jest problem z doborem metod kształtu w zależności od zdolności i zainteresowań Lord TR (2001). 101 Reasons for Using Cooperative Learning in Biol- pracy ze studentami, czy konstruowaniu celów kształ- uczestników, takie podejście zapewni nie tylko in- ogy Teaching. The American Biology Teacher, vol.63, no.1, January cenia, co wskazywałoby z kolei na potrzebę rozszerze- terdyscyplinarność, ale – co nawet ważniejsze – za- 2001, pp. 30 – 38. Lubina E (2013). Metoda projektu w procesie dydaktycznym uczel- nia programu kształcenia pedagogicznego dla dokto- angażowanie uczestników projektu; ni wyższej. Regionalny Ośrodek Metodyczno-Edukacyjny „Metis” rantów o te elementy. Z drugiej strony zauważyć można • problemowe ujęcie tematu, ciekawy temat, który w Katowicach. NAUKA duży potencjał i pomysłowość wielu autorów, gdyż po jest jednocześnie problemem do rozwiązania nie Łobocki M (2011). Metody i techniki badań pedagogicznych. Oficyna Wydawnicza Impuls. Kraków. dopracowaniu niektóre z propozycji projektów mogłyby tylko angażuje uczestników projektu, lecz także Mikina A, Zając B (2001).Jak wdrażać metodę projektów: poradnik znaleźć zastosowanie w pracy dydaktycznej. Projekty te ułatwia im rozwiązywanie problemu, dociekanie dla nauczycieli i uczniów gimnazjum, liceum i szkoły zawodowej. prezentują pewne mocne i słabe strony. O ile dobór me- do sedna, rozwija umiejętność naukowego rozu- Kraków: Impuls. Nehring A (2005). Projekt edukacyjny jako metoda nauczania [on- tod, harmonogram czy przede wszystkim pomysłowość mowania; -line] [dostęp 31.07.2014] . ich autorów, o tyle interdyscyplinarność i ewaluacja sta- etapów projektu, co pozwala na kształtowanie od- Nowacki T W, Korabinowska-Nowacka K, Baraniak B (1999). Nowy nowią wyzwanie, które nadal wymaga pracy. Do tego powiedzialności i umiejętności pracy zespołowej, Słownik Pedagogiki Pracy. Wydawnictwo Wyższej Szkoły Peda- SZKOŁA gogicznej Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Warszawa 1999, pp. cele formułowane przez autorów projektów często są a także uczy uczestników projektu organizacji pracy. 130 zbyt ogóle i nie spełniają kryteriów zakładanych w lite- Penick JE (1995). New Goals for Biology Education. Helping teachers raturze. Warto jednak zaznaczyć, że studenci, których make science accessible to more students. Science & Biodiversity Literatura Policy. BioScience Supplement. pp.52-57. prace poddane były analizie mieli zaledwie 10 godzin Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 23 grudnia zajęć, na których zapoznawali byli z takimi obszernymi 2008 r. w sprawie podstawy programowej wychowania przed- Bransford J D, Brown A L , Cocking R R (redaktorzy i inni współ- szkolnego oraz kształcenia ogólnego w poszczególnych typach zagadnieniami jak: metody prowadzenia zajęć, ewalua- autorzy) (2000). How people learn: Brain, Mind, Experience and szkół. Z załącznikami (Dz.U. Nr 4, poz. 17). School. Washington: National research Council, National Acad- cja i konstruowanie pytań. Mając to na uwadze uzyska- Slavin RE (1990). Cooperative Learning – Theory, Research & Prac- KRÓTKO emy Press. ne opisy projektów świadczą o potencjale, jaki w sobie tice. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. Chałas K (2004). Metoda projektów. W: Encyklopedia pedagogiczna Szulc-Kurpaska M (2011). Projekty Comenius w edukacji przed- mają doktoranci, który powinno się wykorzystać. Jedna XXI wieku. Pilch T (red.) Warszawa: Wydawnictwo Akademickie szkolnej. W: Europejski wymiar edukacji – program Comenius z refleksji, jaka się pojawiła po kursie brzmiała: „szkoda, Żak, t. 3, pp. 191–193. w Polsce, Red. M. Szpotowicz, pp. 117-132. DoranG T (1981). There’s a S.M.A.R.T. way to write management’s że nie możemy zrealizować wielu z tych pomysłów pro- Torończak E (2011). Metoda projektu edukacyjnego w procesie goals and objectives. Management Review, Volume 70, Issue kształcenia. W: Europejski wymiar edukacji – program Comenius jektowych na zajęciach ze studentami”. 11(AMA FORUM), pp. 35-36. w Polsce, Red. M. Szpotowicz, pp. 11-30. Przedstawiona analiza pozwala wysnuć cztery Illeris K (1991). Project education in Denmark, International Journal of główne założenia, które powinny być brane pod uwagę Project Management, Volume 9, Issue 1, February 1991, pp. 45–48.

Research project in educational project. How PhD students plan activities using the project method? Eliza Rybska

Depending on expression or on author, the project in education may be considered as a method or as a strategy of teaching (Nowacki et al., 1999). In literature project is also located among groups of methods that are called inquiry based learning (Bransford et al., 2000).Teaching methods based on inquiry are becoming more popular, even in academic teaching. This paper presents an analysis of 25 projects elaborated by PhD students of the Fac- ulty of Biology, Adam Mickiewicz University in Poznań,

where the research project was a component of the edu- NAUKA cational project, and the whole was proposed as activities for students of the same faculty. Key words: project method, academic teaching SZKOŁA KRÓTKO

Wstęp kompetencje dydaktyczne, aby był świadomy celowości Dydaktyka szkoły wyższej stałych poszukiwań bardziej skutecznych form uspraw- Coraz częściej podejmowane są projekty w zakresie niania procesu kształcenia pedagogicznego (Łobocki, – obowiązkowy przedmiot poszukiwania bardziej skutecznych sposobów prze- 2001). kazywania i pogłębiania wiedzy podczas zajęć akade- W ostatnich latach odnotowujemy głosy krytycz- dla doktorantów mickich. Dydaktyka szkoły wyższej powoli znajduje ne dotyczące niemal każdego sposobu reformowania należne jej miejsce jako przedmiot kształcenia akade- szkolnictwa, a szczególnie coraz większej dostępności Ligia Tuszyńska, Beata Gawrońska mickiego, stała się obowiązkowa na studiach III stopnia uczelni prywatnych i państwowych. Jednym z kryty- (doktoranckich). Doceniono konieczność pogłębienia ków tych zmian był profesor Ulrich Schrade – filozof wiedzy nauczycieli akademickich w zakresie pedago- i pedagog związany z Politechniką Warszawską. Choć Streszczenie: giki i dydaktyki przedmiotowej, dostrzeżono potrzebę jego poglądy na wiele spraw związanych z nauczaniem podnoszenia nie tylko ich kompetencji badawczych, Niż demograficzny ma wpływ na potrzebę modernizacji są kontrowersyjne, krytyka związana z dostępnością kształcenia akademickiego, skierowanie większej uwagi na lecz także dydaktycznych, polegających na kształto- szkolnictwa wyższego nie jest pozbawiona racji. Za-

proces uczenia się – studiowania, a nie nauczania. Ponadto waniu umiejętności komunikowania się ze studentami rzuca on dążeniu do wyrównania szans zbytnią opie- NAUKA konieczne jest dostosowanie się polskich uczelni do prze- i społeczeństwem. kuńczość i ograniczanie wymagań intelektualnych. Jak pisów istniejących w krajach UE. Dąży się do tego, aby Stała modernizacja procesu kształcenia akademi- pisał ten autor: dydaktyka w szkole wyższej nie była zajęciem intuicyjnym, ckiego, skierowanie większej uwagi na proces uczenia Opiekuńczość szkoły niższej wyraża się w powszechnej a każdy nauczyciel akademicki posiadał nie tylko wiedzę się – studiowania, a nie nauczania – to jeden z warun- dostępności. Natomiast studia nie są dla wszystkich a idea, teoretyczną ale też kompetencje dydaktyczne, był świadomy ków komunikacji interpersonalnej, która opiera się czy też ideologia powszechnej równości, lansowana przez celowości stałych poszukiwań bardziej skutecznych form na wymianie myśli nauczyciela i studenta. Proces do- Unię Europejską „powszechnej” szkoły wyższej jest prze- dłużeniem szkoły elementarnej, kwalifikowanej jako szkoły usprawniania procesu kształcenia pedagogicznego. Jednym stosowania się polskich uczelni do przepisów istnie- wyższej. Jego zdaniem szkoła wyższa ma nadal podwójne z aspektów modernizacji procesu kształcenia jest jego ewa- jących w krajach UE polega na takim przygotowaniu SZKOŁA luacja. Kompetencje nauczyciela akademickiego muszą zo- zadanie, szczególnie dotyczy to uczelni technicznych, eko- absolwentów, by ich kompetencje, a więc i dyplomy, stać wzbogacone o umiejętność budowania i wykorzystania nomicznych czy przyrodniczych. Program powinien być tak były porównywalne niezależnie od kraju UE, w któ- skonstruowany, by poza kwalifikacjami do wykonywania w praktyce Krajowych Ram Kwalifikacji. Celem artykułu zawodu przygotowywał do pełnienia funkcji społecznych, jest zasygnalizowanie potrzeby dyskursu dotyczącego kon- rym kończyli studia. W Polsce od kilku lat dydaktyka szkoły wyższej stała się obowiązkowym przedmiotem by służył do kształcenia grup społecznych zwanych zwykle struowania i ewaluacji programów (sylabusów) dydaktyki inteligencją. szkoły wyższej jako przedmiotu kształcenia nauczycieli kształcenia na studiach III stopnia, podczas gdy wcześ- akademickich dążącego do poprawy jakości kształcenia. niej przygotowanie pedagogiczne nauczyciela akademi- Wydaje się, że do takich zadań powinien przygo-

Key words: dydaktyka szkoły wyższej, kompetencje nauczycie- ckiego nie było obowiązkowe. Obecnie równie ważne towywać studentów nauczyciel akademicki. Potrzeba KRÓTKO la, jakość kształcenia, ewaluacja jak przedmioty kierunkowe jest przygotowanie pedago- unowocześnienia systemu kształcenia nauczycieli aka- giczne, a każdy przyszły nauczyciel akademicki zdoby- demickich wynika też z konieczności zmiany utartego otrzymano: 13.01.2014; przyjęto: 29.05.2014; opublikowano: 30.09.2014 wa nie tylko wiedzę teoretyczną, lecz przede wszystkim stereotypu, tradycyjnego sposobu przekazywania studentom wiedzy w formie jej relacjonowania, pozbawio- prof. Ligia Tuszyńska: Akademia Pedagogiki Specjalnej mgr Beata Gawrońska: Uniwersytet Warszawski, Wydział nego głębszej refleksji nad przekazywanymi treścia- im. Marii Grzegorzewskiej w Warszawie Biologii mi. Transformacja wiedzy, szczególnie przyrodniczej, czyli jej dydaktyczne przetwarzanie powinno spełniać

Treści zawarte w niniejszym artykule zostały wygłoszone na konferencji naukowej „Dydaktyka szkoły wyższej – okiem biologa i pedagoga” (9 czerwca określone warunki. Należą do nich: dobra znajomość 2014 roku, Uniwersytet Warszawski), zorganizowanej przez Pracownię Dydaktyki Biologii Wydziału Biologii UW. programów nauczania, uwzględnienie powiązań mię-

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Dydaktyka szkoły wyższej – obowiązkowy przedmiot dla doktorantów | Ligia Tuszyńska, Beata Gawrońska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 43 dzyprzedmiotowych, prawidłowy dobór materiału na- Kompetencje nauczycieli to „wiedza, umiejętności 40 37 34 32 uczania, znajomość wiedzy wyjściowej i poziomu in- i przekonania potrzebne do efektywnej pracy dydak- 30 25 19 15 telektualnego studentów (Stawiński, 1993, za Potyrała, tycznej, wychowawczej i opiekuńczej w szkole” (Stry- 20 2011). Transformacja wiedzy jest tym skuteczniejsza kowski i wsp., 2007). Te trzy komponenty kompetencji [%] 10 0 im bardziej zgodna ze sposobem przekazywania i ogól- odzwierciedlają się w działaniu nauczyciela. Wiedza ną postawą nauczyciela akademickiego. W przypadku zdobyta poprzez uczenie się formalne, nieformalne kształcenia doktorantów warto zabiegać o ich pozytyw- czy pozaformalne dotyczy faktów, zasad, praw natu- ną motywację do zdobywania wiedzy specjalistycznej ry i społeczeństwa. Powinna być wiedzą kształtującą z danego obszaru jak również wiedzy pedagogicznej umiejętności praktycznego działania. Przekonania w zakresie metodyki nauczania. By traktowali studen- potrzebne do efektywnej pracy dydaktycznej decydują Ryc. 1. Najwyższe frekwencje pojedynczych czynności tów jak partnerów w poszukiwaniu coraz bardziej efek- o postawie gotowości i chęci wykorzystania zdobytej nauczyciela tywnych form i metod uczenia się. wiedzy i umiejętności w procesie dydaktycznym. Zatem Na podstawie: Raymond Adams, za Kwiatkowska, 2010, s. 35. W dydaktyce szkoły wyższej nie można pomijać kompetencje to zdolność skutecznej realizacji określo-

konieczności uprzystępniania studentom ponadczaso- nych zadań związanych z pracą lub osiągania pożąda- NAUKA wych wartości uniwersalnych takich jak prawda, dobro, nych wyników. W strukturze kompetencji mieszczą się zytywnych oczekiwań wobec studentów, dawanie im piękno. Wymaga to od nauczyciela stwarzania podczas kwalifikacje. Kwalifikacje zawodowe obejmują umie- przykładu pedagoga o demokratycznej postawie buduje zajęć warunków do swobodnego wypowiadania się stu- jętności, wiadomości i cechy psychofizyczne niezbędne autorytet i jednocześnie wzbudza zaufanie i poprawia dentów w formie dialogu czy dyskursu, a nade wszyst- do wykonywania danego zawodu (Kwiatkowski i Sep- kontakty interpersonalne. Wpływa na to również stałe ko wskazywania własnym postępowaniem przykładu kowska, 2000). Kwalifikacje zawodowe są zawsze po- pogłębianie swej wiedzy pedagogicznej w oparciu o li- przestrzegania tych wartości. Dawania dowodów, że twierdzane określonym certyfikatem, np. uprawnienia teraturę w językach obcych i aktywizowanie działań na wiedza którą przekazujemy jest wiarygodna, aktualna nauczycielskie. rzecz osób potrzebujących wsparcia oraz współpraca i naukowo potwierdzona. Raymond Adams badając kompetencje wyodrębnił naukowa i organizacyjna z koleżankami i kolegami – SZKOŁA wśród 150 kategorii czynności określających kompeten- nauczycielami akademickimi. Warto też sięgać po infor- Budowanie potencjału kompetencyjnego cje aż 241 pojęć do nazwania pojedynczych czynności macje zwrotne o sobie, pochodzące również od współ- nauczyciela podstawowych. Autor ten wskazał pojęcia (kompeten- pracowników hospitujących zajęcia na nasze życzenie cje), które w badaniach uzyskały najwyższe frekwencje. (Łobocki, 2001). Najważniejszym efektem ujęcia kom- Kompetencje najczęściej są rozumiane jako zdol- Wykres nr 1. Przedstawia sześć najczęściej wymienia- petencyjnego kwalifikacji nauczycielskich jest uświado- ność do realizacji różnego rodzaju zadań w określo- nych czasowników określających czynności kompeten- mienie sobie, jak różne właściwości przypisuje się dzia-

nych obszarach będących rezultatem procesu uczenia cyjne nauczyciela. łaniom świadczącym o profesjonalizmie nauczyciela. KRÓTKO się (Okoń, 2001). Słowo „kompetencje” wywodzi się Jak wynika z powyższego wykresu, nauczyciel jest Już na pierwszy rzut oka wydaje się, że nauczyciel po- z łacińskiego competere (‘być zgodnym, odpowiednim, często kojarzony przez uczniów, studentów jako ten winien przede wszystkim wyjaśniać i tak kierować pro- sprawnym do działania’). Dla pedagogów ważne jest który sprawdza, poleca, informuje rzadziej ocenia i wy- cesem kształcenia, by student (uczeń) jak najwięcej się ujęcie kompetencji jako określenia dyspozycji człowie- jaśnia. nauczył. Niezwykle istotne są kompetencje komunika- ka (wiedza, umiejętności, doświadczenia, sprawności, Niezbędnym warunkiem kształcenia nauczycieli cyjne, metodologiczne, aksjologiczne oraz emocjonal- zdolności ambicje, motywacja, wartości postawy, a tak- akademickich jest zatem zmiana wizerunku i prak- ne – określane jako zbiór nabytych umiejętności, które że style działania), którą osiąga w ciągu życia poprzez tyczne przygotowanie do wykonywania zawodu. Nie- warunkują efektywność radzenia sobie w konkretnych wyuczenie (Czerepaniak-Walczak, 1994). odłączność praktyki pedagogicznej i umacnianie po- sytuacjach (Madalińska-Michalak, 2012). Umiejętność

kształtowania kompetencji emocjonalnych pomaga na- Wpisz przy poszczególnych uczycielowi rozwijać pozytywne, integracyjne środo- punktach skutek – wynik wisko nauczania z korzyścią dla studenta i dla samego Zachowanie studenta Propozycja reakcji nauczyciela reakcji studentów. pozytywny – P, nauczyciela. Kompetencje emocjonalne nauczyciela po- negatywny – N zwalają na efektywną komunikację ze studentem, jego 1.Panuj nad swoimi emocjami, unikaj wdawania się w dyskusję. 1. motywację i inspirację do uczenia się. Kompetentny na- 2.Pozwól studentowi przedstawić do końca swoją opinię, a następnie wróć uczyciel potrafi zachęcić studenta do przełamania cyklu do przerwanego wątku. 2. 3. Jeśli nie znasz odpowiedzi na zadane pytanie, przyznaj się do tego i za- agresywny, niepowodzeń i spojrzenie na sytuację w sposób pozy- pewnij, że na następne zajęcia zdobędziesz niezbędne informacje. 3. niegrzeczny, roszczeniowy tywny i zrównoważony. Aby ulepszyć komunikację i re- 4. W przypadku uciążliwego zachowania porozmawiaj ze studentem po lacje międzyludzkie pomiędzy nauczycielem a uczniem/ zajęciach i udziel mu konstruktywnej informacji zwrotnej odnoszącej się do 4. jego zachowania. Np. „Proponuję by Pan zapisywał wszystkie uwagi a ja po studentem, należy wzbogacić kompetencje emocjonalne zajęciach chętnie się do tego odniosę”. nauczyciela o wymiar kulturowy. Relacje ze studentami 1. Sprawdź czy nie jest to pozorny brak zainteresowania. Milczący – nie zbiera głosu 2. Zadawaj pytania wybranym losowo studentom, jego również wybierz do powinny być przyjazne i pełne obustronnego szacun- w dyskusji, nieaktywny odpowiedzi ku. Nauczyciel powinien oceniać wiedzę i umiejęt- NAUKA 1.Uczyń go liderem grupy. ności, jakie prezentuje student, a nie jego osobę. Jeśli Niezainteresowany – zaj- 2.Skomentuj rzeczowo jego zainteresowania w kontekście prowadzonego muje się czytaniem książki nauczyciel potrafi szanować poglądy studentów, nawet przedmiotu jeśli się z nimi nie zgadza, będzie nadal zachęcał ich do 1. Zastosuj strategię pozornego wyboru (zadaj pytanie i wybierz Go do Marudny – narzeka dzielenia się pomysłami, argumentami i dowodami. Ta- odpowiedzi). 1. Zaangażuj Go w ćwiczenia wymagające kreatywności. kie podejście zwiększy poczucie własnej wartości stu- Żartujący, zabiera głos nie 2. Określ czas intensywnej pracy. na temat, zgłasza aluzje dentów i zainspiruje do studiowania danej dziedziny 3. Doceniaj tylko poważne i sensowne wypowiedzi. wiedzy. Podczas prowadzenia zajęć przygotowujących Monopolizujący zajęcia, 1.Okaż szacunek dla jego wiedzy, ale nie pozwól na jego nieustanną domi- studentów do zawodu nauczyciela akademickiego warto często zabiera głos, nie nację. SZKOŁA przeprowadzać ćwiczenia ułatwiające rozwijanie umie- dopuszcza innych 2. Określ kolejność odpowiedzi. „posłuchajmy zdania innych…”. jętności komunikacyjnych, pewności siebie oraz umie- Podlicz swoje sukcesy i niepowodzenia: ………………………………….. jętności wpływania na zachowania studentów. Wymień największe trudności: ………………………………………………….. W tabeli przedstawiono przykład przeprowadzenia zajęć – ćwiczenia kompetencji komunikacyjnych przez Jak Twoim zdaniem można je przezwyciężyć inaczej? …………………………………… przyszłych nauczycieli akademickich na studiach III Tabela 1. Kształtowanie kompetencji emocjonalnych nauczyciela akademickiego stopnia. Ćwiczenie polega na tym, że wyznaczeni stu- KRÓTKO denci kolejno prowadzą fragment przygotowanych pre- Ćwiczenie opracowane na podstawie: Rozmus, 2013. lekcji przed grupą. Pozostali studenci symulują zachowania wypisane w kolumnie 1. Do ważnych aspektów modernizacji procesu kształ- wiona emocji. Nie powinna dotyczyć osoby lecz jej kon- zakomunikowaniu studentowi tego, co dobre, 2) na- cenia należy ocena i ewaluacja przebiegu tego procesu. kretnych zachowań. Jednym z przykładów często stoso- stępnie zwróceniu uwagi na zachowania wymagające Młody nauczyciel akademicki może mieć także prob- wanych przez doświadczonych nauczycieli jest „zasada poprawy i na koniec 3) sformułowaniu pochwały lub lemy z informacją zwrotną podczas oceny studenta. kanapki” (Rozmus, 2013) jest to sposób bezpieczny dla wyrażeniu swojego przekonania co do poprawy jego Informacja powinna być rzeczowa i przyjazna, pozba- relacji wykładowca – student. Polega ona na: 1) najpierw umiejętności w przyszłości.

Przykład: ocena rysunku studenta podczas ćwiczeń 3. Czy uważają Państwo że mam zawsze coś ciekawe- Ustawa o szkolnictwie wyższym z 2011 roku wpro- z zoologii (rysunek przedstawia płucotchawki pająka). go do powiedzenia? wadziła na uczelniach Krajowe Ramy Kwalifikacji Nauczyciel: Rysunek mikroskopowy wykonany przez (KRK), które są opisem kompetencji zdobywanych Pana jest bardzo interesujący, uwzględniono w nim wie- bardzo często, często, niekiedy, rzadko, nigdy w systemie szkolnictwa wyższego, przedstawionych le szczegółów budowy. Zabrakło jednak tych elementów, □ □ □ □ □ w języku efektów kształcenia dla poszczególnych stop- które powinny wskazywać na funkcje takie jak transport ni i tytułów naukowych. Wprowadzenie KRK powinno tlenu do organizmu zwierzęcia. Myślę, że kiedy dokład- 4. Czy na moich zajęciach się nudzicie? zwiększyć autonomię uczelni a jednocześnie spowodo- niej obejrzy Pan preparat uda się to zaobserwować i ry- wać przypisanie kompetencji z danego obszaru wiedzy sunek zostanie uzupełniony i opisany, co pozwoli na za- bardzo często, często, niekiedy, rzadko, nigdy do kierunku studiów. Ramy te mają ułatwić definio- liczenie ćwiczenia. □ □ □ □ □ wanie kierunków i efektów kształcenia wprowadzanie Na własnym przykładzie Warto też pokazać, że pod- autorskich programów studiów oraz zwiększenie in- Pytania nieustrukturyzowane dawanie się ocenie jest procesem sprzyjającym popra- nowacyjności. Powinno to spowodować zróżnicowanie wie stosunków interpersonalnych oraz jakości kształce- Można też przeprowadzić sondaż zadając pytania programów kształcenia pomiędzy uczelniami w związ- nia. Obecnie każdy nauczyciel akademicki poddawany otwarte – nieustrukturyzowane, np.: ku z tym trafniejszy dobór kandydatów. Kompetencje NAUKA jest okresowej ocenie zarówno przez przełożonych, jak absolwenta danego kierunku studiów opisane w KRK i studentów swojego przedmiotu. Prowadząc zajęcia 1. Co najbardziej cenicie na moich zajęciach? są bardziej szczegółowe i dostosowane do wymagań dydaktyczne w szkole wyższej już na początku należy …………………….. międzynarodowych. KRK są obecnie konsultowane ak- uświadomić to studentom, szczególnie doktorantom, 2. Co najmniej Wam się na nich podoba? tualizowane i poprawiane przez Wydziałowe komisje kandydatom na nauczycieli akademickich, proponując ………………………….. jakości kształcenia w każdej polskiej uczelni. KRK obej- skonstruowanie pytań ankietowych zawierających ele- 3. Co chcielibyście zmienić lub poprawić na tych za- mują: efekty kształcenia dla danego kierunku studiów menty oceny stylu prowadzenia zajęć. Poniżej przedsta- jęciach? ……………………….. (specjalności), sylabus przedmiotu i sposoby ewaluacji wiono przykłady pytań ankietowych, które mogą być procesu kształcenia. SZKOŁA wykorzystane przez nauczyciela akademickiego po za- Lub pytania półotwarte – np. dokończ zdanie: Zgodnie z obowiązującymi przepisami UE w Polsce kończeniu zajęć ze studentami (za: Łobocki, 2001).. wyznaczono osiem obszarów wiedzy, w ramach których 1. Na tych zajęciach zawsze … opracowywane są efekty kształcenia dla poszczególnych Pytania zamknięte – ankieta ustrukturyzowana 2. Na tych zajęciach nigdy lub prawie nigdy … dziedzin i dyscyplin naukowych. Dyscypliny przyrod- Proszę zaznaczyć wybraną odpowiedź 3. Dzięki tym zajęciom stało się dla mnie jasne, że … nicze znalazły się w dwóch obszarach: w obszarze trzecim i czwartym (nauk ścisłych i nauk przyrodniczych),

1. Czy moje zajęcia są dla Państwa interesujące? Przeprowadzenie krótkiej, anonimowej ankiety natomiast dyscypliny pedagogiczne i psychologiczne KRÓTKO w grupie przedmiotowej dostarczy nauczycielowi aka- przypisano do obszaru nauk społecznych. Z tego wyni- bardzo często, często, niekiedy, rzadko, nigdy demickiemu cennych informacji o tym, jaka jest ocena ka, że dydaktyka przedmiotowa jest dziedziną interdy- □ □ □ □ □ prowadzonych przez niego zajęć i jakie są oczekiwania scyplinarną. studentów w stosunku do przedmiotu i nauczyciela. Efekty kształcenia uzyskane w wyniku realizacji 2. Czy mam do Państwa życzliwy stosunek? Analiza odpowiedzi pozwoli na ewaluację – poprawę programu przedmiotu „Dydaktyka szkoły wyższej” zo- bardzo często, często, niekiedy, rzadko, nigdy stylu prowadzenia zajęć czy modyfikację programu stały zapisane następująco: □ □ □ □ □ przedmiotu.

Wiedza Sposób pomiaru efektów kształcenia: Program uwzględnia sposób i kryteria oceny efektów kształcenia oraz uwzględnia permanentną ewaluację Student: • aktywny udział w zajęciach, w celu poprawy jakości kształcenia. • Zna historię dydaktyki przyrodniczej • opracowanie sylabusa przedmiotu własnej specjal- Program tego przedmiotu obejmuje : • Wymienia zasady nauczania ności, • Przedstawia etapy projektowania i ewaluacji pro- • opracowanie scenariusza zajęć przyrodniczych (la- Cele: cesu dydaktycznego boratoryjnych lub terenowych), 1. Przybliżenie zagadnień dotyczących skutecznych • Wyjaśnia, na czym polega operacjonalizacja celów • prowadzenie i hospitacja zajęć ze studentami. kształcenia i wydajnych metod kształcenia studentów kierun- ków przyrodniczych. • Wymienia i charakteryzuje wybrane metody na- Jak wspomniano na początku, na ewaluację efektów 2. Poznanie podstawowych zasad kształcenia, metod uczania i środki dydaktyczne kształcenia składa się również samoocena nauczyciela i form dydaktycznych. • Przedstawia narzędzia pomiaru dydaktycznego i ocena nauczyciela przez studentów. Warto zatem od- 3. Kształtowanie kompetencji nauczyciela akademi- wołać się do informacji zwrotnych i pozwolić studen- Umiejętności ckiego w zakresie kształcenia przyrodniczego. tom na ocenę. Student: 4. Przygotowanie do praktycznego stosowania róż- NAUKA • Stosuje zasady nauczania adekwatnie do sytuacji Dydaktyka szkoły wyższej w zakresie nych strategii kształcenia akademickiego (środ- dydaktycznej przedmiotów przyrodniczych ków dydaktycznych, metod stosowania prezentacji • Operacjonalizuje cele kształcenia na Wydziale Biologii UW multimedialnych podczas wykładów i ćwiczeń, • Projektuje zajęcia dydaktyczne dokonując wyboru projektów edukacyjnych, doświadczeń i ekspery- mentów przyrodniczych oraz pomiaru dydaktycz- treści, metod i środków dydaktycznych Przedmiot „Dydaktyka szkoły wyższej” realizo- nego podczas prowadzenia zajęć ze studentami). • Opracowuje narzędzia pomiaru dydaktycznego wanego na Wydziale Biologii UW adresowany jest do • Diagnozuje przebieg procesu dydaktycznego 5. Kształtowanie umiejętności interpersonalnych, studentów III stopnia. Przygotowuje do pełnienia funk- SZKOŁA pracy w grupie, przekonywania i dyskusji. • Prowadzi ewaluację zajęć dydaktycznych i wyko- cji nauczyciela akademickiego. Program przedmiotu rzystuje jej wyniki w pracy naukowo-dydaktycznej obejmuje podstawy dydaktyki ogólnej oraz wiedzy Treści kształcenia: Kompetencje społeczne psychologiczno-pedagogicznej niezbędnej do kształto- wania kompetencji nauczyciela akademickiego. Zakres • Historia dydaktyki przyrody. Kształcenie przyrod- Student: tematyczny koncentruje się wokół nowoczesnych ten- nicze w koncepcjach znanych pedagogów. • Analizuje przebieg procesu kształcenia i stosuje re- dencji dydaktycznych, zastosowania rozwiązań meto- • Dydaktyka szkoły wyższej jako nauka. Istota, za- fleksję dydaktyczną dycznych, projektowania i ewaluacji różnego typu zajęć gadnienia i funkcje oraz jej miejsce wśród nauk • Inicjuje pracę w grupach podczas zajęć dydaktycz- akademickich, jak również komunikacji interpersonal- pedagogicznych. Zasady nauczania i ich zastoso- KRÓTKO nych nej i zastosowania metodologii badań pedagogicznych wanie w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych: • Prowadzi dyskusję, krytykuje i ocenia pracę stu- w ewaluacji zajęć przyrodniczych. Celem przedmiotu geneza, różnorodność. Metody nauczania – klasy- dentów bez naruszania istniejących relacji inter- jest również przygotowanie nauczyciela akademickie- fikacja, kryteria doboru. personalnych go do opracowania programu kształcenia przedmiotu, • Współczesne wyzwania cywilizacyjne a dydakty- • Diagnozuje sytuacje dydaktyczne i doskonali swój który ma prowadzić. Kurs rozpoczyna się od analizy ka przyrodnicza na poziomie akademickim warsztat pracy kompetencji absolwenta wyrażonej opisem efektów • Zagadnienia bioetyczne i ekoetyczne w kształto- • Bierze aktywny udział w życiu akademickim spo- kształcenia w oparciu o właściwe ramy kwalifikacji. waniu kompetencji społecznych studentów stu- łeczności Wydziału diów przyrodniczych.

• Poznanie Krajowych Ram Kwalifikacji na poszcze- • Nauczyciel akademicki na ścieżce awansu zawodo- • Stawiński W. (red.), Dydaktyka biologii i ochrony gólnych poziomach studiów, w obszarze kształce- wego. Podstawowe akty prawne związane uzyski- środowiska. PWN, Warszawa, 2006. nia przyrodniczego. waniem stopni i tytułów naukowych w Polsce. • Tuszyńska L. (red.), Edukacja środowiskowa w spo- • Projektowanie i ewaluacja zajęć przyrodniczych na łeczeństwie wiedzy, Wydział Biologii UW, Warsza- poziomie akademickim. Opracowywanie instruk- Uczestnikom zajęć zaleca się następujące lektury: wa 2010 cji doświadczeń i ćwiczeń laboratoryjnych. Prowa- • Klim-Klimaszewska A., Wiśniewska M. (red.), • Tuszyńska L., Diagnoza stanu edukacji środowi- dzenie i dokumentacja doświadczeń. Kompetencje współczesnego nauczyciela, T. I, Siedl- skowej społeczności lokalnych w wybranych regio- • Opracowanie programu kształcenia w oparciu ce 2012 nach Polski. Wydawnictwa UW, Warszawa, 2008. o właściwe ramy kwalifikacji. • Koszmider M., Materiały do ćwiczeń z dydaktyki • Tuszyńska L., Edukacja ekologiczna dla nauczycieli • Formułowanie celów i efektów kształcenia w za- ogólnej, Impuls, Kraków 2009 i studentów. Wydawnictwa WSP-TWP, Warszawa, kresie przedmiotów przyrodniczych. Operacjona- • K. Kruszewski, Kształcenie w szkole wyższej, PWN, 2006. lizacja celów kształcenia. Warszawa 1988. • Pomiar dydaktyczny na akademickim poziomie • Kwiatkowska H., T. Lewowicki, S. Dylak (red.), Podsumowanie

kształcenia. Zasady opracowywania testów, bada- Współczesność a kształcenie nauczycieli, WSP- NAUKA nia poziomu i oceny kompetencji studenta. -ZNP, Warszawa 2000 Przygotowanie do zawodu nauczyciela akademickie- • Metody i środki dydaktyczne – zastosowanie w po- • Ledzińska M., Czerwińska E., Psychologia naucza- go, podobnie jak przygotowanie nauczyciela biologii szczególnych formach zajęć studiów I i II stopnia. nia. Ujęcie poznawcze, Wyd. PWN, Warszawa 2011 w szkole średniej, wymaga permanentnej modernizacji • Metodologia badań pedagogicznych i realizacja • Lewowicki T., Proces kształcenia w szkole wyższej, procesu kształcenia. Dostosowywanie się do nowych projektów badawczych – „strategia wyprzedzają- PWN Warszawa 1988 warunków, wykorzystanie nowych technologii, aktua- ca”. • Madalińska-Michalak J., Góralska R., Kompetencje lizacja wiedzy muszą być wzmacniane przez kształce- • Racjonalne i efektywne wykorzystanie literatury. emocjonalne nauczyciela, ABC a Wolters Kluwer nie się przez całe życie. Prowadząc zajęcia dydaktyczne, Tworzenie obudowy dydaktycznej przedmiotu. business, Warszawa 2012 nauczyciel akademicki kształtuje kompetencje społecz- SZKOŁA • Przygotowanie (scenariusz i konspekt), hospitacja, • Potyrała K., Walosik A. [red.], Edukacja przyrodni- ne studentów i wdraża do permanentnej aktualizacji prowadzenie i analiza różnych form zajęć dydak- cza wobec wyzwań współczesności, Wyd. Kubajak, wiedzy. Przystępując do analizy ankiety ewaluacyjnej tycznych na poziomie akademickim. Kraków 2011 nauczyciel akademicki powinien umiejętnie wybierać • Prowadzenie badań społecznych w zakresie ochro- • Potyrała K. [red.], Kreatywny nauczyciel – wska- dobre strony swoich zajęć wskazane przez studentów, ny środowiska i zrównoważonego rozwoju, ich zówki i rozwiązania, biologia i przyroda, WNUP, w przyszłości je wzmacniać i preferować podczas zajęć analiza i wnioskowanie. Kraków, 2011 taką strategię kształcenia, która wzbudza zaintereso-

• Dydaktyka zajęć terenowych. Przygotowanie pro- • Rozmus A. [red.], Wykładowca doskonały. Podręcz- wanie tematem i aktywizuje wszystkich uczestników KRÓTKO gramu ćwiczeń terenowych z uwzględnieniem nik nauczyciela akademickiego, Oficyna a Wolters procesu dydaktycznego – studentów i prowadzącego. oceny osiągnięć studenta zdobytych w terenie. Kluwer business, Warszawa 2013, Wyd.II Słabe strony przedstawione w ankiecie ewaluacyjnej • Technologia informacyjna w dydaktyce przedmio- • Siemak-Tylikowska E. Dębska E. Widota K. Pier- należy przyjąć z pokorą, aczkolwiek nie bezkrytycznie. tów przyrodniczych i jej wykorzystanie. Prezen- ścieniak, Dydaktyka szkoły wyższej (skrypt), UW, W przypadku, gdy nie zgadzamy się diametralnie z oce- tacja wiedzy przyrodniczej. Prezentacje multime- Warszawa 2011 ną wystawioną przez naszych słuchaczy, warto prze- dialne wybranych tematów zajęć. • Staeck L., Zeitgemasser Biologieunterricht, Eine Di- prowadzić dyskusję, zapytać o oczekiwania studentów • Nauczyciel akademicki – opiekun koła naukowego. daktik, Cornelsen, Berlin 1998 i przedstawić im swoje racje. Rozwijanie kompetencji

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Dydaktyka szkoły wyższej – obowiązkowy przedmiot dla doktorantów | Ligia Tuszyńska, Beata Gawrońska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 48 emocjonalnych może pomóc nauczycielom w rozpo- znawaniu i regulacji własnych emocji co przyczyni się High school didactics – compulsory subject do kształtowania nowego stylu pracy dydaktycznej oraz for doctoral studies poprawy efektów uczenia się i podniesienia poziomu Eliza Rybska kompetencji studentów. The population decline affected academic teachers and the need to modernize the high school education, focusing more atten- Literatura tion to the process of learning – studying instead of teaching. What is more, Polish universities have to meet obligatory UE Czerepaniak-Walczak M (1994). Między dostosowaniem a zmianą. regulations. The aim is that teaching in high school was not Elementy emancypacyjnej teorii edukacji, Szczecin. intuitive and every academic teacher had not only theoretical Kwiatkowska H (2008). Pedeutologia, Wyd. Akademickie i Profesjo- knowledge but also didactical competencies, and he or she was nalne, Warszawa S. M. aware of the desirability of constant exploration of more effec- Kwiatkowski SM, Sepkowska Z (2000). Metodologia tworzenia stan- tive forms of streamlining the process of pedagogical educa- dardów kwalifikacji zawodowych w Polsce. IBE-ITEE. Radom tion. One aspect of the modernization of the education process

2000. NAUKA is evaluation. Competency of academic staff must be enhanced Łobocki M (2001). Warunki modernizacji kształcenia pedagogicznego with the ability to develop and put into practice the National studentów. W: M Łobocki (red.). Z zagadnień modernizacji kształ- cenia pedagogicznego studentów, Wyd. UMCS. Lublin, s. 13-26. Qualifications Framework. The purpose of this article is to show Madalińska-Michalak J, Góralska R (2012). Kompetencje emocjonal- the need for discourse related to forming and evaluation of cur- ne nauczyciela. ABC a Wolters Kluwer business. Warszawa. ricula of didactic in high school as a subject of university edu- Okoń W (2001). Nowy słownik pedagogiczny. Warszawa. cation of teachers aspiring to improve the quality of education. Potyrała K, Walosik A (2011). Edukacja przyrodnicza wobec wyzwań Key words: didactics in high school, teacher’s competencies, współczesności. Wyd. Kubajak. quality of education, evaluation Rozmus A (red.) (2013). Wykładowca doskonały. Podręcznik nauczy-

ciela akademickiego. Oficyna a Wolters Kluwer business. Warsza- SZKOŁA wa, Wyd. II. Schrade U (2010). Dydaktyka szkoły wyższej. WPW. Warszawa. Strykowski W, Strykowska J, Pielichowski J (2007). Kompetencje nauczyciela szkoły współczesnej. Poznań. Rozporządzenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 2 listopada 2011 r. w sprawie Krajowych Ram Kwalifikacji dla Szkol- nictwa Wyższego. KRÓTKO

Problematyka różnorodności biologicznej w kształceniu Wstęp Od wielu lat obserwuje się znaczącą utratę różno- studentów na kierunkach przyrodniczych rodności biologicznej na poziomie światowym oraz europejskim w wyniku działalności ludzkiej. Według Alicja Walosik, Beata Jancarz-Łanczkowska, Elżbieta Rożej-Pabijan szacunków Programu Narodów Zjednoczonych ds. Ochrony Środowiska (UNEP) aż do 24% gatunków motyli, ptaków oraz ssaków wyginęło całkowicie na teryto- Streszczenie: rium niektórych krajów europejskich. Taka sytuacja jest niepokojąca, gdyż odpowiednio Edukacja dotycząca różnorodności biologicznej wywodzi się z art. 13 Konwencji. Oznacza to, że tematyka dotycząca róż- bezpośrednio z edukacji przyrodniczej, która ma w Polsce norodności biologicznej z uwzględnieniem jej teoretycznych utrzymana różnorodność biologiczna ogranicza skutki długą, sięgającą XIX w. tradycję. Edukacja dla różnorodności i praktycznych uwarunkowań powinna być umiejscowiona niektórych zagrożeń środowiskowych, takich jak zmia- biologicznej w nowoczesnym ujęciu – łącząca aspekt przyrod- w dokumentach edukacji formalnej – na wszystkich jej pozio- ny klimatu oraz inwazje pasożytów. Różnorodność bio-

niczy ze społecznym i ekonomicznym „narodziła się” wraz mach, w tym także w programach kształcenia studentów na logiczna jest zasadniczą kwestią dla osiągnięcia długo- NAUKA z edukacją dla zrównoważonego rozwoju podczas konferen- kierunkach przyrodniczych na wyższych uczelniach. Celem trwałej stabilności działalności rolnej oraz rybołówstwa cji ONZ „Środowisko i rozwój” w 1992 r. w Brazylii, w Rio artykułu jest analiza porównawcza programów kształcenia i stanowi podstawę licznych procesów przemysłowych de Janeiro. Polska podpisała Konwencję o różnorodności studentów kierunków: Biologia i Ochrona środowiska na Uni- oraz produkcji nowych substancji leczniczych. Utrzy- biologicznej w 1992 roku, a następnie ratyfikowała ją w 1995 wersytecie Pedagogicznym w Krakowie, pod kątem obecności manie i długotrwałe wykorzystanie różnorodności bio- roku. Obliguje nas to do wypełniania jej zapisów, w tym do w treściach kształcenia haseł związanych z problematyką róż- logicznej są nieodzowne do osiągnięcia zrównoważo- prowadzenia edukacji służącej ochronie różnorodności bio- norodności biologicznej. nego rozwoju, jak również milenijnych celów rozwoju logicznej. Obecność treści związanych z szeroko pojętymi Key words: edukacja, zrównoważony rozwój, różnorodność biolog- przyjętych w Deklaracji Milenijnej na szczycie Organi-

zagadnieniami ochrony różnorodności biologicznej w pro- iczna, bioróżnorodność, uniwersyteckie programy studiów SZKOŁA zacji Narodów Zjednoczonych w 2000 roku w zakresie gramach kształcenia jest jednym z zobowiązań wynikających zmniejszenia ubóstwa i głodu, poprawy stanu zdro-

otrzymano: 13.01.2014; przyjęto: 29.05.2014; opublikowano: 30.09.2014 wia, środowiska, ochrony różnorodności biologicznej, a także poprawy stanu edukacji. Właściwa i skuteczna ochrona środowiska naturalnego, w tym ochrona róż- norodności biologicznej uzależniona jest od poziomu dr hab. Alicja Walosik: Zakład Dydaktyki Nauk Przyrod- dr Beata Jancarz-Łanczkowska: Zakład Dydaktyki Nauk wiedzy społeczeństwa i od preferowanych stylów ży- niczych, Instytut Biologii, Uniwersytet Pedagogiczny im. Przyrodniczych, Instytut Biologii, Uniwersytet Pedagogicz-

Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie ny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie cia. Zarówno wiedza jak i styl życia podlegają ciągłym KRÓTKO zmianom, przede wszystkim dzięki edukacji prowadzą- cej do upowszechnienia wzorca kultury ekologicznej. Treści zawarte w niniejszym artykule zostały wygłoszone na konferencji na- dr Elżbieta Rożej-Pabijan: Zakład Dydaktyki Nauk Przy- Należy przy tym pamiętać, że ekologia jako dziedzina ukowej „Dydaktyka szkoły wyższej – okiem biologa i pedagoga” (9 czerwca rodniczych, Instytut Biologii, Uniwersytet Pedagogiczny biologii badająca wzajemne relacje między organizma- 2014 roku, Uniwersytet Warszawski), zorganizowanej przez Pracownię im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie Dydaktyki Biologii Wydziału Biologii UW. mi a środowiskiem, w którym żyją, wymusza holistycz- ne podejście do zjawisk zachodzących w przyrodzie. Cele poznawcze obejmujące wiedzę o środowisku, jego ochronie i zagrożeniach, należy łączyć z kształto-

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Problematyka różnorodności biologicznej w kształceniu studentów | Alicja Walosik, Beata Jancarz-Łanczkowska, Elżbieta Rożej-Pabijan | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 50 waniem postaw nacechowanych wrażliwością i szacun- zmów występujących na Ziemi w ekosystemach lądo- i nieformalnej całego społeczeństwa. Bez przebudowy kiem dla środowiska, a także dążeniem do kontaktu wych, morskich i słodkowodnych oraz w zespołach świadomości społecznej skuteczność wszelkich przed- ze środowiskiem i racjonalnego korzystania z niego. ekologicznych, których są częścią; dotyczy to różno- sięwzięć na rzecz zrównoważonego rozwoju (w tym Prócz kształtowania postaw, ogromnie ważnym aspek- rodności w obrębie gatunku, pomiędzy gatunkami oraz ochrony różnorodności biologicznej) będzie znikoma. tem skutecznej ochrony różnorodności biologicznej jest różnorodności ekosystemów”. Obecność treści związanych z szeroko pojętymi wiedza. Tylko społeczeństwo świadome zależności ist- Równie znana definicja została zaproponowana zagadnieniami ochrony różnorodności biologicznej niejących w przyrodzie, skali oddziaływania człowieka przez Wilsona w dziele pt. Diversity of Life (1992): w programach kształcenia jest jednym z zobowiązań na różnorodność i konsekwencji tych działań może po- Bioróznorodność jest to zróżnicowanie organizmów, rozpa- wynikających m.in. z art. 13 Konwencji z Rio de Janeiro dejmować i popierać właściwe działania zmierzające do trywane na wszystkich poziomach organizacji przyrody, od (1992) oraz Krajowej strategii ochrony i umiarkowane- skutecznej ochrony zasobów Ziemi. W poczuciu pełnej odmian genetycznych w obrębie gatunku, poprzez rodzaje, go użytkowania różnorodności biologicznej (2003). odpowiedzialności za stan środowiska i jego zachowa- rodziny i jeszcze większe jednostki systematyczne, a także Oznacza to, że tematyka dotycząca różnorodności nie, należy wdrażać umiejętności praktycznego rozwią- rozmaitość ekosystemów – zarówno zespołów organizmów biologicznej z uwzględnieniem jej teoretycznych i prak- żyjących w określonych siedliskach, jak i samych warunków zywania zadań i problemów. tycznych uwarunkowań powinna być umiejscowiona fizycznych, w których żyją.

W myśl dokumentów opracowanych na konferencji w dokumentach edukacji formalnej – na wszystkich NAUKA Narodów Zjednoczonych „Środowisko i Rozwój” w Rio Taka definicja uwzględniająca zmienność we- jej poziomach, w tym także w koncepcji edukacji eko- de Janeiro (1992), m.in. Deklaracja z Rio, Agenda 21 wnątrzgatunkową (bogactwo puli genowej) wszyst- logicznej oraz edukacji dla zrównoważonego rozwoju oraz Konwencja o różnorodności biologicznej, cele, za- kich żyjących populacji, międzygatunkową (skład w programach kształcenia studentów na kierunkach dania i metody edukacji ekologicznej i środowiskowej gatunków) oraz ponadgatunkową (różnorodność eko- przyrodniczych na wyższych uczelniach. Kształtowanie powinny wynikać z przyjętych założeń zrównoważone- systemów i krajobrazów) przedstawiona została rów- świadomości na temat znaczenia różnorodności biolo- go rozwoju. Należy więc uznać, że ochrona środowiska, nież w Krajowej strategii ochrony i umiarkowanego gicznej i konieczności ochrony jej zasobów jest jednym wzrost ekonomiczny i rozwój człowieka są od siebie za- użytkowania różnorodności biologicznej (2003). Głów- z głównych zadań edukacji na wszystkich jej pozio- leżne i kształtują się wzajemnie. nymi jej celami jest zachowanie bogactwa różnorodno- mach. SZKOŁA W oficjalnych dokumentach termin „bioróżnorod- ści biologicznej w skali lokalnej, regionalnej, krajowej W ostatnich latach przyjęto także inne dokumenty ność” pojawił się wraz z Konwencją o różnorodności i globalnej, zapewnienie trwałości i rozwoju wszystkich strategiczne, których realizacja tworzyć powinna ko- biologicznej w 1992 roku. Termin ten obejmuje i łączy poziomów organizacji przyrody z uwzględnieniem po- rzystne otoczenie dla działań podejmowanych w ra- pojęcia powszechnie stosowane, takie jak: ochrona trzeb rozwoju społeczno-gospodarczego kraju. Ponadto mach strategii. przyrody, zrównoważone rolnictwo i leśnictwo, zrów- w celach tych zwrócono szczególną uwagę na realizację Naczelne miejsce wśród aktów prawnych regulu- noważona eksploatacja zasobów przyrody, a także roz- strategii przede wszystkim w ramach gospodarki rolnej, jących te kwestie zajmuje ustawa – Prawo Ochrony

wój zrównoważony i trwały. O ile ochrona przyrody w leśnictwie, transporcie i turystyce, a także w eduka- Środowiska z 2001 roku, która określa zasady ochrony KRÓTKO wynikała w przeszłości z różnych przesłanek o cha- cji. Należy wspierać edukację i świadomość społeczną środowiska, a także warunki korzystania z zasobów rakterze filozoficznym, moralnym czy estetycznym, to zapewniając informowanie o znaczeniu różnorodności środowiska z uwzględnieniem problemów ochrony róż- konwencja wychodzi z bardziej utylitarnego przesłania: biologicznej przez media, jak również uwzględnienie tej norodności biologicznej. różnorodność biologiczną musimy ochronić po to, aby kwestii w programach edukacyjnych. Realizacja wielu Szczególne znaczenie dla ochrony zasobów przy- z niej w zrównoważony sposób korzystać, obecnie oraz zadań nie będzie możliwa bez rozległej wiedzy na temat rody ma ustalenie przez Zgromadzenie Ogólne Naro- w przyszłości (Andrzejewski i Weigl, 2003). stanu, zmian i zagrożeń różnorodności biologicznej. dów Zjednoczonych Dekady Bioróżnorodności na lata Według konwencji, „różnorodność biologiczna Wiedza ta powinna służyć zarówno doskonaleniu me- 2011–2020 (United Nations Decade of Biodiversity). oznacza zróżnicowanie wszystkich żywych organi- tod ochrony, jak również szerokiej edukacji formalnej Inicjatywa ta promuje wdrożenie planu ochrony bio-

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Problematyka różnorodności biologicznej w kształceniu studentów | Alicja Walosik, Beata Jancarz-Łanczkowska, Elżbieta Rożej-Pabijan | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 51 różnorodności poprzez zachęcanie państw do rozwija- z zakresu metodyki edukacji ekologicznej (Narodowa planety. Ideałem, do którego należy dążyć, jest zapewnia i upowszechniania narodowych programów w tym Strategia Edukacji Ekologicznej 2001). nienie każdemu człowiekowi możliwości kształcenia zakresie. Ma to na celu zapobieganie wymieraniu wielu Edukacja na rzecz zrównoważonego rozwoju po- zgodnego z jego zdolnościami oraz wpajanie w proce- spośród ponad ośmiu milionów gatunków flory i fauny. winna opierać się na przygotowanej przez Europej- sie kształcenia wartości, bez których niemożliwy byłby W związku z powyższym Unia Europejska (UE) przy- ską Komisję Gospodarczą ONZ Strategii Edukacji dla zrównoważony rozwój społeczny. Warunkiem koniecz- jęła strategię ochrony i poprawy stanu różnorodności Zrównoważonego Rozwoju (2008), będącej odpowie- nym do spełnienia jest nieustanny monitoring jakości biologicznej w Europie w latach 2011–2020. Strategia ta dzią i formą realizacji celów ogłoszonej przez ONZ procesu kształcenia. ma na celu powstrzymanie utraty różnorodności biolo- Dekady Edukacji na rzecz Zrównoważonego Rozwoju gicznej i degradacji ekosystemów w Unii Europejskiej (2005–2014). Głównym celem Dekady jest zapewnie- Materiał i metody (UE) do 2020 r. poprzez określenie celów prioryteto- nie wszystkim, niezależnie od wieku, płci, rasy, naro- wych i stanowi integralną część strategii Europa 2020, dowości, dostępu do edukacji na wysokim poziomie W niniejszym opracowaniu zastosowano metodę w szczególności inicjatywy przewodniej „Europa efek- oraz włączenie idei zrównoważonego rozwoju, w tym analizy dokumentów. Dokonano analizy porównaw- tywnie korzystająca z zasobów”. Do najważniejszych problematyki bioróżnorodności do systemu edukacji na czej programów kształcenia studentów na kierunkach

celów tej strategii należy ochrona i przywrócenie stanu wszystkich poziomach. Polska, przyjmując tę strategię, Biologia i Ochrona środowiska realizowanych w Uni- NAUKA przyrody (czuwanie nad zarządzaniem strefami Natura uczyniła ją dokumentem wytyczającym cele, zadania, wersytecie Pedagogicznym im. Komisji Edukacji Naro- 2000 i pełnym wdrażaniem przepisów dyrektywy pta- zasady i zakres edukacji ekologicznej w kraju (Gajuś, dowej w Krakowie, pod kątem obecności w nich tema- siej i siedliskowej stanowiących podstawę polityki UE Wójcik 2011). tyki bioróżnorodności. (http://mdl.up.krakow.pl/index. w dziedzinie różnorodności biologicznej), utrzymanie Według strategii, edukacja środowiskowa w szko- php?option=com_content&view=category&layout=blo i wzmocnienie ekosystemów i ich funkcji (odbudowa łach wyższych powinna polegać na kształceniu mającym g&id=82&Itemid=501 (dostęp: 2.09.2014 r.). przynajmniej 15% zdegradowanych ekosystemów do na celu wprowadzenie w problematykę środowiskową Podstawę badań stanowiły karty kursów realizo- 2020 roku), zapewnienie zrównoważonego rozwoju rol- studentów, przyszłych absolwentów, przygotowywaniu wanych na kierunkach Biologia i Ochrona środowiska nictwa i leśnictwa, zapewnienie zrównoważonego wy- specjalistów do pracy zawodowej w zakresie szeroko (dostępne na wyżej wymienionej stronie internetowej). SZKOŁA korzystania zasobów rybnych, zwalczanie inwazyjnych pojętej ochrony środowiska, w tym ochrony różnorod- Karty te zawierają wykaz treści i efektów nauczania gatunków obcych, które stanowią poważne zagrożenie ności biologicznej. W dokumencie tym czytamy, iż edu- z podziałem na trzy kategorie: wiedzę, umiejętności dla europejskiej różnorodności biologicznej, a także kacja ekologiczna i środowiskowa, jak również edukacja i kompetencje społeczne, które student uzyskuje w trak- podjęcie kwestii światowego kryzysu różnorodności dla zrównoważonego rozwoju w szkołach wyższych po- cie kursu. Analizując karty kursów wyszukiwano treści biologicznej. winna przekazywać podstawową wiedzę z zakresu nauk z tych trzech kategorii odnoszące się do różnorodności Narodowa Strategia Edukacji Ekologicznej poprzez przyrodniczych, ekonomiczno-technicznych i humani- biologicznej na poziomie genetycznym, gatunkowym,

edukację do zrównoważonego rozwoju (przyjęta przez stycznych oraz kształtować postawy przyjazne środowi- międzygatunkowym, ekosystemowym, a także doty- KRÓTKO Ministra Środowiska i Ministra Edukacji 21 września sku. czące funkcjonowania i ochrony bioróżnorodności. 2000 roku) określiła natomiast cele związane z upo- Ideą edukacji dla zrównoważonego rozwoju jest dą- wszechnianiem idei ekorozwoju we wszystkich sferach żenie do osiągnięcia równowagi pomiędzy społecznym Wyniki życia, czyli zwróciła uwagę na objęcie edukacją ekolo- i ekonomicznym dobrem oraz kulturą, tradycją i ochro- giczną całego społeczeństwa, a także wdrożenie edu- ną zasobów naturalnych Ziemi. Edukacja na rzecz Z kierunkowych efektów kształcenia w obszarach kacji ekologicznej jako edukacji interdyscyplinarnej zrównoważonego rozwoju podkreśla potrzebę respek- wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych wybra- na wszystkich stopniach edukacji formalnej i niefor- towania godności ludzkiej, poszanowania różnorodno- no te zapisy, które bezpośrednio i pośrednio dotyczyły malnej, jak również promowanie dobrych doświadczeń ści, ochrony środowiska naturalnego i zasobów naszej różnorodności biologicznej.

Przykłady kierunkowych efektów kształcenia zwią- UMIEJĘTNOŚCI Następnie dokonano porównania procentowego zanych z tematyką różnorodności biologicznej zaplano- udziału tematyki bioróżnorodności w stosunku do in- Student: wanych na kierunkach: Biologia i Ochrona środowiska. nych zagadnień. Zebrane wyniki przedstawiono na • posługuje się współczesnymi metodami informa- rycinach 1–3. Litery W, U i K oznaczają, odpowiednio, WIEDZA tycznymi do oceny ryzyka zagrożeń środowiska; wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne. • ocenia środowisko życia zwierząt leśnych oraz Student: Jak wynika z analizy wykresów na kierunku Ochro- wielkość populacji i ogólny stan zdrowotny zwie- • opanował różnorodność biologiczną grzybów, flo- na środowiska, hasła dotyczące róznorodności biolo- rzyny; ry i fauny Polski ze szczególnym uwzględnieniem gicznej przeważają w efektach kształcenia z obszaru • interpretuje i przewiduje zmiany w użytkowaniu gatunków objętych ochroną, wymierających i za- kompetencji społecznych, natomiast na kierunku Bio- ziemi zachodzące pod wpływem procesów inten- grożonych; logia, zarówno na I jak i II stopniu, z obszaru wiedzy. syfikacji, uprzemysłowienia i ekologizacji rolni- • opisuje zjawiska i procesy zachodzące w przyro- Dokonano również analizy programów poszcze- ctwa; dzie; gólnych specjalności realizowanych na obu kierunkach • oszacuje skutki klęsk żywiołowych i katastrof na- • zna organizację systemów ekologicznych w ukła- i porównano zawartość procentową zagadnień z bioróż- turalnych oraz konsekwencje niektórych procesów dzie organizm – środowisko; norodności pojawiających się w efektach kształcenia. NAUKA ekonomicznych i społecznych w aspekcie ochrony • definiuje i określa podstawowe pojęcia, koncepcje Wyniki przedstawiono na wykresach (ryc. 4, 5 i 6). środowiska; i zasady prawa ochrony środowiska; Jako przykład podajemy szczegółową analizę efek- • przeprowadza obserwacje oraz wykonuje w terenie • przedstawia źródła zmienności organizmów oraz tów kształcenia na specjalnościach oraz poszczególnych lub laboratorium proste pomiary fizyczne, biolo- czasowe i przestrzenne uwarunkowania różnorod- kursach kierunku Ochrona środowiska. Osiągnięcie giczne i chemiczne. ności biologicznej; tych efektów kształcenia przez studentów zapewni po- • przedstawia historyczne i współczesne przyczyny KOMPETENCJE SPOŁECZNE głębioną wiedzę w zakresie ochrony i utrzymania stanu zróżnicowania flory i fauny oraz podstawy regio- różnorodności biologicznej we wszystkich jej aspektach.

Student: SZKOŁA nalizacji przyrodniczej Ziemi; Studenci kierunku Ochrona środowiska od II roku • posługuje się argumentami na rzecz zrównoważo- • wyjaśnia podstawowe reguły i opisuje mechani- studiów mają możliwość wyboru specjalności Odna- nej działalności człowieka; zmy funkcjonowania życia na poziomie populacji, wialne źródła energii lub Zarządzanie środowiskiem • wykazuje wrażliwość na potrzeby zwierząt oraz biocenozy i ekosystemu; geograficznym. Realizacja obu specjalności zapewnia dobrostan zwierząt hodowlanych; • rozróżnia wybrane typy środowisk (siedlisk) przy- pogłębianie zagadnień dotyczących bioróżnorodności. • wykazuje gotowość do działań indywidualnych rodniczych i charakteryzuje je pod kątem struktu- W efektach kształcenia na specjalności „Odnawial- i społecznych na rzecz zachowania równowagi ralnym i funkcjonalnym; ne źródła energii” znajdujemy następujące zapisy: ekologicznej i ochrony zasobów Ziemi;

• charakteryzuje najważniejsze zagrożenia środowi- KRÓTKO • krytycznie podchodzi do informacji upowszech- WIEDZA ska przyrodniczego w różnych skalach przestrzen- nianych w mediach, szczególnie z zakresu nauk nych (globalnej, regionalnej, lokalnej); Student: przyrodniczych; • definiuje ogólne zasady oraz wymienia i wyjaśnia • ma wiedzę na temat biosfery, procesów chemicz- • wykazuje gotowość do działań indywidualnych metody i formy ochrony przyrody; nych i fizycznych zachodzących w przyrodzie i społecznych na rzecz zachowania równowagi • interpretuje elementarne zasady klasyfikacji i no- w czasie pozyskiwania energii ze źródeł odnawial- ekologicznej. menklatury organizmów oraz wymienia główne nych, w tym z biomasy pochodzenia rolniczego grupy systematyczne. i zwierzęcego;

70% 60% 50% 40% 30% 30% 30% 20% 20% 20% 10% 10% 10% 0% 0% 0% W U K W U K W U K

Ryc. 1. Procentowy udział kierunkowych efektów Ryc. 2. Procentowy udział kierunkowych efektów Ryc. 3. Procentowy udział kierunkowych efektów kształcenia dotyczących różnorodności biologicznej na kształcenia dotyczących różnorodności biologicznej na kształcenia dotyczących różnorodności biologicznej na kierunku Ochrona środowiska – studia I stopnia. kierunku Biologia – studia I stopnia. kierunku Biologia – II stopnia. NAUKA

70% 70% 70%

60% 60% 60%

50% 50% 50% SZKOŁA

40% odnawialne źródła 40% 40% energii biologia z ochroną biologia 30% 30% 30% eksperymentalna zarządzanie i kształtowaniem środowiskiem środowiska biologia z chemią 20% geograficznym 20% 20% biologia 10% 10% z przyrodą 10%

0% 0% 0%

W U K W U K W U K KRÓTKO

Ryc. 4. Procentowy udział specjalnościowych efektów Ryc. 5. Procentowy udział specjalnościowych efektów Ryc. 6. Procentowy udział specjalnościowych efektów kształcenia dotyczących różnorodności biologicznej na kształcenia dotyczących różnorodności biologicznej na kształcenia dotyczących różnorodności biologicznej na kierunku Ochrona środowiska – studia I stopnia. kierunku Biologia – studia I stopnia. kierunku Biologia – studia II stopnia.

• ma wiedzę na temat przyrodniczych uwarunko- • charakteryzuje podstawowe zasady gospodarowa- bioróżnorodności zawartych jest w kompetencjach spo- wań pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych nia zasobami przyrody oraz określa zależności po- łecznych. Student kończący kierunek Ochrona środo- i wykorzystania różnych odnawialnych źródeł między gospodarką a środowiskiem; wiska powinien mieć świadomość odpowiedzialności energii. • opisuje ekonomiczne aspekty wykorzystywania za zachowanie bioróżnorodności i ochronę środowi- zasobów naturalnych i ochrony środowiska. ska przyrodniczego, powinien być odpowiedzialny za UMIEJĘTNOŚCI upowszechnianie w społeczeństwie wiedzy biologicz- UMIEJĘTNOŚCI Student: nej i potrzeby ochrony środowiska. Student posługuje • interpretuje uzyskane informacje i wyciąga wnio- Student: się argumentami na rzecz zrównoważonej działalności ski oraz formułuje i uzasadnia opinie w obszarze • sporządza plan zrównoważonego rozwoju gospo- człowieka w dziedzinie biotechnologii i inżynierii ge- odnawialnych źródeł energii; darczego wybranego terenu; netycznej oraz argumentami na rzecz zrównoważonej • rozwiązuje problemy w obszarze odnawialnych • ocenia aktualny oraz przedstawia optymalny stan gospodarki zasobami przyrodniczymi. Ponadto odczu- źródeł energii metodami analitycznymi, symula- środowiska i jego zasobów; wa potrzebę ochrony roślin, zwierząt i form krajobrazu, cyjnymi i eksperymentalnymi. • posiada umiejętność identyfikacji zagrożeń wpły- wykazuje wrażliwość na potrzeby zwierząt oraz dobro-

wających na stan środowiska w Polsce; stan gatunków zagrożonych, dostrzega konieczność NAUKA KOMPETENCJE SPOŁECZNE • stosuje właściwe narzędzia w ochronie i kształto- angażowania sił społecznych na rzecz przeciwdziałania Student: waniu środowiska; negatywnym skutkom oddziaływania człowieka na śro- • ma świadomość ważności skutków działalności • wycenia walory i zasoby środowiska oraz straty dowisko, dostrzega potrzebę podejmowania działań na w obszarze odnawialnych źródeł energii, w tym jej ekologiczne. rzecz zachowania dobrej jakości i wystarczającej ilości wpływu na środowisko; zasobów przyrody dla przyszłych pokoleń, podnosi sta- KOMPETENCJE SPOŁECZNE • ma świadomość roli społecznej absolwenta kierun- le swoją świadomość ekologiczną, dostrzega potrzebę ku inżynierskiego, a zwłaszcza rozumie koniecz- Student: ochrony jakości wód, powietrza, gleb, bioróżnorod- SZKOŁA ność podejmowania działań proekologicznych • jest świadomy konieczności prowadzenia gospo- ności i georóżnorodności oraz racjonalnego gospoda- oraz edukacji społeczeństwa w tym zakresie. darki surowcowej w sposób minimalizujący szko- rowania zasobami przyrody dla dobra społeczeństwa, dy w środowisku; a także dostrzega potrzebę wdrażania zasad zrówno- Nieco więcej efektów kształcenia uwzględniających • dostrzega konieczność angażowania sił społecz- ważonego rozwoju w działalności człowieka. Zatem zagadnienia bioróżnorodności przewidziano na spe- nych na rzecz przeciwdziałania negatywnym skut- wiedza, umiejętności i kompetencje społeczne które cjalności „Zarządzanie środowiskiem geograficznym”, kom oddziaływania człowieka na środowisko; uzyskuje absolwent kierunku Ochrona środowiska na znajdujemy tu następującą wiedzę, umiejętności i kom- • dostrzega potrzebę podejmowania działań na Uniwersytecie Pedagogicznym w Krakowie to przykład petencje społeczne: rzecz zachowania dobrej jakości i wystarczającej realizacji Narodowej Strategii Edukacji Ekologicznej. KRÓTKO ilości zasobów przyrody dla przyszłych pokoleń; Zakłada ona wdrażanie idei zrównoważonego rozwo- WIEDZA • czuje się odpowiedzialny za stan środowiska i pod- ju na wszystkich poziomach edukacji formalnej i nie- Student: nosi swoją świadomość ekologiczną. formalnej. Studenci na uczelniach wyższych objęci są • przedstawia źródła konfliktów oraz problemów edukacją formalną, jednak jako absolwenci mogą rea- społecznych związanych z wykorzystaniem i prze- Wyniki analizy programów poszczególnych kursów lizować założenia zrównoważonego rozwoju zarówno kształcaniem środowiska; i zaplanowanych efektów kształcenia wykazują, że zde- na poziomie formalnym i nieformalnym, bo są do tego • wymienia zasoby przyrody w Polsce i charaktery- cydowanie najwięcej efektów kształcenia dotyczących odpowiednio przygotowani. zuje ich zmiany pod wpływem antropopresji;

Efekty kształcenia w obszarze wiedzy czas przedmiotu Zoologia studenci poznają czynniki tody i techniki biomonitoringu posługują się kluczami i umiejętności w wybranych kursach na kierunku wpływające na bioróżnorodność zwierząt bezkręgo- do oznaczania grzybów i roślin kwiatowych rozpozna- Ochrona środowiska wych i strunowców. W wyniku realizacji kursów z Eko- jąc odpowiednie taksony. Ćwiczenia terenowe z zoolo- logii ogólnej i Ekologii stosowanej studenci powinni wy- gii pozwalają na poznanie czynników wpływających na Podczas realizacji kursu Biologia środowiskowa mieniać wskaźniki bioróżnorodności oraz orientować bioróżnorodność kręgowców oraz zdobycie podstawo- studenci poznają główne czynniki siedliskowe (kli- się w konkretnych przykładach jej zachowania takich wej wiedzy na temat kręgowców chronionych i zagrożo- matyczne i edaficzne) warunkujące życie roślin i grzy- jak odbudowa populacji kuropatwy w Anglii poprzez nych w Polsce. Podczas ćwiczeń terenowych z ekologii bów, główne grupy ekologiczne roślin i grzybów oraz zwiększanie bioróżnorodności krajobrazu rolniczego, studenci wykonują samodzielnie lub w zespole proste główne miejsca występowania w Polsce poszczególnych przebudowa drzewostanów w Polsce oraz modyfika- badania terenowe związane z waloryzacją środowiska grup ekologicznych roślin i grzybów. Po zakończeniu cja użytkowania lasów. W efektach kształcenia kursu oraz oceną liczebności dzikich zwierząt, umiejętnie kursu studenci potrafią oceniać stan środowiska dla Ochrona przyrody założono, że student będzie potrafił wykorzystują podstawowe metody, techniki oraz sprzęt funkcjonowania flory i fauny oraz określać jej zagro- scharakteryzować rodzaje bioróżnorodności, wyka- stosowany do waloryzacji środowiska, oceny liczebno- żenia. Realizując kurs Bioremediacja studenci poznają zać, że różnorodność biologiczna jest głównym celem ści oraz monitoringu dzikich zwierząt.

gatunki wskaźnikowe, testowe i monitorowe, a także ochrony przyrody Polski, a także nabędzie umiejętność Należy zwrócić także uwagę na nabywanie przez NAUKA opracowują założenia do projektu fitostabilizacji te- dokonywania analizy danych dotyczących aktualnego studentów bardzo praktycznych umiejętności dotyczą- renu zanieczyszczonego metalami ciężkimi. Niektóre stanu zasobów przyrody we własnym regionie, w kraju cych działań na rzecz zachowania bioróżnorodności, przedmioty już w swojej nazwie zawierają określenie i świecie korzystając z różnych źródeł wiedzy. takich jak: formułowanie propozycji działań zgodnych bioróżnorodności. I tak przedmiot Bioróżnorodność Warto zaznaczyć, że w programach studiów za- z założeniami zrównoważonego rozwoju w skali lokal- środowisk przyrodniczych pozwala na zdobycie wiedzy równo na kierunku Ochrona środowiska, jak i Biologia nej, regionalnej oraz globalnej podczas kursu Zrówno- o wpływie środowiska na życie roślin i grzybów i zwie- dominują treści dotyczące różnorodności biologicz- ważony rozwój, planowanie praktycznych działań na rząt, formach ochrony szaty roślinnej, metodach badań nej w skali lokalnej, regionalnej i krajowej. Ma to duże rzecz ochrony przyrody i środowiska, wykorzystywanie bioindykacyjnych przy zastosowaniu grzybów i zwie- znaczenie dla potencjalnych działań absowentów tych różnorodnych źródeł i metod pozyskiwania informacji SZKOŁA rząt oraz czynnikach antropogenicznych wpływających kierunków na rzecz ochrony bioróżnorodności. Tak o środowisku podczas kursu Edukacja ekologiczna oraz na myko-, lichenobiotę i świat zwierzęcy. Studenci po wykształceni absowenci najpewniej będą podejmować ocenianie stanu i jakości środowiska na podstawie ba- zakończeniu tego przedmiotu potrafią oceniać stan śro- działania na małą skalę, nieświadomi funkcjonowania dań monitoringowych w czasie realizacji przedmiotu dowiska dla funkcjonowania flory, fauny oraz określać róznorodności na szczeblu międzynarodowym. Tym- Monitoring środowiskowy. jej zagrożenia oraz charakteryzować adaptacje roślin czasem ogromne znaczenie w skutecznej ochronie róż- Analiza programów kursów prowadzonych na kie- i zwierząt do życia w różnych środowiskach. Wiedzę na norodności biologicznej mają działania wielkoobszaro- runku Ochrona środowiska pozwala na sformułowanie

temat różnorodności grzybów i roślin, ze szczególnym we, zabezpieczające zagrożone gatunki i ich siedliska wniosku, że najszerzej reprezentowane w programach KRÓTKO uwzględnieniem gatunków wymierających, zagrożo- przed izolacją przestrzenną i genetyczną. są zagadnienia dotyczące bioróżnorodności gatunko- nych i objętych ochroną w Polsce oraz umiejętność roz- Szczególną rolę w poznawaniu bioróżnorodności wej i środowiskowej. Wpisuje się to w Krajową strategię poznawania charakterystycznych grup grzybów i roślin odgrywają ćwiczenia terenowe. Zagadnienia dotyczące ochrony i umiarkowanego użytkowania różnorodności studenci nabywają podczas realizacji kursu Botanika różnorodności roślin i grzybów są rozszerzane podczas biologicznej (2003), ktorej jednym z celów jest zacho- i mikologia. Rozpoznawanie i identyfikowanie organi- ćwiczeń terenowych z botaniki i mikologii podczas któ- wanie bogactwa różnorodności biologicznej w skali zmów wodnych do właściwych formacji ekologicznych rych studenci opisują siedliska i charakterystyczne dla lokalnej, regionalnej i globalnej oraz zapewnienie trwa- oraz poznawanie troficznej organizacji biocenoz słod- nich gatunki grzybów i roślin naczyniowych, charakte- łości przyrody. Bioróżnorodność genetyczna pojawia się kowodnych ma miejsce na kursie Hydrobiologii. Pod- ryzują rolę roślin i grzybów w przyrodzie, poznają me- w programach kursów w obszarze wiedzy i kompetencji

Na podstwie analizy programów kierunkach Biolo- gia i Ochrona środowiska można sądzić, że po ich realizacji studenci będą mieli głęboką wiedzę i odpowiednio ukształtowane postawy umożliwiające podejmowanie działań na rzecz ochrony różnorodności biologicznej. Rozumiejąc jej istotę, mogą we własnym życiu podej- SZKOŁA mować świadome decyzje, a jako przyszli nauczyciele, edukatorzy i popularyzatorzy wiedzy włączyć się do podnoszenia świadomości ekologicznej społeczeństwa, stając się w swoich środowiskach zawodowych animato- rami kultury przyrodniczej. Rozumiejąc ideę ochrony różnorodności biolo-

gicznej, możemy podejmować decyzje, które pomogą KRÓTKO zmniejszyć tempo wymierania gatunków organizmów Ryc. 7. Poziomy bioróżnorodności w programach kształcenia studentów kierunku Biologia i Ochrona środowiska w otaczającym nas środowisku. Pierwszoplanowym Na podstawie: Duelli i Obrist 2002, zmodyfikowane. zadaniem jest podnoszenie świadomości ekologicznej wszystkich grup społecznych, gdyż ich wsparcie i odpo- wiedzialność w działaniu jest koniecznym warunkiem sukcesu jakichkolwiek programów ochrony przyrody.

Literatura Biodiversity content in curricula of natural science faculties Agenda 21: Raport Agenda 21 w Polsce. 10 lat po Rio 1992-2002; Mini- Alicja Walosik, Beata Jancarz-Łanczkowska, Elżbieta Rożej-Pabijan sterstwo Środowiska, Narodowa Fundacja Ochrony Środowiska, Warszawa 2002. Andrzejewski R, Weigle A (2003). Różnorodność biologiczna Polski. Education concerning biodiversity has a long tradition in Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska, Warszawa. Poland, and has its origin in environmental education in Deklaracja z Rio w sprawie środowiska i rozwoju. Dokumenty koń- XIX century. Biodiversity education in a novel approach cowe konferencji Narodów Zjednoczonych „Środowisko i rozwój”, encompasses three aspects – environment, society and Szczyt Ziemi: Rio de Janeiro, 3–14 czerwca 1992 r., Instytut Ochro- economy. This approach arise with Education for Sustain- ny Środowiska, http://www.ios.edu.pl/biodiversity/5/rio.htm Duelli P, Obrist MK (2003). Biodiversity indicators: the choice of val- able Development and Biodiversity Convention in 1992 ues and measures. Agriculture, Ecosystems & Environment. Vol. during United Nations conference in Rio de Janeiro „En- 98, z. 1–3: 87–98. vironment and development”. Poland as the cosignatory Gajuś-Lankamer E., Wójcik A.M., (2011), Edukator Zrównoważone- of Biodiversity Convention is obliged to educate for biodi- go Rozwoju odpowiedzią na potrzebę kształcenia zrównoważone- versity protection on all levels of formal education. What go społeczeństwa. Problemy Ekorozwoju – Problems of Sustainab-

le Development 2011, vol.6, no 2, 157-164 means, that content connected to biodiversity should be NAUKA Konwencja o Różnorodności Biologicznej. Ministerstwo Środowiska. present in all documents related to formal education, in- http://biodiv.gdos.gov.pl/convention/text-convention/preamble (do- cluding curricula at universities. Here we aimed at com- stęp: 2.06. 2014). paring curricula of two faculties at Pedagogical Univer- Krajowa Strategia Ochrony i Umiarkowanego Użytkowania Różno- sity in Cracow: Biology and Environmental protection to rodności Biologicznej (2003), Ministerstwo Środowiska. Warszawa Narodowa Strategia Edukacji Ekologicznej – przez edukację do Zrów- verify if they include content related to biodiversity. noważonego Rozwoju (2001), Ministerstwo Środowiska. Warszawa Key words: education, sustainable development, biodiversity, Unijna strategia ochrony różnorodności biologicznej na university curricula okres do 2020 r.: Nasze ubezpieczenie na życie i nasz kapi- tał naturalny, http://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/ SZKOŁA TXT/?uri=CELEX:52011DC0244 (dostęp: 3.09.2014). Program Narodów Zjednoczonych ds. Środowiska (United Nations Environment Programme – UNEP), http://www.unep.org. Plany i programy studiów na kierunkach Biologia i Ochrona śro- dowiska – Uniwersytet Pedagogiczny Kraków, http://mdl. up.krakow.pl/index.php?option=com_content&view=category&l ayout=blog&id=82&Itemid=501 Strategia Edukacji dla Zrównoważonego Rozwoju, (2008), Europejska Komisja Gospodarcza ONZ, Ministerstwo Środowiska, Warszawa. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska KRÓTKO (Dz. U. Nr 62, poz. 627). Wilson EO (1992). The Diversity of Live. Harvard University Press.

Woda – płynny skarb Cel kształcenia: • wymienia sposoby oszczędzania wody w gospo- darstwie domowym; Umiejętności (wymagania ogólne): Scenariusz lekcji przyrody • aktywnie pracuje na zajęciach; II. Stawianie hipotez na temat zjawisk i procesów za- • rozwija zamiłowania przyrodnicze; Katarzyna Kubaś chodzących w przyrodzie i ich weryfikacja. Środki dydaktyczne: Uczeń przeprowadza obserwacje i doświadczenia • wiersz pt.: „Jak powstaje kropla wody”, autor re- według instrukcji, rejestruje ich wyniki w różnej nia, źródło: http://wiersze.kobieta.pl/wiersze/jak- formie oraz je objaśnia. -powstaje-kropla-wody-336281 V. Obserwacje, pomiary i doświadczenia. • rebus, Uczeń korzysta z różnych źródeł informacji • karta pracy, (własnych obserwacji, badań, doświadczeń, teks- • termometr (po 1 na grupę), tów, map, tabel, fotografii, filmów), wykonuje po- • szklanki (po 2 na każdą grupę),

miary i korzysta z instrukcji (słownej, tekstowej • naczynia o różnych kształtach (po 4 na grupę), NAUKA i graficznej); dokumentuje i prezentuje wyniki • butelka z wodą (ok. 2 na grupę). Temat: Woda – płynny skarb obserwacji i doświadczeń; stosuje technologie • talerzyk (po 1 na grupę), informacyjno-komunikacyjne. • kieliszek 50 ml (po 1 na grupę), Przedmiot: Przyroda Wiadomości (wymagania szczegółowe): • schemat obiegu wody, Adresaci: V klasa, szkoła podstawowa • 7 kartek z „codziennymi czynnościami”, 3. Obserwacje, doświadczenia przyrodnicze i mo- • duże, szklane naczynie, Liczba godzin lekcyjnych: 2 x 45 minut delowanie. Uczeń: • detergenty (np. płyn do mycia naczyń, proszek, SZKOŁA 3) obserwuje i rozróżnia stany skupienia wody, ob- pastę do zębów), serwuje zjawiska: parowania, skraplania, topnie- • „Mokre zagadki”. nia i zamarzania (krzepnięcia) wody; 5. Człowiek a środowisko. Uczeń: Strategie nauczania: 3) proponuje działania sprzyjające środowisku • operacyjna. przyrodniczemu; Formy pracy: 6. Właściwości substancji. Uczeń: • praca w grupie; 1) wymienia znane właściwości wody; • praca indywidualna. KRÓTKO 6) bada wpływ czynników takich jak: woda, (…) na Metody nauczania: przedmioty zbudowane z różnych substancji; • pogadanka, Ponadto uczeń: • burza mózgów, Katarzyna Kubaś: studentka II stopnia Wydziału Biologii • pokaz, Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu na • uzasadnia, że należy oszczędzać wodę; kierunku biologia (absolwentka studiów I stopnia – specjal- • doświadczenie, • wyjaśnia znaczenie wody w życiu człowieka, roślin ność: nauczanie biologii i przyrody), słuchaczka studiów • ćwiczenie relaksacyjne. podyplomowych na Wydziale Studiów Edukacyjnych Uni- i zwierząt; wersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu na kierunku zintegrowana edukacja przedszkolna i wczesnoszkolna

Przebieg lekcji: z wodą umieścisz w zamrażarce. Jak nazywa się ten www.stylownik.com/a-928-ile-wody-marnujemy- proces? -kazdego-dnia.html). Uczniowie porównują swoje 3) Para wodna. propozycje z rzeczywistymi danymi. I. Faza przygotowawcza: Nauczyciel rozdaje każdej grupie butelkę z wodą, • Nauczyciel pyta dzieci, co to jest zanieczyszczenie • Przywitanie uczniów, talerzyk, szklankę, kieliszek 50 ml oraz lusterko wody, uczniowie wymieniają źródła zanieczysz- • Czynności organizacyjno-porządkowe. oraz tłumaczy uczniom, co mają zrobić: na tale- czeń oraz ich skutki, następnie uzupełniają zada- • Prowadzący wyświetla na tablicy krótki rebus, jego rzyk i do szklanki wlej 50 ml wody, zastanów się, nie 5 na karcie pracy. rozwiązanie jest tematem lekcji, nauczyciel zapisu- z którego naczynia woda szybciej wyparuje, Od- • W dalszej części lekcji uczniowie dobierają się je temat na tablicy, zaś uczniowie w zeszycie przed- staw na parapet/grzejnik oba naczynia. Następnie w pary, każdej parze nauczyciel rozdaje potrzebne miotowym. weź lusterko i chuchnij, co obserwujesz? Uzupełnij materiały: duże, szklane naczynie, butelkę z wodą, podpunkt c) w zadaniu 1. detergenty (np. płyn do mycia naczyń, proszek, pa- II. Faza realizacyjna: • Nauczyciel prezentuje uczniom schemat obiegu stę do zębów). Nauczyciel przedstawia instrukcje: • Prowadzący prosi jednego z uczniów o przeczy- wody, omawia go, tłumaczy uczniom niejasności, szklane naczynie wypełnić czystą wodą, w tabeli

tanie wiersza pt.: „Jak powstaje kropla wody”. uczniowie uzupełniają zadanie 3 na karcie pracy, wpisać wszystkie czynności, które wykonujemy NAUKA Uczniowie uzupełniają zadanie 1. Następnie roz- nauczyciel sprawdza poprawność wykonania za- z wodą, zaś obok nich wszelkie środki chemicz- daje karty pracy i dzieli uczniów na grupy. Każda dania. ne używane do ich wykonania. Następnie do na- z grup przeprowadza 3 obserwacje. • Następnie prowadzący rozmawia z dziećmi na te- czynia z wodą wlewamy niewielkie ilości tych 1) Lód. mat znaczenia wody dla ludzi, środowiska, gospo- środków. Uczniowie obserwują, co się dzieje oraz Nauczyciel każdej grupie rozdaje 2 szklanki: jedna darki, uczniowie uzupełniają zadanie 4 na karcie wypełniają zadanie 6 na karcie pracy. Instrukcja: z ciepłą i druga z bardzo zimną wodą, kilka ko- pracy. Uczniowie formułują pytanie problemowe, hipote- stek lodu i termometr, tłumaczy uczniom, co mają • W dalszej części zajęć prowadzący pyta uczniów, zę, przeprowadzają obserwację i wyciągają wnio- zrobić: zmierz temperaturę w każdej ze szklanek, jak wykorzystują wodę w ciągu jednego dnia, jak ski. Nauczyciel sprawdza poprawność wykonania SZKOŁA następnie wrzuć po kostce lodu do każdej z nich, sądzą, na co najwięcej zużywają wody, prowadzą- zadania. zaobserwuj w której szklance szybciej lód się roz- cy w celu zobrazowania ilości wody, która jest zu- • Nauczyciel prowadzi z uczniami pogadankę na te- puści i uzupełnij podpunkt a) w zadaniu 1 na kar- żywana przez przeciętnego Polaka przyczepia na mat sposobów oszczędzania wody, na środku tabli- cie pracy. Dodatkowo uczniowie mogą zaobserwo- tablicy 7 kartek, na których napisane są codzien- cy rysuję kroplę wody od której odchodzą strzałki, wać, że lód unosi się na powierzchni wody, tzn., że ne czynności, przy których potrzebna jest woda następnie uczniowie zapisują swoje pomysły na ten lód jest lżejsze od wody w stanie ciekłym. (spłukiwanie wody, prysznic, kąpiel w wannie, temat.

2) Woda. mycie naczyń, mycie zębów, podlewanie kwiatów, KRÓTKO III. Faza podsumowująca: Nauczyciel każdej grupie rozdaje naczynia o róż- pranie w pralce). Przy każdej czynności nauczy- nych kształtach oraz butelkę z wodą, tłumaczy ciel pyta uczniów, jak sądzą, ile litrów wody jest na • Na zakończenie zajęć nauczyciel wybiera jednego uczniom, co mają zrobić: nalej wodę do wszystkich nią zużywane i zapisuje ich odpowiedź na tablicy, z uczniów, prosi go o przeczytanie zagadki, kto naczyń, zaobserwuj, czy kształt wody się zmienił obok niej zapisuje prawdziwą odpowiedź (spłuki- zgadnie pierwszy, o czym jest mowa, zadaje na- i uzupełnij podpunkt b) w zadaniu 1. Dodatko- wanie wody – 10 litrów, prysznic – 60 litrów, kąpiel stępną zagadkę. wo zaobserwuj, jakiej barwy jest woda, jaki ma w wannie – 120 litrów, mycie naczyń – 50 litrów, • Nauczyciel podsumowuje zajęcia, zadaje zadanie zapach. Zastanów się, co się stanie, gdy pojemnik mycie zębów – 10 litrów, podlewanie kwiatów – 5 domowe, ocenia aktywność i zaangażowanie każ- litrów, pranie w pralce – 130 litrów; źródło: http://

dego z uczniów oraz prosi uczniów o wypełnienie Rebus ankiety ewaluacyjnej. • Na zakończenie zajęć prowadzący prosi uczniów o odnalezienie wygodnej dla siebie pozycji, tak by nie dotykać innej osoby, dzieci zamykają oczy, od- prężają się i próbują wczuć w odtwarzaną muzykę. • : 21.07.14 • Pożegnanie uczniów. Rebus

Literatura REK CH – TA + CZAR=N KOT LPEL + RB

• Źródło ilustracji: ClipArt z Microsoft Word • http://szkolamysleniamini2.nq.pl/index.php? sec=pobierz_plik&id=11584&typ=projekt& „Jak powstaje kropla wody” NAUKA q=248 (data dostępu: 11.03.14) • https://www.wolewode.pl/dla-rodzicow/zabawy- Autor: Renia -z-woda/5-6/mokre-zagadki.html# (data dostępu: 11.03.14) Jak powstaje kropla wody • http://rodzice.net/news/zagadki-dla-dzieci (data to zależy od pogody dostępu: 11.03.14) gdy słoneczko mocno grzeje • http://docs9.chomikuj.pl/176777091,PL,0,0,zagadki- ciepło cicho i nie wieje. -ekolog.doc (data dostępu: 11.03.14) Wtedy paruje do góry SZKOŁA • http://www.youtube.com/watch?v=mG-yhuu5UHw i chowa się w zimne chmury (data dostępu: 11.03.14) potem deszczem z nieba leci • http://wiersze.kobieta.pl/wiersze/jak-powstaje-kro- zmywa kurz a nawet śmieci. pla-wody-336281 (data dostępu: 11.03.14) Napełnia stawy kałuże • http://www.stylownik.com/a-928-ile-wody-marnu- jeziorka małe i duże. jemy-kazdego-dnia.html (data dostępu: 21.07.14) Podlewa roślinki małe

ziemię drzewa okazałe. KRÓTKO A gdy zimno jest na ziemi wtedy mróz ją w lód zamieni. Do picia potrzebna ptakom wszystkim ludziom i zwierzakom. Bardzo zdrowa gdy przejrzysta do tego smaczna i czysta traktujmy ją należycie bo woda to przecież życie!

Karta pracy Zadanie 2. Wymień trzy stany skupienia wody i podaj przykłady ich Zadanie 3. Uzupełnij kolejność wpisując w kratki odpowiednie numery występowania w przyrodzie. od 1 do 5.

Zadanie 1. Uzupełnij zdania. a)  Woda spada na ziemię w postaci deszczu lub śniegu. a) Lód b)  Para wodna unosi się znad morza, lasów, pól. Lód pod wpływem (wyższej/niższej) ……………….. tem-  Topniejący śnieg spływa z gór. peratury otoczenia zmienia swój stan skupienia (szyb- c)  W zetknięciu pary wodnej z zimnym powie- ciej/wolniej) ………………. ze stałego na (ciekły/gazowy) trzem tworzą się chmury. ……………………… Mówimy, że wtedy lód (topnieje/  Woda wsiąka w ziemię. paruje) …………………… Lód ………………………… po powierzchni wody. Świadczy to o tym, że jest (cięż- Następnie uzupełnij schemat wpisując w białe pola na szy, lżejszy)……………………………………od wody rysunku odpowiednie numery od 1 do 5. w stanie ciekłym. NAUKA b) Woda Woda (ma/nie ma) ………………… swojego kształtu. (Przyjmuje/Nie przyjmuje) …………… kształt naczynia, w którym się znajduje. Woda jest cieczą (barwną/ bezbarwną) ………………. oraz (pachnąca/bez zapachu) ………………… Pod wpływem (niskiej/wysokiej) temperatury zmienia ciekły stan skupienia na (stały/gazowy) …………………………, czyli zamienia się w lód. SZKOŁA Proces ten nazywany jest (parowaniem/zamarzaniem) …………………………. c) Para wodna Proces zmiany ciekłego stanu skupienia na gazowy nazywa się (skraplanie/parowaniem) …………………..

Szybkość parowania (zależy/nie zależy) ……………… KRÓTKO od powierzchni parowania. Po chuchnięciu na lusterko pojawiły się na nim (płatki śniegu/krople wody) ……………………….., ponieważ w powietrzu wydy- chanym znajduje się (lód/ para wodna) ………………. ……………….. Na chłodnym lusterku uległa ona (zamar- znięciu/skropleniu) …………………………………….. Stan skupienia wody zależy od (wilgotności/temperatury) ...... otoczenia.

Zadanie 4. Jakie znaczenie ma woda? Wypisz po 3 przykłady. dla ludzi dla środowiska dla gospodarki

Zadanie 5. Uzupełnij. Źródła zanieczyszczenia wody

naturalne pochodzące z działalności człowieka NAUKA

Zadanie 6. Sformułuj pytanie badawcze, hipotezę i przeprowadź doświadczenie. Uzupełnij tabelę i odpowiedz na pytania. SZKOŁA

Pytanie badawcze: ………………………………………………………………………….. Hipoteza: ……………………………………………………………………………………. Codzienne czynności Użyte detergenty KRÓTKO

Co można zaobserwować? Jak wygląda woda zmieszana Zadanie 3. Wykonaj doświadczenie: wpływ wody na wybrane substancje. Wskazówki: z środkami chemicznymi? Potrzebne będą: ……………………………………………………………… Rozpuszczalność substancji - 7 szklanek wody, ……………………………………………………………… i barwę wody można zaob- - łyżeczka, serwować, by określić ……………………………………………………………… - łyżeczka soli, cukru, oleju, pieprzu, piasku, mąki. zapach wody należy ją ……………………………………………………………… powąchać ……………………………………… Wykonanie doświadczenia. Czy woda nadal nadaje się do użytku? Uzasadnij. Sformułuj pytanie badawcze: ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………………………………………………… ……………………………………………………………… Zapisz hipotezę: ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………… NAUKA ……………………………………………………………

Jakie wnioski można sformułować na podstawie tego 1. Do 6 szklanek dodaj po kolei łyżeczkę soli, cukru, oleju, pieprzu, piasku, mąki. Zamieszaj. doświadczenia? 2. Siódmą szklankę pozostaw jako próbę kontrolną. ……………………………………………………………… 3. Badając wpływ wody na substancje pamiętaj o porównywaniu próby badanej z próbą kontrolną. ……………………………………………………………… 4. Uzupełnij tabelę i wyciągnij wniosek. ……………………………………………………………… ………………………………………………………………

Cecha wody SZKOŁA ……………………………………… Rozpuszczalność w wodzie TAK/NIE Przezroczystość wody Zapach wody Substancja

Zadania domowe Sól

Zadanie 1. Jakie znasz skutki zanieczyszczenia wody? Cukier

……………………………………………………………… Olej

……………………………………………………………… Pieprz KRÓTKO ……………………………………………………………… Piasek ……………………………………… Mąka Zadanie 2. Wymyśl hasło lub wierszyk zachęcający do oszczędzania wody. Wniosek: …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………......

Do morza spieszy wciąż niestrudzenie. /rzeka/ SZKOŁA • Wprawdzie woda – lecz nie woda. Przypnij łyżwy, rękę podaj! Po tej wodzie – lecz nie wodzie, będziemy się ślizgać co dzień. /lód/ • Rankiem srebrzy się na łące Potem wysuszy ją słońce. /rosa/ • Kropelki wody na głowy padają. Wszyscy przed nimi pod dach uciekają. /deszcz/ KRÓTKO • Gdy spadnie po raz pierwszy, świat robi się bielszy. Wyciągamy narty, sanki, dzieci lepić chcą bałwanki. /śnieg/ • Służy do picia, służy do mycia, bez niej na Ziemi nie byłoby życia. /woda/ • Gdzie jest woda tak czysta i chłodna? Wiadro po nią się spuszcza aż do dna. /studnia/

The Educating Insects Introduction What do we need? The insects are becoming more and more popular 1) An insectarium. A terrarium/ enclosure which is – edukujące owady pets in Poland. Among them, the most popular are ants, adjusted for keeping and breeding the chosen in- butterflies, mantises, orthopterans, phasmids and roa- sects. The insectariums vary in their constructions Didactical material ches. Some other groups, such as bees, are important – that is due to different needs of various groups or domestic animals. Others – like flies – are used as mo- species. – materiał dydaktyczny dels in scientific and criminal experiments. The reasons 2) A place. It can be a shelf, table or teachers desk. for keeping such animals are various. One keeps them Better not to place the insectarium next to the win- in English and Polish for fun, another one for education, research, or as fee- dow because the sun may rise the temperature to – po angielsku i po polsku der insects (for example for mantids, amphibians, repti- dangerous level and kill the insects. les...). 3) The will. The teacher and children, pupils, students Sebastian Pilichowski, Zbigniew Zawada People in Poland, especially adults, are affraid of in- MUST HAVE a will to keep the animals at school.

sects. When ask those people about the base of this fear, Of course, at the beginning the most important is NAUKA they often cannot find an answer. Sometimes they say the teacher who should transfer his/her passion to that the insect can sting or bite. They are not aware that the students. Secondly, the teacher is the one who their own dogs or cats can bite much stronger, leading is mostly responsible for the health and life of the sometimes to very severe injuries. Another reason for class-pet. Polish version: pp. 73–76 fearing the insects is the flying ability. It is not very im- 4) A permission of parents. This is a very difficult is- portant that birds can do that either; birds are beautiful sue. How to explain to the parents the need of kee- Illustrations: pp. 77–81 or „sweet”, but insects are not. Only one group usually ping a class-pet, an insect-class-pet? Many of them exceeds „the ugliness of insects” – these are butterflies. will be sceptical due to the common fear of insects. SZKOŁA They are insects capable of flying, but they fly gently and The teacher should delicately explain the role of the Wersja po polsku: ss. 73–76 their wings show various patterns in different colours. chosen pet in education. Second option is putting Ilustracje: ss. 77–81 But even in this group there are „winners” and „losers”. an insectarium into the biology-class or laborato- The winners are day butterflies, while the losers are ry, or even corridor and exposing it to all children, moths, even though many of them are really colourful! pupils and students (as well as guest of the kinder- To provide some sympathy to these important for garden/ school). This option needs a permission of

biosphere animals, we give examples of insects which the director. KRÓTKO can be breed at schools, or even kindergardens. Here we 5) A permission of the director. The teacher should explain the reasons for breeding, as well as hints how to make it clear to the director that there is a need for mgr Sebastian Pilichowski: Uniwersytet Zielonogórski keep these animals, and most of all, we want to expose keeping an insect-pet. Then the director can help the importance of understanding the roles of insects in the teacher in persuading the sceptical parents. the world which is inhabited by them and us. The strong argument may be that this is still rare method of supporting the education, even though it was described in books from 19th and 20th century.

Part I. The role of insects in the biosphere a huge impact, in the world of nature. At the same time manipulations, such as transfering some flies to another the insects are huge and old part with an unmeasured bottle to establish new population, or to a terrarium to Among known animal species, insects species com- impact on the world of nature. feed a predator. Good solution in the place of a bottle prise over 70% of them (IUCN statistics of main animal with a piece of fabric, is a small plastic container with groups). They inhabited and conquered soil, water and Part II. A guide – how to keep insects at school? an original lid. In that lid, a hole can be cut out (about air. They live in almost all known types of ecosystems. 1 – 1,5 cm diameter). That hole is plugged with a piece of In general, the insects: a kitchen sponge. The sponge will provide a ventilation FLIES. Order Diptera. • are responsible for pollination of large group of and can be sprayed to rise the air humidity within the plants, Which one? Fruit flies Drosophila( spp.), domestic container. Also, the sponge can be easily unplugged to • are partly responsible for decomposition of dead flies Musca( domestica). let some flies fly/ walk out. organisms, Terrarium. Flies are usually bred for genetics-clas- In the case of feeding many young mantises, pre- • are transfering other organisms (often infective for ses purposes or as food-insects for pets. They can be pare some food-mix or squeezed fruit and put them on humans, other animals and plants) in their own bred in the plastic food-containers, cut bottles, etc. the bottom of a cut bottle. Cover the bottle with a mesh

bodies (inter alia viruses, bacterias, protozoans, Conditions. Maggots of the house fly and other si- which will prevent the mantises from escaping, but will NAUKA fungi) or on their body surface (inter alia fungi, milar in size species can be bought in the fishing shop. let the flies get into the bottle. In a short time of few mites, pseudoscorpions), They are not challenging. The maggots from the fishing days, many fruit flies will appear, becoming a resurgent • are food-base for uncountable number of orga- shop are already big and start to pupate soon. The pupas food base. It is important to spray the bottle once a day; nisms, enclosed within pupariums can be put into the terra- the food-mix, feed-fruit must not dry. • are important elements of local and global systems rium (as preys) with mantises, assassin bugs, predatory Common problems. such as food webs. Their role within those systems katydids, and other pets. Fruit flies are easy to keep. On A. Pay attention and close tightly the container with is not limited to „eat or be eaten” but the bottom of the cut bottle put a mix of yeasts, shred flies. They are able to find the smallest opening and fly • the insects also limit populations of some plant (e.g. apple) or squeezed fruit (e.g. banana), sugar and away. It gets worse when many of them escape and fly SZKOŁA species, or let them grow and develop, water. The food-mix should keep moisture, and prevent everywhere. • the same goes for other invertebrates considered the flies from drowning at the same time. A few days B. Too much water added to the food-mix. If there is as pests (for example ladybirds eating aphids, after preparing a bottle with the food-mix and leaving it a risk of flies getting drown, put a paper towel to the mix parasitoids killing various life stages of butterfli- e.g. in the kitchen, cover it with a piece of fabric and tie and let it soak some water up. es, dipterans, coleopterans, etc.), it with a rubber band. It is good to put some wood wool C. There are fungi in the container with flies. It is • at the same time they may be called pests, when or cut a piece of a raschel bag (the potatoes and onions probably due to too long period of using the same food-

appear in big numbers on plantations and sto- are often sold in it). Those elements will help the flies to -mix. Transfer the flies population to another container KRÓTKO rehouses, avoid drowning and will make the walking-space bigger and clean the one with overused food-mix. • transport seeds and spores (for example ants), for unwinged flies. The fruit flies without wings can be Observations. • provide precious products (for example honey, silk, obtained from breeders or institutes teaching and stu- A. Holometabolic insect life cycle. dyes). dying genetics. It is also possible to establish a lineage by B. Learning breeding the feeder insects. collecting wing-less individuals in a second bottle, even C. Observation of the fruit-fly external morphology Each of the above roles may be considered positive though it is an arduous activity. The fruit-flies are light- under the microscope. or negative in our view of interest. Nevertheless, we – -attracted. Thus, they will migrate within a bottle from D. Observation of the fruit-fly maggot external humans – are only a small and young part, but with dark place to the source of light. This feature may help in morphology under the microscope.

E. Modifications of the mouthparts. the day among twigs, branches and leaves. Thus, they The first four species eat leaves of raspberry, rose, F. Modification of the second pair of wings into the need some twigs, bark or roots – but not too much. bramble (evergreen!), you can feed E. calcarata and R. halteres (typical dipteran feature). They may hinder the moulting process when there will nematodes with oak leaves either. P. schultei eats leaves G. Mating behaviour of the fruit fly (male’s mating be too many of them. For Peruphasma schultei, the of privet (some plants are evergreen or almost ever- dance). terrarium may include an egg carton instead of roots green, the leaves can be collected during the autumn etc. The egg carton will keep the moisture and provide and winter and put into the fridge) and lilac in captivity. PHASMIDS. Order Phasmatodea, includes stick insects and leaf a hideout. This species needs less air humidity (40%) Common problems. insects. than other given above species (75-85%). To ensure it A. Too low terrarium (leads to problems with mo- Which one? There are over 350 species breed as pets we must spray the terrarium with water once a day (for ulting and then to deformations of phasmids body or all over the world (they are listed within Phasmid Stu- P. schultei approximately once for three days). Of course even death). dy Group Culture List). Among them we can find spe- it depends on the temperature and humidity in room/ B. P. schultei can spray a defensive liquid. Even cies very easy to breed, as well as very difficult. The best class. On the bottom of the terrarium, it is good to put though it is not so intensive as of some other species, it phasmids for class-pets are: a substrate or soil (for example sand + peat). It will keep can be unpleasant to smear it into the eyes. It is better

- Carausius morosus, moisture; the water will be evaporating from it, rising not to appose these insects to face and eyes. NAUKA - Medauroidea extradentata, the air humidity inside the terrarium. The substrate C. Unexpected problems with moulting, or someti- - Ramulus nematodes, can be replaced with paper towel sheets. Nevertheless, mes occuring canibalism may lead to leg-loss of phas- - Eurycantha calcarata, among given species, E. calcarata does not flick its eggs mid. If the phasmid still grows, it will regain the lost leg - Peruphasma schultei. all over the terrarium. It burries them in the soil, so if during the next moulting. Note, that it will be shorter. Terrarium. The terrarium for phasmids should be the terrarium does not have a substrate on the bottom, D. Delicate L1 nymphs. After leaving the egg, the most of all high enough to ensure successful moulting. the female will keep trying to find it. Then it is better to phasmids are really fragile and can be easily hurt. Ma- The phasmids moult hanging down, so they need to grip put a small box with substrate into the insectarium and nipulate with them really gently. The same goes to older the netting, twigs of food plants, or elements of decora- keep it moist – never let the substrate to be overflowed. insects which have just moulted. Their bodies are soft SZKOŁA tion. To provide good ventilation, the terrarium should C. morosus and R. nematodes are parthenogenetic, it and need some time to harden. have a netting on at least one side (for example in the means that there are only females which produce eggs, Observations. front) and on the top. Of course the phasmids can be from which only females emerge. In the case of M. A. A life cycle of hemimetabolic insects (from egg breed in faunaboxes from zoological shops. Other op- extradentata and E. calcarata, a female can mate with to imago). tion is an open aquarium, however it must be covered a male and produce eggs, from which males and females B. Moulting. with a mesh (small, dense netting) or gauze, tied with emerge. In addition, the females are parthenogenetic. C. Learning the food plants as representatives of lo-

a rubber band, or with a wood frame with an insect It may be important, while the males are not popular cal flora. KRÓTKO mesh. in trade. Finally, P. schultei needs either females and D. Parthenogenesis. For the species given above, the terrarium of ongo- males to produce eggs. E. External morphology of the insects. ing size will be enough for a few insects: 50 cm x 30 cm The eggs can be incubated in the terrarium, as well F. Camouflage strategies (resembling the sticks, lea- x 30 cm (lenght x width x height) (the bigger terrarium, as in the box with the ventilation and netting or small ves parts, etc.). the more insects can live in). openings. The eggs need to be sprayed to keep humidity. G. Defensive strategies (catalepsy – C. morosus, M. Conditions. Most of phasmids live in warm and wet Do not spray too much – this may lead to an attack of extradentata, R. nematodes, striking an opponent with forests. They are nocturnal animals which hide during fungi or nematodes on the eggs. legs with spikes – E. calcarata, spraying a defensive liquid – P. schultei).

MANTIDS. Order Mantodea, family Mantidae (representatives On the bottom of the terrarium/ container, a pa- D. Mantis does not want to hunt but it should – the are called „mantids”). per towel or substrate can be put, as well as nothing mantis has small, „empty” abdomen, moulted some (although it is not appropriate if mantids are sprayed time ago, etc. The mantises can be fed manually, nevert- Which one? Representatives of genera Sphodroman- every day). heless it needs patience. Cut big cricket into the smal- tis or Hierodula. There are situations when mantises do not want to ler parts, resembling a cricket of the proper size. Take Terrarium. It does not need to be very wide but high hunt: i) they are full, ii) they are going to moult or have a cutting with tweezers and slowly touch the mantids enough to let the mantid moult safetely. Sphodroman- moulted recently, iii) they are ill (usually it leads to de- mouthparts with it. It is very important to stimulate an tis and Hierodula insects attack other individuals, they ath), iv) the prey is too big, v) the female is going to lay chewing-reaction; if mouthparts make a contact with should be kept separately – one individual per insecta- eggs. remainings of internal organs and haemolymph, the rium. Small insects should be kept in small containers Although it is said that female always eats a male, mantis starts to chew and after a while catch „the prey”. (for example the urine containers are used), closed with it is far away from the truth. Whether the male will be It is a very useful method for feeding the blind mantids insect mesh or a cover with small holes. Small space eaten, or not – it depends on various conditions. The big (sometimes mantids get black eyes, it is usually a per- is advantageous for a mantis looking for its prey – the success is if the male will copulate with a female and manent illness leading to situation when mantid cannot chance of succuessful hunt is higher. The container sho-

will not be eaten. To ensure that: i) feed the female, ii) see and hunt). NAUKA uld include a stick to help the mantis climb upwards. leave the female on the end of a stick, iii) let the mantises E. Mantids do not want to mate. The male or female When the mantid grows, the container should be repla- mate in a big terrarium or an open-area, iv) put the male are immature, even though they are imagines. After the ced with a bigger one. Cut plastic and straight bottles behind the female in a short distance between them, v) last moulting, the insects need some time for their sexu- are good for adult Hierodula and Sphodromantis speci- the female should not notice the male and has to eat. If al organs to mature. It is safe to let the mantids to copu- mens. the female is ready to mate, male will notice the female late three weeks after the final moulting. In addition, the Conditions. These mantids grow good enough in and jump on her. The copulation can last even half of male learns to mate. I had a Sphodromantis male which the conditions of room-temperature. They like to drink a day. needed almost half an hour to understand „what to do” and need to be sprayed. However, some breeders spray SZKOŁA Common problems. with the female in the front. However, the male jumped the terrarium with water every day, others do it rarer A. Too low terrarium (leads to problems with moul- on the female during his next copulation after 15 minu- – even once a week. Rarer spraying is better because it ting and then to deformations of mantids body or even tes. During third time it took less than a minute, while prevents the fungi and bacterias from inhabiting the death). the male jumped instantly on the female during his last, terrarium. Young males and females eat similar amount B. A mantis has injuries. Possibly there were some fourth mating. of preys, they catch smaller invertebrates (e.g. crickets, crickets left in the terrarium which were hungry and Observations. locusts, roaches, flies). Older females, especially imagi- attacked the mantis during the night. If there is a po- A. Modifications of fore-legs. nes, eat considerably more than males. It is mainly due

ssibility that some feed-insects would hide, there should B. Moultings. KRÓTKO to production of eggs. A female ready to lay eggs packs be food left for them. If so, the crickets will eat carrot or C. External morphology of the insects. them into a ootheca (one female can produce a few oo- apple shreds, instead of mantids legs, etc. Second option D. Hunting strategy. thecas during its life). Newly hatched nymphs eat fruit is too big prey – the mantid may win and eat it, but the E. Mating behaviour and reproduction. flies, springtails and a couple of days-old crickets. Ho- battle with prey would cost a leg. F. Observations of hemimetabolic insect life-cycle. wever the fruit flies are the best for them because: i) they C. When mantids are fed with free-living insects, are not aggresive, ii) cannot harm the mantises and iii) they may be a source of illness and infect mantids, so- are very mobile, and while the mantises depend stronly metimes severely. It is not very often issue, but it hap- on their eyes, they are motion-attracted. pens.

BUTTERFLIES. Order Lepidoptera. Common problems. some space for substrate for the larvae. However, I re- A. Eggs are laid on mesh. It is especially common commend higher terrarium; it is really nice to look at, Which one? Recommended are: native representa- when there are no twigs, branches or food-plants of the when many beetles are not buried, but walk and fly in tives of the Nymphalidae (brush-footed butterflies) and kept species. Eggs are fragile but they can be transfered the terrarium. Some decorative elements can be added offered in trade Saturniidae (saturniids) family. to the incubation box or terrarium if they are handled – for example a birch twig and moss, those will increase Terrarium. It should be very big, especially for the gently. the contrast of colours between them and beetles. There saturniids. Best thing is building a cage resembling an B. Butterflies damaged their wings. Saturniids are may be a small plastic food-bowl or anything else, made aviary. Build a wooden construction, make the door for especially exposed to such damages when they are kept of plastic, what can be used to put fruit in/ on; it will manipulations. Cover the wooden construction with in too small enclosures. They rub they wings against the help in cleaning the remainings. On the other hand, the insect mesh. If the butterflies of native brush-footed mesh what leads to damages. fruit-remainings can be buried into the substrate to su- butterflies will be used only for show and then released C. Older catterpillars have hairs on their bodies pport a food-base for larvae. in a a short time, establish a 1 m x 1m x 1m cage. For which may sting a skin. Conditions. Temperature 25oC is good for deve- saturniids it should be considerably bigger, while they D. Adult saturniids can squirt a defensive liquid lopment and activeness of the beetles. It is also recom- are bigger than native brush-footed butterflies.

from their abdomens. Do not irritate them too often. mended to spray the terrarium once a day, especially if NAUKA Conditions. Exotic saturniids can be kept outdo- The liquid can dirty clothes. the temperature is high. The imagines eat flower-pollen, or during the summer. They develop and breed well in Observations. sweet fruit, and a jelly, produced for beetle-pets. The lar- 25oC. Spray a terrarium with catterpillars once or twice A. Observations of holometabolic insect life-cycle. vae live underground, in the substrate. They are called a week. When they pupate in silken cocoon, spray them B. External morphology of the insects. grubs. To prepare substrate, the leaves of oaks and more often to keep them moist (but not wet!). The lar- C. Modification of antennae (feather-like). beeches are needed. Before buying larvae or during ma- vae build cocoons on the twigs, leaves and even sides of D. Building the silken cocoon by the saturniid ca- ting time of the adults, collect fallen leaves and keep in the terrarium. You can cut them off gently and hang in terpillar. moist bag or box. They will start to decay soon. Mix the- the cage, where the butterflies will live. Pierce the silken SZKOŁA E. Modifications of the mouth-parts in brush-footed se decaying leaves with soil. During the growth of grubs cocoon in one point with a thin wire or thread and at- butterflies, or their reduction in saturniids. check if there is the substrate still. Add more if there is tach the cocoon to the mesh in terrarium, etc. The food F. Aposematism of some species (colours of catter- only soil. Mature larvae pupate and enclose themselves plants for caterpillars depend on the species, so read pillars and wings of adult butterflies). within a cell made of their saliva and soil granules. This about it before you catch or buy larvae. Adult brush- cell protects them against parasites, predators, and fi- -footed butterflies will drink nectar and honey. You can BEETLES. Order Coleoptera, superfamily Scarabaeoidea, nally, after successfull imaginal moulting, it is a place cut some flowers and put them into a vase or a small family Scarabaeidae. where adult beetle can wait for its body to harden. Thus, container with water (read which plants are visited by

Which one? The flower chafersCetoniinae ( ). by manipulating in the substrate, you should be careful KRÓTKO the species you keep). In the case of saturniids it will Terrarium. It can be a plastic, transparent box with and not damage the cells. be much easier, while they do not eat. They store their a lid, professional terrarium, faunabox or an aquarium Common problems. food-reserves in the larval stadium. The reserves must with a mesh as a cover. The flowers chafers are not big A. Damaged pupa-cell. Take it out from the substra- be enough for a really short time of live as adults (about beetles, but usually colourful. The terrarium/ box of te, lay on the surface, or on a plastic mat, try to cover the 2 weeks). During this time they look for another sex, ongoing size will be good enough: 50 cm x 30 cm x 30 opening of cell-wall with remaining parts and spray it mate and lay eggs. Females lay eggs especially on the cm (lenght x width x height). In a terrarium of that size, to keep it moist. food plants. many flower chafers can be kept, furthermore there is

B. Uncontrolled population of fruit-flies flying eve- severe irritation or temporary blindness. In situations The crickets can be breed in smaller conatiners and fau- rywhere. It is natural that fruit-flies are attracted by of the venom getting into the eye, wash it with water naboxes, if they are kept in small number of individuals. the fruit being the food of the beetles. These flies can and go to doctor. While manipulating in the terra- Conditions. These insects need higher temperatures be used as feeder animals for young spiders, mantises, rium and with these insects, wear goggles or glasses, than room-temperature to breed well. Install warming geckos or amphibians, or use sticky traps to catch them. and use tweezers. cables under the aquarium or appose a lamp with a war- Observations. B. They rarely do it, but they climb the smooth sur- ming or normal bulb (not energy-efficient, it does not A. Observations of holometabolic insect life-cycle. faces. Be sure that the terrarium is covered well enough. give any warmth) to one side of the terrarium. On the B. External morphology of the insects. Remember that crickets may bite through the fabric/ bottom put paper towels or nothing. The crickets do not C. Modification of antennae (club-like, with lamel- mesh and escape, letting further escapes of the assassin need to be sprayed if they regularly eat food-plants, fruit lae). bugs. and vegetables. If they mostly eat the fodder, spray the D. Modification of the fore-wings (elytra). C. Platymeris bugs are not breeding, even though terrarium from time to time. It is usual to breed crickets there are imagines. Maybe there is lack of one sex adult. on the egg cartons. The cartons keep moist (if there is ASSASSIN BUGS. Order Hemiptera, suborder Heteroptera, To lay fertilized eggs, the female need to copulate. a need for water), give a hideout and make the walking- family Reduviidae. Observations. and breeding-space bigger. Do not feed the crickets NAUKA Which one? Platymeris bigutattus, P. rhada- A. Hemimetabolic insect life cycle. with only one type of food, especially if they are used as manthus, P. sp. Mombo. B. Observation of the external morphology. feeder insects. Remember, what the cricket eats, the pet Terrarium. A ready-to-buy terrarium, aquarium or C. Modifications of the mouthparts. eats as well. Feed the crickets with lettuce, Chinese cab- plastic box with lid or wood frame with gauze/ mesh/ D. Predation-behaviour observation. bage, carrot and apple shreds, nettle, dandelion leaves, fabric. Terrarium of 50 cm x 30 cm x 30 cm (lenght x E. Morphology of the wings (first pair – protective, bran and other products. Adult males „play their songs” width x height) size is enough for a small population. second pair – membranous). of various types (mainly: fighting, mating, courting On the bottom put soil, substrate, or mix of peat and F. Aposematism. Platymeris bigutattus, P. rhada- song). Attracted female mates with the male, and se- sand. As hideouts use roots, bark, fallen leaves and/or manthus and P. sp. Mombo are black and yellow/red. condly produce many eggs, which are laid into the soil. SZKOŁA egg cartons. The enclosureMUST BE covered with a lid These are warning signals, „watch out, I am dangerous!”. Thus, put a small container with soil into the terarrium. or wood frame with mesh or fabric, where the latter is Common problems. CRICKETS. Order Orthoptera, family Gryllidae. better. A. The males sing loud. If there are other males in Conditions. These bugs come from warm regions Which one? Acheta domestica, Gryllus assimilis, G. the terrarium, they will compete for females, and thus of Africa. They will develop well in 25-28oC, with air bimaculatus. they will sing. You can select the crickets and leave a few humidity of 60%. The substrate should be moist, spray Terrarium. As crickets are usually kept as feeder in- males or even one adult, then they will be more quiet.

the terrarium with water once a day or every two days. sects, it is recommended to set a big aquarium on war- B. There are only few nymphs, while imagines still KRÓTKO The assasin bugs are predators, the catch and kill with ming cables (better not put them into the terrarium – copulate, and females lay eggs. Separate the stadiums, venom their preys. Then they suck their digested viscera the crickets may bite them). The cables should lay on the put mating crickets into one enclosure and soil with out. They eat roaches and crickets in captivity. aluminum foil to protect the surface of a table or desk. eggs and the youngest nymphs into second enclosure. Common problems. Due to the jumping ability of crickets the aquarium sho- C. Crickets are escaping. Cover the aquarium more A. Their bite is very painful.These assassin bugs uld be covered. It is good to use a wood frame with a fa- tightly, or look for openings in the fabric or mesh (cri- are not very aggresive, when not irritated. Nevertheless bric or aluminum insect mesh. To prevent the crickets ckets have strong mandibles and can easily bite through they can pierce the skin and inject the venom. Moreo- from jumping out the terrarium, use high aquarium. fabric and mesh, especially when they are constantly ver, they can spit the venom into the eyes. It can lead to hungry).

D. Juveniles climb upward, even though they should Common problems. vertebrates (dead and alive), plant-parts, fruit and fun- not. It is possible that they will climb the silicone in the A. Juveniles climb smooth surfaces and escape. As gi. The terrarium should be sprayed with water every corners of an aquarium, or the surfaces are dirty. Try to always in such situations, cover tightly the aquarium or day or at least once every two days. The egg carton will not spray the smooth surfaces with unboiled water – re- box. Other thing is that they do not escape so often if keep the moisture and provide a hideout, so put it into maining limescale will help the crickets to climb. Some they have enough food. the terrarium. The egg cartoon has to be changed when types of plastic enables the climbing either, even though B. Feeding. To develop well, the locusts need high it starts to decay. On the bottom of the terrarium put they seem to be smooth. temperature which stimulate their metabolism. Thus, some paper towels, they are easy to change and keep Observations. they eat a lot. To avoid some problems with feeding re- moisture. Adult female have long tubule-like ovipositor A. Observations of hemimetabolic insect life-cycle. gulate the population, do not breed too many locusts if to lay eggs into the soil or crevices, so put a small con- B. External morphology of the insects. you cannot provide them enough food. They will beco- tainer with soil into the terarrium. The soil should be C. Modification of the third pair of legs (adapted to me cannibal and eat themselves. moist. jumping). Observations. Common problems. D. Mating behaviour- fights between males, singing A. Observations of hemimetabolic insect life-cycle. A. Cave crickets escaped. These insects are well ad-

and song types. B. External morphology of the insects. apted to find holes and openings, so make it sure that NAUKA E. The way of making sounds by males (rubbing mo- C. Modification of the third pair of legs (adapted to the terrarium is closed tightly, and that there are no ves of the first wings pair). jumping). openings in the fabric covering the box or aquarium. F. Learning breeding the feeder insects. D. The way of making sounds by males (third-pair Moreover they are really fast. legs rubbing the first wings pair). B. Female laid eggs but there are no nymphs. It takes LOCUSTS. Order Orthoptera, suborder Caelifera, family F. Learning breeding the feeder insects. a few weeks to incubate the cave crickets. The container Acrididae. G. What do they eat? Convince yourself whether with soil and eggs can be removed from the terrarium Which one? Locusta migratoria, Schistocerca grega- they will eat every plant they get. and placed in a warmer place (25-28oC) for the time of ria. incubation. Remember that nymphs are really expansi- SZKOŁA CAVE CRICKETS (CAMEL CRICKETS). Order Orthoptera, Terrarium. Size: 70 cm x 40 cm x 40 cm (lenght x ve and small, so the container should be closed tightly. family Rhaphidophoridae. width x height) is good for a medium population. An Observations. aquarium or plastic transparent box with a lid or wood Which one? Phaeophilacris bredoides – the most po- A. Observations of hemimetabolic insect life-cycle. frame with mesh or fabric can be used as a terrarium. pular cave cricket. B. External morphology of the insects. Put egg cartons inside the enclosure. Terrarium. I recommend a plastic box (opaque) C. Modification of antennae (very long, adapted to Conditions. Lay the enclosure on warming cables with a transparent lid (with openings) or an aquarium, sense food and other individuals in dark places). o or keep high temperature (28-30 C) using a lamp with box, etc. covered with a fabric. The fabric is good for D. Modification of the third pair of legs (adapted to KRÓTKO normal bulb (40 or 60-Watt bulb, power depends on the ventilation and prevent young cave crickets from esca- jumping). size of enclosure) or warming bulb. Install the lamp in- ping, futhermore it partially limits the number of bur- ROACHES. Order Blattodea. side the enclosure or outside (the bulb directs chosen densome flies getting into the enclosure. A 30 cm X 20 side of aquarium; be careful with plastic boxes, they cm X 20 cm (lenght x width x height) box will be enough Which one? Recommended species is Blatta latera- may melt). Do not spray the terrarium/ breeding box. for a small population. lis. In this species only adult males can fly (and rarely do These locusts do not like moisture. The locusts eat -va Conditions. The cave crickets prefer overshadowed it), moreover this roach does not climb smooth surfaces rious grasses and support their diet with slices of apples places, dark hideouts, etc. They like moisture and eat (i.e. glass, plastic). Other species easy to keep and non- or pears (once a time). everything, what can become edible. They eat small in- -climbing are: Blaberis spp. (df. craniifer) and Blaptica

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 The Educating Insects – edukujące owady | Sebastian Pilichowski, Zbigniew Zawada | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 72 dubia. These are bigger species and may be more aller- B. External morphology of the insects. Part IV. General benefits from keeping insects at genic than B. lateralis. C. Strategy of repoduction – females of the proposed school Terrarium. Ready-to-buy terrarium, aquarium or species are ovolarviparous, they lay eggs in the ootheca, plastic box with a lid or a wood frame with fabric/ gau- and hold it inside the abdomen for the incubation time. A. Collection of exuviae. ze/ mesh. On the bottom put soil, substrate or paper to- D. Sexual dimorphism. B. dubia and B. lateralis B. Life cycle observations. wels. As hideouts use roots, dry leaves or egg cartons. To females have strongly reduced wings, while males are C. Rising breeding abilities. keep a big population establish a big enclosure. It may winged. D. Increasing biological awareness and understan- be a plastic box of size: 50 cm x 30 cm x 40 cm (lenght x E. Morphology of the wings (first pair – protective, ding for nature. width x height). The box should be adjusted to the kept second pair – membranous, used for flying). E. Decreasing insect-connected phobias and fears. species. B. lateralis is smaller than B. dubia and Blabe- F. Learning breeding the feeder insects. F. Kept insects can be used for dissections during rus spp., but reproduce more rapidly. the biology classes. Conditions. Spray the substrate and decorations Part III. Other insects G. Dead insects can be mounted by students and te- once a day or every two days. They can be kept in room achers, then put into a school collection and exhibited

temperature, however they do not breed well at this There is a high variety of insects in trade and native in the school, or used for education purposes. NAUKA temperature. It is recommended to warm them up, insects which can be found, catch and kept (catch the H. Learning preserving dead insects. using a lamp with a normal bulb (40-Watt bulb) or heat insects unprotected by law!). Among them we can find I. Learning the biodiversity of insects, their adapta- lamp bulb, or installimg a warming cable. Roaches eat ants (order Hymenoptera, family Formicidae), the colo- tions and role in nature. almost everything. They will grow well, if they are given ny can be established by the Lasius niger queen which vegetables (carrot), fruit, bran, hard-boiled egg, fish fla- can be caught during early summer, but I recommend Recommended literature kes, etc. They eat with pleasure just killed insects (other buying a small colony. It is cheap and avoids problems roaches or breed crickets). Remember – what do it the with establishing a new one from the start. Moreover Błaszak, Cz. (red.). 2012. Zoologia t. 2., cz. 2. Stawonogi. Tchawko-

dyszne. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. SZKOŁA roaches, eat the roach-eating pets. This is a very impor- many bigger phasmids than proposed earlier and more Chauvin, R. 1966. Życie i obyczaje owadów. Państwowe Wydawni- tant rule if the roaches are feeder insects. difficult to breed mantises are easy to get. The same ctwo Naukowe. Warszawa. Common problems. goes to beetles, spectacular are stag beetles (Lucanidae) Durrell, G., Durrell, L. 1985. The amateur naturalist. A practical guide to the natural world. Penguin Books. Great Britain. A. The roaches escaped. Sometimes it is overlooked (breed only exotic species, do not catch Polish species; Falniowski, A. 1973. Gromphadorrina brauneri Shelf. – endemit ma- that decorations or egg cartons touch the mesh, etc., co- they are rarer in offers) and rhinoceros beetles Dynast( - dagaskarski. Przegląd Zoologiczny 17 (2), 237-242. vering the enclosure. Roaches climb the mesh or fabric, inae), you can catch the European rhinoceros beetle Grosse, E. 1969. Z biologią za pan brat. Państwowe Wydanie „Iskry”. bite through it, or find openings. (Oryctes nasicornis). Rhinoceros beetles imagines eat Warszawa. IUCN. 2013. Threatened species in past and present IUCN Red Lists.

B. Juveniles climb upward, even though they should the same what do eat the flower chafers, but they larvae Table 1 – Numbers of threatened species by major groups of orga- KRÓTKO not. It is possible that they will climb the silicone in the need more biomass in their substrate (mix decaying lea- nisms (1996–2013). Available online, last access 26.04.2014. corners of an aquarium, or the surfaces are dirty. Try to ves with soil and put oak, and beech wood in different http://cmsdocs.s3.amazonaws.com/summarystats/2013_2_RL_ Stats_Table1.pdf not spray the smooth surfaces with unboiled water – re- stages of decay). Furthermore there is a high diversity Jura, Cz. 2007. Bezkręgowce. Podstawy morfologii funkcjonalnej, sy- maining limescale will help the roaches to climb. Some of roaches to get. Many of them are beautiful-coloured stematyki i filogenezy. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. types of plastic enables the climbing either, even though but have abilities of climbing smooth surfaces and fly- Moraczewski, J., Riedel, W., Sołtyńska, M., Umiński, T. 1982. Ćwi- czenia z zoologii bezkręgowców. Państwowe Wydawnictwo Na- they seem to be smooth. ing. However among them we find non-invasive species, ukowe. Warszawa. Observations. unable to overwinter in Poland. Rykow, N. 1956. Metodyka nauczania zoologii. Państwowe Zakłady A. Observations of hemimetabolic insect life-cycle. Wydawnictw Szkolnych. Warszawa.

Stawiński, W. (red.). 2000. Dydaktyka biologii i ochrony środowiska. Wprowadzenie to robić. Jednakże najbardziej zależy nam na wyekspo- Państwowe Wydawnictwo Naukowe. Warszawa, Poznań. nowaniu istotności zrozumienia roli owadów w świecie, Vetulani, I. 1957. Taniec much. Przegląd Zoologiczny 1 (3), 277. Wnuk, A. 1975. Uwagi o hodowli mszycożernych bzygowatych Owady stają się w Polsce coraz popularniejszymi zamieszkanym przez nich i nas. (Syrphidae, Diptera). Przegląd Zoologiczny 19 (2), 266-268. zwierzętami domowymi. Wśród nich przodują mrów- ki, motyle, modliszki, owady prostoskrzydłe, straszyki Czego nam potrzeba? i karaczany. Przedstawiciele niektórych innych grup, jak np. pszczoły, są niezwykle istotnymi dla nas zwie- • Insektarium. Terrarium bądź inny pojemnik przy- rzętami udomowionymi o znaczeniu gospodarczym. stosowany do przetrzymywania i hodowli wybra- Inne – jak muchy – stosowane są jako modele w ba- nych owadów. Insektaria różnią się pod względem daniach naukowych i kryminalistycznych. Powody konstrukcji na skutek specyficznych potrzeb hodo- przemawiające za trzymaniem czy hodowaniem tych wanych owadów. zwierząt są różne. Jedni trzymają je dla samej radości, • Miejsce. Może nim być półka, stół czy biurko inni widzą w nich obiekt edukacyjny czy badawczy, inni nauczyciela. Nie zaleca się ustawiania insekta-

wreszcie traktują je jako owady karmowe (np. dla mod- riów przy oknie, gdyż promienie słoneczne mogą NAUKA liszek, płazów, gadów...). podnieść znacznie temperaturę i doprowadzić do Polacy, głównie dorośli i płeć żeńska, boją się owa- śmierci owadów. dów. Gdy spytać ich, co stanowi źródło lęku, często nie • Chęć. Zarówno nauczyciel, jak i dzieci, ucznio- potrafią go wskazać. Niekiedy przyczyną jest możliwość wie czy studenci MUSZĄ WYKAZYWAĆ CHĘĆ bycia ukąszonym czy użądlonym. Ludzie często nie są opieki nad nowym zwierzęciem. Oczywiście, z po- świadomi, że ich własny pies i kot mogą ugryźć znacz- czątku kluczową rolę odgrywa nauczyciel, który nie mocniej, prowadząc niekiedy do o wiele poważniej- powinien przenieść swoją pasję na uczniów. Po- szych obrażeń. Kolejny powód do strachu to umiejęt- nadto nauczyciel jest głównym odpowiedzialnym SZKOŁA ność latania. Nie bardzo istotnym jest fakt, że ptaki za zdrowie i życie zwierząt klasowych. również latają; ptaki są piękne lub „urocze”, podczas • Pozwolenie rodziców. Stanowi to bardzo istotną gdy owady nie. Jedyną grupę przekraczającą „brzydotę kwestię. Jak wyjaśnić rodzicom potrzebę trzy- owadów” – stanowią motyle. Potrafią wszak latać, lecz mania w klasie zwierzęcia, do tego owada? Wielu ich lot jest wdzięczny a skrzydła prezentują rozmaite z nich okaże się sceptycznych w skutek powszech- wzory w różnych kolorach. Jednakże i w tej grupie znaj- nego lęku przed owadami. Nauczyciel powinien

dujemy „zwycięzców” i „przegranych”. Pierwszymi są delikatnie wyjaśnić rolę wybranego zwierzęcia KRÓTKO motyle dzienne, zaś drugimi ćmy, mimo że wiele z nich w procesie edukacji. Drugą opcją jest założenie in- jest naprawdę kolorowa (ustęp o postawach Polaków na sektarium w klasie biologicznej lub laboratorium podstawie obserwacji własnych)! (a nawet na korytarzu i wyeksponowanie go na By wzbudzić choć trochę sympatii do owadów, zwie- widok ogólnodostępny dla dzieci, uczniów i stu- rząt niezwykle ważnych dla biosfery, podajemy tu przy- dentów, czy gości przedszkola / szkoły). Ta opcja kłady owadów mogących być hodowanymi w szkole, wymaga jednakże zgody dyrektora. a nawet w przedszkolach. Wyjaśniamy powody do trzy- • Pozwolenie dyrektora. Nauczyciel powinien jasno mania / hodowli owadów, jak również wskazówki jak wyjaśnić dyrekcji placówki potrzebę trzymania

klasowego zwierzęcia-owada. Wówczas dyrektor parazytoidy zabijające różne stadia motyli, mu- Część II. Przewodnik – jak hodować owady może pomóc w przekonaniu sceptycznych rodzi- chówek, chrąszczy itd.), w szkole [wersja skrócona]? ców. Mocnym argumentem za może być wyjaś- • jednocześnie są nazywane szkodnikami, gdy nienie, że tego typu akcje są nadal rzadką metodą pojawiają się masowo na plantacjach i w maga- W niniejszej polskojęzycznej wersji artykułu Część wspomagającą proces nauczania, mimo opisów zynach,, II ma formę skrótowego skryptu. Pełen przewodnik zalet hodowli owadów w szkołach z książek z XIX • transportują nasiona i zarodniki (np. mrówki), znajduje się w wersji anglojęzycznej i jest podzielony na czy XX wieku. • dostarczają cennych produktów (np. miód, jedwab, dziesięć części obejmujących poszczególne grupy owa- barwniki). dów z przykładami proponowanych gatunków do ho- Część I. Rola owadów w biosferze dowli. Ponadto każda wymieniona grupa opisana jest Każda z powyższych ról może być postrzegana w kilku akapitach (Proponowane owady; Terrarium; Wśród znanych gatunków zwierząt, owady stano- w pozytywnym lub negatywnym świetle, zależnie od Warunki; Częste problemy; Obserwacje). Wśród wy- wią ponad 70% (statystyki głównych grup organizmów punktu widzenia. Jednakże my – ludzie – stanowimy je- szczególnionych grup owadów znajdziemy: IUCN). Zwierzęta te zamieszkują i podbiły glebę, wodę dynie drobną część przyrody, o dużym wpływie na nią. • Muchy. Rząd muchówki (Diptera).

i powietrze. Żyją w większości znanych typach ekosy- Jednocześnie owady stanowią od dawien dawna ogrom- • Straszyki. Rząd straszyki (Phasmatodea). NAUKA stemów. ną jej część, aczkolwiek o niemierzalnym wpływie na • Modliszki. Rząd modliszki (Mantodea), rodzina Najogólniej rzecz ujmując, owady: świat przyrody. Mantidae. • są odpowiedzialne za zapylanie ogromnej części roślin, • są częściowo odpowiedzialne za dekompozycję, przyspieszając rozkład martwej materii organicz- nej, SZKOŁA

• przenoszą inne organizmy (często zakaźne wobec Muchy Straszyki Modliszki Motyle Kruszczyce Zajadkowate Świerszcze Szarańczaki Śpieszki Karaczany ludzi, innych zwierząt czy roślin) wewnątrz siebie Za niskie terrarium – problem z linieniem. + + (między innymi wirusy, bakterie, pierwotniaki, Kanibalizm (przegęszczenie, słabe karmienie). + + + + grzyby) lub na powierzchni ciała (między innymi Kanibalizm (drapieżnictwo). + + grzyby, roztocze, zaleszczotki), Zagrzybione podłoże, pleśnie. + + + + + + + + + • stanowią bazę pokarmową dla niezliczonej ilości Słaby materiał hodowlany (inbreed). + + + organizmów, Wspinanie się po szybie, ucieczka, zasiedlenie mieszkania. + + + +

• stanowią istotne elementy lokalnych i globalnych Potencjalnie szkodliwe dla zdrowia. * ^ # KRÓTKO systemów – sieci pokarmowych. Ich role nie ogra- niczają się wyłącznie do „jedzenia lub bycia zjedzo- Tabela 1. Podział z uwagi na powszechne problemy: nym”, ale: * wśród straszyków znajdujemy gatunki z rodziny Pseudophasmatidae tryskające drażniącą cieczą, która po wtarciu w oczy może prowadzić nawet do tymczasowej ślepoty. • owady często ograniczają populacje niektórych ^ hodowane pluskwiaki z rodzaju Platymeris (i nie tylko te) mogą bardzo boleśnie ukłuć oraz tryskać jadem. Nie są one szczególnie agresyw- gatunków roślin lub wspomagają ich wzrost ne, niemniej wprowadzenie jadu do oczu wywołuje ostre pieczenie, co w przypadku osób uczulonych może mieć poważne skutki (również i rozwój, po ukłuciu). • podobnie niektórych bezkręgowców uważanych # niektóre karaczany mogą zostawiać w terrarium alergizujące odchody powodujące duszności czy reakcje skórne. Stąd ważne są zabiegi za szkodniki (np. biedronki zjadające mszyce, higieniczne w terrarium.

• Motyle. Rząd motyle (Lepidoptera). • Kruszczyce. Rząd chrząszcze (Coleoptera), nadro- dzina Scarabaeoidea, rodzina poświętnikowate

(Scarabaeidae). Muchy Straszyki Modliszki Motyle Kruszczyce Zajadkowate Świerszcze Szarańczaki Śpieszki Karaczany • Zajadkowate. Rząd pluskwiaki (Hemiptera), rodzi- Cykl hemimetaboliczny + + + + + + + na zajadkowate (Reduviidae). Cykl holometaboliczny + + + • Świerszcze. Rząd prostoskrzydłe (Orthoptera), ro- Hodowla owadów karmowych + + + + dzina świerszczowate (Gryllidae). Mikroskopowanie + + + + + + + + + + • Szarańczaki. Rząd prostoskrzydłe (Orthoptera), Modyfikacje aparatu gębowego + + + Budowa skrzydeł + + + + + + + + + + podrząd krótkoczułkowe (Caelifera), rodzina sza- Budowa zmodyfikowanych odnóży + + + + rańczowate (Acrididae). • Śpieszki. Rząd prostoskrzydłe (Orthoptera), rodzi- Tabela 2. Podział z uwagi na obserwacje: na śpieszkowate (Rhaphidophoridae).

• Karaczany. Rząd karaczany (Blattodea). pary u liśćców przypominające nerwację blaszki liścia); karmowych bezkręgowców w sklepach zoologicznych NAUKA partenogeneza u niektórych straszyków; aposematyzm lub prowadzenia własnej hodowli. Druga opcja jest Ze względu na pobierany pokarm można je podzie- motyli i zajadkowatych; zachowania rozrodcze – taniec żmudniejsza, ale zdecydowanie lepsza, gdyż doskonale lić następująco: samców muszek owocówek, obalenie poglądu obliga- wiemy, co podajemy „karmówce”. Pamiętajmy o złotej toryjnego zjadania samca przez samicę modliszki przy zasadzie – „co zje owad karmowy, otrzyma to drapież- kopulacji (wiele czynników zależnych, nawet grubo nik”. Niestety, świerszcze ze sklepu zoologicznego stoją Owoco- Zgryza- Pokarm Pożywki / Drapieżne żerne jące mieszany substrat poniżej 50% przypadków kończy się śmiercią samca); tak dwa, trzy, niekiedy więcej dni – zamknięte pier- Kruszczy- Szarań- Zajadko- zróżnicowanie melodii u świerszczy – wabienie sami- wotnie przez dostawcę, od tamtej pory niekarmione. Karaczany Muchy SZKOŁA ce^ czaki wate cy, przypodobanie się, walka z innymi samcami i inne; Podając takie świerszcze naszym modliszkom, poda- Świer- Kruszczy- Straszyki Modliszki zrzucanie wylinek. jemy bezwartościowy pokarm (bardziej ekstremalnym szcze ce^ Powyższe tabele obrazują uogólnione informacje. przykładem są jaszczurki karmione takimi owadami). Motyle* Śpieszki Motyle* W samych grupach, takich jak straszyki spotykamy się Hodując karaczany i kruszczyce spotkamy się z proble- ^ Kruszczyce: pędraki rozwijają się w murszu powstałym ze zmie- ze znaczną różnorodnością potrzeb, wielkości i masyw- matyczną często dodatkową linią hodowlaną – muszek szania liści dębowych i bukowych na różnym etapie rozkładu ności właściwej gatunkowo, strategii rozrodczych (par- owocówek, które rozwijają się na owocach podawanych z ziemią, z kolei imagines żywią się przede wszystkim słodkimi owocami i pyłkiem kwiatów. tenogeneza, partenogeneza fakultatywna, zapłodnienie wyżej wymienionym owadom. Może być ona jednak

krzyżowe fakultatywne i obligatoryjne). Pamiętajmy przydatna, gdy posiadamy młode modliszki (ponadto KRÓTKO * Motyle: gąsienice zgryzają liście wybranych gatunków roślin, z kolei imagines piją nektar kwiatów, roztwory miodu, specjalne – w przypadku roślinożerców – o dostępności pokar- rzekotki, drzewołazy, młode gekony czy pająki i tępo- pożywki lub nie pobierają pokarmu wcale (pawice Saturniidae). mu zimą – dla wielu straszyków jest to jeżyna (liście są odwłokowce). Pewnym problemem okazać może się zimozielone), dla innych ligustr (niektóre zimozielone również głośny śpiew samców świerszczy walczących Ponadto wiele innych obserwacji: długie czułki lub późno więdnące), dla jeszcze innych liście palm, pa- o samice – niewielu zechce nocować w pokoju z dużą śpieszków jaskiniowych jako adaptacja do mieszkania proci czy ogników. Dla szarańczy zasadniczy pokarm hodowlą świerszczy. w jaskiniach, szczelinach skalnych itd.; specjalne mo- stanowi trawa, więc będzie nas czekać jej odgrzebywa- Po obszerniejsze informacje dotyczące poszczegól- dyfikacje skrzydeł (przezmianki muchówek, pokrywy – nie spod śniegu i / lub wysiew pszenicy w domu. Hodu- nych grup owadów zapraszamy do angielskiej wersji elytry – chrząszczy, specyficzne użyłkowanie pierwszej jąc zaś owady drapieżne zmuszeni jesteśmy do zakupu artykułu.

Część III. Inne owady Część IV. Ogólne korzyści z trzymania i hodowli Wydawnictw Szkolnych. Warszawa. Stawiński, W. (red.). 2000. Dydaktyka biologii i ochrony środowiska. owadów w szkole Państwowe Wydawnictwo Naukowe. Warszawa, Poznań. W handlu dostępna jest bardzo szeroka gama bez- Vetulani, I. 1957. Taniec much. Przegląd Zoologiczny 1 (3), 277. kręgowców przeznaczonych do hodowli domowych, A. Kolekcja wylinek. Wnuk, A. 1975. Uwagi o hodowli mszycożernych bzygowatych niemniej, również można pozyskiwać je ze środowiska B. Obserwacje cykli życiowych. (Syrphidae, Diptera). Przegląd Zoologiczny 19 (2), 266-268. (pamiętając o nie łapaniu gatunków objętych ochro- C. Podnoszenie umiejętności hodowlanych. ną gatunkową). Wśród nich znajdziemy mrówki (rząd D. Podnoszenie świadomości biologicznej i zrozu- Hymenoptera, rodzina Forminicidae). Na początek do- mienia przyrody. skonale nadaje się hurtnica czarna (Lasius niger), któ- E. Obniżenie fobii i strachu związanego z owadami. rej królową można złapać na początku lata, jednakże F. Owady trzymane w klasie mogą posłużyć do sek- polecamy zakup niewielkiej kolonii. Wbrew pozorom cji pokazowych lub realizowanych w ramach zajęć. nie jest to duży wydatek, a omija tym samym proble- G. Martwe owady mogą być rozpinane przez ucz- my z założeniem kolonii od podstaw. Ponadto możliwy niów i nauczyciela, następnie zdeponowane w gablotach

jest zakup dużych i znacznie trudniejszych gatunków i szkolnej kolekcji albo wyeksponowane w szkole, albo NAUKA straszyków i modliszek, innych niż opisanych (w wersji użyte w celach edukacyjnych. anglojęzycznej). Podobnie dla chrząszczy; szczególnie H. Nauka konserwowania martwych owadów. spektakularne są jelonki (Lucanidae) (unikaj hodowli I. Poznawanie bioróżnorodności owadów, ich adap- polskich gatunków odławianych ze środowiska natu- tacji ewolucyjnych i roli w przyrodzie. ralnego, niekiedy trafiają się w handlu linie hodowlane – zazwyczaj za granicą); gatunki egzotyczne często po- Literatura uzupełniająca siadają potężne żuwaczki, dzięki czemu stają się pożą- danym obiektem w hodowli, podobnie rohatyńce (Dy- Błaszak, Cz. (red.). 2012. Zoologia t. 2., cz. 2. Stawonogi. Tchawko- SZKOŁA dyszne. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. nastinae) z uwagi na kleszcze tworzone przez wyrostki Chauvin, R. 1966. Życie i obyczaje owadów. Państwowe Wydawni- głowowe i tułowiowe samców. W Polsce możliwe jest ctwo Naukowe. Warszawa. pozyskanie rohatyńca nosorożca (Oryctes nasicornis) ze Durrell, G., Durrell, L. 1985. The amateur naturalist. A practical gui- środowiska albo zakup różnych gatunków na giełdach de to the natural world. Penguin Books. Great Britain. Falniowski, A. 1973. Gromphadorrina brauneri Shelf. – endemit ma- lub przez internet. Dorosłe rohatyńce jedzą podobny dagaskarski. Przegląd Zoologiczny 17 (2), 237-242. pokarm co kruszczyce, jednakże ich larwy potrzebują Grosse, E. 1969. Z biologią za pan brat. Państwowe Wydanie „Iskry”. Warszawa.

więcej biomasy w substracie (zmieszaj rozkładające się KRÓTKO IUCN. 2013. Threatened species in past and present IUCN Red Lists. liście z glebą, dodaj drewno dębowe i bukowe w róż- Table 1 – Numbers of threatened species by major groups of orga- nych fazach rozkładu). Ponadto, niemałym bogactwem nisms (1996–2013). Available online, last access 26.04.2014. charakteryzują się karaczany. Wiele z nich jest pięknie http://cmsdocs.s3.amazonaws.com/summarystats/2013_2_RL_ Stats_Table1.pdf ubarwionych i posiada umiejętność chodzenia po gład- Jura, Cz. 2007. Bezkręgowce. Podstawy morfologii funkcjonalnej, sy- kich powierzchniach oraz lotu. Co więcej wśród kara- stematyki i filogenezy. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. czanów znajdziemy sporo gatunków nieinwazyjnych, Moraczewski, J., Riedel, W., Sołtyńska, M., Umiński, T. 1982. Ćwi- niezdolnych do przezimowania w Polsce lub przetrwa- czenia z zoologii bezkręgowców. Państwowe Wydawnictwo Na- ukowe. Warszawa. nia na dłuższą metę w mieszkaniu. Rykow, N. 1956. Metodyka nauczania zoologii. Państwowe Zakłady

2. Actias selene. 3. Dicronorrhina derbyana layardi.

Actias selene – pawica, zwana pawicą selene, gatunek Dicronorrhina derbyana layardi – chrząszcz z podrodziny azjatycki. kruszczycowatych Cetoninae. Actias selene – Indian moon moth, an asiatic species of Dicronorrhina derbyana layardi – giant emerald fruit chafer, saturniid moth. this beetle belongs to the subfamily Cetoninae. SZKOŁA

1. Acheta domesticus.

Acheta domesticus – świerszczyk domowy, samica imago. Acheta domesticus – house cricket, an adult female. KRÓTKO

4. Eurycantha calcarata ssp. 5. Gryllus bimaculatus 6. Heteropteryx dilatata

Eurycantha calcarata ssp. – straszyk indonezyjski, Gryllus bimaculatus – świerszcz śródziemnomorski, Heteropteryx dilatata – straszyk olbrzymi, samica. Ranę po podgatunek straszyka nowogwinejskiego, samice. imagines o białych oczach (cecha pojawiła się utraconym odnóżu przy linieniu można posypać mąką Eurycantha calcarata ssp. – a subspecies of the giant spiny spontanicznie w hodowli – Z. Zawada). ziemniaczaną. phasmid, females. Gryllus bimaculatus – Mediterranean field cricket, imagines Heteropteryx dilatata – Malayan jungle nymph, a female. with white eyes (the trait occurred spontaneously in culture The leg-loss wound can be dusted with potato flour. – Z. Zawada). SZKOŁA KRÓTKO

7. Locusta migratoria 8. Pachnoda marginata 9. Periplaneta australasiae

Locusta migratoria – szarańcza wędrowna. Pachnoda marginata – kruszczyca afrykańska, poczwarki Periplaneta australasiae – przybyszka australijska, karaczan Locusta migratoria – migratory locust. w kokolitach. wspinający się po gładkich powierzchniach. Pachnoda marginata – sun beetle, the pupae enclosed Periplaneta australasiae – Australian cockroach, a roach within soil cocoons. species able to climb the soft surfaces. SZKOŁA KRÓTKO

10. Peruphasma schultei 11. Platymeris biguttatus 12. Platymeris Mombo

Peruphasma schultei – straszyk diabelski, odmiana Platymeris biguttatus – pluskwiak dwuplamy / białoplamy; Platymeris sp. Mombo – pluskwiak żółtoplamy; na o różowych skrzydłach (przeważnie skrzydła drugiej pary osobnik młodociany przystawił się do ofiary (świerszcza) pierwszym planie “świeże” imago. są czerwone). imago. Platymeris sp. Mombo – orange spot assassin bug; in the Peruphasma schultei – black beauty stick insect, a specimen Platymeris biguttatus – white spot assassin bug; an foreground a “fresh” imago can be seen. from the pink-winged lineage (usually the hind-wings are immature individual taking advantage of the prey SZKOŁA red). (a cricket) caught by an imago bug. KRÓTKO

13. Platymeris Mombo oczy 14. Sphodromantis gastrica kopulacja 15. Sphodromantis gastrica pogryziona

Platymeris sp. Mombo – efekt chwilę po tryśnięciu jadem Sphodromantis gastrica – tzw. modliszka gwinejska, Sphodromantis gastrica – samica pogryziona przez w prawe oko (autor). kopulacja (samiec zielony). świerszcza podczas linienia. Platymeris sp. Mombo – an instant effect of spitting the Sphodromantis gastrica – common African praying mantis, Sphodromantis gastrica – a female severely bitten by venom into the right eye (author). mating (green male). a cricket during the moulting. SZKOŁA KRÓTKO

Nowe zadania PPP Biologia – praca z mikroskopem Komentarz Zadanie sprawdza znajomość podstawowych zasad Materiał przygotowują pracownicy Pracowni Przedmiotów pracy z mikroskopem świetlnym. Zadaniem ucznia jest Przyrodniczych IBE oraz eksperci zewnętrzni Zadanie określenie, czy przedstawione czynności prowadzą do osiągnięcia zamierzonego efektu. Problemy ukazane Poniższe zadania przygotowane są przez PPP IBE W tabeli wymieniono trzy rady dotyczące posługi- w zadaniu pojawiają się w praktycznej pracy z mikro- dla III i IV etapu edukacyjnego. Niektóre z nich skon- wania się szkolnym mikroskopem. Oceń, które z nich skopem. struowano na potrzeby badania Laboratorium Myślenia są właściwe. Zadanie okazało się dość trudne dla uczestniczą- i odtajniono po II jego cyklu. Nigdy wcześniej nie były cych w badaniu uczniów klas III gimnazjum. Prawidło- publikowane. Prezentowane zadania mają silny kon- Rada Czy jest właściwa? wo wszystkie trzy rady oceniło jedynie 28% badanych. tekst praktyczny i poruszają realne problemy, z którymi Jeśli obraz oglądanego obiektu Badani uczniowie najlepszy wynik uzyskali oceniając uczniowie mogą się zetknąć w życiu codziennym. jest zbyt mały, należy pokręcić śru- 1. o Tak /  Nie bą, aby unieść stolik z preparatem, radę 2, gdzie padło 76% odpowiedzi poprawnych. Punkt

Więcej o badaniu Laboratorium Myślenia na stro- zbliżając go do obiektywu. ten faktycznie wydaje się dość łatwy i można przypusz- NAUKA nie: eduentuzjasci.pl/pl/badania.html?id=409 Jeśli obraz oglądanego obiektu nie czać, że nawet uczniowie nieznający ani teorii, ani prak- mieści się w polu widzenia, należy 2.  Tak / o Nie tyki pracy z mikroskopem mogli intuicyjnie określić, że użyć obiektywu o mniejszym powiększeniu. przy większym powiększeniu („przybliżeniu”) mniej się Jeśli obraz jest nieostry, należy mieści w polu widzenia, zatem zmiana powiększenia kręcić śrubą do momentu, aż stolik 3.  Tak / o Nie obiektywu na mniejsze może odnieść pożądany skutek. znajdzie się w odpowiedniej odle- Nieco słabszy wynik (62% poprawnych odpowiedzi) Autorzy: głości od obiektywu. uzyskali badani uczniowie w przypadku rady 3. Być BIOLOGIA – komentarz: Grzegorz Papaj może część uczniów wybierających odpowiedź niepo- SZKOŁA CHEMIA – zadanie: Anna Pinkawa, komentarz: Małgorzata Etap edukacyjny: gimnazjum prawną nie wiedziała (i nigdy nie zwróciła na to uwagi Musialik podczas ćwiczeń praktycznych), że ustawianie ostrości FIZYKA – zadanie: Maciej Trzebiński, komentarz: Joanna Cele kształcenia – wymagania ogólne: Borgensztajn w istocie polega na zmianie odległości dzielącej prepa- II. Znajomość metodyki badań biologicznych. rat od obiektywu. GEOGRAFIA – zadanie: Justyna Żmijewska, komentarz: Uczeń (...) przeprowadza obserwacje mikroskopowe Agnieszka Lechowicz Rada 1 sprawiła uczniom najwięcej kłopotów. Od- preparatów świeżych i trwałych. powiedzi poprawnych było zaledwie 41%, co stanowi

wynik gorszy niż przy odpowiedzi wybieranej losowo. KRÓTKO Zalecane doświadczenia i obserwacje: Najprawdopodobniej większość uczniów wybierających Uczeń dokonuje obserwacji mikroskopowych pre- w tym punkcie odpowiedź „Tak” kierowała się tą samą paratów trwałych (np. tkanki zwierzęce, organizmy intuicją, co w przypadku rady 2: jeśli obraz nie mieści jednokomórkowe) i świeżych (np. skórka liścia spich- się w polu widzenia, należy odsunąć się od niego. rzowego cebuli, miąższ pomidora, liść moczarki kana- Zadanie, ze względu na bardzo dużą trudność, nie dyjskiej, glony, pierwotniaki) Zadania powstały w ramach realizowanego przez Instytut Badań nadaje się na sprawdzian. Może jednak stanowić ma- Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego.

G. Papaj, A. Pinkawa, M. Musialik, M. Trzebiński, J. Borgensztajn, J. Żmijewska, A. Lechowicz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Nowe zadania PPP | G. Papaj, A. Pinkawa, M. Musialik, M. Trzebiński, J. Borgensztajn, J. Żmijewska, A. Lechowicz | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 83 teriał do pracy na lekcji poświęconej teorii pracy z mi- Chemia – przepis na musujące kule Komentarz kroskopem. Może być również użyteczne jako element pracy domowej, przygotowującej do praktycznych zajęć do kąpieli Prezentowane zadanie powinno spodobać się za- z mikroskopii. równo uczniom, jak i nauczycielom – uczniom, ponie- waż przepis z zadania mogą wykorzystać do zrobienia Zadanie własnych kul musujących w domu, a nauczycielom, po- nieważ zadanie obejmuje swoim zakresem szereg umie- Studenci chemii na stronie internetowej swojego jętności: szukanie związków między właściwościami koła naukowego opublikowali przepis na musujące kule substancji a ich zastosowaniem w życiu codziennym, do kąpieli, które można wykonać samodzielnie w domu. analiza składu substancji (kosmetyków) oraz wnioskowanie na podstawie obserwacji (metoda badawcza). Do wykonania kul potrzebne są: Umiejętnością mierzoną w tym zadaniu jest wykorzy- • 1 szklanka sody oczyszczonej, stywanie informacji z tekstu i posiadanych wiadomości • pół szklanki kwasu cytrynowego, w praktyce. NAUKA • pół szklanki skrobi kukurydzianej, Uczniowie powinni zdawać sobie sprawę z tego, że • wyciąg z nagietka, każdy składnik kul musujących nadaje kosmetykowi • 1 łyżeczka olejku pomarańczowego, określoną właściwość. Soda oczyszczona to nazwa zwy- • 2 łyżki stołowe suszonych kwiatów nagietka, czajowa wodorowęglanu sodu (NaHCO3), stosowanego • spirytus do spryskiwania kul. jako środek spulchniający i pianotwórczy m.in. w środ- na podstawie: www.bioaktywni.umcs.lublin.pl/ kach spożywczych (np. w proszku do pieczenia) oraz dzia-alno--.html w środkach czystości. Ze względu na swe właściwości przeciwzapalne i oczyszczające skórę, soda jest idealna SZKOŁA Przeanalizuj skład musujących kul do kąpieli, a na- do produkcji różnych pieniących soli kąpielowych i kuli stępnie zdecyduj, czy stwierdzenia dotyczące ich roli są musujących. Wodorowęglan sodu jest solą słabego kwa- prawdziwe, czy fałszywe. su i mocnej zasady, która łatwo hydrolizuje w wodzie na + - kationy sodowe Na i aniony wodorowęglanowe HCO3 . Stwierdzenia dotyczące roli skład- Prawda czy fałsz? Pod wpływem kwasów soda wydziela duże ilości tlenku ników kul węgla(IV), wywołując efekt musowania cieczy. Dzieje Efekt powstawania bąbelków po

wrzuceniu kuli do wody zapewnia się tak za sprawą dość gwałtownej reakcji anionu wodo- KRÓTKO 1.  Prawda / o Fałsz reakcja miedzy sodą oczyszczoną rowęglanowego z kationem wodorowym pochodzącym i kwasem cytrynowym. od kwasu: Efekt aromatyczny kuli zapewniają 2.  Prawda / o Fałsz HCO - + H+ → CO ↑ + H O olejki oraz wyciągi z kwiatów. 3 2 2 Otrzymane w ten sposób musują- Warto podkreślić, że informacje o hydrolizie nie 3. ce kule do kąpieli należy zabezpie-  Prawda / o Fałsz są potrzebne do rozwiązania zadania. Szukając źródła czyć przed wilgocią. kationów wodorowych na liście składników do produkcji kul znajdujemy kwas cytrynowy, który jest sła- bym kwasem, uważanym za bezpieczny do stosowania

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Nowe zadania PPP | G. Papaj, A. Pinkawa, M. Musialik, M. Trzebiński, J. Borgensztajn, J. Żmijewska, A. Lechowicz | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 84 w produktach spożywczych i kosmetycznych. Kwas jest w stanach przemęczenia, zwiększonego stresu oraz • zauważy, że musujące kule łatwo reagują z wodą, cytrynowy jest kwasem owocowym o właściwościach pomocniczo w leczeniu bezsenności i depresji. a więc trzeba je zabezpieczyć przed wilgocią, a za- odkażających, ściągających i rozjaśniających. Znalazł Spryskanie gotowych kulek spirytusem sprawia, że tem stwierdzenie 3 również jest prawdziwe. szerokie zastosowanie w produkcji toników, szampo- tworzy się na ich powierzchni cienka skorupka, która Zadanie zostało zbadane na grupie 195 uczniów nów i odżywek do włosów, pełniąc w nich także funkcję zabezpiecza kruchą strukturę kul przed przypadkowy- z klas I liceum ogólnokształcącego. regulatora kwasowości kosmetyków. mi uszkodzeniami. Kolejnym składnikiem dodawanym do kul musu- Patrząc na funkcje, jakie pełnią poszczególne skład- Tabela 1. Rozkład procentowy odpowiedzi uczniów na jących jest skrobia kukurydziana. Nadaje ona kulom niki można zauważyć, że niezbędne do produkcji kul są pytania postawione w poleceniu do zadania (właściwe lekkość, dzięki której unoszą się one na wodzie. Skro- kwas cytrynowy i soda oczyszczona. Pozostałe składni- odpowiedzi zaznaczono niebieskim drukiem). bia kukurydziana to jeden z najczęściej stosowanych ki receptury można dowolnie zmieniać według potrzeb Stwierdzenia dotyczące roli skład- organicznych wypełniaczy kosmetycznych, m.in. ze – np. zastąpić skrobię olejem roślinnym i glinką czer- Prawda czy fałsz? ników kul względu na niską cenę i silne właściwości adsorpcyjne woną, a zamiast olejku pomarańczowego dodać olejek Efekt powstawania bąbelków po (doskonale wchłania sebum i wilgoć ze skóry). Jest wy- różany. Nauczyciel może zaproponować uczniom, aby wrzuceniu kuli do wody zapewnia Prawda (71,8%) / 1. korzystywana do produkcji podkładów, pudrów, róży opracowali jakąś własną recepturę kul musujących. reakcja miedzy sodą oczyszczoną Fałsz (28,2%) NAUKA i bronzerów. Do poprawnego rozwiązania tego zadania wystar- i kwasem cytrynowym. Efekt aromatyczny kuli zapewniają Prawda (98,5%) / Z kolei wyciąg z nagietka leczniczego (Calendula of- czy, że uczeń: 2. olejki oraz wyciągi z kwiatów. Fałsz (1,5%) ficinalis) powstaje w wyniku macerowania kwiatów na- • zauważy, że wśród składników kul musujących Otrzymane w ten sposób musują- Prawda (71,3%) / gietka w oliwie z oliwek. Wyciąg z nagietka zalecany jest występują soda oczyszczona i kwas cytrynowy; 3. ce kule do kąpieli należy zabezpie- Fałsz (28,7%) do wrażliwej, pękającej i podrażnionej skóry, ze wzglę- • będzie wiedział, że kwasy zawierają kationy wodo- czyć przed wilgocią. du na silne działanie nawilżające, przeciwzapalne, re- rowe H+, które reagują z (wodoro)węglanami, wy- generacyjne i bakteriobójcze. Podobne właściwości ma dzielając z nich gaz – CO2 (uczeń nawet nie musi Prawdopodobieństwo przypadkowego rozwiązania SZKOŁA susz z kwiatów tej rośliny. Zarówno susz, jak i wyciąg znać dokładnego wzoru kwasu cytrynowego), całego zadania drogą losową wynosiło 12,5%. W sumie z kwiatów nagietka wykorzystywane są w kosmetyce do a następnie wyciągnie wniosek, że bąbelki powsta- na wszystkie trzy stwierdzenia poprawnie odpowie- wyrobu płynów tonizujących, kremów, maści i mase- jące po wrzuceniu kul do wody to CO2 (stwierdze- działo 46,7% uczniów, a więc zadanie było dla nich sto- czek, w szczególności do cery suchej i wrażliwej. nie 1 jest prawdziwe); pomocna może być też wie- sunkowo łatwe. Olejek pomarańczowy ma charakterystyczny za- dza, że kwas cytrynowy jest kwasem mocniejszym W przypadku stwierdzenia 1, prawie 72% uczniów pach świeżych pomarańczy, który nada kulom musują- od kwasu węglowego oraz że kwas węglowy jest biorących udział w badaniu udzieliło poprawnej odpo- cym słodki, owocowy aromat. Pozyskiwany jest przez kwasem nietrwałym, który ulega rozkładowi na wiedzi. Uczniowie, którzy wybrali odpowiedź niepo- wytłaczanie na zimno lub przez destylację z parą wodną wodę i tlenek węgla (IV); prawną przypuszczalnie nie wiedzieli czym jest soda KRÓTKO skórek owoców drzewa słodkiej pomarańczy (Citrus Au- • zauważy, że na liście składników wymieniono olej- oczyszczona lub nie skojarzyli bąbelków powstających rantium Dulcis/Citrus Aurantium Sinensis). Stosowany ki eteryczne oraz wyciągi z pomarańczy i nagietka; po wrzuceniu kul do wody z CO2. na skórę działa dezynfekująco, łagodząco, antyoksyda- • będzie wiedział, że kwiaty zawdzięczają swój za- Najmniej problemów mieli uczniowie z odpowie- cyjnie i przeciwzmarszczkowo. Olejek pomarańczowy pach olejkom eterycznym zawierającym substan- dzią na stwierdzenie 2 – ponad 98% odpowiedziało świetnie się nadaje jako substancja zapachowa do kuli cje zapachowe i wywnioskuje, że to właśnie one poprawnie. Osoby, które wybrały błędną odpowiedź musujących, żeli pod prysznic i balsamów ze względu nadadzą kulom ładny aromat (stwierdzenie 2 jest przypuszczalnie nie wiedziały, czy wymieniony w zada- na swoje działanie relaksujące i antystresowe. Polecany prawdziwe); niu wyciąg z nagietka ma jakiś zapach. Mogły myśleć, że wyciąg był np. z części zielonych tej rośliny (warto

w otwartym opakowaniu na tyle długo, by zauważyć, że NAUKA takie chrupki po jakimś czasie robią się twarde i lekko gumowate na skutek wchłonięcia wilgoci z powietrza. Zadanie jest zgodne z następującymi wymaganiami zawartymi w podstawie programowej dla chemii na poziomie podstawowym IV etapu edukacyjnego: Tor 1 Tor 2 Wymagania ogólne: II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. SZKOŁA Uczeń zdobywa wiedzę chemiczną w sposób badawczy – obserwuje, sprawdza, weryfikuje, wnioskuje i uogólnia; wykazuje związek składu chemicznego, budowy i właściwości substancji z ich zastosowaniami; posługuje się zdobytą wie- dzą chemiczną w życiu codziennym w kontekście

dbałości o własne zdrowie i ochrony środowiska Tor 3 Tor 4 KRÓTKO naturalnego. III. Opanowanie czynności praktycznych. Źródło: własne Uczeń (…) projektuje i przeprowadza doświad- czenia chemiczne. Tor Zgodny czy niezgodny z prawami fizyki? Wymagania szczegółowe: 1.  Zgodny /  Niezgodny 2.  Zgodny /  Niezgodny 2.5. Chemia środków czystości. Uczeń: (…); analizuje 3.  Zgodny /  Niezgodny skład kosmetyków (…) i wyszukuje w dostępnych 4.  Zgodny /  Niezgodny źródłach informacje na temat ich działania.

Komentarz działania siły grawitacji ulega zakrzywieniu pod wpły- planetę i poleciał dalej, na pierwszy rzut oka nie dzieje wem tej siły. W trakcie badania pilotażowego popraw- się więc nic niepokojącego. Każde dwa ciała obdarzone masą przyciągają się nie oceniło ten schemat aż 79,7% badanych uczniów. Całość zadania poprawnie rozwiązało 18,6% ucz- grawitacyjnie. W przypadku satelitów (w tym sztucz- Dużo bardziej problematyczny okazał się kolejny ry- niów. Nie jest to wynik imponujący i świadczy on nych satelitów Ziemi) siła grawitacji pełni rolę siły do- sunek. Aby statek mógł poruszać się po torze drugim, o tym, że znaczna część uczniów, którzy wybierali w po- środkowej: satelita porusza się po okręgu wokół środka okrążając planetę po półokręgu, załoga musiałaby dwa szczególnych wierszach odpowiednią odpowiedź, robiła masy układu. Zwykle w taki właśnie sposób rozumiemy razy włączyć silniki: pierwszy raz przy zmianie trajek- to nieświadomie, nie rozumiejąc dobrze opisywanego wpływ siły grawitacji na ruch obiektów krążących wo- torii z prostoliniowej na kołową, a drugi raz – w trakcie zjawiska. Najwyraźniej uczniowie mają problemy ze kół planety. wykonywania odwrotnego manewru. Gdyby pojazd zrozumieniem wpływu siły dośrodkowej na trajektorię Tymczasem nie jest to jedyny możliwy scenariusz. poruszał się cały czas z wyłączonymi silnikami, spad- poruszającego się ciała oraz ze zrozumieniem jej roli Możemy wyobrazić sobie, że relatywnie lekkie ciało łby na powierzchnię planety po linii prostej, co praw- w sytuacji, gdy pełni ona rolę siły grawitacji. Warto za- dostaje się w pobliże planety (lub innego masywnego dopodobnie umknęło uwadze części uczniów. Strzałka tem poświęcić tym zagadnieniom odpowiednio dużo obiektu) z prędkością zbyt dużą, aby oddziaływanie na schemacie wskazująca kierunek ruchu skierowana czasu i uwagi przy omawianiu nie tylko ruchu satelitów

grawitacyjne pomiędzy nimi mogło spowodować, że jest na planetę, więc grawitacja tylko przyspieszałaby w polu grawitacyjnym, ale również wszystkich zjawisk NAUKA lżejszy obiekt zacznie okrążać masywniejszy. Jedynym ten ruch, zamiast powodować zmianę jego kierunku. związanych z ruchem po okręgu. obserwowanym efektem działania siły grawitacji będzie W tym przypadku poprawnie oceniło schemat już tylko Zadanie można wykorzystać do realizacji zapisów wówczas zmiana kierunku, w jakim porusza się mniej- 53,5% badanych osób. podstawy programowej fizyki na IV etapie edukacyj- szy obiekt. Ciało to przez pewien czas będzie poruszać Również niepoprawne są dwa ostatnie schematy. nym w zakresie podstawowym: się po krzywej, po czym oddali się samoistnie od pla- Sytuacje te byłyby możliwe tylko w przypadku, gdyby Wymagania ogólne: nety. siła grawitacji powodowała odpychanie dwóch ciał, co I. Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu po- Warto pamiętać tu o jeszcze jednej, bardzo istotniej oczywiście nie jest prawdą. Z punktu widzenia praw znanych zjawisk (…). rzeczy. Oba powyższe scenariusze są możliwe jedynie fizyki nie ma między nimi istotnej różnicy, a pomimo Wymagania szczegółowe: SZKOŁA w sytuacji, gdy obiekt zbliżający się do planety porusza to schemat trzeci poprawnie oceniło 61,1%, a czwarty – 1. Grawitacja i elementy astronomii. się po prostej nie przechodzącej przez jej środek. Aby 77,4% uczniów biorących udział w badaniu. Uczeń: siła grawitacji mogła pełnić rolę siły dośrodkowej, wek- Różnica w rozwiązywalności tych dwóch podpunk- 5) wyjaśnia wpływ siły grawitacji Słońca na ruch pla- tor prędkości obiektu musi mieć składową prostopadłą tów może wynikać z faktu, że uczniowie jako kryterium net i siły grawitacji planet na ruch ich księżyców, do kierunku działania tej siły. Jeśli obiekt ten porusza swojej oceny przyjmowali wyłącznie informację gra- wskazuje siłę grawitacji jako przyczynę spadania się po prostej przechodzącej przez środek planety, siła ficzną, bez powiązania jej z odpowiednimi prawami -fi ciał na powierzchnię Ziemi.

grawitacji powoduje jedynie zwiększenie jego prędko- zyki. W przypadku ostatniego schematu mamy bowiem KRÓTKO ści, nie wpływając w ogóle na kierunek ruchu. do czynienia z sytuacją, w której pojazd zawraca pod Prezentowane zadanie dotyczy sytuacji, gdy statek wpływem siły grawitacji, co wydaje się dosyć nielogicz- kosmiczny zbliża się do pewnej planety i, po wyłączeniu ne. Tymczasem na schemacie trzecim statek przelatuje silników, porusza się jedynie pod wpływem siły grawi- obok planety, co sprawia, że sytuacja ta wydaje się bar- tacji. Analizując rysunki, dostrzegamy, że tylko pierw- dziej prawdopodobna. Również w przypadku schematu szy tor pojazdu jest zgodny z prawami fizyki. Schemat drugiego na rozwiązywalność mogła mieć wpływ błęd- przedstawia sytuację, w której trajektoria obiektu posia- na interpretacja informacji graficznej. Pojazd ominął dającego składową prędkości prostopadłą do kierunku

Geografia – Bornholm Które czynniki rzeźbotwórcze zadecydowały Komentarz o obecnym wyglądzie skalistych atrakcji wyspy Born- holm? Wskaż po jednym czynniku rzeźbotwórczym, Zadanie odwołuje się do, często w ostatnim czasie Zadanie zaznaczając odpowiednie miejsca w tabeli. stosowanego, sposobu sprawdzania umiejętności ucz- A – działalność morza, niów – interpretacji fotografii. Sprawdza to wykorzy- Bornholm jest duńską wyspą na Morzu Bałtyckim. B – działalność wiatru, stanie wiedzy w praktyce. W tym zadaniu, o prostej Do jej atrakcji należą skaliste wybrzeża na północnym C – działalność lądolodu, konstrukcji, uczniowie muszą rozpoznać czynniki rzeź- zachodzie wyspy (fot. 1) oraz wzgórze Madsebakke D – działalność rzeki botwórcze, które ukształtowały przedstawione formy. (fot. 2). Na pierwszym zdjęciu widać wybrzeże Bornholmu. Atrakcja turystyczna Czynnik rzeźbotwórczy Uczeń powinien rozpoznać po charakterystycznych 1. Zachodnie wybrzeże  A / o B / o C / o D elementach typ wybrzeża. Jest to przykład wysokiego, 2. Wzgórze Madsebakke o A / o B /  C / o D skalistego urwiska poddawanego działalności fal morskich, nazywanego klifem lub falezą. Jako prawidłową

powinien zaznaczyć więc odpowiedź A. Jeśli nie jest NAUKA pewny swojego wyboru, może go zweryfikować drogą eliminacji. Widać, że brzeg zbudowany jest z twardych skał, o czym świadczy ich stromizna, brak osypującego się drobnego materiału i duże odłamki skalne u podnóża. Tego typu skały są dość odporne na działalność wiatru, który, wiejąc od strony morza, nie przynosi drobnego materiału powodującego korazję. Można więc wyelimi- SZKOŁA nować wiatr. Gdyby ta skała poddana była działaniu lą- dolodu, jej powierzchnia byłaby gładka, wypolerowana powolnym działaniem lodu – eliminujemy więc także lądolód. We wstępie zadania zawarta jest informacja, że Bornholm jest wyspą na Morzu Bałtyckim, a zdjęcie przedstawia jej północno-zachodnie wybrzeże, co suge-

ruje działalność morza. KRÓTKO Poprawną odpowiedź wskazało 47,3% ze 165 ucz- niów klas III gimnazjum biorących udział w badaniu, 18,2% nie dokonało wyboru. W drugiej części zadania wybieramy z tych samych czterech czynników ten, który wyrzeźbił wzgórze Madsebakke przedstawione na kolejnej fotografii. To Fot. 1. Północno-zachodnie wybrzeże Bornholmu Fot. 2. Wzgórze Madsebakke wzniesienie zbudowane jest z ogromnych odłamków Fot.: Justyna Żmijewska Fot.: Justyna Żmijewska litej skały, wypolerowanych przez czynnik zewnętrzny.

I podobnie jak w pierwszej części, jeśli uczeń nie wie, dzenia, przetwarzania i prezentowania informa- Wymagania szczegółowe: że jest to muton (baraniec, wygład lodowcowy) czyli cji geograficznych. 3.7. Wybrane zagadnienia geografii fizycznej. Uczeń forma polodowcowa, to na zasadzie eliminacji pozosta- 2.1. Identyfikowanie związków i zależności oraz wy- rozpoznaje i opisuje w terenie formy rzeźby po- łych odpowiedzi, tak jak w części pierwszej, powinien jaśnianie zjawisk i procesów. Uczeń posługuje wstałe w wyniku działania czynników rzeźbo- wskazać właściwą odpowiedź, czyli lodowiec. Wzgórza się podstawowym słownictwem geograficznym twórczych. Madsebakke nie są efektem działalności fal morskich, w toku opisywania oraz wyjaśniania zjawisk gdyż nie znajdują się na wybrzeżu; nie wyrzeźbiła ich i procesów zachodzących w środowisku geogra- rzeka, bo nie widać w pobliżu doliny; nie powstały na ficznym. skutek działania wiatru, ponieważ brak materiału, któ- ry mógłby być przenoszony przez wiatr. Prawidłowego wyboru w tej części dokonało 32,7% badanych uczniów, podczas gdy aż 21,2% wskazało Sprawdź inne zadania z komentarzami Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE bnd.ibe.edu.pl wiatr jako czynnik rzeźbiący. w Bazie Narzędzi Dydaktycznych

Zadanie w całości prawidłowo rozwiązało 26,7% NAUKA badanych uczniów gimnazjum, 40,6% odpowiedziało źle, aż 19,4% uczniów nie wskazało żadnej odpowiedzi. Świadczy to o znacznym stopniu trudności zadania. Tego typu zadanie może być wykorzystywane na lekcji jako przykład dochodzenia do prawidłowej odpowiedzi poprzez eliminację błędnych możliwości oraz ćwiczenie odczytywania informacji z obrazu graficzne- go. Ponieważ wymaganie szczegółowe podstawy pro- SZKOŁA gramowej sprawdzane przez to zadanie sformułowane jest bardzo ogólnie i nie konkretyzuje, o jakie formy rzeźby chodzi, może się zdarzyć, że np. wygład lodowcowy nie pojawi się w programie nauczania; wybrzeże klifowe jest częściej spotykaną formą, bo może być ona brana pod uwagę przy okazji omawiania Bałtyku. KRÓTKO Mierzona w zadaniu umiejętność: wnioskowanie na podstawie fotografii Wymagania ogólne: 1.2. Korzystanie z różnych źródeł informacji geogra- ficznej. Uczeń potrafi korzystać z planów, map, fotografii, rysunków, wykresów i danych staty- stycznych i tekstów źródłowych oraz technologii informacyjno-komunikacyjnych w celu groma-

Sylwetki polskich dydaktyków i nauczycieli Biologii Książka dostępna w wersji elektronicznej na stronie Recenzja książki Wydawnictwo Uniwersytetu Jana Kochanowskiego. Kielce 2014, Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego Jana wyd. 1., ss. 252, wyd. 2., ss. 269. Kochanowskiego w Kielcach pod adresem: Sylwetki polskich dydaktyków http://www.ujk.edu.pl/ibiol/files/ilona-zd-sylwetki.pdf i nauczycieli Biologii

Danuta Cichy

Inicjatywa przygotowania publikacji dotyczącej Stanowi ona cenną pozycję, zasługującą na uznanie tach międzynarodowych prowadzonych przez twór- zarysu historii dydaktyki biologii i opisanie sylwetek z kilku powodów: czych nauczycieli. dydaktyków biologii pracujących w Polsce powstała • jest konotacją historyczną kontynującą zapis osiąg- Przyznać muszę, że po przeczytaniu tytułu tego w kręgach Sekcji Dydaktyki Biologii Towarzystwa Przy- nięć dydaktyków biologii, rozdziału spodziewałam się więcej informacji o unowo- rodników im. Kopernika. Pierwsze wydanie biograficz- • wskazuje na wkład dydaktyków biologii i przyrody cześnianiu procesu dydaktyczno-wychowawczego pro- ne przygotowane było w 1987 roku pod redakcją prof. w unowocześnianie i podnoszenie efektywności wadzonego na lekcjach biologii, a także nowoczesności NAUKA dr. Stanisława Feliksiaka, zawierało 1075 biogramów. edukacji biologicznej i treści przyrodniczych, w przygotowaniu studentów na nauczycieli biologii. Następne opracowanie dotyczące biogramów „Dydak- • podkreśla rolę i znaczenie dydaktyki biologii dla Najcenniejszy jest niewątpliwie rozdział „Sylwetki tycy biologii i ochrony środowiska”, przygotowano pod efektów nauczania biologii, a także innych przed- polskich dydaktyków i nauczycieli dydaktyków i na- redakcją dr. Ryszarda Kowalskiego w roku 2003 w Za- miotów przyrodniczych, uczycieli oraz rozwój naukowy dydaktyki biologii”. kładzie Dydaktyki Biologii Instytutu Biologii Uniwer- • pokazuje rozwój edukacji biologicznej w Polsce. Zamieszczone biogramy mają różną strukturę, ponie- sytetu Podlaskiego w Siedlcach. Stanowiło ono wówczas W rozdziale „Rozwój edukacji biologicznej w Pol- waż nie o wszystkich osobach udało się zebrać pełne podstawową wiedzę o stanie osobowym dydaktyków sce” autorzy przedstawijają ewolucję edukacji biologicz- informacje. Opracowanie obejmuje okres rozwoju dy- biologii. Obydwa opracowania stanowiły podstawę do nej od XVIII wieku do czasów współczesnych. Bardzo daktyki biologii od Komisji Edukacji Narodowej do SZKOŁA zespołowego opracowania pod redakcją profesora zw. interesujące są informacje dotyczące badań nad dobo- czasów współczesnych. Zawarte są w nim sylwetki dy- dr hab. Wiesława Stawińskiego, prof. nadzw. dr hab. rem i strukturą programów nauczania oraz ich wpły- daktyków, o których można wspomieć z perspektywy Ilony Żeber-Dzikowskiej – aktualnej przewodniczącej wu na efekty kształcenia. Ciekawe są też wiadomości historycznej, oceniając ich wkład w rozwoj dydaktyki Sekcji Dydaktyki Biologii oraz dr Marii Obrębskiej i dr na temat dydaktycznej transformacji treści nauczania. biologii z perspektywy czasu i warunków wktórych żyli. Aliny Stankiewicz – członków Zarządu Sekcji „Sylwetki Znajdują się tam również informacje o prowadzonych W publikacji zawarto 117 biogramów osób zasłużo- polskich dydaktyków i nauczycieli biologii”. Ta cenna badaniach dydaktycznych i ich znaczeniu w kształto- nych dla rozwoju dydaktyki biologii. Oczywiście wkład pozycja ukazała się dzięki zaangażowaniu Zespołu Re- waniu rozumowania przyrodniczego. różnych dydaktyków można różnie oceniać. Przed- KRÓTKO dakcyjnego. W rozdziale „Udział nauczycieli i dydaktyków bio- stawiono sylwetki nauczycieli z tytułami magistrów, Książka składa się ze wstępu, następujących roz- logii/przyrody w unowocześnisniu edukacji biologicz- doktorów i samodzielnych pracowników ze stopniem działów: „Rozwój edukacji biologicznej w Polsce”, nej/przyrodniczej”. W treści tego rozdziału wskazano dr habilitowanego oraz profesorów zwyczajnych i nad- „Udział nauczycieli biologii/ przyrody w unowocześ- na rolę nauczycieli praktyków w kształceniu studen- zwyczajnych. Biorąc pod uwagę zróżnicowanie warun- nianiu edukacji biologicznej/przyrodniczej”, „Sylwetki tów przyszłych. Opisano sylwetkę nauczyciela w pełni ków, w których przyszlo im pracować i uwarunkowania polskich dydaktyków i nauczycieli biologii” oraz pod- zaangażowanego w pracę dydaktyczno-wychowawczą. środowiskowe, a także możliwości prowadzenia badań sumowania. Wspomiano o prowadzeniu badań krajowych i kontak- i publikowania swoich osiągnięć, wkład naukowy jest

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Recenzja książki | Danuta Cichy | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 90 zróżnicowany. Obecnie mamy pięciu doktorów z tytu- łem doktora habiltowanego (prof. nadzw.) oraz dwóch profesorów zwyczajnych, wszyscy uzyskali ten tytuł legitymując się w mniejszym lub większym stopniu dorobkiem i badaniami z dydaktyki biologii i zajmują się aktualnie badaniami z dydaktyki biologii, ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju. Z przykrością trzeba stwierdzić, że polityka eduka- cyjna nie sprzyja rozwojowi badań z dydaktyki biologii. Rozwiązywne są zakłady dydaktyki biologii, a badania i kształcenie z dydaktyki biologii ukierunkowuje się na pedagogikę ogolną. Serdeczne podziękowania składam Redaktorom tej

publikacji za trud, jaki ponieśli w zebraniu biogramów, NAUKA za ich opracowanie i przygotowanie do druku, a Wła- dzom i Wydawnictwu Uniwersytetu Jana Kochanow- skiego w Kielcach – za pomoc w wydaniu tej pozycji. Żywię nadzieję, że Zarząd Sekcji podejmie trud na- stępnego wydania, na pewno warto – dla świadomości Władz i osób obecnie pracujących w dydaktyce biologii, których biogramów z różnych przyczyn zabrakło w tym wydaniu. Gorąco zachęcam władze decydujące SZKOŁA o kształceniu nauczycieli, dydaktyków i nauczycieli biologii do zajrzenia na strony tej pożytecznej publikacji.

Prof. zw. dr hab. Danuta Cichy dydaktyk biologii i ochrony środowiska KRÓTKO

Tydzień mózgu Studencka sesja wykładowa i telekonferencja Tygodnia Mózgu w Szczecinie 2014

Michał Skoczylas, Ewa Siwiec

11 marca 2014 roku studencka sesja wykładowa i telekonferencja rozpoczęły szczecińskie obchody Tygo- dnia Mózgu (Brain Awareness Week). Konferencja „Tydzień Mózgu w Szczecinie 2014” NAUKA była drugą edycją spotkań pod patronatem JM Rektora Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie Profesora dr. hab. Andrzeja Ciechanowicza. Konferen- cję zorganizowano we współpracy The Dana Founda- tion z siedzibą w Nowym Jorku, Pomorskiego Uniwer- sytetu Medycznego w Szczecinie, Zakładu Diagnostyki Funkcjonalnej i Medycyny Fizykalnej PUM, Zakładu

Biochemii i Żywienia Człowieka Katedry Biochemii SZKOŁA i Chemii Medycznej PUM, Sekcji Telemedycyny Pol- skiego Towarzystwa Lekarskiego oraz Oddziału Szcze- cińskiego i Sekcji Nauk o Człowieku Polskiego Towa- rzystwa Przyrodników im. Kopernika. Tydzień Mózgu został zainicjowany przez The Dana Foundation w Stanach Zjednoczonych w 1996 roku. Od 1999 roku jest organizowany przez Polskie Towarzy- KRÓTKO stwo Przyrodników im. Mikołaja Kopernika w Krako- sytetu Medycznego, Northeast Ohio Medical University zjologiczne zmiany zachodzące w organizmie podczas wie. Celem Tygodnia Mózgu jest popularyzacja proble- (Stany Zjednoczone) i Friedrich-Alexander-Universität każdej z nich. Omówiła też czynniki zaburzające sen, matyki badań nad biologią mózgu i zwrócenie uwagi na Erlangen-Nürnberg (Niemcy). Sesję prowadzili dokto- w tym różne jednostki chorobowe, oraz konsekwencje konieczność postępu nauk w zakresie poznania natury ranci Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego mgr Ewa niewyspania. Przedstawienie cech alkoholowego ze- zaburzeń budowy i funkcji mózgu oraz zwalczanie pięt- Siwiec i lek. Michał Skoczylas. społu płodowego w różnicowaniu z rzadkimi zespo- na wywoływanego przez choroby. Konferencja została zainaugurowana wykładem łami genetycznymi było celem wykładu Anny Walat W pierwszym dniu „Tygodnia Mózgu w Szczecinie mgr Ewy Siwiec pt. Kiedy mózg mówi „Dobranoc”. i Agnieszki Serafin. Klaudia Bartoszewicz omówiła 2014” prelegentami byli studenci Pomorskiego Uniwer- Prelegentka przedstawiła poszczególne fazy snu i fi- choroby przenoszone przez kleszcze ze szczególnym

Pierwszy Tydzień Mózgu w Szczecinie odbył się w roku 2013. Szczegółowy opis tej konferencji zamieszczono w pierwszym numerze ubiegłorocznego Biuletynu Informacyjnego Pomorskiego Uniwersyte- tu Medycznego w Szczecinie, a artykuły prezentujące omawiane tematy oraz wyniki badania ankietowego z opiniami słuchaczy zostały opublikowane w czasopi- śmie Polskiego Towarzystwa Przyrodników im. Koper- nika pt. Wszechświat. Pismo Przyrodnicze w 2013 roku (numery 8–9 i 10–12). Autorzy kierują zaproszenie do osób zainteresowanych uczestnictwem w Tygodniu Mózgu w przyszłym roku. Planowany program obejmuje spotkania dla dzie-

ci i młodzieży oraz naukową sesję wykładową. Dane NAUKA kontaktowe są podane na stronach internetowych: uwzględnieniem neuroboreliozy i zapalenia mózgu • Oddziału Szczecińskiego: http://www.szczecin. przenoszonego przez kleszcze. Znaczenie diety w profi- ptpk.org, laktyce i wspomaganiu leczenia osób z chorobą Alzhe- • Sekcji Nauk o Człowieku: http://www.hbpl.ptpk. imera oraz chorobą Parkinsona było tematem wykładu org Mai Czerwińskiej i Joanny Hołowko. Studentki szcze- • oraz w zakładkach strony Zarządu Głównego Pol- gółowo omówiły skomponowanie jakościowe i ilościo- skiego Towarzystwa Przyrodników im. Mikołaja we posiłków, które spowalniają postęp ww. chorób. Kopernika: http://www.ptpk.org. SZKOŁA W telekonferencji aktywnie uczestniczyli Ajleeta Sangtani, studentka Northeast Ohio Medical University lek. Michał Skoczylas, w Stanach Zjednoczonych oraz Marc Strinitz, student Klinika Patologii Noworodka Pomorskiego Uni- Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg wersytetu Medycznego w Szczecinie, sekretarz Sekcji w Niemczech. Ajleeta Sangtani wygłosiła wykład pt. Nauk o Człowieku Polskiego Towarzystwa Przyrodni- The Use of EEG in Neonatology, w którym omówiła ków im. Kopernika

znaczenie diagnostyczne elektroencefalogramu u no- KRÓTKO worodków. Marc Strinitz w wykładzie pt. Intraven- mgr Ewa Siwiec, tricular Hematoma przedstawił patogenezę krwawień Zakład Biochemii i Żywienia Człowieka Katedry do układu komorowego mózgu oraz zagadnienia diag- Biochemii i Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwer- nostyki i leczenia. Łączność z prelegentami uzyskano sytetu Medycznego w Szczecinie, sekretarz Oddziału poprzez komunikator Skype. Pełne sprawozdanie z ca- Szczecińskiego Polskiego Towarzystwa Przyrodników łej konferencji zostanie opublikowane w Biuletynie In- im. Kopernika formacyjnym Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie.

Nowości ze świata nauki Depeszę przygotowała Małgorzata Musialik z Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE

Małpia zabawa a prawa autorskie

Nie tylko ludzie lubią sobie robić „słitfocie”. Fotograf ło wykorzystane jako ilustracja anglojęzycznej strony David Slater w 2011 r. podczas swego pobytu na indone- Wikipedii poświęconej makakom czubatym. Zdjęcie zyjskiej wyspie Sulawesi postanowił uwiecznić niezwy- zostało zakwalifikowane przez Wikimedię jako wolne kle rzadki gatunek makaka czubatego. Wiele zdjęć z tej od praw autorskich i udostępnione w bazie Wikimedia wyprawy osiągnęło niesamowitą popularność w sieci, Commons. Baza Wikimedii liczy ponad 22 miliony dar-

a to za sprawą autorki tych fotografii – samicy maka- mowych fotografii i filmów, które każdy może wykorzy- NAUKA ka, która „pożyczyła” aparat od fotografa i zrobiła setki stywać w dowolny sposób. Na początku 2012 roku Sla- zdjęć, w tym kilka niezwykle udanych autoportretów. ter zażądał od Wikimedii usunięcia zdjęcia z domeny Od kiedy zdjęcia trafiły na stronę Wikipedii poświę- publicznej, motywując to faktem, że został pozbawiony coną makakom czubatym, David Slater domaga się od przychodów ze zdjęcia, które mu się należą choćby z ty- Wikimedii usunięcia fotografii z domeny publicznej. tułu kosztów podróży i sprzętu, jakie poniósł w związ- Wikimedia argumentuje z kolei, że to makak jest auto- ku z wyprawą do Indonezji. Wikimedia usunęła zdjęcie rem zdjęć, a nie właściciel aparatu. z bazy, jednak po jakimś czasie trafiło ono ponownie Zagrożone wyginięciem czarne makaki czubate na Wikipedię, oznaczone jako wolne od praw autor- SZKOŁA (Macaca nigra syn. Cynopithecus Niger) to gatunek en- skich. Spór fotografa z przedstawicielami Wikimedii demiczny makaków, występujący niemal wyłącznie na rozgorzał na nowo. Wydawcy Wikimedii utrzymują, że terenie dwóch wysp indonezyjskich – w północnej czę- Slater nie jest właścicielem praw autorskich, ponieważ ści Sulawesi oraz na wyspie Pulau Bacan. Kiedy brytyj- zdjęcie zrobił sam makak, a więc to on powinien posia- ski fotograf przyrody David Slater dokumentował życie dać pełnię praw autorskich do własnego autoportretu. tych ssaków, jedna z samic wykorzystała chwilę nie- W ocenie praw autorskich Wikimedia powołuje się na

uwagi i zaczęła się bawić aparatem fotograficznym na- prawo amerykańskie (siedziba Wikimedii mieści się na KRÓTKO leżącym do Slatera. Większość fotografii była kiepskiej terenie USA), zgodnie z którym prawa autorskie mogą jakości, ale samicy makaka czubatego udało się zrobić przysługiwać wyłącznie „osobom”, a więc faktyczny au- także kilka rewelacyjnych zdjęć, w tym to najsłynniej- tor zdjęcia – makak – nie może posiadać praw własności sze, na którym widać roześmianą „fotografkę” pozującą autorskiej. Ryc. 1. Słynny autoportret samicy makaka czubatego do autoportretu. Wikimedia postanowiła rozwiązać konflikt prze- wykonany w 2011 r. Autoportret makaka wzbudził olbrzymie zaintere- prowadzając wśród swojej społeczności głosowanie, co sowanie w mediach i portalach informacyjnych na ca- zrobić z autoportretami makaka. Społeczność Wiki- Źródło: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ thumb/5/52/Macaca_nigra_self-portrait.jpg/640px-Macaca_ni- łym świecie. Problem pojawił się, kiedy zdjęcie zosta- medii ma tydzień na podjęcie decyzji, jednak z ankiety gra_self-portrait.jpg

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Nowości ze świata nauki | Małgorzata Musialik | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014 94 przeprowadzonej przez „The Telegraph” wiadomo, że zdania będą podzielone – 42,5% respondentów uwa- żało, że właścicielem praw do zdjęcia jest David Slater, 41,2% głosowało na makaka, a 16,3% uznało, że zdjęcie nie należy do nikogo i powinno się znaleźć z domenie publicznej. Patrząc na ryc. 2 można się zastanawiać, czy makaki i Slater nie są po prostu „współwłaścicielami” fotografii, więc powinni się dzielić profitami z tantiem. Pan Slater dostawałby je w funtach, a makaki w postaci owoców. Małgorzata Musialik, PPP IBE

Literatura NAUKA http://www.telegraph.co.uk/technology/news/11015672/Wikipedia- -refuses-to-delete-photo-as-monkey-owns-it.html http://www.tvn24.pl/ciekawostki-michalki,5/malpa-nacisnela- -spust-migawki-ludzie-sie-kloca-o-prawo-do-zdjec,456902.html http://en.wikipedia.org/wiki/Celebes_crested_macaque http://deser.pl/deser/1,111858,16441292.html SZKOŁA

Ryc. 2. Fotograf David Slater wśród makaków czubatych. Zgadnijcie kto trzyma aparat… Źródło: http://static.guim.co.uk/sys-images/Guardian/Pix/pictures/2011/7/5/1309872933278/The-monkey-snaps-a-shot-o-014.jpg KRÓTKO

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 załącznik

Karta pracy Zadanie 2. Wymień trzy stany skupienia wody i podaj przykłady ich Zadanie 3. Uzupełnij kolejność wpisując w kratki odpowiednie numery występowania w przyrodzie. od 1 do 5.

Zadanie 1. Uzupełnij zdania. a)  Woda spada na ziemię w postaci deszczu lub śniegu. a) Lód b)  Para wodna unosi się znad morza, lasów, pól. Lód pod wpływem (wyższej/niższej) ……………….. tem-  Topniejący śnieg spływa z gór. peratury otoczenia zmienia swój stan skupienia (szyb- c)  W zetknięciu pary wodnej z zimnym powie- ciej/wolniej) ………………. ze stałego na (ciekły/gazowy) trzem tworzą się chmury. ……………………… Mówimy, że wtedy lód (topnieje/  Woda wsiąka w ziemię. paruje) …………………… Lód ………………………… po powierzchni wody. Świadczy to o tym, że jest (cięż- Następnie uzupełnij schemat wpisując w białe pola na szy, lżejszy)……………………………………od wody rysunku odpowiednie numery od 1 do 5. w stanie ciekłym. b) Woda Woda (ma/nie ma) ………………… swojego kształtu. (Przyjmuje/Nie przyjmuje) …………… kształt naczynia, w którym się znajduje. Woda jest cieczą (barwną/ bezbarwną) ………………. oraz (pachnąca/bez zapachu) ………………… Pod wpływem (niskiej/wysokiej) temperatury zmienia ciekły stan skupienia na (stały/gazowy) …………………………, czyli zamienia się w lód. Proces ten nazywany jest (parowaniem/zamarzaniem) …………………………. c) Para wodna Proces zmiany ciekłego stanu skupienia na gazowy nazywa się (skraplanie/parowaniem) ………………….. Szybkość parowania (zależy/nie zależy) ……………… od powierzchni parowania. Po chuchnięciu na lusterko pojawiły się na nim (płatki śniegu/krople wody) ……………………….., ponieważ w powietrzu wydy- chanym znajduje się (lód/ para wodna) ………………. ……………….. Na chłodnym lusterku uległa ona (zamar- znięciu/skropleniu) …………………………………….. Stan skupienia wody zależy od (wilgotności/temperatury) ...... otoczenia.

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014, załącznik | © for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2014 załącznik

Zadanie 4. Jakie znaczenie ma woda? Wypisz po 3 przykłady. dla ludzi dla środowiska dla gospodarki

Zadanie 5. Uzupełnij. Źródła zanieczyszczenia wody naturalne pochodzące z działalności człowieka

Zadanie 6. Sformułuj pytanie badawcze, hipotezę i przeprowadź doświadczenie. Uzupełnij tabelę i odpowiedz na pytania.

Pytanie badawcze: ………………………………………………………………………….. Hipoteza: ……………………………………………………………………………………. Codzienne czynności Użyte detergenty

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014, załącznik | © for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2014 załącznik

Zadania domowe Sól

Zadanie 1. Jakie znasz skutki zanieczyszczenia wody? Cukier

……………………………………………………………… Olej ……………………………………………………………… Pieprz ……………………………………………………………… Piasek ……………………………………… Mąka Zadanie 2. Wymyśl hasło lub wierszyk zachęcający do oszczędzania wody. Wniosek: …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………......

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014, załącznik | © for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2014 załącznik

Mokre zagadki • Rośnie głową w dół, zimą nie latem, nie w polu, ale pod okapem. • Zimny, biały z nieba leci, Gdy słońce mocniej przygrzeje bardzo go lubicie dzieci. to z żalu ciurkiem łzy leje. /sopel lodowy/ A gdy słońce mocniej grzeje, • Na szybach w oknie zimą, nie wiosną, to się woda z niego leje. /śnieg/ dziwne paprocie i kwiaty rosną. • Zwykle się rozlewa, leje, Takie są gęste, srebrne, leciuchne. czasem jak kamień twardnieje. Chcę świat zobaczyć, to na nie chuchnę. /szron/ Bez niej trawy usychają, a zwierzęta umierają. /woda/ Ankieta ewaluacyjna • Gdy go długo nie ma wszyscy narzekają, Wyraź swoją opinię na temat atmosfery, jaka panowała podczas zajęć, poruszanego tematu oraz pracy w grupach sta- a gdy przyjdzie, pod parasol wiając kropkę w miejscu, który odzwierciedla Twój nastrój podczas zajęć. przed nim się chowają. /deszcz/ • Mieszkam wysoko na niebie, Atmosfera podczas zajęć Temat zajęć Praca w parach ale na Ziemi, tam w dole, gdy tylko mnie zobaczą chwytają za parasole. /chmura/ • Ma na dnie piasek albo kamienie. Do morza spieszy wciąż niestrudzenie. /rzeka/ • Wprawdzie woda – lecz nie woda. Przypnij łyżwy, rękę podaj! Po tej wodzie – lecz nie wodzie, będziemy się ślizgać co dzień. /lód/ • Rankiem srebrzy się na łące Potem wysuszy ją słońce. /rosa/ • Kropelki wody na głowy padają. Wszyscy przed nimi pod dach uciekają. /deszcz/ • Gdy spadnie po raz pierwszy, świat robi się bielszy. Wyciągamy narty, sanki, dzieci lepić chcą bałwanki. /śnieg/ • Służy do picia, służy do mycia, bez niej na Ziemi nie byłoby życia. /woda/ • Gdzie jest woda tak czysta i chłodna? Wiadro po nią się spuszcza aż do dna. /studnia/

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014, załącznik | © for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2014 załącznik Biologia – praca z mikroskopem

Zadanie Zadanie Zadanie

W tabeli wymieniono trzy rady dotyczące posługi- W tabeli wymieniono trzy rady dotyczące posługi- W tabeli wymieniono trzy rady dotyczące posługi- wania się szkolnym mikroskopem. Oceń, które z nich wania się szkolnym mikroskopem. Oceń, które z nich wania się szkolnym mikroskopem. Oceń, które z nich są właściwe. są właściwe. są właściwe.

Rada Czy jest właściwa? Rada Czy jest właściwa? Rada Czy jest właściwa?

Jeśli obraz oglądanego obiektu Jeśli obraz oglądanego obiektu Jeśli obraz oglądanego obiektu jest zbyt mały, należy pokręcić śru- jest zbyt mały, należy pokręcić śru- jest zbyt mały, należy pokręcić śru- 1. o Tak / o Nie 1. o Tak / o Nie 1. o Tak / o Nie bą, aby unieść stolik z preparatem, bą, aby unieść stolik z preparatem, bą, aby unieść stolik z preparatem, zbliżając go do obiektywu. zbliżając go do obiektywu. zbliżając go do obiektywu. Jeśli obraz oglądanego obiektu nie Jeśli obraz oglądanego obiektu nie Jeśli obraz oglądanego obiektu nie mieści się w polu widzenia, należy mieści się w polu widzenia, należy mieści się w polu widzenia, należy 2. o Tak / o Nie 2. o Tak / o Nie 2. o Tak / o Nie użyć obiektywu o mniejszym użyć obiektywu o mniejszym użyć obiektywu o mniejszym powiększeniu. powiększeniu. powiększeniu. Jeśli obraz jest nieostry, należy Jeśli obraz jest nieostry, należy Jeśli obraz jest nieostry, należy kręcić śrubą do momentu, aż stolik kręcić śrubą do momentu, aż stolik kręcić śrubą do momentu, aż stolik 3. o Tak / o Nie 3. o Tak / o Nie 3. o Tak / o Nie znajdzie się w odpowiedniej odle- znajdzie się w odpowiedniej odle- znajdzie się w odpowiedniej odle- głości od obiektywu. głości od obiektywu. głości od obiektywu.

Zadanie Zadanie Zadanie

Rada Czy jest właściwa? Rada Czy jest właściwa? Rada Czy jest właściwa?

Zadanie powstało w ramach realizowanego przez Instytut Badań Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 3/2014, załącznik oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego. załącznik Chemia – przepis na musujące kule do kąpieli

Zadanie Zadanie Zadanie

Studenci chemii na stronie internetowej swojego Studenci chemii na stronie internetowej swojego Studenci chemii na stronie internetowej swojego koła naukowego opublikowali przepis na musujące kule koła naukowego opublikowali przepis na musujące kule koła naukowego opublikowali przepis na musujące kule do kąpieli, które można wykonać samodzielnie w domu. do kąpieli, które można wykonać samodzielnie w domu. do kąpieli, które można wykonać samodzielnie w domu.

Do wykonania kul potrzebne są: Do wykonania kul potrzebne są: Do wykonania kul potrzebne są: • 1 szklanka sody oczyszczonej, • 1 szklanka sody oczyszczonej, • 1 szklanka sody oczyszczonej, • pół szklanki kwasu cytrynowego, • pół szklanki kwasu cytrynowego, • pół szklanki kwasu cytrynowego, • pół szklanki skrobi kukurydzianej, • pół szklanki skrobi kukurydzianej, • pół szklanki skrobi kukurydzianej, • wyciąg z nagietka, • wyciąg z nagietka, • wyciąg z nagietka, • 1 łyżeczka olejku pomarańczowego, • 1 łyżeczka olejku pomarańczowego, • 1 łyżeczka olejku pomarańczowego, • 2 łyżki stołowe suszonych kwiatów nagietka, • 2 łyżki stołowe suszonych kwiatów nagietka, • 2 łyżki stołowe suszonych kwiatów nagietka, • spirytus do spryskiwania kul. • spirytus do spryskiwania kul. • spirytus do spryskiwania kul.

na podstawie: www.bioaktywni.umcs.lublin.pl/ na podstawie: www.bioaktywni.umcs.lublin.pl/ na podstawie: www.bioaktywni.umcs.lublin.pl/ dzia-alno--.html dzia-alno--.html dzia-alno--.html

Przeanalizuj skład musujących kul do kąpieli, a na- Przeanalizuj skład musujących kul do kąpieli, a na- Przeanalizuj skład musujących kul do kąpieli, a na- stępnie zdecyduj, czy stwierdzenia dotyczące ich roli są stępnie zdecyduj, czy stwierdzenia dotyczące ich roli są stępnie zdecyduj, czy stwierdzenia dotyczące ich roli są prawdziwe, czy fałszywe. prawdziwe, czy fałszywe. prawdziwe, czy fałszywe.

Stwierdzenia dotyczące roli skład- Stwierdzenia dotyczące roli skład- Stwierdzenia dotyczące roli skład- Prawda czy fałsz? Prawda czy fałsz? Prawda czy fałsz? ników kul ników kul ników kul Efekt powstawania bąbelków po Efekt powstawania bąbelków po Efekt powstawania bąbelków po wrzuceniu kuli do wody zapewnia wrzuceniu kuli do wody zapewnia wrzuceniu kuli do wody zapewnia 1. o Prawda / o Fałsz 1. o Prawda / o Fałsz 1. o Prawda / o Fałsz reakcja miedzy sodą oczyszczoną reakcja miedzy sodą oczyszczoną reakcja miedzy sodą oczyszczoną i kwasem cytrynowym. i kwasem cytrynowym. i kwasem cytrynowym. Efekt aromatyczny kuli zapewniają Efekt aromatyczny kuli zapewniają Efekt aromatyczny kuli zapewniają 2. o Prawda / o Fałsz 2. o Prawda / o Fałsz 2. o Prawda / o Fałsz olejki oraz wyciągi z kwiatów. olejki oraz wyciągi z kwiatów. olejki oraz wyciągi z kwiatów. Otrzymane w ten sposób musują- Otrzymane w ten sposób musują- Otrzymane w ten sposób musują- 3. ce kule do kąpieli należy zabezpie- o Prawda / o Fałsz 3. ce kule do kąpieli należy zabezpie- o Prawda / o Fałsz 3. ce kule do kąpieli należy zabezpie- o Prawda / o Fałsz czyć przed wilgocią. czyć przed wilgocią. czyć przed wilgocią.

Zadanie

W jednym ze znanych seriali science-fiction załoga statku kosmicznego w momencie zbliżania się do planety wyłą- czyła silniki. Janek, próbując sobie wyobrazić tory statku, narysował następujące sytuacje: Zadecyduj, które z narysowanych torów są zgodne z prawami fizyki.

Tor 1 Tor 2

Tor 3 Tor 4

Źródło: własne

Tor Zgodny czy niezgodny z prawami fizyki? 1.  Zgodny /  Niezgodny 2.  Zgodny /  Niezgodny 3.  Zgodny /  Niezgodny 4.  Zgodny /  Niezgodny

Zadanie Fot. 1. Północno- Bornholm jest duńską wyspą na Morzu Bałtyckim. zachodnie Do jej atrakcji należą skaliste wybrzeża na północnym wybrzeże zachodzie wyspy (fot. 1) oraz wzgórze Madsebakke Bornholmu (fot. 2). Fot.: Justyna Żmijewska Które czynniki rzeźbotwórcze zadecydowały o obecnym wyglądzie skalistych atrakcji wyspy Born- holm? Wskaż po jednym czynniku rzeźbotwórczym, zaznaczając odpowiednie miejsca w tabeli. A – działalność morza, B – działalność wiatru, C – działalność lądolodu, D – działalność rzeki

Atrakcja turystyczna Czynnik rzeźbotwórczy Fot. 2. Wzgórze Madsebakke 1. Zachodnie wybrzeże o A / o B / o C / o D Fot.: Justyna Żmijewska 2. Wzgórze Madsebakke o A / o B / o C / o D