Eliömaailma (BI1)

Tavoitteita

Keskeisenä tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää yleisbiologian tutkimusalan ja sen peruskäsitteet sekä luonnon monimuotoisuuden molekyylitasolta biosfääriin. Tiedollisiin tavoitteisiin kuuluu myös evoluutioajatuksen ja ekologian perusteiden ymmärtäminen.

Taidolliset tavoitteet ohjaavat luonnontieteellisten tutkimusmenetelmien käyttöön, havaintojen tekoon ja kirjaamiseen sekä ongelmakeskeiseen tutkimiseen.

Opiskelemalla luonnon monimuotoisuutta, elämän kehittymistä ja sen häiriintymätöntä toimintaa kehittyvät positiiviset asenteet elämän kunnioittamiseksi.

Mikroskopointi

Suurennuslaitteilla on tärkeä asema biologisessa tutkimuksessa. On vaikea kuvitella kasvitieteilijää ilman luppia taikka planktontutkijaa tai sytologia ilman mikroskooppia tai elektronimikroskooppia. Lintujen tarkkailijalle kaukoputki tai kiikarit ovat välttämättömät, ja parhaat luontokuvat on otettu teleobjektiiveja käyttäen. Näiden laitteiden käyttö ei ole harjoittelematta selvää. Usein koulujen mikroskoopit on pilattu, kun niiden käyttöä ei ole harjoiteltu rauhassa.

Johtopäätösten teko ja ilmiöiden ymmärtäminen paranevat, kun käytetyn suurennuksen ilmoittaa havaintojen yhteydessä.

Näytteen piirtäminen on tärkeä työvaihe. Kuvaan tulisi merkitä myös käytetty suurennos. Kuvassa opiskelijan piirros lehväsammalen solusta koulun valomikroskoopilla tutkittuna.

Suurennuslaitteita käytettäessä on tunnettava

  • laitteen käyttötarkoitus ja suurennus
  • käyttövaatimukset
  • huolto ja säilytys
  • rajoitukset.

Käyttöön kuuluu usein valmistelevia vaiheita, kuten

  • preparaatin valmistus tai kestopreparaatin hankinta
  • näytteen otto
  • näytteen värjäys
  • muu tarpeellinen esikäsittely.

Joskus näytteen valmistaminen ei onnistu, vaan on tehtävä uusi preparaatti. Tätä varten on varattava aikaa, sillä piirrokset ja muutkin havainnot on syytä tehdä hyvin onnistuneista näytteistä. Harjoittelun jälkeen taidot näytteen valmistelussa paranevat varmasti.

Mikroskopointi

  1. näytteen otto tai valmistaminen
  2. aihepiirin kirjallisuuteen tutustuminen
  3. tutkimushypoteesin kirjaaminen
  4. havaintojen teko mikroskooppia käyttäen
  5. tuloksen tallentaminen piirtäen tai kuvaten
  6. välineiden puhdistaminen ja talletus
  7. tulosten tulkinta ja esittäminen
  8. tulosten tallentaminen

Esimerkkinä planktonlajiston tutkiminen

Tutkimusongelma:
Mitä planktonlajisto indikoi?

Aihepiiriin tutustuminen:
Tutustu lähdekirjoista, planktonoppaista tai Internetistä hankittuun taustamateriaaliin.

Työhypoteesi:
Muodosta tehtävää varten hypoteesi.

Näytteen otto:
Valitse sopiva planktonhaavi ja ota näyte tai näytteet tutkimusalueelta.

Mikroskopointi:
Planktonnäytteiden tutkimiseen sopii valomikroskooppi tai faasi-vastakohtamikroskooppi. Parhaan tuloksen saa, jos näytettä pääsee tutkimaan pian näytteenoton jälkeen. Jos käytössä on revolverimikroskooppi eri suurennuksin, aloita aina pienimmällä suurennuksella ja hanki yleiskuva näytteestä. Etene vähitellen suurempiin suurennuksiin. Planktonoppaiden avulla pystyt tunnistamaan joitakin lajeja.

Tulosten tallentaminen:
Piirrä kuvat havaitsemistasi indikaattorilajeista. Jos käytössä on mikroskooppiin liitetty kamera, voi näytteet kuvata. Myös tv:n tai tietokoneen kautta voi esittää näkymiä.

Tulosten esittäminen:
Esitä piirrokset tai muuten taltioidut tulokset raportin yhteydessä.

Johtopäätökset:
Vertaa tuloksia jo tehtyihin tutkimuksiin. Tunnista indikaattorilajit ja arvioi tulosta niiden perusteella. Hae myös tietoja vuodenaikojen vaikutuksesta planktonin esiintymiseen.

Esimerkki näytealan minimikoon määrittämisestä

Tutkimuskohde: Kangasmetsä tai koulun piha. Kenttäkerroksen tutkiminen.

Toteutus: Tunnista kenttäkerroksen kasvilajit aluksi 0,25 neliömetrin alalta eli 0,5 x 0,5 metrin näyteruudulta. Merkitse lajin esiintyminen rastilla.

Lisää näytealan koko yhdeksi neliömetriksi ja luetteloi sillä olevat lajit kuten edellä.

Tee seuraava arvio kahden neliömetrin alalta.

Jatka vielä neljän, kahdeksan ja kuudentoista neliömetrin ruutujen lajimäärän selvittäminen.

Tulos: Kun lajiluku ei enää merkittävästi lisäänny, on näytealan minimikoko sopiva.

Koeruudun ala

Laji 1

Laji 2

Laji 3

Laji 4

 Laji 5

 Laji 6

 Laji n

 Lajeja yhteensä

0,5 x 0,5 m

x

-

-

-

-

-

x

2

1 x 1 m

x

x

-

-

-

-

x

3

1 x 2 m

x

x

-

-

-

x

x

4

2 x 2 m

x

x

x

-

-

x

x

5

2 x 4 m

x

x

x

x

-

x

x

6

4 x 4 m

x

x

-

x

x

x

x

6

Diagrammista voi päätellä, että näytealan minimikoko tulisi olla 8 m2. Jos tutkitaan yhden neliömetrin ruutuja, mikä on varsin tavallista, tarvitaan luotettavaan tulokseen siis kahdeksan ruudun tulos. Parityönä 16 oppilaan ryhmä tekee tehtävän nopeasti ja lajien tunnistamiseen luokassa jää vielä aikaa.

Risto Hamari & Mervi Holopainen |Kuva: Mervi Holopainen