Детские картины и аппликации из листьев — 2
Детские аппликации из листьев и картины из листьев своими руками, фото. Часть 2.
Продолжение. Первую часть статьи с детскими аппликациями и картинами из листьев на темы «Осень», «Осенняя природа», «Композиции из осенних листьев», «Растения» и т.д. смотрите ЗДЕСЬ.
В этой части статьи — фотографии детских картин и аппликаций из листьев на тему «Животные из осенних листьев»: совы, павлины и другие птицы, ежики, рыбы и т.д.
Картины и аппликации из листьев «Птицы: совы, павлины, петушок, лебедь, жар-птица»
Светлана, 2 года 3 мес., «Любимые зверюшки» (2) — аппликация из листьев с совой, птичкой, мышкой.
Любимые зверюшки
Ирина, 7 лет, «Мудрая сова» (13).
Мудрая сова
Ксения, 5 лет, и Таня, 3,9 г., «Сова» (34).
Сова
Махова Дарья, 8 лет, «Золотой петушок» (5). Работа выполнена для школьного конкурса под руководством бабушки.
Золотой петушок
Мельник Светлана, 5,5 лет, «Лебедь на пруду» (11). Работа была сделана для детского сада.
Лебедь на пруду
Михаил, 9 лет, «Павлин» (14, 55). Для первого варианта этой поделки Миша хотел сотворить летучую мышь, но потом переделал в павлина.
Павлин (два варианта)
Александра, 9 лет, Анастасия, 6 лет и Маргарита, 4 года, коллективная работа — аппликация «Жар-птица» (18).
Жар-птица
Картины и аппликации из листьев «Ёжики»
Мария, 10 лет, «Ежик» (7).
Ежик
Миша, 3 г, город Калуга, «В осеннем лесу» (30). Аппликация с деревом — ладошкой, ежиком и белочкой.
В осеннем лесу
Ефимова Мария, 3,5 года, «Ежик» (49).
Ежик
Исмагилова Лиана Артуровна, 7 лет, с. Актаныш Актанышского района, » Ёжик в лесу» (59) (а еще — сова и черепаха).
Ёжик в лесу
Картины и аппликации из листьев «Разные животные»
Георгий, 5 лет 10 мес., «Волк» (15).
Волк
Герман, 3 года 11 мес. , «Бабочка» (17) и «Лягушка» (32).
Бабочка
Лягушка
Ирина, 7 лет и Настя, 2 года «Веселый зайка» (23).
Веселый зайка
Кучерявый Коля, 3 г. 10 мес., «Лосенок в лесу» (48).
Лосенок в лесу
Анастасия, 2 г. 3 мес., «Лев» (52).
Лев
Ахметзянова Адиля Рилевна, 7 лет, с. Актаныш Актанышского района, «Конек-горбунок» (58).
Конек-горбунок
Картины и аппликации из листьев «Рыбки, подводный мир»
Ирина, 7 лет, «Рыбка-воображулька» (21) и «Игривые рыбки» (22)
Рыбка-воображулька
Игривые рыбки
Александр, 5 лет, «Золотая рыбка» (25).
Золотая рыбка
Михаил, 7 лет, «Красивая рыбка» (26).
Красивая рыбка
Сенькина Анастасия, 4 года 11 мес., «Подводный осенний мир» (28).
Подводный осенний мир
Ирина, 6 лет, «Прекрасная рыбка» (40).
Прекрасная рыбка
Ксения, 5 лет, и Таня, 3,9 г. «Подводный мир» (53).
Подводный мир
Картины и аппликации из листьев «Флот»
Георгий, 5 лет 10 мес., картина из листьев «Парусник» (33) и картина на листе «Подводная лодка» (43).
Парусник
Подводная лодка
Предлагаю посмотреть другие статьи из рубрики «Осенние поделки».
© Юлия Шерстюк, https://moreidey.ru
Всего доброго! Буду рада Вашим комментариям!
Размещение материалов сайта (изображений и текста) на других ресурсах без письменного разрешения автора запрещено и преследуется по закону.
Метки записи: Аппликация, Бабочки, Белки, Засушенные растения, Кораблики, Лошадки, Открытки панно, Петухи/куры, Поделки, Природные материалы, Птицы
НИИ Эврика. Картины и аппликации из осенних листьев
Добрый день, посетители нашего сайта о развитии детей! Осенние деньки порой бывают очень погожими, и это отличное время для прогулки с ребёнком в парке или в лесу. Но, помимо свежего воздуха, это ещё и прекрасная возможность насобирать целую гору разноцветных листочков! Вы не хотите связываться с ними из-за мусора в квартире? Мы расскажем, как сделать такие картины и аппликации из осенних листьев, которые прекрасно впишутся в интерьер и надолго сохранятся в первозданном виде.
Занимаясь «осенним» творчеством вместе с вами, ваш малыш сможет:
- с радостью принимать приход осени;
- реализовать свои творческие идеи;
- креативно проводить время, когда холодно и дождливо;
- подарить своим близким результаты вдохновения и положительнее эмоции;
- поработать с красочным природным материалом, которым бескорыстно наделила матушка-природа.
Как подготовить листья?
Есть несколько способов подготовить собранную листву к творческому процессу:
- Между страницами книги в бумажных полотенцах.
- При помощи утюга, предварительно поместив листочки между слоями бумаги. Этот способ хорош, если сырьё, собранное накануне, нужно высушить быстро.
- В песке, манке или соли. Листья укладываем в картонную коробочку на слой манки и сверху тоже присыпаем манкой. Вес крупы не даст листику свернуться и позволит ему сохранить первозданный вид.
Аппликации из осенних листьев
Такой вид творчества подойдёт для самых маленьких детей от 3 лет. Наклеивая листочки на картон, можно изобразить:
Животных и птиц.
Цветы.
Пейзажи.
Портреты.
Ставим отпечатки листиков при помощи молотка
Этот способ оставить отпечатки листьев на бумаге — очень энергозатратный, но ведь многим детишкам только того и надо, не так ли? Нам пригодятся:
· яркие сочные листочки;
· бумага для акварели;
· молоток;
· деревянная дощечка;
· бумажные полотенца;
· ножницы;
· ручка;
· зубочистка;
· акриловый лак (при желании).
Далее действуем пошагово:
1. Берём осенний лист, укладываем его на акварельную бумагу в нужное место и накрываем 3 слоями бумажных полотенец.
2. При помощи ручки или карандаша отмечаем на бумажном полотенце контуры листочка, а затем начинаем стучать по нему молоточком.
3. Периодически приподнимаем полотенце и оцениваем результат. При необходимости бумажное полотенце меняем.
4. Когда листочек отдаст все свои соки, осторожно снимаем с бумаги его остатки.
5. Придумываем более сложные композиции и активнее стучим молоточком!
Ставим отпечатки листьев при помощи краски
Это похожий, но более простой способ оставить след листочка на бумаге. Берём осенний лист, раскрашиваем его краской с одной стороны и ставим отпечаток на бумагу. Отдельные детали рисунка дорисовываем кисточкой.
Рисуем на осенних листьях
Рисовать на осенних листочках можно фломастерами, гелиевой ручкой, масляными красками или гуашью. Листик сильно преобразится, если малыш просто обведёт белым фломастером прожилки. Но орнаменты и любые узоры также будут смотреться очень красиво.
Рисуем точками
Очень эффектно выглядит рисование точками. Для этого сначала создайте тёмный фон и дождитесь, пока он высохнет. Затем макайте ватную палочку в светлую краску и наносите точки на фон согласно вашей задумке.
Создаём плавный переход цвета
Также фон можно сделать не однотонным, а с эффектом плавного перехода цвета. На помощь придёт губка, на которую нужно нанести краску широкими полосками, чередуя, например, жёлтый, оранжевый цвета и их смесь. Затем губку нужно приложить к листочку. Проделать это нужно несколько раз, чтобы добиться нужной насыщенности. Если на такой фон нанести тёмный контур, например дельфина, то получится очень красиво. Для этого можно использовать трафарет.
Как сделать так, чтобы рисунок сохранился надолго?
Есть несколько способов сделать разукрашенный листок более ярким и долговечным:
- брызгаем картину лаком для волос;
- запечатываем в парафине или воске. Для этого растапливаем свечу в кастрюльке, окунаем туда листочек, держа его за хвостик, вынимаем и сушим в подвешенном состоянии.
Делаем объёмную картину из листьев
Для её создания потребуется:
- помощь мамы, папы или других взрослых;
- лист фанеры;
- много засушенных листьев, цветов, шляпок желудей;
- акриловый лак или парафин;
- рамка.
Картина, покрытая акриловым лаком
Листья наклеиваем на фанеру в придуманном вами виде, чтобы они частично накладывались друг на друга. Здесь полёт фантазии просто не ограничен. Затем наносим слой лака и даём просохнуть. Наносим следующий слой лака и снова ждём его высыхания. Проделываем до тех пор, пока блеск картины не удовлетворит вас полностью.
Листья в парафине
Растапливаем парафиновые свечи на огне. Обмакиваем туда каждый листочек и укладываем его на холст. Парафин укрепит листочки и склеит их лучше клея. В таком виде картина надолго сохранит свою целостность, форму, объём и цвет.
Как можно укладывать листву?
- Хаотично;
- по кругу в виде цветка или венка;
- в виде орнамента.
Делаем картину из парящих листьев
Для создания картины необходимо приобрести или сделать рамку с пустотой внутри. То есть между стеклом и основанием должен быть небольшой объём. Сделать такую картину полностью своими руками можно следующим образом:
- Берём обычную рамку со стеклом, тонкий лист фанеры и 4 отрезка рейки.
- Дно рамки из фанеры покрываем белой краской или обклеиваем белой бумагой.
- Прикладываем листочки и отмечаем на основании, где будет находиться их центр.
- В эти места приклеиваем кусочки пенопласта, чтобы образовалась небольшая возвышенность.
- На эту возвышенность приклеиваем листочек.
- На фанеру набиваем рейки, а сверху крепим рамку со стеклом.
- Шедевр готов занять своё достойное место в вашем интерьере!
Картины из листьев: легко и шикарно
Надеемся, вы убедились, что из осенней листвы можно создавать удивительной красоты элементы декора и ваш ребёнок будет несказанно рад такому творчеству. Ещё бы, ведь сам процесс — длинный, зато какой познавательный! Малышу придётся:
- собирать красивые листочки;
- сушить их;
- терпеливо ждать, пока они высохнут;
- придумывать композиции;
создавать их своими руками, развивая воображение, фантазию и мастерство.
Ну а мы желаем вам ярких красок и творческого подъёма этой осенью. До скорых встреч!
Понравился материал?
Расскажите о нем свои знакомым, нажав на одну из кнопок соц. сетей:
3d Leaf Stock-Fotos und Bilder
- CREATIVE
- EDITORIAL
- VIDEOS
Beste Übereinstimmung
Neuestes
Ältestes
Am beliebtesten
Alle Zeiträume24 Stunden48 Stunden72 Stunden7 Tage30 Tage12 MonateAngepasster Zeitraum
Lizenzfrei
Lizenzpflichtig
RF und RM
Durchstöbern Sie 2.981
3d leaf Stock-Photografie und Bilder. Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr Stock-Photografie und Bilder zu entdecken. forest lieben — 3d leaf stock-fotos und bildernummer 5: ansicht von oben — 3d leaf stock-fotos und bilderwooden подиум в тропическом лесу для презентации продукта и зеленой стены.3d рендеринг — 3d leaf stock-fotos und bildergreen leaves pattern background with texting рамка, натуральная пышная листва фонов текстуры листьев.



3D-изображения листьев: фотосессия, которую мы все должны посмотреть
В наш современный век «растительной слепоты», когда люди недооценивают окружающие нас растения, профессор Маргарет Барбур и ее аспирант Ричард Харвуд изображают листья в три измерения.
Работая в Школе наук о жизни и окружающей среде Сиднейского университета, профессор Маргарет Барбур и ее аспирант Ричард Харвуд визуализируют листья в трех измерениях. Создавая изображения листьев таким образом, Маргарет и Ричард надеются расширить наше понимание функций листьев и ответить на вопросы, которые до сих пор ускользали от внимания ученых.
БЫСТРЫЕ ФАКТЫ
ОРГАНЕЛЛЫ — это крошечные структуры внутри клеток, которые работают вместе для выполнения определенных задач.
ХЛОРОПЛАСТЫ (показаны зеленым справа на трехмерном изображении клетки мезофилла нута) представляют собой органеллы, встречающиеся в клетках зеленых водорослей и растений. Их работа состоит в том, чтобы помочь превратить солнечный свет в пищу, которая может быть использована клеткой, посредством процесса, называемого фотосинтезом.
МИТОХОНДРИИ (показаны справа красным цветом) представляют собой органеллы, существующие в клетках растений и животных. Часто называемые «электростанциями клетки», их функция заключается в расщеплении сахаров и создании молекул-носителей энергии для клетки.
ВАКУОЛИ также являются органеллами, обнаруженными в клетках животных и растений. Заполненные жидкостью вакуоли представляют собой пространство в середине клетки и выполняют множество важных функций, в том числе хранят питательные вещества и отходы, чтобы помочь клеткам выжить. В каждой растительной клетке обычно имеется одна крупная вакуоль.
КАК РАБОТАЕТ 3D ИЗОБРАЖЕНИЕ ЛИСТЬЯ?
Большая часть наших знаний об анатомии листа и о том, как это связано с функцией листа, получена из двухмерных поперечных сечений листьев. Однако внутренняя часть листа представляет собой сложное трехмерное расположение клеток и тканей, которые обеспечивают захват света и диффузию газа (кислорода и углекислого газа) для фотосинтеза, а также регуляцию транспорта воды. Маргарет и Ричард разработали метод микроскопии, который впервые позволяет получать трехмерные изображения клеток листа и их органелл, включая хлоропласты и митохондрии.
КАКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ПРИ СОЗДАНИИ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЙ?
Маргарет и Ричард берут очень маленький образец листа, заменяя всю воду в образце листа химическим раствором под названием глутаровый альдегид под слабым вакуумом, чтобы зафиксировать все структуры на месте. Затем они используют окрашивание тяжелыми металлами, чтобы усилить контраст между различными структурами, такими как клеточные стенки и мембраны хлоропластов, и сравнить их с большими вакуолями в середине клеток. Затем образец заливают смолой и обрезают, чтобы убедиться, что они отображают правильную часть листа.
«Визуализация осуществляется с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией, оснащенного автоматическим микротомом [инструментом для нарезки очень тонких срезов]», — объясняет Маргарет. «Делается изображение поверхности образца, затем микротом отрезает очень тонкий срез сверху и делается еще одно изображение. Это повторяется 800 раз, чтобы создать стопку изображений, которые можно проанализировать с помощью программного обеспечения для 3D-реконструкции».
СУЩЕСТВОВАЛА ЛИ УЖЕ ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЯ?
Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией широко используется для исследования образцов животных, таких как ткани печени и почек. Ткани растений труднее визуализировать, потому что стенки растительных клеток требуют специальной подготовки образцов. В первых случаях команда потратила много времени на оптимизацию этапов фиксации, окрашивания и заливки, прежде чем им удалось получить хорошие изображения. Им по-прежнему необходимо оптимизировать подготовку образцов для каждого нового вида, который они изображают в 3D, потому что клеточные стенки растений и плотность клеток в листьях сильно различаются между видами.
ЧТО МОЖЕТ УЗНАТЬ НАМ ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЯ?
Первое, что узнали Маргарет и Ричард, это то, что митохондрии имеют форму червей, а не круглых или бобовидных, как на рисунках в учебниках. В растительных клетках митохондрии прижаты вплотную к хлоропластам, причем одна митохондрия может быть как примыкающей к клеточной стенке, так и с внутренней стороны хлоропласта в разных положениях по его длине. Все современные модели фотосинтеза и дыхания предполагают, что митохондрии находятся в одном или другом положении, а не в том и другом.
Оценка отношения площади поверхности к объему важна, поскольку позволяет лучше понять, как она связана с фотосинтезом; растениям необходимо сбалансировать свою потребность в большей площади поверхности для сбора солнечного света с хрупкостью их листьев и скоростью потери воды. Благодаря технологии трехмерной визуализации ученые теперь знают, что простые двумерные геометрические фигуры, такие как сферы и капсулы, не позволяют точно оценить площадь поверхности и объем клеток листа и хлоропластов.
ПОСМОТРИТЕ ВНУТРИ ЛИСТЬЯ НУТА!
Устьица представляют собой крошечные отверстия или поры в тканях растений, которые позволяют растениям «дышать», т. е. через устьица листа поступает углекислый газ, а вода и кислород выходят. Вы можете заглянуть внутрь и даже распечатать устьица нута, выполнив четыре простых шага.
1) Загрузите эти четыре файла .stl устьиц нута.
2) Перетащите любой из этих файлов в эту бесплатную программу просмотра STL: https://www.viewstl.com.
3) Это средство просмотра STL позволит вам увеличивать и уменьшать масштаб, а также вращать выбранную вами часть устьиц.
4) Если в вашей школе или колледже есть доступ к 3D-принтеру, вы можете попробовать распечатать 3D-изображение устьиц нута. В Windows 10 дважды щелкните один из загруженных файлов, и он откроется в Print 3D. Вот как будут выглядеть ваши устьица после печати!
Кутикула.stl | Эпидермальные клетки.stl | Охранные клетки.stl | Spongy Mesophyll Cells.stl
В ЧЕМ ПРЕИМУЩЕСТВА СМОТРЕТЬ НА ЛИСТЬЯ ТАКИМ ТАКИМ ОБРАЗОМ?
С помощью аутентичных 3D-анатомических моделей клеток и органелл исследователи смогут более точно прогнозировать важные функции листа, такие как фотосинтез, дыхание и транспирация (когда растения поглощают воду через корни и выделяют водяной пар через поры в листьях). Они также смогут проводить эксперименты с различными типами анатомии листьев, которые обеспечивают более высокую скорость фотосинтеза, что является хорошей новостью для сельского хозяйства. Ученые могли бы использовать эту информацию для генетической модификации сельскохозяйственных культур, чтобы они росли быстрее и более эффективно использовали воду. «У нас есть генетические инструменты для изменения анатомии листьев, но трансформация сельскохозяйственных культур требует много времени и денег», — говорит Маргарет. «Итак, если мы сможем предсказать последствия до генетической модификации, мы сможем сэкономить время и деньги».
Download the article
Reference
https://doi.org/10.33424/FUTURUM29
Link to the activity sheet
3D image of a chickpea mesophyll cell
© Richard Harwood
3D reconstruction устьица нута (крошечные поры в эпидермисе листа или стебля растения, показаны бледно-зеленым), клетки эпидермиса (белые) и клетки мезофилла (темно-зеленые)
© Richard Harwood and Quinn Musulin
Фасоль обыкновенная (Phaseolus обыкновенный) лист
© William Salter
Лист эвкалипта парраматтского (Eucalyptus parramattensis)
© William Salter
Подсадите растение! Суккуленты выносливы, но вам нужно набраться терпения, потому что они очень медленно растут.
© Margaret Barbour
Террарии очень весело делать, и вы можете наблюдать за циклами воды и углерода в экосистеме в миниатюре.
© Margaret Barbour
Южный буковый лес (Nothofagus solandri) на Южном острове Новой Зеландии
© Margaret Barbour
Невероятно, но люди склонны игнорировать или недооценивать растения, несмотря на их важность для людей и всего живого на Земле; это называется «растительной слепотой». Маргарет и Ричард надеются, что, создавая виртуальную реальность внутри листьев, люди смогут выйти за пределы своего ориентированного на человека взгляда на жизнь и погрузиться в мир растений.
НА КАКИЕ ВОПРОСЫ БУДУТ ОТВЕЧАТЬ ЭТИ НОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ?
В настоящее время в нашем понимании того, как работают листья, существуют большие пробелы. Например, до сих пор неизвестно, где вода переходит из жидкого состояния в газообразное. Это важно, потому что листья являются важной частью глобального круговорота воды — от 50% до 70% осадков возвращается в атмосферу через листья. Известно, что существует большое сопротивление диффузии СО2 внутри листьев — и что это ограничивает фотосинтез — но пока никто точно не знает, где оно находится. Если бы это сопротивление можно было уменьшить, мы могли бы увеличить фотосинтез и, следовательно, урожайность.
Конечно, более полное понимание механизмов работы растений важно само по себе, но в связи с растущим населением планеты и изменением климата потребность в поиске способов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и определении того, как растения реагируют на будущие климатические условия, постоянно возрастает. .
Растения можно смело назвать незамеченными чемпионами жизни, какой мы ее знаем. Редкий день, когда мы не сталкиваемся с растением в той или иной форме, от прогулки по живой изгороди по дороге в школу до сидения за обеденным столом с семьей за едой. Действительно, растения лежат в основе всей жизни на Земле, включая человека. Воздух, которым мы дышим, и пища, которую мы едим, происходят из растительной жизни, и тем не менее ученым еще многое предстоит узнать о растениях.
Работая в Школе наук о жизни и окружающей среде Сиднейского университета, профессор Маргарет Барбур и ее аспирант Ричард Харвуд визуализируют листья в трех измерениях. Создавая изображения листьев таким образом, Маргарет и Ричард надеются расширить наше понимание функций листьев и ответить на вопросы, которые до сих пор ускользали от внимания ученых.
БЫСТРЫЕ ФАКТЫ
ОРГАНЕЛЛЫ — это крошечные структуры внутри клеток, которые работают вместе для выполнения определенных задач.
ХЛОРОПЛАСТЫ (показаны зеленым справа на трехмерном изображении клетки мезофилла нута) представляют собой органеллы, встречающиеся в клетках зеленых водорослей и растений. Их работа состоит в том, чтобы помочь превратить солнечный свет в пищу, которая может быть использована клеткой, посредством процесса, называемого фотосинтезом.
МИТОХОНДРИИ (показаны справа красным цветом) представляют собой органеллы, существующие в клетках растений и животных. Часто называемые «электростанциями клетки», их функция заключается в расщеплении сахаров и создании молекул-носителей энергии для клетки.
ВАКУОЛИ также являются органеллами, обнаруженными в клетках животных и растений. Заполненные жидкостью вакуоли представляют собой пространство в середине клетки и выполняют множество важных функций, в том числе хранят питательные вещества и отходы, чтобы помочь клеткам выжить. В каждой растительной клетке обычно имеется одна крупная вакуоль.
КАК РАБОТАЕТ 3D ИЗОБРАЖЕНИЕ ЛИСТЬЯ?
Большая часть наших знаний об анатомии листа и о том, как это связано с функцией листа, получена из двухмерных поперечных сечений листьев. Однако внутренняя часть листа представляет собой сложное трехмерное расположение клеток и тканей, которые обеспечивают захват света и диффузию газа (кислорода и углекислого газа) для фотосинтеза, а также регуляцию транспорта воды. Маргарет и Ричард разработали метод микроскопии, который впервые позволяет получать трехмерные изображения клеток листа и их органелл, включая хлоропласты и митохондрии.
КАКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ПРИ СОЗДАНИИ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЙ?
Маргарет и Ричард берут очень маленький образец листа, заменяя всю воду в образце листа химическим раствором под названием глутаровый альдегид под слабым вакуумом, чтобы зафиксировать все структуры на месте. Затем они используют окрашивание тяжелыми металлами, чтобы усилить контраст между различными структурами, такими как клеточные стенки и мембраны хлоропластов, и сравнить их с большими вакуолями в середине клеток. Затем образец заливают смолой и обрезают, чтобы убедиться, что они отображают правильную часть листа.
«Визуализация осуществляется с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией, оснащенного автоматическим микротомом [инструментом для нарезки очень тонких срезов]», — объясняет Маргарет. «Делается изображение поверхности образца, затем микротом отрезает очень тонкий срез сверху и делается еще одно изображение. Это повторяется 800 раз, чтобы создать стопку изображений, которые можно проанализировать с помощью программного обеспечения для 3D-реконструкции».
СУЩЕСТВОВАЛА ЛИ УЖЕ ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЯ?
Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией широко используется для исследования образцов животных, таких как ткани печени и почек. Ткани растений труднее визуализировать, потому что стенки растительных клеток требуют специальной подготовки образцов. В первых случаях команда потратила много времени на оптимизацию этапов фиксации, окрашивания и заливки, прежде чем им удалось получить хорошие изображения. Им по-прежнему необходимо оптимизировать подготовку образцов для каждого нового вида, который они изображают в 3D, потому что клеточные стенки растений и плотность клеток в листьях сильно различаются между видами.
ЧТО МОЖЕТ УЗНАТЬ НАМ ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЯ?
Первое, что узнали Маргарет и Ричард, это то, что митохондрии имеют форму червей, а не круглых или бобовидных, как на рисунках в учебниках. В растительных клетках митохондрии прижаты вплотную к хлоропластам, причем одна митохондрия может быть как примыкающей к клеточной стенке, так и с внутренней стороны хлоропласта в разных положениях по его длине. Все современные модели фотосинтеза и дыхания предполагают, что митохондрии находятся в одном или другом положении, а не в том и другом.
Оценка отношения площади поверхности к объему важна, поскольку позволяет лучше понять, как она связана с фотосинтезом; растениям необходимо сбалансировать свою потребность в большей площади поверхности для сбора солнечного света с хрупкостью их листьев и скоростью потери воды. Благодаря технологии трехмерной визуализации ученые теперь знают, что простые двумерные геометрические фигуры, такие как сферы и капсулы, не позволяют точно оценить площадь поверхности и объем клеток листа и хлоропластов.
ПОСМОТРИТЕ ВНУТРИ ЛИСТЬЯ НУТА!
Устьица представляют собой крошечные отверстия или поры в тканях растений, которые позволяют растениям «дышать», т. е. через устьица листа поступает углекислый газ, а вода и кислород выходят. Вы можете заглянуть внутрь и даже распечатать устьица нута, выполнив четыре простых шага.
1) Загрузите эти четыре файла .stl устьиц нута.
2) Перетащите любой из этих файлов в эту бесплатную программу просмотра STL: https://www.viewstl. com.
3) Это средство просмотра STL позволит вам увеличивать и уменьшать масштаб, а также вращать выбранную вами часть устьиц.
4) Если в вашей школе или колледже есть доступ к 3D-принтеру, вы можете попробовать распечатать 3D-изображение устьиц нута. В Windows 10 дважды щелкните один из загруженных файлов, и он откроется в Print 3D. Вот как будут выглядеть ваши устьица после печати!
Кутикула.stl | Эпидермальные клетки.stl | Охранные клетки.stl | Spongy Mesophyll Cells.stl
В ЧЕМ ПРЕИМУЩЕСТВА СМОТРЕТЬ НА ЛИСТЬЯ ТАКИМ ТАКИМ ОБРАЗОМ?
С помощью аутентичных 3D-анатомических моделей клеток и органелл исследователи смогут более точно прогнозировать важные функции листа, такие как фотосинтез, дыхание и транспирация (когда растения поглощают воду через корни и выделяют водяной пар через поры в листьях). Они также смогут проводить эксперименты с различными типами анатомии листьев, которые обеспечивают более высокую скорость фотосинтеза, что является хорошей новостью для сельского хозяйства. Ученые могли бы использовать эту информацию для генетической модификации сельскохозяйственных культур, чтобы они росли быстрее и более эффективно использовали воду. «У нас есть генетические инструменты для изменения анатомии листьев, но трансформация сельскохозяйственных культур требует много времени и денег», — говорит Маргарет. «Итак, если мы сможем предсказать последствия до генетической модификации, мы сможем сэкономить время и деньги».
Невероятно, но люди склонны игнорировать или недооценивать растения, несмотря на их важность для людей и всего живого на Земле; это называется «растительной слепотой». Маргарет и Ричард надеются, что, создавая виртуальную реальность внутри листьев, люди смогут выйти за пределы своего ориентированного на человека взгляда на жизнь и погрузиться в мир растений.
НА КАКИЕ ВОПРОСЫ БУДУТ ОТВЕЧАТЬ ЭТИ НОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ?
В настоящее время в нашем понимании того, как работают листья, существуют большие пробелы. Например, до сих пор неизвестно, где вода переходит из жидкого состояния в газообразное. Это важно, потому что листья являются важной частью глобального круговорота воды — от 50% до 70% осадков возвращается в атмосферу через листья. Известно, что существует большое сопротивление диффузии СО2 внутри листьев — и что это ограничивает фотосинтез — но пока никто точно не знает, где оно находится. Если бы это сопротивление можно было уменьшить, мы могли бы увеличить фотосинтез и, следовательно, урожайность.
Конечно, более полное понимание механизмов работы растений важно само по себе, но в связи с растущим населением планеты и изменением климата потребность в поиске способов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и определении того, как растения реагируют на будущие климатические условия, постоянно возрастает. .
MARGARET BARBOUR
Профессор физиологии растений, Школа наук о жизни и окружающей среде, Сиднейский университет, Австралия
РИЧАРД ХАРВУД
Аспирант, Школа наук о жизни и окружающей среде Сиднейского университета, Австралия
ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ: Физиология растений
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ: Профессора Маргарет Барбур и Ричард Харвуд изучают средства изображения листьев в трех измерениях. Полученные данные помогут лучше понять функции листа, такие как фотосинтез и регуляция водного транспорта0011
MARGARET BARBOUR
Профессор физиологии растений Школа наук о жизни и окружающей среде Сиднейского университета, Австралия
RICHARD HARWOOD
Аспирант
Школа наук о жизни и окружающей среде Университет Сиднея, Австралия
Физиология растений
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ
Профессора Маргарет Барбур и Ричард Харвуд изучают способ визуализации листьев в трех измерениях. Полученные данные помогут лучше понять функции листа, такие как фотосинтез и регуляция транспорта воды 9.0011
ФОНДЕРЫ
Австралийский исследовательский совет, Корпорация по исследованиям и развитию зерновых, Университет Сиднея Стратегическая исследовательская инициатива передового опыта
О НАУКЕ РАСТЕНИЙ
Наука о растениях имеет много разных названий – ботаника, биология растений или фитология – но они по сути, все они означают одно и то же, а именно науку о растительной жизни. Его следует понимать как раздел (без каламбура) биологии, который со временем превратился в широкий междисциплинарный предмет, включающий ряд других областей науки и техники.
КАК ЭВОЛЮЦИЯ РАСТЕНИЙ РАЗВИВАЛАСЬ ЗА ГОДЫ?
Когда люди впервые начали изучать растения, их главной заботой было описание того, как они выглядят, где растут, для чего их можно использовать и насколько они связаны друг с другом. Однако где-то в 17 веке ученые начали направлять свои исследования на понимание того, как функционируют растения — как они растут, как они ощущают и реагируют на окружающую среду, их биохимические пути и, в последнее время, молекулярную генетику растений. Сегодня все эти интересующие темы вписываются в широкую область физиологии растений.
ОТКУДА ВОЗНИКЛА ИДЕЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ЛИСТЬЯ В 3D?
Когда ученые впервые увидели структуру листа под микроскопом, они поняли, что внутри листьев существует сложная трехмерная структура и организация. Они построили красивые восковые модели внутренней части листьев, чтобы представить то, что они видели, и рассказать студентам-ботаникам о растениях. Вы все еще можете увидеть некоторые очень ранние восковые модели листьев в ботаническом саду Orta Botanico di Pisa.
«Наша команда хотела отобразить внутреннюю часть листьев в 3D с тех пор, как в середине 2000-х годов мы увидели трехмерные рентгеновские компьютерные томографические изображения почвы и корней», — объясняет Маргарет. «Мы поняли, насколько мощными будут 3D-изображения, чтобы улучшить наше понимание функции листа».
КОРОЛЕВСКОЕ ОБЩЕСТВО БИОЛОГИИ ЗАЯВЛЯЕТ, ЧТО В ВЕЛИКОБРИТАНИИ НЕДОСТАТОЧНО УЧЕНЫХ-РАСТНИКОВ. МОЖНО ЛИ ТОЖЕ СКАЗАТЬ О АВСТРАЛИИ?
Да. В Австралии не хватает специалистов по растениям в сельском хозяйстве, биобезопасности и сохранении биоразнообразия. Проблемы, связанные с глобальным потеплением и изменением климата, только увеличат потребность в ученых-растениях в Австралии и во всем мире, поэтому эта область созрела для студентов, заинтересованных в развитии карьеры в этой области.
ОБЩЕСТВО ТАКЖЕ УТВЕРЖДАЕТ, ЧТО УЧЕНЫЕ-РАСТНИКИ ОТВЕЧАЮТ НА НЕКОТОРЫЕ ИЗ САМЫХ КРИТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ 21-ГО ВЕКА. ЧТО ЭТО ЗА ПРОБЛЕМЫ?
Некоторые наиболее насущные проблемы, стоящие перед человечеством, требуют понимания того, как функционируют растения, включая понимание и реагирование на изменение климата, сохранение биоразнообразия, обеспечение продовольственной безопасности и планирование наших городов на будущее. Фактически, из 17 целей ООН в области устойчивого развития (ЦУР) наука о растениях способствует достижению семи из них. Вклад, который могут внести ученые-растения в постоянно меняющийся мир, трудно переоценить.
Анатомическая модель поверхности и внутренней части листа лилии, выставленная в Ботаническом саду Орта в Пизе, Италия.
© Margaret Barbour
ВОЗМОЖНОСТИ В НАУКАХ РАСТЕНИЙ
• Возможности карьерного роста в области науки о растениях практически не ограничены. Варианты включают агронома, биохимика, энтомолога, садовода, почвоведа и токсиколога, исследователя лесного хозяйства, телеведущего садоводческого шоу — и в будущем количество вариантов будет только увеличиваться! Просто взгляните на CropLife International.
• По данным PayScale, средняя зарплата ботаника в Австралии составляет 68 837 австралийских долларов. ПРОФ МАРГАРЕТ БАРБУР И РИЧАРД ХАРВУД
КЕМ ВЫ ХОТЕЛИ СТАТЬ, КОГДА БЫЛИ МОЛОДЫМИ?
МБ: Я хотел стать ученым, когда мне было около 8 лет.
RH: Когда я был ребенком, все менялось изо дня в день, но я всегда был довольно оптимистичен! Стать профессиональным серфером было одним из моих самых амбициозных планов, особенно учитывая, что я жил в 200 км от побережья.
КТО ИЛИ ЧТО ВДОХНОВИЛИ ВАС ЗАНЯТЬСЯ РАСТЕНИЕВОДСТВОМ?
МБ: Мои родители подарили мне на восьмой день рождения маленький микроскоп и показали, как снимать эпидермальные корки с растения дафна, растущего за пределами нашего дома. Я впервые увидел устьица и понял, что растения гораздо более активны, чем я себе представлял — они воспринимали мир и реагировали на него очень круто. С тех пор я подсел на растения.
RH: Я решил изучать науку об окружающей среде в университете, потому что мне всегда нравилось бывать на природе. Курс, который я изучал, предлагал экскурсии в удивительные места по всей Австралии, и это скрепило сделку! Меня поразило, сколько углерода и воды постоянно циркулирует вокруг растений, и это вдохновило меня на получение научной степени в области растениеводства.
ЧТО ВЫ БОЛЬШЕ НРАВИТСЯ В СВОЕЙ РАБОТЕ?
МБ: Мне нравится думать о растениях и окружающей среде по-новому. Очень приятно придумывать новые методы измерения и теоретические модели для проверки аспектов функционирования предприятия, а затем реализовывать эти идеи.
РХ: Мне нравится совмещать исследования и технологии. Изюминкой моей докторской диссертации было изучение виртуальной реальности и 3D-печати.
МЕШАЕТ ЛИ ВАМ РАБОТА С ТЕХНОЛОГИЯМИ, ТАКИМ КАК ТРЕХМЕРНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ, ОТ РАБОТЫ В ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ?
МБ: Если честно, из-за этого я держусь дома больше, чем хотелось бы. Мне нужно уделять больше времени прогулкам по лесу и прикосновению к листьям!
РХ: Так и есть — наша работа с 3D-изображениями заставляет меня почти весь день приклеиваться к экрану компьютера. К счастью, мой стол выходит на красивые деревья, когда мне нужно быстро исправить природу.
С ПОЗИЦИЕЙ НАУКИ О РАСТЕНИЕВОДСТВАХ, ЧТО ВЫ НАКАЗЫВАЕТЕ НАИБОЛЕЕ АКТУАЛЬНЫМИ ЗАДАЧАМИ 21 ВЕКА?
МБ: Я думаю, что большие проблемы в науке о растениях заключаются в следующем: а) предсказание того, как климат будущего повлияет на естественные экосистемы; б) адаптация наших культур для обеспечения нашей еды и питания; в) повышение урожайности сельскохозяйственных культур и эффективности использования воды; и г) изменение отношения людей к растениям.
RH: Я думаю, что наука о растениях будет играть ключевую роль в борьбе с изменением климата и обеспечении устойчивого питания растущего населения. Особой проблемой является налаживание более эффективного взаимодействия между учеными и политиками для эффективного решения этих вопросов.
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ MARGARET’S
01 – Изучайте в школе как можно больше предметов, связанных с математикой, физикой и химией.