Eksperimen untuk mencipta sistem ekologi tertutup untuk tujuan sokongan hidup manusia (untuk bekerja di angkasa atau dalam keadaan iklim yang melampau di Bumi, atau, katakan, menyelamat sekiranya berlaku kemerosotan mendadak dalam keadaan hidup di planet ini) telah dan sedang dijalankan. dijalankan dalam negara yang berbeza, termasuk kita. Mungkin yang paling menakjubkan dan visual daripadanya telah dijalankan pada 1991-94 di Arizona dan merupakan percubaan berskala besar pertama untuk memodelkan proses yang berlaku dalam ekosistem semula jadi Bumi. Di kawasan seluas satu setengah hektar, sebuah kompleks tertutup beberapa bangunan dan rumah hijau telah dibina, di dalamnya, sebagai tambahan kepada kediaman dan premis teknikal, 5 biom telah dipermudahkan: hutan tropika, terumbu lautan, padang pasir, savana dan muara bakau, serta agrocenosis untuk menanam makanan dan ternakan. Semua ini bersama-sama sepatutnya berfungsi sebagai ekosistem tertutup sepenuhnya (hanya aliran tenaga disediakan dari luar, tetapi untuk ekosistem daratan ia juga datang dari luar - dari Matahari), memastikan kewujudan autonomi 8 orang selama beberapa tahun.
2)
Foto dari pembinaan "Biosphere 2" jelas mengingatkan rakaman penciptaan planet dari filem "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy"
Secara keseluruhan, kira-kira 3,000 spesies haiwan dan tumbuhan telah dikurung dalam rumah hijau gergasi. komposisi spesies yang dipilih untuk mensimulasikan terbaik kitaran biosfera bahan, termasuk pengeluaran dan penguraian bahan organik, termasuk penguraian semula jadi sisa manusia.
Untuk mengimbangi penurunan tekanan di kompleks akibat perubahan suhu harian, peranti yang digelar "paru-paru" dipasang di kubah berasingan - cakera aluminium yang naik dan turun yang besar disambungkan ke dinding dengan membran getah yang fleksibel. Pemampas tidak begitu banyak menghalang pemusnahan struktur dengan perbezaan tekanan yang kritikal, tetapi meminimumkan pertukaran gas "Biosphere-2" dengan atmosfera Bumi melalui retakan mikro dalam struktur - hampir mustahil untuk menutup bilik yang begitu besar dengan ideal. , dan kerugian (atau aliran masuk) meningkat dengan peningkatan kecerunan tekanan antara persekitaran luaran dan dalaman. Jumlah keseluruhan atmosfera kompleks itu adalah kira-kira 204,000 meter padu, ditukar dengan atmosfera bumi seunit masa adalah - diukur khas - 30 kali kurang daripada kebocoran udara dari Pesawat Ulang-alik di angkasa.
Pada 26 September 1991, penyelidik sukarela - empat lelaki dan empat wanita - menutup pintu hermetik di belakang mereka dan percubaan bermula. Komunikasi dengan dunia luar hanya disediakan melalui Internet dan telefon, dan dengan melihat melalui dinding kaca.
16)
Bingkai terakhir adalah moden, jadi monitor CRT diselangi dengan monitor LCD. Tetapi ia dibuat dalam kubah yang sama yang boleh dilihat pada KDPV.
Minggu pertama percubaan menunjukkan bahawa mencipta semula keseimbangan semula jadi bukanlah perkara yang mudah. Tahap oksigen mula menurun kira-kira 0.5% setiap bulan. Dan ternyata para penguji tidak mengira bilangan "penjajah" secara tidak betul, melebihkan stesen, tetapi dalam percambahan mikroorganisma yang tidak dijangka - mereka benar-benar memenuhi tanaman, savana dan hutan, memusnahkan anak benih dan mengubah ekosistem agar sesuai dengan diri mereka, tanpa mengira rancangan manusia. Ngomong-ngomong, manusia sudah pun berhadapan dengan masalah mikrob di angkasa, contohnya di ISS, di mana bajingan kecil secara aktif membiak di sudut dan celah yang sukar dicapai malah memudaratkan mekanisme, merosakkan polimer dan organik, menggalakkan kakisan logam, pembentukan biofilm dan "gumpalan darah" dalam saluran paip dan sistem penjanaan semula air.
Masalah kedua ialah makroorganisma. Disebabkan fakta bahawa rantai makanan ekosistem buatan "Biosphere-2" ternyata tidak lengkap dan terhad, serangga dan invertebrata lain juga mula berkelakuan tidak seperti yang dirancang, tetapi seperti yang mereka suka. Atas sebab tertentu, pendebunga mula mati, dan bilangan makhluk lain tanpa kehadiran musuh semulajadi mula tumbuh dengan tidak terkawal, menjadikan mereka daripada pembantu menjadi perosak. Pada masa yang sama, tidak dijangka kesan sampingan- lipas, sebagai contoh, mengambil peranan sebagai pendebunga, tetapi ini tidak banyak membantu: mereka cuba memakan hasil tuaian yang dihasilkan dengan bantuan mereka, juga menggunakan oksigen berharga dalam proses itu.
Keadaan ini rumit oleh fakta bahawa racun perosak tidak boleh digunakan dalam eksperimen - bukan atas sebab etika, tetapi kerana proses pembersihan diri dalam ekosistem yang kecil, malah tertutup, sangat perlahan, yang bermaksud bahawa keracunan kimia semua penduduk , termasuk orang ramai, tidak dapat dielakkan.
21)
Hyacinths juga digunakan untuk membersihkan air (di latar depan)
Akibatnya, "penjajah" (walaupun beberapa minggu selepas permulaan eksperimen sudah ada 7 daripada mereka - salah seorang peserta meninggalkan projek kerana kecederaan) menghadapi bukan sahaja kekurangan udara, tetapi juga makanan. Ia adalah perlu untuk meningkatkan kepadatan penyemaian bijirin, dan juga menanam mangga dan betik di hutan tropika. Kerana takut kepada perosak dari dunia luar, 40 tokek dan 50 kodok telah dihantar.
Pengenalan mangga dan kodok, pada dasarnya, tidak bercanggah dengan syarat eksperimen - itu, boleh dikatakan, pembetulan pengiraan awal. Tetapi apabila kandungan oksigen menurun daripada 21% kepada 15% - seperti pada ketinggian 4 km - penganjur eksperimen, secara rahsia daripada orang ramai, terpaksa "menipu" langsung: mereka mula mengepam oksigen ke dalam kompleks. Tokek juga tidak menyelamatkan keadaan: setiap hari adalah perlu untuk menghabiskan banyak masa secara manual mengumpul perosak, tetapi ini tidak membantu mengatasi krisis makanan, dan kemudian produk ditambahkan ke oksigen "dari tanah besar" (fakta ini telah disembunyikan dan didedahkan kemudiannya).
Semasa percubaan, keadaan luar jangka lain ditemui. Ada yang menarik: sebagai contoh, pada waktu pagi hujan turun di rumah hijau: kelembapan terpeluwap di atas bumbung kaca dan jatuh pada waktu pagi, akibatnya, beberapa lama selepas permulaan eksperimen, "padang pasir" menjadi yang kedua “savana”.
Antara masalah yang tidak dijangka, perlu diperhatikan kekurangan angin: ternyata untuk perkembangan normal pokok memerlukan goyang tetap, tanpa itu fabrik mekanikal pokok ternyata tidak berkembang - pokok juga memerlukan latihan! Tanpa angin, batang dan dahan pokok Biosphere-2 menjadi rapuh dan patah di bawah beratnya sendiri.
Tidak seperti angin, pencipta menyediakan faktor ombak untuk berfungsi sepenuhnya "lautan" dan "muara" - mekanisme khas mencipta pergerakan air. Semasa eksperimen, karang menghasilkan 85 koloni anak perempuan. Walau bagaimanapun, ramai penduduk lain "lautan" dan bioma lain telah pupus atau berkurangan bilangannya.
Agak cepat masalah itu timbul sepenuhnya keserasian psikologi. Akibatnya, pasukan orang yang sentiasa mengunci syarikat masing-masing di dalam rumah berpecah kepada dua kumpulan yang bertentangan. Butiran belum didedahkan, tetapi, mereka menulis, bekas peserta dalam eksperimen mengelak daripada bertemu dengan ahli "kem bertentangan" hingga ke hari ini. Faktor ini terkenal; banyak rancangan realiti berdasarkannya, tetapi ini sangat mengganggu pengendalian eksperimen yang dikhaskan untuk topik yang sama sekali berbeza. Dan semua ini berlaku dalam keadaan komunikasi berterusan dengan dunia luar, kemungkinan bantuan daripada ahli psikologi, dll. - dan kebanyakan daripada kita hanya boleh meneka apa bentuk permusuhan yang muncul tanpa diduga mungkin berlaku dalam kumpulan kecil dalam koloni autonomi sepenuhnya.
Akibatnya, pada 26 September 1993, percubaan terpaksa dihentikan. Pada tahun 1994, percubaan kedua telah dibuat, akibatnya penaja meninggalkan projek itu, menyedari bahawa percubaan itu tidak membawa hasil yang diharapkan, dan memindahkan kompleks ke Universiti Columbia. Pada tahun 1996, mereka memutuskan untuk menghentikan percubaan dan mengeluarkan orang dari struktur, kerana mereka tidak dapat menyelesaikan masalah pemakanan dan mengekalkan komposisi udara yang berterusan. Penyelidikan ke dalam biosfera buatan diteruskan, tetapi tanpa subjek manusia dan tanpa rejim autonomi yang ketat. Sesetengah biom telah dapat diakses oleh ahli pelancong, dan dalam gambar dari lawatan tersebut seseorang dapat melihat keadaan sedih semasa biosfera buatan:
Pada tahun 2005, "Biosphere-2" telah dijual, dan setakat yang saya faham, ia masih dijual sehingga hari ini.
Percubaan ini boleh dipanggil gagal, tetapi bukan tanpa hasil. Sudah tentu, semasa pelaksanaannya dan kerja-kerja seterusnya, banyak data diperolehi yang akan berguna (dan sudah berguna) dalam kajian lanjut jenis ini. Secara umum, kita boleh mengatakan bahawa laluan untuk penciptaan ekosistem autonomi sepenuhnya dan berjaya dikawal selia yang mampu memastikan kewujudan, katakan, penjajah di planet lain masih berada di hadapan. Walau bagaimanapun, neraka dengan mereka, dengan penjajah - "Biosphere-2" adalah salah satu daripada contoh yang terang, di mana pelaburan dalam penyelidikan teknologi angkasa akhirnya membantu meningkatkan kehidupan di Bumi.
Dan yang kedua, kesimpulan "terbalik" daripada ini cerita yang menarik: Kita tidak akan dapat menakluki angkasa lepas sehingga kita belajar untuk memelihara, memulihkan dan mengawal selia habitat di Bumi. Kami masih belum dapat mewujudkan penempatan autonomi jangka panjang di orbit dan planet lain, dan perkara utama bukanlah dalam pembiayaan dan kuasa enjin: kami belum mempunyai pengetahuan dan pengalaman yang diperlukan untuk mewujudkan persekitaran sokongan kehidupan. Dan "keselamatan di angkasa dari bencana alam sekitar" biasanya oksimoron, seperti segi empat sama bulat.
Apakah kekuatan Hogweed Sosnowski dan Rotan Goloveshka? Kemungkinan asas untuk mewujudkan ekosistem tertutup. Rancangan perniagaan untuk ladang pembiakan arnab dan nutria.
Dalam Kung Fu anda tidak boleh menahan kekuatan lawan anda -
anda perlu selaras dengannya...
Bruce Lee "Tao of Kung Fu"
Pada separuh kedua tahun tujuh puluhan, dua spesies baru organisma hidup muncul di wilayah Central Rus ', penyebarannya mempunyai watak wabak biogenik yang besar. Ikan kecil rotan firebrand, selepas menetap di kolam Rusia Tengah, membersihkan ruang hidup untuk dirinya sendiri, memusnahkan semua ikan mulia di akar. Hogweed Sosnowski, payung gergasi, mengganggu keseimbangan ekologi dengan serius, mengalihkan semua tumbuhan lain dari laluannya dan hampir tidak boleh dibunuh. Semua kaedah tradisional untuk melawan penakluk biogenik penguasaan dunia ini telah terbukti tidak berjaya. Pada mulanya dipercayai bahawa ini sama ada sejenis mutan super yang muncul akibat satu lagi kebocoran isotop radioaktif atau sabotaj cerdik oleh perkhidmatan perisikan AS. Kemudian ternyata semuanya lebih mudah. Mari cuba fikirkan apa yang berlaku di sini.
Rotan firebrand bukanlah mutan sama sekali. Ini adalah perkara biasa ikan akuarium, V persekitaran semula jadi tinggal di lembangan Sungai Amur dan Timur Jauh dan timur laut China. Selalunya ditemui di tempat bertelur sturgeon, memakan telurnya. Dari sini disimpulkan bahawa anjakan spesies ikan lain dari takungan Rusia Tengah dikaitkan dengan tepat dengan penggunaan kaviar. Harus diingat bahawa ini benar-benar ikan yang luar biasa. Dia mempunyai kepala yang besar dan mulut yang besar. Dia makan secara harfiah segala-galanya, kadang-kadang menelan umpan dengan sangat dalam. Rotan telah mengembangkan kanibalisme secara meluas. Ikan boleh makan antara satu sama lain, contohnya, semasa dalam dalam beg plastik. Rotan sangat tahan lama. Kepala yang terputus boleh bernafas selama lima belas minit lagi. Sesetengah orang berkata (saya belum menyemak) bahawa ikan yang dibekukan di dalam peti sejuk dengan tenang kembali hidup selepas dicairkan. Dari segi rupa, rotan agak mengingatkan ikan bersirip cuping yang telah pupus tujuh juta tahun lalu.
Hogweed Sosnovsky juga bukan sabotaj oleh perkhidmatan perisikan AS. Dia dibawa ke Rusia Tengah I.V. Stalin pada tahun 1947 dari Caucasus, yang mana dia popular dipanggil "balas dendam Stalin." Nampaknya dia boleh menyelesaikan banyak masalah pertanian, kerana ia menghasilkan 2,500 sen sehektar dan tidak memerlukan sebarang penjagaan. Kemudian ternyata tumbuhan ini secara aktif merembeskan bahan furanocoumarin, yang, apabila bersentuhan dengan kulit, menyebabkan luka bakar fotokimia yang teruk, menyakitkan dan tahan lama. Kebakaran ini sangat serupa dengan akibat pendedahan kepada sinaran mengion keras. Selain itu, kajian terbaru menunjukkan bahawa jus yang dirembeskan oleh Hogweed Sosnowski mempunyai sifat toksik, pengubahsuaian mitosis dan mutagenik. (A.S. Pesnya, D.A. Serov et al. 2011). Tujuan utama bahan yang dirembeskan oleh Hogweed Sosnowski adalah untuk mempengaruhi mekanisme pembahagian sel pada peringkat awal mitosis. Iaitu, ia tidak menghasilkan sebarang gangguan pada sel yang terjejas, kecuali untuk menyekat kemungkinan pembahagian. Apabila bersiap untuk pembahagian, sel eukariotik musuh menjalani "induksi apoptosis," iaitu, pemusnahan diri selular yang diprogramkan.
Penggunaan Hogweed Sosnowski sebagai makanan ternakan utama ternyata mustahil, kerana susu dari lembu memperoleh rasa pahit yang khas dan menjadi tidak sesuai untuk memberi makan anak dan untuk diminum oleh manusia. Dikumpul dalam lubang silo, selepas beberapa ketika hogweed membuka dinding selnya dan bertukar menjadi buburan busuk. Terdapat cadangan bahawa proses yang disebabkan oleh Hogweed Sosnowski adalah bersifat nuklear, iaitu, melecur pada badan dan gangguan dalam proses pembiakan sel semua eukariota di sekeliling disebabkan oleh jenis radioaktiviti khas. Apabila sesetengah makhluk hidup jatuh dari keharmonian umum alam semula jadi, ia segera menarik perhatian. Corak ketidakharmonian dalam kes rotan kelihatan sangat serupa dengan corak ketidakharmonian yang disebabkan oleh hogweed, yang mungkin menunjukkan bahawa dalam kedua-dua kes kita berhadapan dengan kesan biologi yang sama. Untuk memahami kesan ini, pertimbangkan beberapa pemerhatian yang berkaitan.
Rotan suka tinggal di kawasan air yang bertakung, di perairan berpaya dengan tumbuh-tumbuhan rumput yang berkembang dengan baik. Dalam takungan dengan air mengalir dan sungai, rotan tidak dikesan. Populasi rotan mempunyai watak "penyakit". Jika rotan dimasukkan ke dalam kolam yang baru dicipta, populasi tidak berkembang. Rotan muncul hanya pada populasi besar ikan lain yang sedia ada, memusnahkannya, dan kemudian mengekalkan populasinya pada tahap yang malar dan agak tinggi. Hampir mustahil untuk membiak rotan selepas populasi telah berkembang. Percubaan untuk membiak, sebagai contoh, hinggap atau pike untuk tujuan ini, berakhir dengan kegagalan. Perch tidak mahu hidup dalam keadaan di mana rotan hidup. Sebaliknya, ikan mas crucian dapat hidup bersama dengan rotan, dan perubahan asas telah diperhatikan dalam populasi ikan crucian selepas kemunculan rotan. Jika biasanya ikan mas crucian adalah ikan yang agak kecil, maka apabila populasi rotan mencapai tahap yang stabil, jumlah bilangan crucian carp berkurangan, tetapi pada masa yang sama ia meningkat dengan ketara dalam saiz. Rotan benar-benar memusnahkan jenis ikan lain, tetapi dengan ikan mas crucian ia memasuki sejenis keharmonian dan kedua-dua populasi boleh hidup bersama dengan mudah.
Fakta bahawa Hogweed Sosnowski "merebak dengan pantas" merentasi ladang dan padang rumput adalah tidak benar. Saya telah memantau pelbagai populasi hogweed selama beberapa tahun, dan ternyata ia agak stabil. Kawasan di mana hogweed tumbuh adalah seperti ulser pada badan. Ia disetempatkan sepenuhnya dan mempunyai sempadan sebenar. Walaupun terdapat ladang terbiar terbuka di sebelah pembersihan hogweed dan benih boleh dibawa oleh angin pada jarak yang agak jauh, penyebaran tumbuhan selanjutnya tidak berlaku. Salah satu habitat hogweed yang paling digemari ialah pinggir hutan. Di kawasan lapang dan hutan, ia ditemui lebih jarang, walaupun di satu tempat saya memerhatikan populasi hogweed yang sangat kuat di laluan hutan yang rendang. Pucuk pertama hogweed muncul sejurus selepas salji cair, bersama dengan daffodil, tulip dan bawang putih hiasan.
Peratusan yang sangat besar daripada populasi hogweed terbentuk di sekitar kandang lembu yang aktif dan terbiar, di mana terdapat kawasan dengan tanah yang keseimbangan dalamannya terganggu, khususnya disebabkan oleh banyak baja yang tidak reput dan/atau kekurangan penutup rumput biasa yang rosak oleh kuku haiwan. Kelimpahan hogweed di sepanjang pinggir jalan adalah disebabkan oleh fakta bahawa kawanan lembu biasanya dipandu melintasi kawasan ini. Dalam kes ini, kedua-dua syarat dipenuhi: penutup rumput atas dimusnahkan oleh kuku dan tanah ditutup dengan baja segar dan tidak reput.
Nah, pada dasarnya itu sahaja. Sekarang kita boleh mula menerangkan semua fenomena di atas. Pertama, mari kita lihat sejarah asal usul kehidupan di Bumi. Umur Bumi dianggarkan dengan menganalisis perkara meteorit dan tanah bulan pada 4.5 ribu tahun. Umur batuan di mana karbon jelas asal organik ditemui (dengan anjakan isotop ciri 12 C dan 13 C) ialah 3.8 bilion tahun. Angka itu padat, tetapi perkara utama ialah pembentukan Isua di Greenland, tempat karbon organik ini ditemui, secara amnya adalah yang tertua. batu sedimen di Bumi. Fakta ini membuktikan "anggapan Vernadsky" - bahawa kehidupan di planet ini timbul serta-merta, kerana syarat minimum untuk ini timbul... tetapi itu adalah nota sampingan.
Makhluk hidup pertama di Bumi adalah prokariot atau, secara kasarnya, alga biru-hijau, yang sebenarnya bukan "alga" sama sekali, tetapi bakteria paling primitif. Yang tertua daripada mereka ditemui di kawasan Warrawoona (Australia) - 3.5 dan Onferwacht (Afrika Selatan) - 3.4 bilion tahun yang lalu. Ini ternyata beberapa jenis cyanobacteria ("alga biru-hijau"), tidak begitu berbeza daripada yang moden. Pembahagian makhluk hidup kepada prokariot dan eukariota (istilah ini diperkenalkan pada tahun 1925 oleh E. Shatton), berdasarkan kehadiran atau ketiadaan nukleus yang terbentuk dalam sel mereka, kini dianggap lebih asas daripada, sebagai contoh, pembahagian ke dalam “haiwan” dan “tumbuhan” "
Kepekatan oksigen di Bumi sehingga pertengahan Proterozoik (1.7-1.8 bilion tahun yang lalu) kekal pada tahap yang sangat rendah - tidak lebih daripada 1%. Revolusi oksigen telah membawa kepada fakta bahawa buat pertama kali dalam 2 bilion tahun kewujudan organisma hidup, Dunia menjadi aerobik. Bagi makhluk yang membentuk biosfera Bumi pada masa itu, ini hanya boleh dipanggil "keracunan oksigen atmosfera planet." Semua prokariot yang wujud pada masa itu adalah anaerobik dan tidak boleh bertolak ansur dengan kepekatan oksigen yang tinggi di udara. Ini disebabkan, pertama sekali, kepada fakta bahawa banyak proses ciri prokariot - contohnya, kompleks enzim yang bertanggungjawab untuk penetapan N2 ditindas oleh oksigen molekul. Peralihan kepada atmosfera oksigen membawa kepada krisis alam sekitar global yang pertama dalam sejarah kehidupan di Bumi.
Sebenarnya, revolusi oksigen ini berjalan hampir selari dengan revolusi lain - kemunculan eukariota dan organisma multiselular. Bagi prokariot, organisma multisel tidak boleh timbul. Tidak jelas mengapa hanya sel dengan sampul nuklear dan pembungkusan DNA yang menggunakan histon dapat membentuk organisma multiselular. Namun begitu, prokariot terpaksa mengalah, dan mereka menduduki relung ekologi di planet ini yang dicirikan oleh kekurangan oksigen. Sudah diketahui umum bahawa air "rosakkan" atau "busuk" jika dibiarkan tanpa pergerakan. Cyanobacteria adalah peserta utama dalam "water bloom", yang membawa kepada pembunuhan besar-besaran ikan dan keracunan haiwan dan manusia. Fakta yang menyeronokkan ialah cyanobacteria adalah pencipta atmosfera oksigen bumi dan pada masa ini menghasilkan sehingga 40% daripada semua oksigen... dan pada masa yang sama tidak boleh bertolak ansur dengan kepekatan yang tinggi.
Bersama-sama dengan semua ini kekal fakta utama— prokariot ialah penduduk yang paling bersahaja dan tahan lasak di planet ini. Ini adalah autotrof lengkap. Untuk kehidupan mereka, mereka tidak memerlukan APA-APA kecuali air, haba dan karbon dioksida. Mereka tidak memerlukan cahaya, bahan organik, atau oksigen. Mereka adalah yang pertama muncul di planet ini dan akibat beberapa malapetaka global akan menjadi yang terakhir meninggalkannya. Jadi bagaimana dengan rotan kita? Untuk menjelaskan keanehan di sekeliling ikan ini, ia mesti diandaikan bahawa ia adalah quasi-autotroph - iaitu, ia mampu memakan autotrof - cyanobacteria. Oleh itu, untuk rotan hidup, hanya kehadiran alga biru-hijau dan organisma anaerobik lain adalah mencukupi. Semakin rendah kepekatan oksigen, semakin tinggi kepekatan anaerobes; Pada mulanya, rotan mendapati dirinya dalam persekitaran dengan kepekatan normal ikan biasa dan memusnahkan mereka semua, makan telur dan goreng, dan pada masa yang sama semua yang datang kepadanya. Pada masa yang sama, kepekatan ikan di dalam kolam kecil menjadi sangat tinggi sehingga paras oksigen menurun dengan ketara. Ini menyebabkan peningkatan pesat dalam populasi organisma anaerobik dan terutamanya cyanobacteria. Mereka mengingati legenda mereka dua juta tahun yang lalu. Tetapi ini hanya untuk kelebihan rotan, kerana ia cukup untuk bertahan dengan memakan cyanobacteria. Mungkin mereka menggantikan oksigen sepenuhnya untuknya. Bersama dengan rotan, hanya ikan yang boleh bertahan dalam keadaan sedemikian, yang juga boleh wujud dengan kandungan oksigen yang rendah - ikan mas crucian. Itu sahaja.
Situasi dengan Sosnowsky hogweed lebih menarik. Selepas kawasan dengan kandungan oksigen yang sangat berkurangan muncul di kawasan tertentu: tanah rosak, kepekatan tinggi baja segar, pembiakan cyanobacteria dan anaerob lain seperti longsoran berlaku di dalam tanah. Hogweed secara aktif mengasimilasikan organisma ini, mengakibatkan maklum balas- lebih banyak cyanobacteria, yang pertumbuhan yang lebih aktif hogweed dan kepekatan oksigen yang lebih rendah dan oleh itu pertumbuhan yang lebih cepat sianobakteria anaerobik. Tetapi lebih sukar untuk hogweed untuk bertahan daripada rotan, kerana terdapat lebih banyak parasit cyanobacteria di dalam tanah daripada di dalam air. Banyak eukariota ringkas akan memakan potongan yang enak itu. Ini bermakna kita mesti membunuh mereka semua! Untuk melaksanakan tugas ini, hogweed melepaskan bahan khas ke dalam tanah yang hanya menjejaskan sel eukariotik, iaitu sel-sel yang mempunyai nukleus dan melaksanakan misi pertempuran mereka - mereka menghentikan proses pembahagian sel semasa tempoh ujian diri. Jika sel tidak mengandungi nukleus, maka hogweed tidak menyentuhnya - ini adalah makanannya.
Tidak ada yang aneh dalam fakta bahawa tumbuhan boleh memakan bakteria. Terdapat kira-kira 600 spesies tumbuhan yang telah menyesuaikan diri untuk menangkap dan mencerna haiwan kecil, kebanyakannya serangga. Untuk melindungi daripada penceroboh terbang, hogweed melepaskan furanocoumarins aktif ke udara dan menepukan permukaan seluruh tumbuhan dengan mereka - supaya musuh tidak melaluinya. Baik midges, kutu, mahupun ulat tidak boleh makan hogweed. Satu-satunya pengecualian adalah serangga, termasuk lebah, yang dibenarkan oleh hogweed sehingga payungnya untuk pendebungaan yang berkesan, walaupun ia menyerbu dirinya sendiri dengan sempurna, jadi serangga terbang tidak penting baginya. Mekanisme aktiviti Hogweed ini menerangkan kesukaran yang menakjubkan untuk memusnahkan ini tumbuhan pelik. Oleh kerana dia hampir tidak memerlukan apa-apa, tiada apa yang boleh diambil daripadanya. Adalah tidak realistik untuk melawan makhluk yang paling gigih di planet ini, cyanobacteria. Ia hampir tidak berguna untuk memotong hogweed kerana ia tumbuh dari sekeping akar kecil. Jika anda memotongnya sebelum payung muncul, maka ia bertukar dari dwitahunan menjadi saka dan akan tumbuh secara berterusan sehingga menghasilkan zuriat. Jika anda memotongnya selepas benih muncul, tidak mungkin anda akan dapat mengelakkan benih segar masuk ke dalam tanah. Carian untuk kata kunci "Sosnowsky hogweed" penuh dengan penerangan percubaan yang tidak berjaya mengatasi tumbuhan ini. Hogweed benar-benar mempunyai kuasa cyanobacteria dan, dengan cara itu, kelihatan sangat mirip dengan tumbuhan gergasi yang wujud di bumi berjuta-juta tahun dahulu.
Jadi, kami dapat menjawab soalan "Siapa yang harus dipersalahkan?" Sekarang anda perlu meneruskan ke peringkat seterusnya dan menjawab soalan "Apa yang perlu dilakukan?" Berdasarkan kewujudan makhluk hidup dengan kadar kelangsungan hidup yang luar biasa tinggi dan tidak bersahaja, serta kadar pembiakan yang tidak normal, adalah mungkin untuk mewujudkan ekosistem tertutup yang akan wujud sebagai alam liar yang tertumpu dan tidak memerlukan penjagaan manusia. Satu-satunya perkara yang seseorang berhutang kepada sistem sedemikian adalah untuk memastikan keadaan suhu dan pencahayaan yang betul. Jika tenaga bebas nukleosintesis wujud, biosel sedemikian boleh menjadi autonomi sepenuhnya. Jika sumber tenaga adalah elektrik, maka satu-satunya perkara yang diperlukan daripada seseorang ialah menyediakan beban elektrik luaran yang diperlukan.
Haiwan yang boleh membiak secara aktif dalam biosel sedemikian mesti "dijinakkan secara bersyarat". Ia mestilah haiwan yang boleh hidup bebas di alam liar dan pada masa yang sama sangat mesra dengan manusia. Sebagai contoh, memerang tidak memenuhi syarat sedemikian, kerana, walaupun pada hakikatnya ia berjaya hidup di alam liar, ia agak agresif. Nutria, memerang yang sama, tetapi sebaliknya, sangat mesra dan digunakan secara meluas untuk pembiakan di ladang bulu dan ladang. Kesukaran dalam pembiakan arnab, berbeza dengan arnab, yang merupakan objek tradisional "pembiakbakaan arnab" yang meluas adalah jelas. Arnab hidup dengan baik di alam liar dan, oleh itu, adalah domestik bersyarat. Juga dianggap sebagai haiwan "kuasi-domestik" ialah memerang, yang, tentu saja, haiwan liar, tetapi kadang-kadang digunakan sebagai haiwan domestik. Di beberapa kawasan di Bangladesh, memerang digunakan sebagai haiwan buruan - mereka menghalau ikan ke dalam pukat nelayan.
Untuk menerangkan sistem pemangsa-mangsa tertutup, persamaan Lotka-Volterra yang terkenal digunakan, yang pertama kali diperoleh oleh Lotka pada tahun 1925 untuk menggambarkan dinamik populasi biologi yang berinteraksi. Sistem ini mempunyai keadaan keseimbangan apabila bilangan pemangsa dan mangsa adalah tetap. Penyimpangan dari keadaan ini membawa kepada turun naik dalam bilangan pemangsa dan mangsa, serupa dengan turun naik pengayun harmonik. Kestabilan Lyapunov dalam keadaan mantap adalah mungkin, tetapi dalam keadaan sebenar ini mesti disahkan secara eksperimen. Mari kita pertimbangkan contoh sistem pemangsa-mangsa yang digabungkan menggunakan contoh hogweed dan arnab.
Arnab - Parsnip babi Sosnowski
Arnab adalah haiwan yang menakjubkan dengan caranya sendiri. Memandangkan keadaan yang menggalakkan, pembiakan arnab mempunyai watak pandemik biogenik. Iklim di Australia sangat kering, yang meminimumkan bilangan bakteria patogen untuk arnab. Tanahnya berpasir, yang menjadikannya mudah untuk menggali lubang dan membiak tanpa had, memusnahkan semua tanaman petani. Untuk memerangi arnab di Australia, virus yang dahsyat telah dibangunkan. Di bahagian lain di dunia, wabak arnab tidak berlaku, kerana arnab sangat mudah terdedah kepada jangkitan bakteria luaran. Ia hanya memerlukan satu arnab untuk jatuh sakit dan seluruh populasi mati. Arnab adalah haiwan yang mampu mengawal saiz populasinya secara bebas. Jika bilangan arnab melebihi makanan yang ada, haiwan tersebut beralih kepada kanibalisme dan mula memakan anak mereka. Badan arnab adalah kilang mini untuk pengeluaran makanan yang diperkaya. Arnab, mencerna rumput, mencipta "najis malam", diperkaya dengan makanan berkhasiat, yang ia sendiri makan. Daging arnab pemakanan merujuk kepada apa yang dipanggil daging putih. Jumlah protein di dalamnya lebih tinggi daripada kambing, daging lembu, daging babi dan daging lembu. Daging arnab, dengan cara yang terbaik, memenuhi tugas meningkatkan kesempurnaan nutrisi protein dan mengurangkan tahap lemak dalam diet, terutamanya lemak tepu. Mengikut vitamin dan komposisi mineral Daging arnab lebih unggul daripada hampir semua jenis daging lain.
Mari kita lihat bahawa arnab dan Hogweed Sosnowski sesuai untuk satu sama lain. Masalah paling utama yang menghalang pembiakan arnab daripada benar-benar berkembang adalah kerentanan tinggi arnab kepada penyakit bakteria, yang menjadikan penyelenggaraannya mahal. Ketulenan dan kualiti tertinggi daging arnab tidak membenarkan kehadiran bahan toksik aktif untuk memerangi bakteria patogen. Hogweed menyelesaikan masalah ini dengan sempurna, kerana ia adalah pembasmi kuman semulajadi udara dan tanah, menindas semua eukariota mikroskopik dengan rembesannya. Sayuran hogweed adalah makanan yang sesuai untuk arnab. Oleh kerana arnab ditutup dengan rambut tebal, furanocoumarins yang menyebabkan luka bakar tidak menjejaskannya. Di samping itu, arnab menghabiskan sebahagian besar hidup mereka di dalam liang, jauh di bawah tanah, dan hanya muncul ke permukaan untuk makan pada waktu malam. Sebaliknya, arnab meninggalkan najisnya yang tidak busuk di permukaan, yang merupakan tempat pembiakan yang ideal untuk pembiakan cyanobacteria, asas bahan mentah utama untuk Hogweed.
Mengekalkan keadaan iklim
Untuk mengekalkan rejim iklim dalam biosel, perlu mempunyai saluran air. Suhu keseluruhan di dalam sel boleh kekal malar sepanjang masa. suhu optimum pembiakan arnab dan pertumbuhan hogweed - kira-kira 22 darjah Celsius. Sistem tertutup rotan-cyanobacteria tidak akan membenarkan air mekar dan menjadi paya. Tebing terusan mesti diperkuatkan dengan pucuk poplar dan willow gergasi, yang boleh didapati dalam kuantiti yang banyak, contohnya, dalam had bandar Moscow. Pokok-pokok ini tumbuh dengan baik di sepanjang tebing sungai, mempunyai sistem akar yang kuat dan kadar pertumbuhan yang luar biasa tinggi dan kadar kemandirian yang tiada tandingan. Ia cukup untuk mematahkan dahan poplar, membuat pancang daripadanya, dan memacunya ke dalam tanah di tempat yang sewenang-wenangnya supaya ia berakar dan mula tumbuh. Di dalam sempadan bandar Moscow, di tapak pelupusan sampah dan berhampiran garaj, sejenis buluh dari Wilayah Moscow tumbuh, menghasilkan jisim hijau yang sangat besar. Pokok-pokok ini, bersama-sama dengan willow, boleh menjadi asas asas makanan untuk nutria, yang akan mengawal rejim rumput di terusan dan tidak akan membenarkan mereka ditumbuhi dengan sedge dan buluh. Nutria ialah haiwan yang, dengan cara tersendiri, spesifikasi teknikal sangat mengingatkan arnab. Ia lebih suka iklim yang sama, membiak pada kadar yang setanding, mengawal kesuburan dengan memakan kanak-kanak, dan merupakan kilang mini untuk pengeluaran makanan kompaun dengan memakan "najis malam"nya. Sama seperti arnab, ia adalah herbivor eksklusif, yang mana cawangan willow cukup untuk memberi makan sendiri. Tetapi nutria adalah haiwan akuatik dan dalam apa jua keadaan akan lebih suka buluh daripada hogweed. Habitat arnab dan nutrias tidak bertindih. Daging Nutria adalah makanan istimewa yang sebenar. Warnanya serupa dengan daging lembu, dalam aroma dan rasa ia menyerupai burung buruan, dan dalam kualiti rasa, kandungan kalori, kandungan protein lengkap, lemak, mineral dan vitamin tidak kalah dengan daging arnab dan daging lembu. Lemak Nutria berwarna putih, dengan warna berkrim, dan kebolehcernaan serupa dengan daging babi.
Supplement yang berguna.
Dalam ekosistem biosel atau kitaran tertutup sedemikian, terdapat tempat yang cukup untuk lebah - mereka menduduki niche mereka sendiri dan tidak bersilang dengan sesiapa pun. Diakui bahawa hogweed Sosnowsky adalah tumbuhan madu yang sangat baik, dan madu yang dihasilkan berdasarkan hogweed mungkin mempunyai sifat yang serupa dengan penisilin. Ikan mas crucian yang ditambahkan pada rotan adalah ikan pemakanan yang sangat baik. Ia boleh direbus, digoreng dan dikeringkan, seperti lipas. Apabila populasi rotan secara konsisten tinggi, anda boleh menambah memerang. Dia lebih suka ikan kecil dan rotan adalah makanan terbaik untuknya. Memerang pemangsa tidak berinteraksi dengan nutria herbivor. Berang-berang mengawal tikus dan tikus, tetapi perkara yang paling penting ialah bulu, yang sangat cantik dan tahan lama. Kebolehgunaannya dalam industri bulu diambil sebagai 100%.
Tambahan yang menarik pada biosel boleh menjadi "agarik lalat yang boleh dimakan" - Amanita rubescens atau agaric lalat kelabu-merah jambu. Cendawan ini mempunyai sangat baik sifat pemakanan, sangat sedap - serupa Cendawan putih tidak gelap apabila dimasak. Biasanya menghasilkan jisim yang sangat besar dan tumbuh dalam koloni yang besar. Saya menghabiskan masa yang lama untuk mengkaji keadaan di mana kulat ini tumbuh dan saya percaya bahawa Amanita rubescens juga boleh memakan cyanobacteria anaerobik - jadi tanah di mana Hogweed Sosnowski tumbuh sesuai untuknya. Nilai cendawan ini, bagaimanapun, adalah lebih daripada sekadar bahan makanan. Cendawan adalah sumber semula jadi melanin, yang mampu menyerap dan menukar sinaran mengion keras kepada haba. Ini adalah asas untuk aktiviti penting beberapa jenis kulat, yang tumbuh sangat aktif di runtuhan loji kuasa nuklear Chernobyl. Dalam proses membangunkan tindak balas nukleosintesis, melanin mungkin diperlukan untuk pembebasan tenaga yang lebih lembut tindak balas nuklear. Perkara asas dalam kes Amanita rubescens adalah tepat bahawa di bawah pengaruh haba, melanin tidak menjadi gelap - dan oleh itu menghantar cahaya biasa dan hanya menyerap sinaran keras.
Nampaknya, krustasea arthropod kecil yang dipanggil "Schitni" boleh menjadi bahan tambahan yang sangat berguna untuk biosel. Terdapat beberapa jenis mereka dan mungkin semuanya akan berjaya. Shchitni adalah haiwan paling purba yang wujud di Bumi hari ini. Mereka muncul sebelum dinosaur dalam tempoh Triassic. Kualiti berguna utama ikan perisai adalah kelangsungan hidup mereka yang luar biasa dalam keadaan yang paling sukar dan keagresifan tertinggi terhadap semua makhluk hidup lain dalam niche biologi mereka. Mereka boleh makan apa sahaja yang lebih kecil daripada mereka, dan juga boleh mengawal jumlah mereka secara bebas dengan melibatkan diri dalam kanibalisme. Oleh itu, perisai boleh berfungsi untuk mengekalkan ketulenan biologi biosel pada skala saiznya. Oleh kerana takungan biosel agak mengingatkan lopak atau parit, perumahan sedemikian sesuai untuk ikan perisai.
Pandangan umum ekosistem tertutup.
Pertama sekali, ia adalah rumah hijau yang besar tanpa akses kepada cahaya luaran. Semua pencahayaan adalah tiruan. lampu pencahayaan buatan hendaklah dipilih mengikut tindak balas kekerapan fotosintesis. Fotosintesis memuncak pada dua panjang gelombang - 470 nm (biru) dan 660 nm (merah). Yang paling berkesan ialah lampu yang diketuai. Lampu ini mempunyai jangka hayat 100,000 jam dan menggunakan tenaga 75% kurang daripada lampu tradisional. Di samping itu, lebih mudah untuk mendapatkan sinaran panjang gelombang tertentu daripada LED dalam sumber tradisional, warna cahaya terutamanya ditentukan oleh warna fosfor atau penapis warna. LED adalah lampu paling sejuk dan tidak akan menjejaskan suhu dalam biosel. Panjang gelombang biru adalah lebih baik untuk pertumbuhan jisim hijau. Untuk haiwan dan ikan suhu warna sinaran tidak penting.
Walau bagaimanapun, terdapat masalah kecil - lampu LED yang tersedia hari ini, yang direka untuk voltan 220 volt, sangat mahal. Tetapi, anda perlu memberi perhatian kepada fakta bahawa kebanyakan kos adalah dalam penukar langkah turun dari 220 volt kepada 1.5-12 volt yang diperlukan untuk operasi LED. LED yang direka untuk berfungsi dengan bateri biasa jauh lebih murah. Daripada kebanyakan pertimbangan umum- Teknologi LED, sebenarnya, sangat murah. Contoh tipikal. Di bazar hari ini anda boleh membeli dengan harga 50 rubel rantai kunci kecil yang mengandungi laser sebenar. Laser serupa pada tahun 60-an hanya dimiliki oleh beberapa makmal dan menelan belanja yang banyak. By the way, di bazar yang sama anda boleh membeli lebih daripada 500 rubel laser berkuasa lampu hijau dengan bantuan yang sudah mungkin untuk menerangi pesawat terbang... Pembangunan teknologi LED tidak lama lagi akan membawa kepada pengurangan ketara dalam kos pencahayaan jenis ini.
Prinsip utama pembinaan konstruktif rumah hijau berikutan daripada fakta bahawa asas tenaga utama biosel ialah sianobakteria anaerobik. Ini bermakna kekurangan oksigen hanya merangsang pembebasan aktif oksigen oleh cyanobacteria dan merangsang pertumbuhannya, kerana ia menyesarkan semua organisma hidup aerobik dari kawasan tersebut. Oleh itu, tiada kebimbangan untuk pengudaraan diperlukan. banyak teknologi moden dinding bangunan bangunan kediaman Mereka menekankan bahawa dinding ini 'mesti bernafas'. Dalam sistem kami keadaan ini dikecualikan. Ini bermakna dinding dalaman rumah hijau boleh dilapisi dengan besi tergalvani, dan dinding luaran dengan linoleum. Besi bergalvani digunakan secara meluas dalam teknologi membuat keranda untuk mengangkut mayat dengan kandungan bakteria yang tinggi dalam apa jua jenis. Di satu pihak, kakisan logam sedemikian adalah minimum, dan sebaliknya, ia berfungsi dengan baik untuk melindungi ruang luar daripada bakteria yang sama. Oleh itu, saya percaya bahawa besi tergalvani harus digunakan untuk kedua-dua dinding biosel dan bumbung. Tikus aktif seperti arnab dan nutria boleh mengunyah hampir semua permukaan - tetapi mereka tidak akan dapat mengendalikan besi tergalvani. Tiang rumah hijau yang memegang bumbung boleh dibuat daripada kayu balak, tetapi dengan dua kaveat. Pertama, ia mesti diletakkan pada paip asbestos yang digali ke dalam tanah. Kedua, rak perlu dibalut dengan jaringan halus bergalvani supaya tikus tidak boleh merosakkannya. ... Sistem pemanasan air dalam saluran mesti dikawal oleh penderia suhu dan diselenggara suhu yang ketat dalam sistem.
Untuk memastikan penebat haba optimum dan mengurangkan kos biosel dengan ketara, anda boleh menggunakan teknologi yang kadang-kadang digunakan dalam pembinaan rumah bingkai. Ke ruang antara jawatan menegak Beberapa pengisi dengan kapasiti haba yang meningkat dituangkan dari papan. Dalam kes kami, anda boleh menggunakan tayar getah lama yang dicincang, yang dikimpal dengan baik menjadi satu penggunaan keseluruhan sumpitan. Adalah menarik bahawa di Amerika Syarikat, negeri Maryland, getah yang dicincang dari tayar lama digunakan sebagai salutan di taman permainan - oleh itu, pengisi sedemikian harus sepenuhnya mesra alam.
Kemandirian ekosistem eksperimen.
Di wilayah Rus Tengah dan khususnya wilayah Moscow, terdapat banyak ladang yang musnah dan terbiar - warisan ekonomi USSR yang hilang. Wilayah ini boleh dibeli atau dipajak dengan murah. Malangnya, saya tidak dapat menganggarkan kos khusus yang diperlukan untuk menyediakan tahap pencahayaan dan penyelenggaraan yang diperlukan rejim suhu. Bulu dan daging arnab, bulu dan daging nutria, bulu memerang, dan ikan mas crucian mempunyai nilai komersial. Pastinya sesetengah Anastasians atau Old Believers boleh menemui lebih banyak lagi aplikasi bukan remeh untuk komponen biosel. Oleh kerana sel itu diandaikan jenis tertutup, maka adalah perlu untuk membenarkan kemungkinan peraturan sendiri keadaan dalam sel. Sebagai contoh, diketahui bahawa suhu dalam bangsal meningkat disebabkan oleh aktiviti mikroorganisma. Ia mungkin berlaku bahawa termoregulasi luaran tidak diperlukan sama sekali. Mungkin tidak mungkin untuk mengecualikan sepenuhnya pencahayaan dari sistem sedemikian, tetapi dengan mengambil kira bahawa mekanisme utama sel bukanlah fotosintesis, tetapi kemosintesis, nilai pencahayaan luaran dikurangkan dengan ketara.
Berdasarkan ini, boleh diandaikan bahawa kos servis biosel adalah minimum dan kos pengeluaran sistem akan menghampiri sifar.
Hello, Habr!
Saya baru-baru ini terjumpa di Internet artikel yang menarik, dari sudut berkebun, tentang seorang lelaki Inggeris yang 53 tahun lalu menanam Tradescantia dalam balang Dia menutup botol itu dan, selepas menyiramnya 40 tahun lalu, tidak pernah membukanya lagi. Idea itu datang kepadanya kerana ingin tahu. Sehingga hari ini, tumbuhan itu hidup, tumbuh dan menyerap oksigen. Tradescantia telah membentuk ekosistem: fotosintesis menghasilkan oksigen, udara di dalam kapal dilembapkan dan lembapan jatuh, daun yang gugur reput, membebaskan CO 2 . Tetapi fotosintesis juga memerlukan cahaya, jadi botol mesti sentiasa dialihkan ke arah tingkap dan dipusingkan supaya daun tumbuh sama rata. Saya menambah beberapa elektronik untuk tanaman rumah dan inilah yang terhasil daripadanya.
Peringkat Satu
Seperti yang telah disebutkan, perkara yang paling penting dalam proses fotosintesis adalah cahaya. Tetapi bukan sesiapa sahaja!Bagi tumbuhan, warna yang paling penting ialah biru-hijau dan kuning-merah. Panjang gelombang masing-masing dari 440 hingga 550 nm dan dari 600 hingga 650 nm. Saya pergi ke kedai dan membeli 4 LED merah, 2 biru dan 2 hijau (baca di Radiocat). Seterusnya, saya meletakkannya di bawah penutup balang, menguncinya pada kadbod, dan menyambungkannya secara selari (2 merah, 1 biru dan 1 hijau).
Kerana LED warna yang berbeza Lampu mempunyai voltan bekalan yang berbeza, saya memasang perintang. 
Saya membuat lubang pada penutup untuk wayar dan mengamankan kadbod dengan LED di bawah tudung, selepas memasukkan wayar ke dalam lubang. Untuk pengasingan yang lebih besar dari dunia luar, lubang itu boleh dimeteraikan. 
Semakan modul pencahayaan bertarikh 07/01/13.
Modul itu disalut khas dengan lapisan Tsaponlak yang tebal untuk mengelakkan kakisan pada pin elemen dan tembaga pada papan.
Tahap Dua
Saya telah melakukan perkara utama, iaitu lampu latar, jadi saya beralih kepada tambahan yang berguna.1. Untuk memastikan cahaya hanya menyala apabila tumbuhan berada di bawah naungan, anda perlu menambah fotosel.
Gambar rajah sambungan:
Untuk menjadikan periuk benar-benar pintar, mari sambungkan Arduino kepadanya. InPut Analog dalam rajah - sebarang input analog pada Arduino. Kami akan melampirkan LED pada output PWM (atau PWM), yang kecerahannya akan berubah bergantung pada pencahayaan photoresistor. Tetapi pertama, mari kita ketahui nilai yang akan dihasilkan oleh pembahagi voltan.
Kod
int sensor =0; // sambungkan pembahagi kepada input analog Arduino A0 void setup() ( Serial.begin(9600); ) void loop() ( Serial.println(analogRead(sensor)); delay(1000); // Menghantar nilai dari pembahagi sekali setiap saat)
Dalam litar saya, saya menggunakan photoresistor dari kit pereka elektronik ZNATOK. Ia mempunyai rintangan bayang-bayang 120 kOhm. Perintang R1 dikira menggunakan formula: R 1 =V dalam *R 2:V keluar -R 2 ; V dalam rajah ialah +5V, V keluar ialah "kepada input analog Arduino" (Saya harap semua orang ingat susunan tindakan: pertama, operasi darjah pertama ialah pendaraban dan pembahagian, dan kemudian yang kedua ialah penambahan dan penolakan). Juga, ingat bahawa rintangan fotoresistor boleh berbeza-beza tak linear.
Nilai pencahayaan minimum dari pembahagi saya ialah kira-kira 100 (mari kita panggil mereka unit konvensional), maksimum ialah kira-kira 755 cu.
Mengetahui nilai ini, anda boleh menulis program untuk pengawal Arduino.
Kod
int sensor = 0; // Potentiometer to A0 int ledPin = 9; //LED ke output 9 void setup () ( analogReference(DEFAULT); pinMode(ledPin, OUTPUT); //Serial.begin(9600); Nyahtandakan baris ini untuk memaparkan // pencahayaan semasa dalam unit dalam Port Monitor. ) void loop() ( int val = analogRead(sensor); val = constrain(val, 130, 755); // Tetapkan nilai pencahayaan. // Jika< 130, то превращаем в 130, если >755, kemudian tetapkannya kepada 755. int ledLevel = map(val, 130, 755, 0, 255); //Tukarkan nilai pencahayaan dan cu.
//kepada nilai 8-bit untuk PWM. analogWrite(ledPin, ledLevel);.
2.
// Serial.println(analogRead(ledLevel)); Nyahtanda baris ini untuk memaparkan //pencahayaan semasa dalam unit. dalam Pemantau Pelabuhan. 
)
Juga, sila ambil perhatian bahawa arus maksimum melalui I/O digital Arduino tidak boleh melebihi 40mA
Daripada kaedah digital untuk menentukan tahap cahaya, anda boleh menggunakan kaedah analog. Dengan menambahkan diod zener dan transistor ke pembahagi, kami mendapat semuanya sama seperti dengan pemproses, hanya dalam jumlah yang lebih kecil. Skim: 
Diod Zener D1 - sebarang kuasa pada 3.6 V. Transistor T1 - sebarang NPN. 
P.S. Ia akan kelihatan lebih baik jika wayar tidak melekat. Reka bentuk itu sendiri akan menjadi lebih maju dari segi teknologi jika anda meletakkan gegelung di bahagian bawah tin dan menghidupkan lampu latar secara wayarles (mengikut contoh pengecasan tanpa wayar untuk telefon). Foto di bawah menunjukkan balang percubaan pertama. Kilang itu ditanam di dalamnya pada 06/01/13.
Selepas itu, diputuskan untuk meninggalkan tin ini, kerana... tumbuhan tidak mempunyai ruang yang cukup di dalamnya untuk berkembang (juga, penutup keluli, dengan tahap kebarangkalian yang tinggi, akan berkarat selepas 40 tahun digunakan :)). Daripada yang kecil
balang liter 
, tumbuhan itu ditanam dalam bekas besar - 3 liter. Tudung juga diganti - dengan polietilena. 
P.S.S. 
Tarikh pendaratan: 06/30/2013 (balang dibuka pada 07/01/13 untuk menggantikan modul pencahayaan).
Foto 1: 07/10/13
Foto 2: 07.17.13. Foto di bawah menunjukkan bagaimana tumbuh-tumbuhan mula muncul di dinding. Ini menunjukkan bahawa spesies tumbuhan yang paling mudah juga berkembang maju dalam sistem. Foto 3: 09/02/13, yang menyenangkan mata, berfungsi sebagai hiasan dalaman dan membekalkan anda dengan oksigen. Terdapat sejumlah besar spesies tumbuhan sedemikian dan juga banyak cara untuk membesar dan mengekalkannya.
Hari ini kita akan membina ekosistem sara diri yang tidak memerlukan penjagaan diri dan kehendak hiasan yang baik untuk dalaman anda atau hadiah asal.
Florarium, terarium tumbuhan- bekas tertutup khas yang diperbuat daripada kaca atau bahan lutsinar lain dan bertujuan untuk menyimpan dan menanam tumbuhan. Kelembapan dan suhu udara tertentu dicipta di dalam, yang membantu mewujudkan persekitaran untuk perkembangan normal dan kewujudan tumbuhan. Florarium muncul pada pertengahan abad ke-19. Tumbuhan pertama yang digunakan dalam florarium ialah pelbagai jenis paku.
Seperti berikut dari penerangan, kami memerlukan bekas kaca tertutup. Boleh digunakan balang kaca, kelalang perubatan, botol, secara umum, mana-mana vesel yang boleh ditutup tanpa masalah. Setelah memandu masuk pertanyaan carian"Ekosistem tertutup", saya dapati pilihan yang menarik, yang menggunakan mentol lampu biasa pijar, dan sekumpulan bahan tentang cara membukanya dan menanam tumbuhan di sana tanpa merosakkan kaca. Pilihan ini kelihatan agak menarik dan mudah untuk dipasang, jadi saya memutuskan untuk mencubanya.
Jadi, apakah yang kita perlukan untuk mencipta ekosistem kecil kita:
1) Batu kecil untuk saliran dan batu untuk gubahan
2) Pasir
3) Tanah yang subur
4) Pelbagai jenis lumut
5) Kulit kayu, cawangan kecil untuk komposisi
6) Batu atau kayu hanyut untuk platform
7) Mentol lampu pijar
8) Gam dua komponen atau gam cair panas
9) Tang
10) Pemutar skru rata
11) Pinset
12) Picagari
13) Air
14) Kertas
Selepas berjalan kaki singkat melalui hutan dan pinggir bandar, saya dengan mudah menemui semua bahan yang saya perlukan.
Mari kita mula memasang. Perkara pertama yang perlu kita lakukan ialah menyediakan mentol lampu kita. Menggunakan playar dan sedikit daya, pecahkan penebat seramik hitam dengan berhati-hati, berhati-hati agar tidak membengkokkan pangkal mentol atau memecahkan kaca.
Anda sepatutnya mempunyai lubang seperti gambar di bawah.
Seterusnya, menggunakan pemutar skru kepala rata, anda perlu memecahkan dan memerah batang kaca di mana filamen dipasang dan mengeluarkannya dari mentol lampu. Cuba buat lubang seluas mungkin, ini akan memudahkan proses penanaman masa depan untuk anda. Selepas semua lebihan telah dikeluarkan, saya mengesyorkan membilas mentol lampu dengan air untuk mengelakkan terkena zarah kecil kaca
Seterusnya kita perlu membuat mentol lampu kita stabil. Anda boleh melekatkan kaki dari sesuatu kepadanya, anda boleh melekatkan mentol itu sendiri pada sekeping kayu hanyut yang indah atau, seperti dalam kes saya, batu. Untuk melekatkan kaca dengan selamat pada batu, anda boleh menggunakan gam dua komponen atau pelekat cair panas. Saya menggunakan gam Poxipol dua komponen.
Sekarang kita perlu lakukan sistem perparitan. Saliran adalah sistem untuk mengeluarkan air melalui akar dan tanah, yang membolehkan akar tumbuhan bernafas sambil mengekalkan kuantiti yang banyak kelembapan dalam tanah.
Saliran dilakukan dengan sangat mudah. Dalam kes kami, kami meletakkan sebilangan kecil batu kecil di bahagian bawah. Untuk kemudahan, saya membuat tiub daripada kertas, yang juga akan memudahkan proses mengisi mentol lampu dengan pasir dan tanah, serta membersihkan dinding dari pencemaran.
Kemudian kami mengisi mentol lampu kami dengan lapisan tanah yang subur. Jangan takut jika akar tumbuhan atau humus lain masuk ke dalam tanah - ini hanya akan menguntungkan anda, kerana ia akan menyediakan sistem anda dengan bahan organik yang berguna.
Peringkat seterusnya adalah kreatif. Di sini anda perlu memaksimumkan semua anda kebolehan seni dan letakkan dengan cantik komponen yang dikumpul di dalam hutan. Untuk memudahkan tugas menanam pokok dalam mentol, saya menggunakan pinset dan pen bolpoint. Akibatnya, saya berakhir dengan gubahan ini.
Langkah terakhir dalam mencipta ekosistem ialah menambah beberapa titis air. Anda boleh menggunakan picagari perubatan untuk ini. Tidak perlu menyiram tanaman dengan banyak, kelembapan berlebihan akan membawa kepada kematian mereka. Selepas kami menyiram, perlu mengelak mentol secara hermetik. Tiada peraturan khas di sini, anda boleh menggunakan apa-apa sahaja: acorn, gabus botol wain, penutup plastik, batang kayu dan lain-lain, perkara utama ialah tiada udara masuk ke dalam struktur. Saya menggunakan butang hitam biasa, setelah sebelumnya menutup lubang untuk memasangkannya pada bahan.
Selepas beberapa lama, pemeluwapan dari titisan air akan mula terbentuk di dinding mentol lampu tidak perlu dibimbangkan dengan ini, ini bermakna proses asal usul kehidupan sedang berjalan sebagaimana mestinya. Titisan ini akan muncul secara berkala dan kemudian mendap ke dalam tanah, meniru hujan.
Air yang berlebihan akan masuk ke dalam saliran di bahagian bawah mentol lampu, dengan syarat anda telah menyusunnya dengan betul. Jika anda tiba-tiba menyedari bahawa anda telah menuang terlalu banyak air ke dalam florarium anda, cukup buka lubang dan biarkan ia terbuka selama beberapa jam untuk membolehkan kelembapan berlebihan menyejat, kemudian tutup mentol sekali lagi.
Sehari selepas membina florarium saya, saya memutuskan bahawa komposisi itu perlu ditambah dan memasang mentol lampu lain pada batu platform saya, tetapi kali ini lebih besar. Inilah rupa versi terakhir ekosistem saya sekarang.
Dengan prinsip yang sama, orang Inggeris David Latimer tumbuh Tradescantia dalam botol (genus malar hijau saka tumbuhan herba keluarga Commelinaceae), yang telah berada dalam ruang tertutup selama lebih daripada 40 tahun dan tidak pernah disiram.
Cmemimpin 1.
hello!
Saya Alexey Kashpura, pelajar gred 3 "G," menyampaikan kepada anda projek "Ekosistem buatan dalam balang di tingkap."
Slaid 2.
Pada suatu hari di akhbar saya melihat sekeping gambar dan nota padanya, yang mengatakan bahawaEkosistem yang unik telah dicipta oleh British David LATIMER.
Pada tahun 1963, seorang penanam meletakkan beberapa kompos dalam botol 10 liter dan dengan berhati-hati menjatuhkan pucuk Tradescantia ke dalamnya. Pada tahun 1972, David Latimer menyembur daun dengan air untuk kali terakhir, selepas itu dia menutup botol dengan ketat dengan penyumbat. Tahun berlalu, tetapi tumbuhan itu tidak mati - ia terus menjadi hijau dan membuang pucuk baru. Dari semasa ke semasa, pesara Inggeris itu memusingkan botol ke arah cahaya untuk memastikan akses kepada sinaran matahari ke semua bahagian pertumbuhan yang subur.
Oleh itu, Tradescantia, kekurangan air dan oksigen, mencipta ekosistemnya sendiri: cahaya matahari ia digunakan untuk fotosintesis, dan daun yang jatuh membusuk di bahagian bawah botol membentuk karbon dioksida yang diperlukan untuk pertumbuhan. Ini adalah contoh cemerlang kitaran hidup yang ideal dan Pengalaman hebat untuk angkasawan dan penerbangan angkasa lepas jarak jauh.
Saya ingin menyemak, sekurang-kurangnya sebahagiannya, sama ada mungkin untuk mencipta ekosistem sedemikian sendiri.
Slaid 3.
Saya bertanya kepada diri sendiri satu soalan:
Adakah terdapat keperluan untuk mengkaji ekosistem seperti ini?
Beliau mencadangkan bahawa mengkaji pelbagai jenis ekosistem adalah jalan ke arah pembangunan masa depan angkasa.
slaid4.
Matlamat dan objektif pada slaid.
Slaid 5.
Membangunkan mekanisme untuk melaksanakan projek (pada slaid).
Slaid 6
Perkara pertama yang saya lakukan ialah mempelajari apa itu ekosistem, kerana dalam gred tiga kita belum melaluinya lagi.
Konsep ekosistem diperkenalkan oleh saintis Inggeris A. Tansley. Kemudian, saintis terkenal di dunia Eugene Odum, Vladimir Sukachev dan lain-lain akan memberikan maklumat terperinci mengenai perkara ini. Tetapi secara ringkas, ekosistem adalah habitat tertentu yang dibentuk oleh benda hidup organisma. ini mungkin tanah, atmosfera, lopak, atau keseluruhannya lautan - ekosistem semula jadi.DALAMdijalankan dalam ekosistem kitaran penuh, bermula dengan penciptaan bahan organik dan berakhir dengan penguraiannya kepada komponen bukan organik.
Tetapi mencipta ekosistem buatan adalah lebih sukar; anda perlu mengetahui banyak undang-undang ekologi.
Slaid 7, 8, 9, 10.
Saya memutuskan, jika tidak mengulangi pengalaman Latimer, maka cuba mencipta ekosistem buatan yang serupa di bank dalam masa setahun.
Mula bekerja pada bulan Jun. N Saya pergi ke balang besar, mengisinya dengan kompos, dan menanam Tradescantia berbunga putih.
Saya melihat dia membesar setiap hari. Saya menyiramnya seminggu sekali.
Dari Ogos Saya menyiramnya setiap dua minggu sekali.
Sejak awal tahun persekolahan, saya mengangkut balang pulang dari dacha, meletakkannya dua meter dari tingkap pada sebelah utara. Akses kepada cahaya telah dikurangkan. Tetapi Tradescantia tidak mati, tetapi terus berkembang.
Slaid 11.
Pada akhir Oktober, saya mengikat leher balang dengan dua lapisan filem, membungkusnya dengan kertas di atas - biarkan ia secara beransur-ansur membiasakan diri dengan bekalan udara yang terhad dan berhenti menyiramnya. Latimer melakukan ini selepas 10 tahun hidup tumbuhan, pengalaman saya adalah jangka pendek, jadi saya memutuskan untuk mula bersedia untuk mengelak balang dalam masa lima bulan.
Slaid 12.
Adalah menarik untuk memerhatikan bagaimana kehidupan tumbuhan itu berubah selepas ini.
Sebaliknya, saya juga menanam tumbuhan dalam balang tiga liter biasa, tetapi tidak menutupnya. Tumbuhan itu terus membentang ke atas ke arah cahaya.
Slaid 13-14.
Dan dalam balang tertutup, pertumbuhan ke atas berhenti, dan akar udara, banyak pucuk sampingan.
Slaid 15.
Jika kita menyiram tumbuhan dalam balang terbuka, maka bukan dalam balang tertutup. Pada daun dan dinding balang tertutup titisan air dapat dilihat. Terdapat penyejatan.
Slaid 16.
Beberapa daun reput dan jatuh ke tanah.
Slaid 17.
Pada bulan Februari, leher balang itu dibalut dengan empat lapisan filem, hampir dipelihara. Saya takut untuk memalunya dengan gabus kayu, kerana tumbuhan itu hidup hanya 8 bulan, dan bukan 10 tahun, seperti Latimer!
Jadi: tumbuhan tidak menerima air atau oksigen dari luar. Dan hanya cahaya malap yang mengenai tumbuhan.
Ia terus berkembang. Mungkin ia akan mekar.
Slaid 18.
Kesimpulan: Sudah tentu, ekosistem sedemikian tidak boleh dipanggiltertutup, kerana kaca menghantar cahaya, dan oleh itu tenaga, ke tumbuhan.
Tetapi, dalam Bank itu, saya percaya, telah mencipta ekosistem mininya sendiri. Tumbuhan itu menerima sedikit cahaya, menjadikan proses fotosintesis mungkin.Kitaran fotosintesis ( ialah pembentukan bahan organik daripada karbon dioksida gas dan air, dalam cahaya, dengan pembebasan oksigen)memainkan peranan penting dalam kemandirian Tradescantia, yang memproses nutrien yang dihasilkan oleh tumbuhan itu sendiri.Daun tua tumbuhan jatuh ke bahagian bawah botol dan reput. Tradescantia menggunakan humus sendiri sebagai tanah. Semasa proses pereputan, oksigen dibebaskan, yang diproses oleh tumbuhan karbon dioksida. Air sentiasa kering dan menetap di dinding botol, akibatnya tumbuhan tidak memerlukan kelembapan.Ekosistem terpencil cahaya matahari diperlukan. Ini adalah satu-satunya perkara yang diatidak dapat menafkahi dirinya.
Slaid 19.
Bolehkah ia digunakan pada kapal angkasa ekosistem yang dicipta mengikut model ini?
Kitaran kehidupan yang menakjubkan dan hampir ideal telah lama menarik minatNASA (NASA), sebuah agensi milik kerajaan persekutuan AS, yang sedang membangunkan program untuk penggunaan dan penyesuaian tumbuhan di angkasa.Sesetengah jenis tumbuhan berfungsi sebagai penyental (pembersih) yang sangat baik, mampu menyingkirkan bahan pencemar dari udara. Jika anda belajar menanam dan mengangkut tumbuhan, membekalkannya hanya dengan cahaya (dan terdapat cahaya di atas kapal), anda boleh mengurangkan kos memberi makan kepada angkasawan dengan ketara. Di samping itu, di angkasa, tumbuhan diperlukan untuk menukar karbon dioksida kepada oksigen dan membersihkan udara. Semua ini akan membolehkan stesen angkasa bertukar menjadi sistem yang mampu bertahan sendiri.
Slaid 20.
Jika seseorang berminat dengan kerja ini, maka anda boleh cuba mencipta ekosistem anda sendiri. Contohnya: dalamakuarium atau anda boleh menanam pokok wang dalam balang dan menutupnya dengan penutup plastik.
Akuarium tertutup dengan ekosistemnya mengambil bahagianeksperimen American Shuttle dan stesen angkasa Rusia Mir.
Slaid 21.
Bumi diam masa yang lama mampu menyediakan semua yang mereka perlukan kepada mereka yang tinggal di atasnya jika manusia menggunakan sumber planet ini dengan lebih rasional dan berhati-hati, menyelesaikan isu-isu perubahan alam sekitar dengan bijak, menghapuskan perlumbaan senjata dan menamatkan senjata nuklear.
Pada masa yang sama, pakar percaya bahawa penggunaan ekosistem buatan tidak dapat dielakkan sebagai sebahagian daripada penempatan angkasa lepas yang besar, pangkalan bulan, planet dan antara planet dan struktur luar angkasa terpencil yang lain.
Slaid 22
“Alam semula jadi, sayang, saya hanya mendengar anda, Kau berikan aku langit dan bumi. Dan saya akan menjadi pembantu mereka, abad demi abad, Hanya kerana saya dilahirkan sebagai manusia!”
Terima kasih atas perhatian anda.