Chemoton czyli czym jest życie?

Przylaszczka (fot. S. Czachorowski)

Ludzie od wieków zadawali sobie pytanie, czym jest życie i co jest jego istotą. Usiłowali i czynią to nadal tłumaczyć zjawisko życia, tworząc różne teorie. Arystoteles w swym traktacie O duszy twierdził, że byty ożywione różnią się od bytów nieożywionych tym, że posiadają duszę, która daje im życie. Dzięki niej rośliny rosną i się rozmnażają, zwierzęta ponadto posiadają postrzeganie zmysłowe i zdolność przemieszczania się, a człowiek dodatkowo jest w stanie myśleć. Na przestrzeni lat definicja ta została doprecyzowana, a idea duszy odrzucona przez kręgi naukowe.

Próby odpowiedzi na pytanie „co to jest życie?” podjął się węgierski biolog i biochemik, Tibor Gánti, twórca teorii chemotonu tj. najprostszego modelu żywej komórki. Zaproponował on osiem kryteriów, które powinien spełniać żywy organizm. Gánti wyszczególnił: cechy konieczne, które są niezbędne, by dany obiekt określić, jako żywy oraz cechy potencjalne, które są wymagane do zaistnienia życia na większą skalę, konieczne do przetrwania całego świata ożywionego.

Rzeczywiste (absolutne) kryteria życia:

• 1. System żywy musi być inherentną (niepodzielną) całością. 
• 2. W systemie ożywionym musi zachodzić przemiana materii. 
• 3. System żywy musi być inherentnie stabilny. 
• 4. System żywy musi dysponować podsystemem, który przechowuje informacje użyteczne dla całego systemu. 
• 5. Procesy zachodzące w systemach żywych muszą być regulowane i sterowane. 

Potencjalne kryteria życia: 

• 1. System żywy musi być zdolny do wzrostu i rozmnażania się. 
• 2. System żywy musi dysponować zdolnościami do dziedzicznych zmian, a także do ewolucji, a więc przybierania przez kolejne pokolenia coraz bardziej złożonych i coraz bardziej wyspecjalizowanych form. 
• 3. Systemy żywe muszą być śmiertelne. 

Teoria chemotonu jest modelem biologicznego uogólnienia, ponieważ dotyczy zarówno organizmów jednokomórkowych, jak i wielokomórkowych. Kryteria Gántiego można uznać za swoisty zbiór zasad, które kierują każdym żywym organizmem. Czy znajdziemy tam również istotę życia? Owszem, analizując wyżej wymienione kryteria, wnioskuję, że istotą życia jest samo istnienie organizmu.

Proces życia jest na tyle abstrakcyjny i subtelny, że ciężko jest określić, kiedy się zaczyna, a kiedy kończy. Komórki tworzą tkanki, a tkanki tworzą narządy i organy. Narządy i organy wchodzą w skład systemów i układów, które tworzą żywy organizm. Zatrzymanie funkcji życiowych organizmu, nie jest równoznaczne ze śmiercią narządów, a śmierć narządów nie oznacza obumarcia wszystkich komórek. Mimo to, taki organizm jest martwy, ponieważ nie spełnia już absolutnych kryteriów życia.

W niniejszej wypowiedzi próbowałam odpowiedzieć na pytanie „Czym jest życie?”. Jest to jednak temat rzeka, który można rozpatrywać zarówno z biologicznego, filozoficznego jak i matematycznego punktu widzenia. Dodatkową trudność stanowiło też to, że dopiero zapoznaję się z wiedzą z zakresu biologii. Mam także świadomość, że bardzo szybki rozwój nauk biologicznych może spowodować weryfikację naszych poglądów na wiele spraw, również na tematy związane z pochodzeniem życia i jego istotą.

Dorota Pieńkowska 
Podyplomowe studia Nauczania biologii w gimnazjach i szkołach ponadgimnazjalnych

Źródła: Tibor Gánti, Podstawy życia, Wiedza Powszechna, Warszawa, 1986.

NetNaukowiec czyli Naukowiec w Internecie (z akcentem olsztyńskim)

Naukowiec w Internecie, czyli NetNaukowiec jest bohaterem kolejnego wydania czasopisma NIMB. Autorzy tekstów przyglądają mu się miedzy innymi z perspektywy komunikacji z innymi naukowcami, promocji wiedzy oraz tworzenia wspólnoty ludzi nauki. 

Więcej: http://is.gd/PNd9h4

Nigdy wcześniej nowożytna nauka nie ulegała takim transformacjom, jakie mają miejsce od końca ubiegłego wieku. Wraz z rozwojem internetu zmienił się sposób uprawiania nauki oraz komunikowania się naukowców – pisze w swoim tekście Emanuel Kulczycki, prowadzący blog „Warsztat badaczy" i zajmujący się zawodowo komunikacją naukową. To właśnie Internet jest medium, które zmieniło tradycyjne metody wymiany informacji. Dając jednocześnie bogaty pakiet możliwości wymusza przystosowanie się do nowej rzeczywistości.

To niełatwy proces, o czym dobitnie przekonuje Ilona Iłowiecka-Tańska przyglądając się promocji realizowanej poprzez strony internetowe polskich uczelni. Smutni panowie i panie w pustawych salach konferencyjnych. Poważni panowie za prezydialnymi stołami. Budynki i kwietniki. Tytuły informacji, które są żywcem kopiowane z tytułów projektów. Streszczenia samych projektów, które – sztywne i suche, zastępują informacje prasowe. Dużo tekstów, mało zdjęć. Polskie uniwersytety w sieci. Dlaczego na uniwersyteckich stronach tak mało jest nauki? Dlaczego tak mało jest pozytywnej radości z jej uprawiania i osiągania sukcesów – pyta autorka, pokazując dla kontrastu amerykańskie przykłady.

W tematyce naukowo-internetowej sytuuje się również tekst dotyczący tworzenia wspólnoty ludzi nauki, widzianej jako wspólnota ludzi interesu, dążących do osiągnięcia celów społecznych. W tym przypadku swoimi doświadczeniami dzielą się współtwórcy ruchu „Obywatele nauki".

Na innym, ale wciąż okołointernetowym biegunie lokują się także artykuły dotyczące rozwoju cyfrowej humanistyki, wykorzystania baz patentowych czy korzystania z narzędzi informatycznych w pracy naukowej.

A dla przeciwwagi warto zerknąć na poświęcony w dużej mierze audiodeskrypcji wywiad z Anną Jankowską oraz zanucić jeden z fragmentów „Symphony of Science", recenzowanej w felietonie Piotra Żabickiego.

Ściągnij od razu PDF – Więcej publikacji CITTRU na ISSUU - Wszystkie wydania NIMBa

Piotr Żabicki

Polonijna Akademia Wiedzy i Umiejętności „Pasjonaci biologii”

W dniach 26-27 marca br. przedstawiciele UWM oraz Wspólnoty Polskiej przebywali w Wilnie. To przygotowanie do młodzieżowego obozu naukowego pt. „Pasjonaci biologii”. W delegacji do Wilna uczestniczyli: Piotr Bonisławski, wiceprezes Wspólnoty Polskiej, dr Aleksander Socha, kanclerz UWM, członek władz krajowych Wspólnoty, dr hab. Tadeusz Kamiński prof. UWM , dziekan Wydziału Biologii i Biotechnologii. 27 marca, w godzinach przedpołudniowych, w Domu Polskim w Wilnie odbyły się testy kwalifikacyjne dla osób chcących wziąć udział w obozie naukowym, organizowanym pod egidą Wspólnoty i naszego Wydziału, pod nazwą Polonijna Akademia Wiedzy i Umiejętności „Pasjonaci biologii”. Testy przegotowała dr B.Dulisz. Zdawało je ok. 90 osób, głównie ze szkół w Wilnie, ale też w Landwarowie, Butrymańcach, Bujwidzach i Czarnym Borze. Podobne testy przeprowadzono na Białorusi i Ukrainie.

Od lewej: Tadeusz Kamiński, Piotr Bonisławski, Aleksander Socha.

W Olsztynie na Wydziale Biologii i Biotechnologii spodziewamy się w początkach czerwca wizyty ok. 30 uczniów, którzy osiągnęli najlepsze wyniki w tych trzech krajach.

(TKSC)

Rola i znaczenie produktów gryczanych w żywieniu i ochronie zdrowia

W ciągu ostatnich kilkunastu lat wzrosło zainteresowanie gryką i jej przetworami. Te ostanie są w kręgu zainteresowania nie tylko przemysłu spożywczego, ale także rolnictwa, przemysłu farmaceutycznego i ziołolecznictwa. Przetwórstwo gryki obejmujące tradycyjne i nowoczesne technologie pozwala otrzymać wiele interesujących nowych produktów gryczanych. Dotychczas głównym celem uprawy gryki była produkcja ziarniaków, które są rozpoznawalnym źródłem rutyny (3-rutynozydu kwercetyny). Gryka służy też do wyrobu mąki wykorzystywanej do produkcji chleba, makaronów, ciastek i nawet mieszanek gryczano-owocowych do picia. Grykę uprawia się także jako surowiec do wyrobu leków. Obecnie panuje pogląd, że długoterminowe spożywanie produktów otrzymanych z gryki może być czynnikiem zapobiegającym takim chorobom jak: nadciśnienie tętnicze, choroby sercowo-naczyniowe, dyslipidemia czy podwyższony poziom cukru we krwi. Stąd tez dieta wzbogacana gryką może być niezmiernie ważna w działaniach profilaktycznych, jak i również stanowić może czynnik wspomagający leczenie farmakologiczne. 

W siedzibie Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie w dniu 19 kwietnia 2013 roku odbędą się warsztaty naukowe pt. „Rola i znaczenie produktów gryczanych w żywieniu i ochronie zdrowia”. Spotkanie wplata się w cykl seminariów Wiedza i Rozwój Regionu „WIRR” projektu REFRESH pt. „Odblokowanie potencjału Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności dla wzmocnienia integracji z europejską przestrzenią badawczą i rozwoju regionu” finansowanego ze środków 7. Programu Ramowego Unii Europejskiej.

Wykłady zostaną zaprezentowane przez naukowców z wiodących ośrodków w Polsce i Słowacji. Wśród wykładowców będą prof. dr hab. Ryszard Bobowiec z Akademii Rolniczej w Lublinie, prof. dr hab. Marcin Horbowicz i dr Henryk Dębski z Akademii Podlaskiej w Siedlcach, prof. dr hab. Ewa Cieślik i dr Magdalena Surma z Małopolskiego Centrum Monitoringu Żywności w Krakowie, dr inż. Lucia Mikusova z Instytutu Biochemii, Żywienia i Ochrony Zdrowia Politechniki w Bratysławie, dr Zuzana Ciesarova i dr Kristina Kukurova z Instytutu Badań Żywności w Bratysławie oraz pracownicy IRZiBŻ PAN w Olsztynie: prof. dr hab. Henryk Kostyra, prof. dr hab. Maria Soral-Śmietana, dr hab. Wioletta Błaszczak, prof. nadzw., mgr inż. Dorota Szawara-Nowak i prof. dr hab. Henryk Zieliński.

Tematyka warsztatów dotyczyć będzie m. in. związków biologicznie aktywnych gryki, tradycyjnych i nowoczesnych technologii przetwórstwa, możliwości uzyskiwania nowych funkcjonalnych produktów gryczanych o obniżonej zawartości akryloamidu oraz badań klinicznych wybranych produktów z udziałem gryki. Zaprezentowany zostanie także obszar badań związany z produktami bezglutenowymi.

Warsztaty odbędą się 19 kwietnia 2013 roku w siedzibie Instytutu przy ulicy Tuwima 10 w Olsztynie od godz. 9:30. Rjestracja od godz. 9:00. Udział w seminarium jest bezpłatny, ze względu na ograniczoną liczbę miejsc wymagana jest rejestracja: http://refresh.pan.olsztyn.pl

Program warsztatów:

• 9:30 – 9:40 Powitanie uczestników i wykładowców 
• 9:40 – 10:00 „Żywność tradycyjna i konstruowana” prof. dr hab. Henryk Kostyra, Zakład Immunologii i Mikrobiologii Żywności, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie 
• 10:00 – 10:15 „Futurystyczna fabryka przetwórstwa gryki” prof. dr hab. Henryk Zieliński, Zakład Chemii i Biodynamiki Żywności, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie 
• 10:15 – 10:35 „Wpływ obróbki hydrotermicznej na zawartość składników pokarmowych, związków fenolowych i aktywność antyoksydacyjną kaszy gryczanej” dr Magdalena Surma, Katedra Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji, Małopolskie Centrum Monitoringu Żywności w Krakowie 
• Przerwa kawowa 10:35 - 10:45 
• 10:45 – 11:05 „Wpływ wysokich ciśnień na aktywność antyoksydacyjną i poziom rutyny w kaszach gryczanych” dr hab. Wioletta Błaszczak, prof. nadzw., Zakład Chemicznych i Fizycznych Właściwości Żywności, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie 
• 11:05 – 11:25 „Ziarniaki gryki a produkty bezglutenowe” prof. dr hab. Maria Soral-Śmietana, Zakład Chemii i Biodynamiki Żywności, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie 
• 11:25 – 11:40 „Hamowanie glikacji białek w modelu in vitro jako nowe wyróżniki funkcjonalnych właściwości pieczywa pszenno-gryczanego” mgr inż. Dorota Szawara-Nowak, Zakład Chemii i Biodynamiki Żywności, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie 
• Przerwa kawowa 11:40 – 12:00 
• 12:00 – 12:20 „Korzyści z wykorzystania gryki w strategii obniżania poziomu akryloamidu w produktach zbożowych” dr Kristina Kukurova, Instytut Badań Żywności w Bratysławie 
• 12:20 – 12:40 „Zastosowanie przypraw w strategii obniżania akryloamidu w piernikach gryczanych” dr Zuzana Ciesarova, Instytut Badań Żywności w Bratysławie 
• 12:40 – 13:00 „Biosynteza i potencjalna rola prozdrowotna fagopyritoli” prof. dr hab. Marcin Horbowicz, Instytut Biologii Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach 
• Lunch 13:00 – 13:30 
• 13:30 – 13:50 „Badania nad wpływem diety z dodatkiem gryki na przebieg cukrzycy” prof. dr hab. Ryszard Bobowiec, Zakład Patofizjologii Katedry Przedklinicznych Nauk Weterynaryjnych, Akademia Rolnicza w Lublinie 
• 13:50 – 14:10 „Badania kliniczne wpływu diety z udziałem gryki na status antyoksydacyjny i wybrane wskaźniki biochemiczne krwi” dr inż. Lucia Mikusova, Instytut Biochemii, Żywienia i Ochrony Zdrowia, Politechnika w Bratysławie
• 14:10 – 14:30 Dyskusja podsumowująca z udziałem prelegentów, prof. dr hab. Henryk Zieliński, prof. dr hab. Ewa Cieślik, dr Henryk Dębski 
• 14:30 Zakończenie

Co w kole biotechnologów się dzieje?

Kopernikańskie Sympozjum Studentów Nauk Przyrodniczych… i noce spędzone z prof. Jakóbisiakiem

Sesja posterowa w czasie Sympozjum.

W dniach 22-24 marca Uniwersytecie Mikołaja Kopernika odbyła się druga edycja Kopernikańskiego Sympozjum Studentów Nauk Przyrodniczych. Na Wydział Biologii licznie zjechali studenci z całej Polski. Goście prezentowali prace w trzech różnych działach tematycznych: biologiczno-biotechnologicznym, geograficzno – środowiskowym, chemiczno – fizycznym. Jako studentka biotechnologii uczestniczyłam w zajęciach zaplanowanych dla pierwszego bloku.

Gdy pierwszy raz zjawiłam się na wydziale, aby zarejestrować swoje przybycie, w powietrzu wyczuwało się atmosferę przygotowań. Wszędzie można było natknąć się na uczestników sympozjum, niektórzy przybyli z daleka. Po udanej rejestracji udaliśmy się do jednej z auli na wykład otwarcia, wygłoszony przez zapewne znanego wszystkim prof. dr hab. n. med. Marka Jakóbisiaka. Profesor w swoim wykładzie poruszył temat terapii genowej, szczepionek, a także leczenia nowotworów. W swoim wystąpieniu przedstawił wady i zalety terapii genowej. Ciekawym kontrastem było przedstawienie niekonwencjonalnych metod leczenia, które były niedorzeczne, śmieszne, a czasami po prostu głupie. Wymienił takie sposoby jak: leczenie energią kształtów, użycie magnetycznego zwierzęcia, smarowanie psim łojem, okłady z gęsiego sadła, stosowanie siły uzdrawiającej z kosmosu. Osobiście z wielkim zaciekawieniem słuchałam wykładu profesora, gdyż jak to może powiedzieć niejeden student biotechnologii: „wiele nocy spędziło się z prof. Jakóbisiakiem ucząc się immunologii”. Dla jednych spotkanie Justina Biebera jest czymś niesamowitym, tak dla mnie spotkanie profesora było niezwykle ciekawym przeżyciem – spotkałam osobiście naukowca, znanego do tej pory jedynie z kartek podręcznika akademickiego.

Dalsze dni konferencji wyglądały podobnie. Studenci przedstawiali swoje prezentacje, a także postery o tematyce sięgającej typowych problemów biologicznych, przez medyczne, a kończąc na tak małej jednostce jaką jest komórka, czyli biologii komórki. Jednak wiadomo, że nie samą nauką student żyje i organizatorzy sympozjum będąc tego świadomi, zorganizowali dla nas pierwszego wieczoru zwiedzanie Torunia, a następnego imprezę integracyjną do białego rana.

O Toruniu z całą pewnością mogę powiedzieć, że jest pięknym miastem z cudowną starówką i klimatem. Zachęcam do odwiedzenia tego miasta latem, bo naprawdę warto.

Anna Kosewska 
(studentka biotechnologii)

Toruń nocą.

Edukacja, biologia i europejskie kompetencje kluczowe

(fot. S. Czachorowski)

Dokonujący się na naszych oczach postęp cywilizacyjny i społeczno-kulturowy, powoduje konieczność nadążania edukacji za zmieniającą się rzeczywistością. Potrzeba zmian, podyktowana jest koniecznością dostosowania edukacji do europejskiego wymiaru kształcenia, wdrażania do nieustannego uczenia się i aktualizowania swojej wiedzy.

Edukacja biologiczna zmienia się wraz z przeobrażaniem się współczesnego szkolnictwa i kształcenia. Warto odejść od utrwalania obecnej schematycznej „wiedzowej” szkoły na rzecz szkoły otwartej, przyjaznej uczniom. Wiedza encyklopedyczna, fotograficzna „wbijana do głowy” bez związku z autentycznym przeżyciem ucznia nie wpływa na jego działanie. Znajduje się w oddzielnej szufladce, która jest otwierana na życzenie nauczyciela i stopniowo zapominana.

Uczenie się polega na dostrzeganiu problemów, szukaniu metod oraz ich rozwiązywaniu. Proces uczenia się zaczyna się od konkretnego przeżycia, doświadczenia i przechodzi w fazę refleksji i obserwacji, czyli zadawanie pytań: jak? co? dlaczego? Następnie następuje uogólnienie czyli nadawanie znaczeń i pełnego zrozumienia, po czym przechodzi w aktywne eksperymentowanie i planowanie kolejnych działań. Cykle te powtarzają się aż do momentu uzyskania efektów uznanych przez uczącego się za wystarczające. Na dowód tychże słów poniżej znajduje się wykres je obrazujący.

Nowoczesny model nauczania i uczenia się 
Obecna reforma systemu edukacji wnioskuje przesunięcie akcentu procesu nauczania na proces uczenia się, ze szczególnym uwzględnieniem rozwoju umiejętności kluczowych takich jak: komunikowanie się, doskonalenie, myślenie, poszukiwanie, działanie, korzystanie ze źródeł komunikacji, współpraca i uczenie się.

Szkoła ma być miejscem, gdzie uczeń kształtuje swoje umiejętności wykorzystywania zdobywanej wiedzy, aby dobrze przygotować się do pracy w warunkach współczesnego jednoczącego się świata.

Cykle procesu uczenia się. Źródło: H. Hamer: Klucz do efektywności nauczania: 

Poradnik dla nauczyciela, Veda, Warszawa 1994, s. 261. 

Cele stosowanego modelu:

•  wszechstronny rozwój uczniów ( na miarę poznanych predyspozycji), 
• wyposażenie ucznia w umiejętności kluczowe/kompetencje, 
• wiedza jako środek do celu- nie cel sam w sobie. 

Efektem nowego modelu uczenia ma być:

• Uczeń rozwijający wrodzone predyspozycje na miarę swoich możliwości, 
• Uczeń opanowujący umiejętności kluczowe/kompetencje.

Analizując nową podstawę programową warto przybliżyć kluczowe kompetencje jakie ma nabyć uczeń na lekcjach przyrody i biologii.
 Przyrodnicze i biologiczne kompetencje kluczowe wynikające z treści nowej podstawy programowej to:

• Kreatywność 
• Odbiór i tworzenie informacji 
• Samodzielność uczenia się 
• Rozwijanie problemów 
• Posługiwanie się technologiami 
• Planowanie działań 
• Rozumowanie i argumentowanie 
• Aktywność fizyczna – zdrowie 

Na lekcjach przyrody uczeń potrafi stawiać pytania dotyczące zjawisk zachodzących w przyrodzie, umie zaprezentować swoją postawę badawczą w poznawaniu odpowiedzi na stawiane sobie pytania. Stawia hipotezy na temat zjawisk i procesów zachodzących w przyrodzie. Potrafi wyjaśnić proste zależności między zjawiskami. Przeprowadza obserwacje i doświadczenia, które następnie objaśnia i przedstawia wyniki. Uczeń orientuje się w otaczającej go przestrzeni przyrodniczej i kulturowej, rozpoznaje sytuacje zagrażające zdrowiu i życiu oraz świadomie działa na rzecz ochrony własnego zdrowia. Zachowuje się w środowisku zgodnie z obowiązującymi zasadami działania na rzecz ochrony przyrody i dorobku kulturowego społeczności. Umie korzystać z różnych źródeł informacji, wykonuje pomiary i korzysta z instrukcji.

Na lekcji biologii uczeń rozwija kreatywności poprzez twórcze uczenie się biologii różnymi metodami, obserwowanie istot żywych , przyrody, eksperymentowanie. Przetwarzanie informacji i tworzenie wypowiedzi na tematy biologiczne oraz wykorzystanie zawartych w nich informacji. Uczeń potrafi odbierać i tworzyć informacje poprzez pozyskiwanie, selekcjonowanie i wykorzystywanie różnych informacji służących własnej edukacji biologicznej i swojemu rozwojowi. Rozwija kompetencji samodzielnego uczenia się biologii w klasie, w domu i w terenie, realizując zadania i ocenia efekty uczenia się biologii. Poprzez rozwijanie myślenia, racjonalnego, przyczynowo-skutkowego, stosowania różnych technik doskonalenia własnego mózgu uczeń wykształca w sobie kompetencje rozumowania i argumentowania. Planowanie własnych i zespołowych działań oraz podejmowanie działań praktycznych na rzecz własnego zdrowia i środowiska przyrodniczego, doskonali umiejętność współdziałania i pracy w grupie podczas uczenia się.

Przy wyjaśnianiu problemów i odkryć współczesnej biologii a także rozwiązywaniu zagadnień ekologicznych w środowisku lokalnym niezbędna jest umiejętność rozwiązywania problemów. Na lekcjach biologii konieczne są umiejętność wykorzystania komputera i technologii komputerowych. Potrzebne do poszukiwania, gromadzenia i przetwarzania informacji oraz ich wykorzystanie w krytyczny i systematyczny sposób. Sprawność ta pozwala pozyskiwać i porównywać informacje z różnych źródeł. Uczeń potrafi wyjaśnić wpływ różnych czynników na zdrowie i wykorzystuje tę wiedzę w zabieganiu o zdrowie własne i najbliższych. Ma możliwość obcowania z naturą na zajęciach terenowych, zbliżania się do przyrody na ścieżkach edukacyjno- leśnych.

Na nauczycielu biologii spoczywa trudne i odpowiedzialne zadanie wykształcenia u swoich uczniów kompetencji kluczowych, które są niezbędne każdemu człowiekowi aby sprostał coraz to nowym wyznaniom, jakie związane są z procesami globalizacyjnymi w wymiarze społecznym, kulturowym i ekonomicznym. Głównym celem procesu edukacji jest „Uczyć się aby być, aby wiedzieć, aby działać, aby żyć wspólnie.”

Bożena Mięsikowska
Studia podyplomowe z biologii

 LITERATURA: 

1. Edukacja przyrodnicza – podstawa programowa z komentarzami tom 5 MEN 
2. Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 23 grudnia 2008 roku w sp. podstawy programowej 
3. U. Grygier – Kilka słów o Przyrodzie. „Biologia w Szkole” nr 3/2002 
4. H. Hamer: Klucz do efektywności nauczania: Poradnik dla nauczyciela, Veda, Warszawa 1994, 
5. M. Kubiczek: Metody aktywizujące. Jak nauczyć uczniów uczenia się? Wydawnictwo Nowik, Opole 2009 
6. J.P Sawiński – O nowej podstawie programowej z biologii. „ Biologia w Szkole” nr 3/2003

Encyklopedia życia w Olsztynie

Warsztaty "DNA Encyklopedia Życia" w Olsztynie odbędą się dopiero 9 i 10 maja.

Pożółkły zeszyt i przerażający szkielet śniący się po nocach - o rozbudzaniu zainteresowań biologą

(Fot. S. Czachorowski)

Słyszałem i zapomniałem. Widziałem i zapamiętałem. Zrobiłem i zrozumiałem. 

 Konfucjusz

Pamiętam jak dziś swoje lekcje biologii w szkole podstawowej. W klasie jest absolutna cisza, uczniowie siedzą skupieni i przestraszeni, a p. Irena - emerytowana nauczycielka dyktuje nam obszerne i zawiłe notatki ze swojego pożółkłego zeszytu- zapewne pamiętającego lata sześćdziesiąte XX w. W sali biologicznej było wiele ciekawych eksponatów, wypchanych ptaków, wiewiórek, zasuszonych owadów i motyli, na ścianach wisiały plansze dydaktyczne z różnymi organami wewnętrznymi człowieka, a w rogu klasy stał samotny, przerażający szkielet, który czasem nawiedzał mnie w snach…

Niestety niczego nie można było dotykać, obejrzeć szczegółowiej, ponieważ nauczycielka wtedy bardzo się złościła i krzyczała na nas. Zajęcia w terenie? Tak, przymusowe wyjazdy jesienią na wykopki. Oto moje wspomnienia z lekcji biologii. Biologia dla uczniów z mojego rocznika była nauką bardzo odległą, niezrozumiałą, wręcz abstrakcyjną. Najważniejsze dla nauczyciela były wyuczone na pamięć trudne regułki i definicje zgodne z „zapisami z pożółkłego zeszytu p. Ireny”. 

Nikt wtedy nie słyszał o celach operacyjnych, metodach aktywizujących, ciekawych środkach dydaktycznych, ewaluacji czy kompetencjach kluczowych, tak istotnych we współczesnych strategiach nauczania i uczenia się. Dzisiejsza szkoła na każdym poziomie edukacji uległa spektakularnej metamorfozie, nie tylko w kontekście nauk przyrodniczych ale i globalnie, w szerszej perspektywie.

Nauki przyrodniczo-biologiczne, jako dyscypliny naukowe, nie są tylko zwykłymi przedmiotami szkolnymi (jak się przyjęło uważać), jest to specyficzna, konkretna, potrzebna do zrozumienia świata a także bardzo ciekawa wiedza o życiu i jego przejawach na różnych poziomach organizacji:

• na poziomie molekularnym- biologia molekularna, biochemia 
• na poziomie komórkowym- cytologia 
• na poziomie ponadkomórkowym - fizjologia, anatomia i histologia
• na poziomie rozwoju osobniczego - biologia rozwoju 
• na poziomie dziedziczenia - genetyka 
• na poziomie zachowania w grupie - etologia 
• na poziomie całej populacji - genetyka populacji 
• na poziomie wielogatunkowych linii ewolucyjnych - systematyka 
• na poziomie zależności populacyjnych - ekologia i biologia ewolucyjna 
• na poziomie hipotetycznego życia pozaziemskiego - ksenobiologia. 

Z biologią mamy do czynienia w prawie każdej dziedzinie życia- tak szeroki kontekst sprzyja możliwości rozwijania nie tylko umiejętności i wiedzy przedmiotowej, ale także kompetencji kluczowych, których kształtowanie ma być podstawowym celem naszych edukacyjnych działań. Można rzeczywiście polemizować z matematyką i zastanowić się, która z nich jest królową nauk….. Niestety nauczyciele biologii, skarżą się na zdecydowaną redukcję treści programowych i ilości godzin biologii, szczególnie w gimnazjum.

Zaplanowana zgodnie z NPP siatka godzin to niestety zbyt mało czasu na poznanie podstaw biologii, w tym wiedzy o samym sobie - człowieku i ćwiczenie niezbędnych, potrzebnych w życiu, ważnych biologicznych kompetencji. Biologia i przyroda nie powinny być przedmiotami teoretycznymi, odizolowanymi od otaczającej nas rzeczywistości, uczeń musi mieć możliwość aktywnego, namacalnego udziału w poznawaniu świata i mechanizmów biologicznych nim zarządzających. Zwykły spacer do lasu, nad jezioro lub do zoo może być dla ucznia wspaniałą przygodą, w której czasem instynktownie odkrywa tajniki przyrody, wyciąga wnioski, formułuje trafne spostrzeżenia.

We współczesnym procesie nauczania kluczową rolę odgrywa nauczyciel, który kierunkuje myślenie i pracę ucznia, porządkuje jego wątpliwości, wskazuje różne możliwości dochodzenia do celu. Na lekcjach odchodzi się od tradycyjnego schematu nauczania- tablica, kreda, podręcznik. Dziś stawia się na nowoczesne sterowanie procesem dydaktycznym, maksymalną aktywizację, mobilizację, inicjatywę uczniów, pracę w grupach, metody projektu. Biolodzy mają do dyspozycji mnóstwo środków dydaktycznych, dzięki czemu zajęcia mogą być bardziej interesujące i efektywne, chociażby wykorzystywanie technologii informacyjnej w nauce biologii, co na pewno ucieszy młodzież. Ważne jest również to, aby młody człowiek miał świadomość tego czego się uczy i w jakim celu- aby w przyszłości np.: znał położenie i funkcje narządów wewnętrznych, wiedział w jaki sposób udzielić potrzebującemu pierwszej pomocy, miał świadomość zagrożeń cywilizacyjnych dla naszego środowiska naturalnego, odszyfrowywał zapisy na etykietach artykułów spożywczych, podejmował działania profilaktyczne na rzecz własnego zdrowia lub zdrowia bliskich itp. (wykorzystywanie nabytych wiadomości i umiejętności w życiu codziennym)

Nowoczesna edukacja biologiczna powinna bardziej zdecydowanie skłaniać się ku innowacjom, kreatywności, samodzielnemu myśleniu, formułowaniu wniosków oraz kształtowaniu kluczowych umiejętności biologicznych ucznia. Są to zdolności człowieka, spośród wielu ważnych w jego życiu, które mają złożony, praktyczny, użyteczny charakter oraz są istotne dla wszechstronnego rozwoju uczniów oraz dla ich zdrowia i ochrony środowiska.

Aby wskazać właściwą drogę uczniowi do poznawania tajemnic biologii, niezbędny jest mądry, świadomy zmian zachodzących w świecie nauczyciel, pełen zapału i chęci do pracy różnymi metodami, który rozbudzi w młodym człowieku chęć zdobywania wiedzy, odkrywania tego co nieznane i obcowania z szeroko rozumianą przyrodą, która jest piękna i daje radość.

Martyna Wilimska 
Studia podyplomowe - Nauczanie biologii w gimnazjach i w szkołach ponadgimnazjalnych UWM Olsztyn

Polskie badania ozonu - pół wieku obserwacji atmosfery

Pół wieku polskich obserwacji życiodajnej odmiany tlenu Ziemska atmosfera zawiera niewielkie ilości ozonu. Pełni on jednak kluczową rolę dla organizmów żywych: chroni je przed szkodliwym wpływem promieniowania ultrafioletowego Słońca. Właśnie mija 50 lat od rozpoczęcia w Polsce pierwszych regularnych pomiarów zawartości ozonu w atmosferze, do dziś prowadzonych w Centralnym Obserwatorium Geofizycznym Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Belsku Dużym koło Grójca.

Już od 50 lat naukowcy z Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk (IGF PAN) w Warszawie rejestrują koncentrację ozonu w atmosferze nad stacją pomiarową w Belsku Dużym koło Grójca. Obserwacje ozonu w Belsku są włączone w globalny system monitorowania ozonu i dostarczyły cennych danych dla licznych prac naukowych. „Wyniki naszych obserwacji ozonowych były używane m.in. do oceny dokładności pomiarów ozonu wykonywanych przez krążące wokół Ziemi satelity”, mówi prof. dr hab. Janusz Krzyścin, kierownik Zakładu Fizyki Atmosfery IGF PAN.

Cząsteczki tlenu, którym oddychamy, mają po dwa atomy tlenu. Ozonu, czyli cząsteczek z trzema atomami tlenu, jest w powietrzu niewiele. Maksymalne koncentracje ozonu w atmosferze, rzędu kilku cząsteczek na milion cząsteczek powietrza, występują w stratosferze, na wysokości około 30 km. Gdyby cały ozon zawarty w pionowym słupie powietrza nad naszymi głowami zgromadzić przy gruncie, jego warstwa miałaby grubość od 2 do 5 mm, w zależności od pory roku. Dla ludzi ozon jest toksyczny. W małych ilościach wywołuje kaszel i bóle głowy, w większych prowadzi do obrzęku płuc i śmierci. Jednocześnie ozon w stratosferze jest niezbędny dla życia na Ziemi. Silnie absorbuje promieniowanie ultrafioletowe docierające ze Słońca do górnych warstw atmosfery, co ma ochronny wpływ na organizmy żywe. „U ludzi nadmiar promieniowania UV jest szkodliwy m.in. dla oczu i skóry. Wiadomo o jego ścisłym, dobrze udokumentowanym związku z powstawaniem nowotworów złośliwych skóry: podstawnokomórkowego i kolczystokomórkowego”, wyjaśnia prof. Krzyścin. Dodatkowym zyskiem z absorpcji promieniowania ultrafioletowego przez ozon jest wzrost temperatury stratosfery, co wpływa na klimat całej planety.

Od połowy lat 80. XX wieku obserwacje naziemne i satelitarne wykazywały niepokojąco niskie zawartości ozonu w atmosferze nad Antarktydą. Jego deficyt sięgał nawet 40% – i to na obszarach o powierzchni liczonej w dziesiątkach milionów kilometrów kwadratowych. Co więcej, w pewnych warstwach atmosfery nad Antarktydą, na wysokości 15-20 km, ozon został całkowicie zniszczony. Obrazowo opisano tę sytuację za pomocą terminu „dziura ozonowa”. Winowajcą okazały się freony, czyli gazy chlorofluorokarbonowe, powszechnie stosowane w drugiej połowie XX wieku, m.in. w aerozolach i lodówkach. Związki te trafiały do atmosfery, z czasem migrowały ku równikowi i tu były wynoszone do stratosfery, skąd rozprzestrzeniały się ku biegunom. Freony w trakcie wędrówki w wysokich warstwach atmosfery rozpadały się pod wpływem silnego promieniowania UV Słońca. Powstające wtedy wolne atomy chloru stawały się katalizatorem reakcji chemicznych prowadzących do intensywnego rozpadu ozonu. Mniej więcej po pięciu latach wędrówki w stratosferze freony docierały nad Antarktydę i Arktykę. „W wyniku silnego wychłodzenia Antarktydy podczas nocy polarnej, czyli w okresie czerwiecwrzesień, w atmosferze nad półkulą południową, na wysokości około 20 km, pojawiają się specyficzne chmury złożone z kropelek rozcieńczonego kwasu azotowego lub kryształów lodu. Wraz z powrotem światła słonecznego nad ten obszar, co przypada na koniec sierpnia, początek września, w sąsiedztwie takich cząstek chmurowych intensyfikują się reakcje chemiczne niszczące ozon. Podczas wiosny arktycznej Słońce stopniowo ogrzewa atmosferę i chmury zanikają, zwykle z końcem listopada, a wraz z nimi znika też dziura ozonowa”, opisuje prof. Krzyścin.

Dziura ozonowa jest zjawiskiem sezonowym, od ponad 30 lat pojawiającym się nad Antarktydą corocznie z końcem zimy i zanikającym po kilku miesiącach. W zależności od warunków meteorologicznych może być większa lub mniejsza i trwać miesiąc dłużej lub krócej. Nie ma ona wpływu na poziom ozonu nad Polską. Nam może zagrażać jedynie dziura ozonowa nad Arktyką. Nad północnym biegunem atmosfera jest jednak cieplejsza i tylko po ekstremalnie chłodnej zimie 2010/2011 pojawiła się tutaj dziura ozonowa – wiosną 2011 roku. Jednak była ona znacznie mniej rozległa niż jej odpowiednik nad Antarktydą. Od początku lat 70. ubiegłego wieku stratosfera stawała się coraz bardziej zanieczyszczona substancjami niszczącymi warstwę ozonową. Pomiary w obserwatorium IGF PAN wykazywały w latach 90. deficyt ozonu nad Polską na poziomie 6% w stosunku do średniej wieloletniej z lat 60. i 70. Zmiany te skutkowały nieznacznym, praktycznie nieszkodliwym wzrostem promieniowania UV, porównywalnym z tym, którego doświadczylibyśmy po przeprowadzce z Warszawy do Krakowa.

W 1987 roku społeczność międzynarodowa podjęła bezprecedensowy wysiłek i uzgodniła w ramach tzw. Protokołu Montrealskiego szereg działań, których skutkiem miało być zredukowanie emisji freonów i innych substancji niszczących warstwę ozonową do atmosfery. Na przełomie wieków wiele stacji pomiarowych, w tym i Belsk, zaczęło rejestrować stopniowy wzrost zawartości ozonu w atmosferze. Wydawało się, że dzięki Protokołowi Montrealskiemu i jego późniejszym poprawkom, wprowadzającym dalsze ograniczenia w produkcji substancji szkodliwych dla ozonu, problem został rozwiązany. Jednak w połowie minionej dekady na naszych szerokościach geograficznych tendencja odwróciła się i poziom ozonu znowu zaczął się obniżać. Od kilku lat naukowcy z IGF PAN rejestrują na Belskiem, zwłaszcza latem, coraz mniejszą koncentrację ozonu w stratosferze.

Pod koniec 2012 roku było go kilka procent mniej niż należałoby się spodziewać biorąc pod uwagę zmniejszającą się w stratosferze koncentrację substancji szkodliwych. „Możliwe, że w atmosferze zaczyna działać nowy, jeszcze przez nas niezidentyfikowany lokalny mechanizm zmniejszający grubość ochronnej warstwy ozonowej. Niezależnie od jego natury pewne jest, że w najbliższym czasie każdy powinien nadal uważać na Słońce i unikać nadmiernego opalania. My zaś musimy dalej monitorować, co dzieje się z ozonem nad naszymi głowami”, podsumowuje prof. Krzyścin. Instytut Geofizyki PAN (IGF PAN) w Warszawie prowadzi badania podstawowe w zakresie fizyki wnętrza Ziemi, fizyki atmosfery, sejsmologii, geomagnetyzmu oraz hydrologii, organizuje także wyprawy polarne. Jedną z głównych specjalności Instytutu jest analiza trzęsień ziemi i wstrząsów indukowanych działalnością górniczą. Zdarzenia sejsmiczne na terenie Polski są monitorowane przez 24 nowoczesne stacje pomiarowe.

Globalne zjawiska geofizyczne Instytut rejestruje za pomocą 10 obserwatoriów na terenie Polski i jednego na Spitsbergenie.

(Źródło: IGF PAN)

POWIĄZANE STRONY WWW:

• http://www.igf.edu.pl/pl/obserwatoria/cog_belsk Strona Centralnego Obserwatorium Geofizycznego IGF PAN w Belsku Dużym. 
• http://www.igf.edu.pl/ Strona Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. 
• http://press.igf.edu.pl/ Serwis prasowy Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie.