РЕШЕНИЕ:

Какую гипотезу проверял Ф. Реди?
Франческо Реди проверял широко распространенную в то время гипотезу самозарождения жизни.

Согласно этой гипотезе, живые организмы (например, личинки мух, черви) могут спонтанно возникать из неживой, гниющей материи. В частности, считалось, что личинки мух «зарождаются» непосредственно из самого мяса под действием «силы гниения».

Реди же выдвинул альтернативную гипотезу: личинки появляются не из мяса, а из яиц, отложенных мухами. Свой эксперимент он спланировал именно для того, чтобы проверить, какая из этих двух гипотез верна.

Какой вывод он должен был сделать?
По результатам своего опыта Реди должен был сделать следующий основной вывод:

Живые организмы (личинки мух) не могут самозарождаться из неживой материи. Для их появления необходим источник жизни — родительская особь (взрослая муха), которая откладывает яйца.

Более детальные выводы, следующие из эксперимента:

Личинки появляются только из яиц мух. Поскольку в открытых сосудах мухи имели физический доступ к мясу и откладывали на него яйца, там и появились личинки. В закрытых сосудах, куда мухи не могли проникнуть, личинки не возникли, несмотря на то, что мясо в них тоже протухло.

Гниение само по себе не порождает жизнь. Мясо в сосудах, закрытых марлей, сгнило так же, как и в открытых, но личинки в нем не появились. Это доказывает, что процесс разложения не является причиной возникновения живых существ.

Принцип «всё живое — из живого» (биогенез). Опыт Реди стал одним из первых научных доказательств принципа биогенеза, который гласит, что жизнь происходит только от уже существующей жизни.

Таким образом, эксперимент Реди нанес серьезный удар по теории самозарождения и заложил фундамент для современной биологии.

РЕШЕНИЕ:

Основной вывод
Исходя из поведения мальков, можно сделать вывод, что природные враги рыбок данио в естественной среде обитания являются преимущественно визуальными (дневными) хищниками, которые охотятся, полагаясь на зрение.

Обоснование
Поведение мальков — это адаптация, выработанная в ходе эволюции для выживания. Вот логическая цепочка, объясняющая эту адаптацию:

Активность в темноте как стратегия выживания: Повышенная активность мальков в темноте — это не случайность, а поведенческая стратегия, позволяющая минимизировать риск быть съеденным.

Кто главные враги? Основными хищниками для мелких рыб в их природной среде (такой как реки и ручьи Юго-Восточной Азии) являются рыбы крупнее них, а также птицы, охотящиеся у поверхности воды. Подавляющее большинство этих хищников полагаются на зрение, чтобы обнаружить добычу.

Снижение риска: Когда темно, визуальные хищники не могут эффективно охотиться. Их зрение ограничено, и они теряют свое главное преимущество. Поэтому для малька безопаснее проявлять активность (искать корм, перемещаться) именно в этих условиях.

Эволюционное преимущество: Особи danio rerio, которые инстинктивно были более активны в темноте, реже становились добычей и, следовательно, имели больше шансов выжить и оставить потомство. Постепенно это поведение закрепилось в популяции как эффективная адаптация.

Кратко: Поведение мальков говорит о том, что светлое время суток является для них наиболее опасным. Следовательно, давление со стороны хищников, которые активны и используют зрение для охоты днем, было основным фактором, сформировавшим их суточный ритм активности.

Это классический пример того, как поведение вида является прямым отражением экологических отношений "хищник-жертва" в его экосистеме.

РЕШЕНИЕ:

1. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?
Главный вывод, который сделал Реомюр и который следует из его опыта, звучит так:

Пищеварение — это не только механический процесс (перетирание), но и химический процесс, при котором пища растворяется под действием едких соков, выделяемых в желудке.

Более детальные выводы:

Отвергается гипотеза чисто механического пищеварения. Поскольку мясо было надёжно изолировано внутри металлической трубочки и не могло быть перетёрто мышцами желудка, но при этом полностью растворилось, стало ясно, что одного мышечного действия недостаточно.

Подтверждается существование "желудочного сока". В желудке вырабатывается некая химически активная жидкость, способная растворять пищу. Позже это вещество было названо желудочным соком, а его главный компонент — соляная кислота и фермент пепсин.

Процесс требует времени. То, что трубочки извергались примерно через сутки, указывает на то, что химическое переваривание — не мгновенный процесс.

2. Почему в своих экспериментах естествоиспытатель использовал только хищных птиц?
Реомюр выбрал хищных птиц по двум основным причинам, которые были ключом к успеху его эксперимента:

Особенность пищеварения: способность отрыгивать неперевариваемые остатки.
Хищные птицы (орлы, ястребы, совы) имеют природную адаптацию: они отрыгивают так называемые погадки. Это комки из непереваренных частей добычи — костей, шерсти, перьев. Желудочный сок не может растворить эти материалы, и птица избавляется от них, отрыгивая обратно. Реомюр использовал этот естественный рефлекс. Металлическая трубочка была для желудка птицы таким же неперевариваемым объектом, как и кость, поэтому птица легко и безопасно извергала её обратно через некоторое время.

Сильнокислая среда желудка.
У хищных птиц исключительно сильное и кислое пищеварение, необходимое для быстрого расщепления белков мяса и растворения костей. Это обеспечивало быстрый и наглядный результат — мясо в трубочках растворялось полностью всего за сутки. Если бы он использовал травоядных животных, процесс мог бы занять гораздо больше времени и быть не таким эффектным.

Итог: Использование хищных птиц было блестящим решением. Оно позволяло без вреда для животного извлечь "лабораторную посуду" (трубочку) после завершения химической реакции и наглядно продемонстрировать мощь и специфичность желудочного сока.

РЕШЕНИЕ:

Что исследовал Мальпиги в своём эксперименте?
Мальпиги исследовал функцию флоэмы в растении. Его эксперимент был направлен на то, чтобы выяснить, какую роль играет ткань, расположенная непосредственно под корой, в жизнедеятельности дерева.

Конкретно он проверял гипотезу о том, что по коре (точнее, по флоэме) движутся какие-то питательные вещества, необходимые для жизни растения. Нарушив целостность этой ткани, он мог наблюдать последствия и сделать вывод о её функции.

Почему листва растения в течение многих дней не увядала из-за удаления коры с флоэмой?
Это ключевое наблюдение эксперимента, которое позволяет разделить два важнейших процесса в растении. Листва не увядала сразу по двум основным причинам:

1. Непрерывность ксилемы (водопроводящей ткани) не была нарушена.

Ксилема — это древесина, расположенная глубже флоэмы. Её главная функция — восходящий ток: транспорт воды и минеральных солей от корней к листьям.

Когда Мальпиги снял кольцо коры с флоэмой, он не повредил саму древесину (ксилему). Следовательно, вода продолжала беспрепятственно поступать в листья, поддерживая их тургор (упругость) и предотвращая немедленное увядание. Именно ксилема отвечает за гидратацию листьев.

2. Запас питательных веществ в листьях и стебле.

Листья являются не только потребителями, но и производителями питательных веществ (в процессе фотосинтеза). После удаления флоэмы листья какое-то время продолжали фотосинтезировать, используя воду из ксилемы и CO₂ из воздуха.

Однако флоэма отвечает за нисходящий ток — транспорт органических веществ (в первую очередь, сахаров, образующихся при фотосинтезе) от листьев к корням и другим частям растения.

Нарушив флоэму, Мальпиги заблокировал этот отток. Сахар, производимый в листьях, не мог быть перенесен вниз. Именно поэтому над оголённым участком начала скапливаться "сладкая на вкус" жидкость — это был концентрированный раствор сахаров, который не мог пройти через поврежденный участок.

Почему же дерево в итоге погибло?

Гибель наступила не из-за недостатка воды в листьях, а из-за голодания корневой системы. Корни, будучи нефотосинтезирующим органом, полностью зависят от притока органических веществ из листьев. Когда этот приток был прерван, корни истощили свои запасы и погибли. А мертвые корни уже не могли снабжать всё растение водой, что в конечном итоге привело к полной гибели дерева.

Вывод эксперимента:
Мальпиги доказал, что по коре (флоэме) движутся питательные вещества (органические соединения) от листьев к корням. Нарушение этого потока приводит к гибели растения, в первую очередь, из-за голодания его подземной части.