Журналы — Исследовательская работа школьников — Выпуск №1/2026
Объектом исследования являются искусственные микроэкосистемы в чашках Петри на основе рисового отвара. Цель работы — изучение самоорганизации микробных сообществ в условиях ограниченных ресурсов и формулировка теоретических гипотез, объясняющих наблюдаемую динамику. В ходе эксперимента проводилось микроскопическое наблюдение за развитием биоценозов в течение 24 дней с количественным учётом организмов на 9-й и 24-й дни. Установлено, что развитие микроэкосистемы проходит закономерные этапы: доминирование бактерий, появление водорослей, накопление метаболитов и формирование устойчивых симбиотических комплексов. Ключевым наблюдением стал феномен «пробуждения» коловраток при контакте с воздухом, свидетельствующий о напряжённом газовом балансе внутри замкнутой среды. На основе данных сформулированы гипотезы первичного вещества, симбиотического комплекса и микроэволюции в реальном времени. Разработана математическая модель, формализующая эти гипотезы на основе энергетического подхода с введением понятий энергоёмкости организмов и «осадка» (32 % неусвоенной энергии), воспроизводящая циклическую динамику: поддержание → потребление → кризис → формирование нового биоценоза. Результаты подтверждают возможность самоорганизации микросообществ в сверхмалом объёме и могут служить моделью для изучения симбиогенеза, а также иметь практическое значение для разработки замкнутых систем жизнеобеспечения и поиска новых антибиотиков.
Ключевые слова: микроэкосистема, самоорганизация, симбиотический комплекс, первичное вещество, математическая модель, энергоёмкость, газовый баланс, сукцессия, ангидробиоз, конкурентное исключение
An Experiment In Growing Ecosystems On A Digestible Medium With Limited Resources
Sergey Pavlyuchenko, 9 g class student MAOU gymnasium of Sovetskiy city Scientific supervisor: Maria B. Zhepskaya, biology teacher, MAOU gymnasium of Sovetskiy city
Abstract. The object of the study is artificial microecosystems in Petri dishes based on rice decoction. The aim is to investigate the self-organization of microbial communities under limited resources and to formulate theoretical hypotheses explaining the observed dynamics. The experiment involved microscopic monitoring of biocenosis development over 24 days with quantitative counts on days 9 and 24. It was found that microecosystem development follows regular stages: bacterial dominance, algae appearance, metabolite accumulation, and formation of stable symbiotic complexes. A key observation was the “awakening” of rotifers upon contact with air, indicating a tense gas balance within the closed environment. Based on the data, hypotheses of primary substance, symbiotic complex, and real-time microevolution were formulated. A mathematical model formalizing these hypotheses was developed using an energy-based approach with the concepts of organism energy capacity and “sediment” (32 % of unassimilated energy), reproducing cyclic dynamics: maintenance → consumption → crisis → new biocenosis formation. The results confirm the possibility of microcommunity self-organization in an ultra-small volume and may serve as a model for studying symbiogenesis, as well as have practical implications for developing closed life support systems and searching for new antibiotics.
Keywords: microecosystem, self-organization, symbiotic complex, primary substance, mathematical model, energy capacity, gas balance, succession, anhydrobiosis, competitive exclusion
