Задача со звездочкой. Михаил Кожин – о заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников по биологии

Каждый, кто когда-нибудь участвовал в предметных олимпиадах школьников, помнит, насколько сложными и интересными были их задания. Вопросы олимпиад прошлых лет опытные педагоги дают порой ученикам в качестве «задачи со звездочкой», решение которых заставляет мозг выйти из коридора привычных алгоритмов в поисках нового. А составлять такие задачи оказывается даже труднее, чем их решать!

На федеральной территории «Сириус» весной прошел заключительный этап Всероссийской олимпиады школьников по биологии, где собрались около 500 старшеклассников со всей России. Теоретический тур заключался в выполнении тестовых заданий по разным областям биологии, а во время практического ребят ждали четыре тематических кабинета. В подготовке одного из них, кабинета «Морфология и систематика растений», участвовал старший научный сотрудник Полярно-альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра РАН, кандидат биологических наук Михаил Кожин.

Заставить подростков вспомнить школьную программу не только по биологии, но и по другим предметам, придумать сложные задания на примере хорошо знакомых из повседневной жизни растений было и непросто, и очень интересно. Михаил Николаевич рассказывает, как рождались «задачки со звездочкой»:

– Перед началом выполнения практического тура мы напомнили ребятам, что ботаника бурно развивалась в эпоху Великих географических открытий. В дальних экспедициях ученых привлекали, в первую очередь, эфирно-масличные и пряно-ароматические растения из разных семейств, называемые в быту пряностями. В качестве пряностей̆ используют различные части растений: листья, стебли, соцветия и бутоны, корни, семена, плоды и их части, соплодия. Они содержат биологически активные компоненты, обладающие рядом ценных психотропных и нейротропных свойств, в частности, антидепрессивными и прокогнитивными, способными вызывать позитивные эмоции. Школьникам предложили изучить генеративные структуры некоторых пряно-ароматических растений, которые способны повысить им настроение на олимпиаде.

В нескольких задачах были использованы разные «перцы». В быту этим словом называют самые разные растения, не относящиеся даже к одному семейству. Для подготовки заданий использовали три вида рода перец из семейства перечные – конечно же, среди них был знаменитый черный перец. Также взяли перец душистый, представляющий собой плоды пименты лекарственной из семейства миртовых, и лимонный перец андалиман (он получил свое название из-за насыщенного пряного вкуса с нотками цитрусовых и относится к подсемейству померанцевых, как и лимоны, и апельсины). Для решения задач нужно было понять структуру морфологии плодов и что бытовое название объединяет представителей разных таксонов.

– Одно из самых, как нам казалось, сложных заданий заключалось в том, чтобы сопоставить лежащие перед участниками плоды с изображениями цветущих растений. Это было также испытанием внимательности, так как подсказки можно было найти в предыдущих заданиях. А с перцем душистым было еще интереснее. Мало кто знает, что его плод называется пиренарий. По строению он напоминает кизил и состоит из мякоти и двух близко расположенных маленьких семян – косточек. Если разрезать душистый перец пополам, то можно их найти внутри. Душистый перец – твердая специя, поскольку его высушивают. Конечно, таких глубоких знаний мы от школьников не требовали, но это было очень примечательно.

Не обошлись и без пряности, которую можно найти почти на каждой российской кухне. То, что мы традиционно называем гвоздикой, – высушенные бутоны гвоздичного дерева, которое принадлежит к тому же семейству, что и душистый перец. Она оказалась совершенно уникальным объектом:

– С одной стороны, это невзрачные «гвоздики», которые лежат в банке и очень сильно пахнут, особенно когда свежие. Но если их размочить в теплой воде и препарировать, можно увидеть, что это прекрасно сформированный цветок, который имеет четыре сросшихся чашелистика, нижнюю завязь, состоящую из двух плодолистиков, а также четыре лепестка. И если все сделать аккуратно и тщательно, то хорошо различимы все детали строения, даже множество тычинок. Никто из членов жюри изначально и подумать не мог, что это будет настолько удачный и интересный объект для олимпиады!

Еще одно растение, с которым пришлось разбираться участникам олимпиады, называется мускатным орехом, по-научному – мускатником душистым. В задании было представлено сразу два связанных с ним объекта. Первый – непосредственно «мускатный орех», то есть семя мускатника. Второй в кулинарии имеет название мацис, или мускатный цветок, и является отдельной, весьма дорогой пряностью, которая обладает тяжелым пряным ароматом. Это аррилоиды – особые выросты семенной кожуры мускатника.

– Во-первых, ребятам нужно было понять, составляют ли эти объекты частями одного целого, и надо сказать, что многие ответили совершенно правильно, – поясняет Михаил Кожин. – Во-вторых, нужно было определить, чем эти части являются с ботанической точки зрения, ну и ответить: а орех ли мускатный орех? Как и у грецкого ореха, плод мускатника – костянка: плотная косточка, окруженная мясистой оболочкой. И этим оба немного напоминают вишню или сливу.

Свои загадки есть и у кардамона настоящего из рода элетария семейства имбирные. Его маленькие коробочки с насыщенно пряным ароматом называют иногда зеленым кардамоном, чтобы не перепутать с кардамоном коричневым (он же кардамон черный) – плодами нескольких видов рода амомум, «кузена» элетарии по семейству. Запах последних совершенно другой и больше напоминает хороший чернослив. Участники олимпиады должны были разобраться, что это за плоды, и описать строение большого плода коричневого кардамона.

Коварным было задание, связанное с кориандром (в народе его чаще называют кинзой). Мелкие вислоплодники – плоды кориандра – имеют характерное для семейства зонтичные строение. Описать строение вислоплодника стало для школьников очень сложным делом. Намного быстрее справились они с описанием структуры соплодий. А самой простой стала задача по определению расположения соцветий на стебле чайного дерева.

– Составлять задачи для олимпиады – дело довольно сложное: их решения не должны быть написаны в учебниках, они не должны требовать очень узкого профильного знания, а ориентированы на глубокое понимание проблемы и смекалку. В прошлом году в одном из ботанических кабинетов было задание с микропрепаратом среза стебля растения: нужно было подписать все структуры, понять, к какой группе оно относится. Объектом же был обычный домашний веник, состоящий из побегов сорго технического. В нашем кабинете в этом году были пряности, главным инициатором создания заданий стал Александр Ибатуллин из СУНЦ УрФУ. После работы в составе жюри, глядя на разные привычные растения или растительное сырье, часто ловишь себя на мысли: как бы оно могло смотреться в структуре заданий для олимпиады? Дело это сложное, потому и интересное, и особенно оно интересно, когда на привычные предметы смотришь уже совсем по-другому с профессиональной точки зрения.