Biologija

Anja Babić (2005), Beograd, 3. razred, XIII beogradska gimnazija, Beograd
Sara Stojkov (2004), Zrenjanin, 4. razred, Zrenjaninska gimnazija, Zrenjanin

Mentorka:
Branka Bajić, istraživač saradnik, Institut za biološka istraživanja “Siniša Stanković”

Slepi miševi (red Chiroptera) predstavljaju red sisara čiji pripadnici imaju sposobnost letenja i aktivni su noću. Zbog noćne aktivnosti orijentišu se u prostoru eholokacijom. Eholokacija podrazumeva emitovanje zvuka visoke frekvencije, njegovo odbijanje o prepreke i vraćanje do razvijenog čula sluha slepog miša koji tako dobija informacije o neposrednom okruženju. Antropogeno delovanje može imati uticaja na vrste slepih miševa, zbog čega je važno proučavati njihov diverzitet i ponašanje u različitim okruženjima. Cilj istraživanja bio je identifikovanje prisutnih vrsta slepih miševa neinvazivnom metodom audiodetekcije i utvrđivanje vremena najveće aktivnosti – ukupne i na pojedinačnim lokalitetima u različitim urbanim zonama grada Valjeva. Na pet lokaliteta različitog stepena urbanizovanosti u Valjevu je po tri noći vršeno snimanje ultrazvučnih signala slepih miševa AudioMoth uređajima. Vrste su identifikovane analizom snimaka u softveru Kaleidoscope, sagledavanjem sledećih parametara signala: oblik signala, početne i krajnje frekvencije, odnosno maksimalne i minimalne frekvencije i intervala između impulsa. Do sad, obrađena je po jedna noć na prva 3 lokaliteta. Na svim lokalitetima pojavljuje se isti broj vrsta, sa razlikom u vremenu aktivnosti i brojnosti: Nyctalus noctula, Nyctalus leisleri, Pipistrellus kuhlii, Pipistrellus nathusii, Pipistrellus pipistrellus, Pipistrellus pygmaeus, Hypsugo savii, Myotis sp. i Eptesicus serotinus. Ove vrste su u skladu sa prethodno potvrđenim za područje Valjeva. Ukupno posmatrano najveća aktivnost slepih miševa bila je u periodu od ponoći do 3h nakon ponoći. Na urbanijim lokalitetima primećena je veća aktivnost vrsta koje su adaptirane na gradsku sredinu (Pipistrellus sp.), dok se na manje urbanim lokalietima zapaža veća aktivnost primarno šumskih vrsta (Myotis sp.). Primećene su značajne razlike između ukupne aktivnosti pojedinih vrsta, tačnije broj preleta vrsta Nyctalus noctula i Nyctalus leisleri bio je značajno manji u odnosu na vrste Pipistrellus kuhlii i Pipistrellus nathusii. Između vremena aktivnosti, tj. broja preleta po satu, na obrađenim lokalitetima nije bilo značajnih razlika.

Mirko Dimitrijević (2004), Kruševac, 4. razred, Gimnazija Kruševac
Maša Nastić (2004), Niš, 4. razred, Gimnazija “Svetozar Marković”, Niš

Mentorke:
Dr Slađana Popović, Univerzitet u Beogradu, Institut za botaniku i botanička bašta “Jevremovac”
Kristina Petrović, Univerzitet u Beogradu

Biofilm predstavlja zajednicu mikroorganizama povezanih ekstracelularnim polimernim matriksom, koja se obrazuje na različitim tipovima podloga (kora drveta, kamen, veštački materijali). U pećinama, koje predstavljaju specifične i slabo istražene ekosisteme, osvetljene površine u ulaznoj zoni predstavljaju povoljno stanište za razvoj biofilmova fotosintetičkih mikrooranizama – aerofitskih algi i cijanobakterija. Aerofite predstavljaju grupu algi koja se adaptirala na život u kopnenoj sredini, na supstratima izloženim vazduhu. Razvoj aerofita zavisi od ekoloških faktora staništa poput temperature, svetlosti i relativne vlažnosti. Cilj ovog istraživanja je ispitivanje diverziteta fototrofne komponente biofilma u ulaznim zonama pećina Kolubarskog okruga i praćenje različitih ekoloških faktora na lokalitetima s kojih je uzorkovano. Hipoteza istraživanja je da postoji korelacija između abiotičkih ekoloških faktora sa karakteristikama biofilma i diverzitetom algi i cijanobakterija, za koji se pretpostavlja da će biti veći u hidrološki aktivnim pećinama, zbog veće količine dostupne vode. Posećeno je pet pećina Kolubarskog okruga: Ribnička, Suva, Šalitrena, Degurićka i Pivarska pećina. Na svakom lokalitetu odabrane su četiri tačke uzorkovanja biofilma. Na svakoj tački mereni su fizičko-hemijski parametri (temperatura i vlažnost vazduha, pH i vlažnost podloge, količina svetlosti), karakteristike biofilma (pH, vlažnost, temperatura), kao i koncentracija hlorofila po jedinici površine, koja je direktan pokazatelj produktivnosti fotosintetičkih mikroorganizama. Identifikovano je ukupno 31 takson među kojima dominiraju cijanobakterije sa 23 vrste, a na pojedinim lokalitetima zabeleženo je i prisustvo zalenih i silikatnih algi. Analizom kanonske korelacije (CCA) i hijerarhijskim klasterovanjem (UPGMA), ustanovljeno je da diverzitet fototrofa zavisi od ekoloških faktora koji deluju u okviru mesta uzorkovanja. CCA analizom utvrđeni su faktori koji su bili najznačajniji za dobijeni raspored vrsta na lokalitetima, što su vlažnost biofilma i podloge, temperatura biofilma i vazduha i pH podloge. Manje uticajni bili su osvetljenost, vlažnost vazduha i pH biofilma. UPGMA analizom utvrđeno je da su se vrste grupisale na određenim lokalitetima po sličnosti ekoloških faktora na njima.

Lana Cvetkoski (2004), Pančevo, 4. razred, Gimnazija “Uroš Predić”, Pančevo

Mentor:
MSc Ilija Pantelić, Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu

Škorpije (Scorpiones) su red predatora iz klase paukolikih zglavkara (Arachnida). Karakteristika egzoskeleta ovih zglavkara je fluorescencija, koja predstavlja svojstvo nekih molekula da apsorbovanu svetlost emituju u vidi zraka veće talasne dužine. Iako je fluorescencija kod škorpija ispitivana kao pojava, njena biološka uloga još uvek nije u potpunosti razjašnjena. Hipoteza je da fluorescencija ima ulogu u odgovoru organizma na UV svetlost. Cilj projekta bio je utvrđivanje intenziteta fluorescencije različitih delova egzoskeleta škorpija, kao i utvrđivanje da li prisustvo fluorescencije utiče na ponašanje pri izloženosti UV zracima. Tokom istraživanja, uhvaćene jedinke su podeljene u tri eksperimentalne grupe. Grupa R se sastojala od jedinki kojima je fluorescencija redukovana, grupa O je sadržala jedinke podvrgnute redukciji i sa povraćenom fluorescencijom, dok je treća grupa (F) bila kontrolna i predstavljala nemodifikovanu grupu fluorescentnih škorpija. Jedinke su individualno postavljene u Petri šolje čije su polovine bile pokrivene i time izolovane od UV zračenja. Njihove reakcije i nivoi aktivnosti pri izloženosti UV svetlom mereni su brojem prelaza sa ozračene na zatamnjenu stranu, kao i procentom vremena provedenog u zatamnjenom delu Petri šolje. Takođe je meren intenzitet fluorescencije egzoskeleta škorpija digitalnom obradom fotografija živih jedinki uslikanih pod UV svetlom. Vrednosti intenziteta fluorescencije su poređene između različitih regiona egzoskeleta. Rezultati istraživanja pokazuju da je intenzitet fluorescencije heterogeno raspoređen po telu škorpije, pri čemu se najveći intenzitet uočava na, pedipalpima i krajnjim metazomalni segmentima, tj. delovima egzoskeleta koji imaju funkciju u interakciji sa spoljašnjom sredinom. Posmatranjem ponašanja jedinki pod UV svetlom primećena je razlika u nivoima aktivnosti i reakcijama između redukovanih i fluorescentnih škorpija. Primećen je smanjen nivo aktivnosti, kao i relokacija na zatamnjenu stranu kod fluorescentnih škorpija, dok kod redukovanih jedinki nije pokazana reakcija na UV zračenje. Iz dobijenih rezultata zaključuje se da je fluorescencija škorpija potencijalno u korelaciji sa mehanizmom za prepoznavanje UV svetlosti.

Isidora Cvetić (2004), Sečanj, 4. razred, Srednja škola “Vuk Karadžić”, Sečanj
Sonja Nikolić (2005), Beograd, 3. razred, Prva beogradska gimnazija, Beograd

Mentor:
dr Željko Savković, Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu, Institut za botaniku i Botanička bašta Jevremovac

Ganoderma applanatum pripada grupi gljiva izazivača bele truleži koje imaju sposobnost razlaganja lignina, celuloze i drugih polisaharida ćelijskog zida biljaka, čime dovode do sušenja drveća, što rezultuje velikim ekonomskim gubicima. Ova gljiva je patogen velikog broja drvenastih vrsta poput bukve, topole, jabuke, javora, hrasta, kestena, a svoju patogenost ostvaruje sintezom lignolitičkih enzima, kao što su lakaze, koje imaju bitnu ulogu u izazivanju infekcije kod biljaka. Lakaze su enzimi koji imaju funkciju razgradnje lignina, sa ciljem korišćenja celuloze i hemiceluloze kao izvora ugljenika. Primećeno je da se lakaze kod gljiva sintetišu u uslovima oksidativnog stresa i da imaju odbrambenu funkciju. Sintetički fungicidi se već decenijama koriste u cilju suzbijanja fitopatogenih gljiva. Međutim, njihov negativan efekat na ekosistem nije zanemarljiv i zbog toga se pribegava razvoju alternativnih mera zaštite. Kora četinara je bogata terpenima, koji imaju važnu ulogu pri odbrani biljaka od infekcija izazvanih od strane gljiva. Iz tih razloga, cilj ovog istraživanja bio je utvrđivanje efekta ekstrakata kore smrče (Picea abies L.) i crnog bora (Pinus nigra L.) na rast micelije i produkciju lakaza gljive Ganoderma applanatum. Metodom otrovne ploče pokazano je da oba ekstrakta imaju inhibitorno dejstvo na rast micelije i da procenat inhibicije eksponencijalno raste sa povećanjem koncentracije. Najjače antifungalno dejstvo ispoljio je ekstrakt crnog bora pri najvišoj ispitivanoj koncentraciji (50 mg/mL) gde je procenat inhibicije iznosio 74%. Pri istoj koncentraciji ovog ekstrakta specifična aktivnost lakaza je bila najviša (0,2 U/mg), što verovatno ukazuje na prisustvo većeg nivoa oksidativnog stresa. Rezultati ovog istraživanja sugerišu na antifungalni potencijal korišćenih ekstrakta kore smrče i crnog bora. Ovo istraživanje predstavlja početan korak u ispitivanju alternativa sintetičkim fungicidima.

Aleksej Petrović (2006), Beograd, 2. razred, XIII beogradska gimnazija, Beograd

Mentor:
MSc Vuk Gordić, Institut za biološka istraživanja “Siniša Stanković”, Univerzitet u Beogradu

Adenokarcinom pluća najčešće se razvija u perifernim tkivima pluća i najzastupljeniji je oblik nesitnoćelijskog karcinoma pluća. Jedan od vodećih problema u sadašnjoj medicinskoj praksi lečenja malignih oboljenja jeste neselektivna citotoksičnost agenasa koji utiču kako na tumorske ćelije, tako i na sve ćelije okolnih tkiva. Citostatici se do ciljnih tkiva dopremaju krvnim sudovima zbog čega endotelne ćelije često bivaju meta njihovog dejstva. U tradicionalnoj medicini zabeležena je primena biljke Ambrosia artemisiifolia u lečenju dermatoloških i koronarnih oboljenja. Etarsko ulje ove biljke može sadržati terpene zabeleženog antitumorskog dejstva. Iz tih razloga cilj istraživanja je bio ispitivanje antitumorskog efekta etarskog ulja ambrozije na ćelijskoj liniji adenokarcinoma pluća H460, ali i ispitivanje potencijalne selektivne citotoksičnosti korišćenjem ćelijske linije endotelnih ćelija EA.hy926. Ulje ambrozije dobijeno je destilacijom prikupljenog materijala, a njegov sastav analiziran je gasnom hromatografijom – masenom spektrometrijom. Ćelije su tretirane rastvorima ulja koncentracija od 2-512 μg/ml i vijabilitet je utvrđen 24h i 48h nakon tretmana pomoću MTT eseja. Analizom sastava ulja primećen je visok procenat germakrena D (54%), seskviterpena kome se pripisuju antitumorska dejstva mnogih etarskih ulja. Analizom rezultata MTT eseja izračunate su IC50 vrednosti etarskog ulja koje za H460 i EA.hy926 ćelije iznose 97 μg/ml i 190 μg/ml, redom. Tri najveće ispitivane koncentracije su pokazale statistički značajnu redukciju vijabiliteta kod ćelijske linije H460. Tretmani koncentracijama 256 μg/ml i 512 μg/ml su nakon 48h inkubacije doveli do potpune inhibicije vijabilnosti H460 ćelija. Rezultati ovog istraživanja ukazuju da etarsko ulje ambrozije ima značajan antitumorski efekat na ćelije adenokarcinoma pluća, kao i da postoji umerena selektivna toksičnost prema endotelnim ćelijama, koju bi trebalo potvrditi daljim istraživanjima.

Simona Đorović (2005), Beograd, 3. razred, Peta beogradska gimnazija, Beograd

Mentorka:
MSc Kasja Pavlović, Klinika za endokrinologiju, dijabetes i bolesti metabolizma, Univerzitetski klinički centar Srbije

Hormonska terapija koja afirmiše rod pomaže transrodnim i drugim rodno različitim osobama da prilagode sopstvena tela svom rodnom identitetu. U kliničkim studijama je zabeleženo da je testosteronska terapija povezana sa povećanim rizikom od razvijanja dijabetesa tipa 2. Cilj ovog istraživanja bio je određivanje efekta testosterona na nivo fosforilisane forme Akt proteina (pAkt) kao efektorske kinaze u insulinskom signalnom putu, na nivo glukoze u medijumu pre i posle insulinskog stimulusa i na prisustvo lipidnih kapljica u ćeliji. Korišćena je ćelijska linija mioblasta poreklom od ženskog miša, C2C12. MTT testom je određen uticaj tretmana testosteronom (62,5-2000 μg/ml) i insulinom (1,25-80 mIU/ml) na ćelijski vijabilitet. Konentracija glukoze u medijumu merena je kod netretiranih ćelija (negativna kontrola), ćelija tretiranih insulinom (10 mIU/ml, pozitivna kontrola – model insulinske rezistencije ) i ćelija tretiranih testosteronom (1000 μg/ml), pre i nakon kratke stimulacije signalog puta dodatkom insulina u koncentraciji 20 mUI/ml. Western blot metodom utvrđen je porast nivoa fosforilacije nakon stimulacije insulinom kod svake eksperimentalne grupe. Za proveru uticaja na lipidni metabolizam, rađeno je Sudan black bojenje lipidnih kapljica, a ćelijski preparati su posmatrani pomoću svetlosnog mikroskopa. Rezultati su pokazali da testosteron i insulin nemaju uticaj na vijabilitet. Koncentracija glukoze u medijumu nije bila promenjena tretmanima. U netretiranim ćelijama nakon insulinskog stimulusa nivo pAkt je 13 puta veći u odnosu na stanje pre stimulacije, dok je u modelu indukovane insulinske rezistencije i kod ćelija tretiranim testosteronom zabeleženo povećanje 2 i 4 puta, redom. Na osnovu dobijenih rezultata zaključeno je da dolazi do smanjena nivoa pAkt prilikom tretmana testosteronom, što ukazuje na smanjenu senzitivnost na insulin.

Nađa Krstić (2004), Novi Sad, 4. razred, Gimnazija “Isidora Sekulić”, Novi Sad

Mentor:
Bogdan Cerović, Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu

U svakodnevnoj ishrani veštački zaslađivači, poput aspartama i ksilitola, postaju sve češća zamena za beli šećer pretežno zbog svoje niskokalorijske vrednosti. Candida albicans je gljiva koja naseljava početni deo ljudskog gastrointestinalnog trakta. U fiziološkim uslovima C. albicans se nalazi u tri životne forme: kvasolikoj, pseudohifalnoj i hifalnoj. U hifalnoj formi ova gljiva postaje patogena i izaziva infekciju – oralnu kandidijazu. Beli šećer u većim koncentracijama može indukovati patogenost C. albicans, dok uticaji veštačkih zaslađivača na ovu gljivu nisu detaljno ispitivani. Cilj ovog istraživanja bio je ispitivanje uticaja različitih koncentracija aspartama, ksilitola i njihovih kombinacija na formiranje biofilma, adheziju i prelazak gljive C. albicans iz kvasolike u hifalnu formu u in vitro uslovima. Eksperiment je podrazumevao 15 tretiranih grupa i kontrolu bez dodatih veštačkih zaslađivača Korišćene su sledeće koncentracije aspartama: 80, 40 i 20 mg/l i ksilitola: 800, 400 i 200 mg/l, dok je zajednički efekat ispitivan uparivanjem svih koncentracija ove dve supstance. Koncentracije su izabrane na osnovu preporučenih maksimalnih dnevnih unosa propisanih od strane Food and Drug Administration (FDA) i koncentracija detektovanih u pljuvački nakon konzumiranja zaslađivača od interesa. Prelazak iz kvasolike u hifalnu formu je praćen zasejavanjem gljiva na podloge sa odgovarajućim koncentracijama zaslađivača. Promena forme je posmatrana na svaka 24h u periodu od 4 dana. Adhezija gljiva za podlogu i formiranje biofilma je utvrđeno pomoću Kristal violet (CV) eseja, 24h, 48h, 72h i 96h nakon tretmana odgovarajućim koncentracijama. Nakon 24h prelazak u hifalni stadijum zabeležen je samo u grupi tretiranoj srednjom koncentracijom aspartama u kombinaciji sa srednjom koncentracijom ksilitola. Nakon 96h hife su se razvile u svim tretiranim grupama. Primećeno je smanjenje formiranog biofilma u većini grupa nakon 24h, dok je nakon 48h smanjenje primećeno samo u grupi sa najvećom koncentracijom aspartama. Postoje indikacije da aspartam i ksilitol pospešuju virulentnost Candida albicans, ali je daljim istraživanjima neophodno detaljnije istražiti njihov efekat.