СУТОЧНАЯ АКТИВНОСТЬ НАСЕКОМЫХ-ОПЫЛИТЕЛЕЙ

Данный проект является типичным полевым экологическим экспериментом, несложным по технике исполнения. Его особенность – отсутствие литературных источников и необходимость самостоятельного анализа полученной информации.

 При обосновании актуальности темы важно понимать, что тема невероятно разнообразна по числу ситуаций. Причина этого – крайняя изменчивость множества показателей: состав и соотношение видов цветущих растений и опылителей на конкретном лугу в конкретную часть лета, видовое разнообразие опылителей в месте выполнения проекта, климатические особенности данного года, погода в дни наблюдений и т.д. Закономерности, интересные для науки, лежат здесь в двух сферах. Можно узнать о специфических особенностях экологии разных групп опылителей, а именно, об их суточных биоритмах и о зависимости биоритмов от внешних воздействий.

Цель работы – изучить суточную активность насекомых-опылителей в районе биостанции «Улейма».

Задачи:

1. Установить суточную динамику активности насекомых-опылителей.

2. Сравнить суточную активность различных групп опылителей.

3. Оценить степень зависимости суточной активности опылителей от факторов среды.

 Оборудование: термометр, гигрометр, анемометр, люксметр, блокнот, карандаш.

Для наблюдений следует выбрать пробную площадку, которая должна соответствовать нескольким требованиям:

1. Отсутствие повреждений антропогенного или иного характера на площадке и вокруг нее.

1. Площадь не более 4 м². Большая площадь не позволит вести точную регистрацию всех прилетающих опылителей.

2. Обилие и разнообразие цветущих растений, привлекающих разнообразных опылителей. Ни в коем случае не должна выбираться площадка с одним-двумя цветущими видами.

 Площадка подлежит детальному описанию, в которое включаются:

1. Расположение в определенном биотопе.

2. Размер.

3. Грунт.

4. Перечень цветущих растений.

5. Доля и пространственное распределение на площадке каждого цветущего вида.

6. Время открывания и закрывания цветов (если оно регистрируется).

7. Период освещения прямыми лучами солнца.

8. Близость древесных или кустарниковых зарослей и степень открытости для ветра.

Описание приводится в разделе «Материал и методы». В этом же разделе описываются приведенная ниже технология сбора данных и марки используемых приборов.

В экспериментальной части проекта подсчитываются три группы опылителей – бабочки, двукрылые и перепончатокрылые. При учете двукрылых следует отличать опылителей от хищных мух, ловящих добычу на цветах, и не учитывать последних. Перепончатокрылых можно учитывать как единую группу, если в ней явно преобладают либо шмели, либо пчелы и осы. Если же те и другие встречаются в изобилии, группу целесообразно делить на две – шмели и все остальные. Причина такого деления – крупный размер шмелей, реагирующих на внешние воздействия иначе, чем мелкие представители отряда.

 Наблюдения ведутся в течение большей части светового дня – с 6.00 до 21.00. Прямой тотальный подсчет всех групп опылителей осуществляется последние десять минут каждого часа: 5.50-6.00, 6.50-7.00 … 20.50-21.00. Тотчас за окончанием ежечасного подсчета снимаются показания точных приборов – термометра, гигрометра, анемометра и люксметра. По пользованию приборами проводится отдельная консультация руководителя. Следует обратить внимание, что приборы пребывают на пробной площадке в течение всего периода суточных наблюдений. Приборы должны постоянно находиться в тени!!! При замерах освещенности индикатор люксметра никогда не направляется на солнце!!! Помимо точных данных о состоянии среды, в течение каждого часа даются оценки облачности и осадков, поскольку эти факторы способны заметно повлиять на активность опылителей.

 На полевые наблюдения отводится три дня. По точным данным каждого дня строятся графики. Графики активности опылителей можно по желанию размещать либо все вместе в одних координатных осях, либо по отдельности. Графики суточного хода климатических факторов размещаются в отдельных системах координат. Оси абсцисс, где откладывается время, на всех графиках совпадают, и при размещении их один под другим удобно вести сопоставление данных. Графики и их описания по дням наблюдений и группам опылителей приводятся в разделе «Результаты» с указанием времени пиков и спадов, а также периодов стабильной активности, либо ее отсутствия.

 Анализ результатов целесообразно вести в двух взаимосвязанных направлениях:

1. Сравнение суточной активности отдельной группы опылителей в разные дни наблюдений. С помощью данныхклиматических факторах надо показать, от какого из них и каким образом зависит каждая группа, и есть ли вообще подобная зависимость. Выявленные закономерности – основа для выводов по первой и третьей задачам проекта.

2. Сравнение суточной активности разных групп опылителей. Для объяснений опять-таки полезна информация о суточной динамике климатических показателей. При выявлении различий станут ясны некоторые особенности биологии изучаемых отрядов насекомых. Вывод(ы) по результатам данного сравнения будут соответствовать второй задаче проекта.

ПИТАНИЕ РЫЖЕГО ЛЕСНОГО МУРАВЬЯ

Данный проект, подобно предыдущему, является экологическим исследованием. Экспериментальной части должно предшествовать знакомство с литературой об устройстве и функционировании колонии рыжего лесного муравья, а также о питании этого биологического вида. При обосновании актуальности темы следует помнить, что каждый муравейник уникален в отношении питания. Различия между муравейниками обусловлены множеством причин: расположение, размер и состояние поселения, окружающая растительность и животный мир, качество и доступность разных объектов питания, сезон и погодные условия. Эти и другие факторы накладывают отпечаток на питание любой изучаемой колонии. Дополнительный интерес представляет необходимость обеспечивать совершенно разной пищей личинок и взрослых особей. Несмотря на все различия, любопытно выявить общие закономерности биологии питания и другие особенности экологии обсуждаемого вида.

Цель работы – изучить питание рыжего лесного муравья.

Задачи:

1. Оценить спектр белкового питания рыжего лесного муравья.

2. Выявить суточную динамику добывания углеводной пищи рыжим лесным муравьем.

3. Определить соотношение белкового и углеводного питания в рационе рыжего лесного муравья.

 Оборудование: герметичная емкость для хранения беспозвоночных, электронные весы, бинокуляр, блокнот, карандаш.

Полевые исследования длятся три дня. День первый – рекогносцировка. Выбирается муравейник из числа имеющихся на биостанции. Выбирать следует активную колонию, где на куполе постоянно находится большое количество муравьев. Муравейник подлежит детальному описанию, в котором оцениваются:

1. Расположение в определенном биотопе.

2. Размер с вычислением объема по формуле из литературы.

3. Строительный материал.

4. Грунт и лесная подстилка.

5. Травянистая и древесная растительность вокруг муравейника.

6. Период освещения прямыми лучами солнца.

7. Степень открытости для ветра и осадков.

8. Муравьиные тропы.

На последний пункт следует обратить особое внимание. Все тропы должны быть охарактеризованы с точки зрения направления, протяженности, назначения и мощности. По одним из них доставляется строительный материал, по другим – пища (углеводная, белковая или оба вида), третьи бывают смешанного назначения. Следует хотя бы приблизительно оценить долю каждой кормовой тропы в общем объеме «поставок». Это важно для последующей оценки общего количества пищи, потребляемой муравейником. Полезно также проследить, насколько интенсивно идет доставка животной пищи вне троп.

 Особое значение имеют тропы с деревьев, откуда доставляется падь тлей. При наличии нескольких таких троп их мощность и относительная роль в жизнеобеспечении колонии сравнивается следующим образом. Пять раз за день (в 13, 15, 17, 19 и 21 час) подсчитывается число муравьев, спускающихся по тропам. Подсчет ведется десять последних минут каждого названного часа. Для простоты деревья обвязываются ниткой контрастного цвета, и считаются муравьи пересекающие ее. В итоге, вычисляется доля соответствующей тропы от суммарного показателя в процентах. Позднее знание долей потребуются при расчете общего объема потребления углеводной пищи.

 Отдельное задание – расчет веса порции пади, переносимой в муравьином зобе. Он основан на разнице в весе муравьев с пустым и полным зобом и делается следующим образом: отлавливаются по сто муравьев, передвигающихся по стволу в каждом из направлений с последующим взвешиванием обеих групп, и вес порции составляет 1 % разницы групп в весе.

 Результатом первого дня станут словесное описание муравейника плюс схема его расположения (с указанием сторон света), троп, и расчет веса порции пади, выполненные в чистовом виде. То и другое размещается в разделе «Материал и методы».

 День второй – изучение белкового питания. Работа этого дня трудоемкая, но технически не сложная. В течение большей части светового дня – с 6.00 до 21.00 – производится тотальный сбор животной добычи муравьев, которая отнимается у особей-фуражиров руками и пинцетом. Для безошибочности действий необходимо в течение пятнадцати часов непрерывно контролировать весь периметр муравейника, что несложно сделать при групповой работе. Отнятая добыча помещается в небольшую герметичную емкость (полиэтиленовый пакет, пластиковую коробку из-под лекарства и т.п.), чтобы не потеряла вес из-за испарения воды, и хранится там до завершения сбора. Сразу по его завершении добыча с помощью руководителя проекта разбирается под бинокуляром на группы по систематическим единицам. Каждая группа оценивается по числу экземпляров и весу. Взвешивание производится на электронных весах, пользоваться которыми обучает руководитель. Динамика добывания пищи муравьями в этот день не оценивается – важен лишь общий результат. Однако день может оказаться нетипичным по погодным условиям, угнетающим либо муравьев, либо какие-то виды их добычи. Поэтому необходимо дать общую оценку погоды в день сбора: температуры, освещенности (либо облачности), влажности, ветра, времени и силы осадков.

 Результатом второго дня станет выявленный спектр питания рыжего лесного муравья. Помимо простого перечня пищевых объектов, следует сделать круговые диаграммы, показывающие долю каждой группы в численном и весовом выражениях. Необходимо объяснить, почему для ряда групп доли по числу и весу далеки от совпадения. Следует также установить возможные причины доминирования или, напротив, редкости соответствующих пищевых объектов. Отдельный пункт анализа – сравнение пищевой ценности групп добычи. По пунктам анализа делаются выводы в рамках первой из поставленных задач.

 День третий – суточная динамика углеводного питания. Для наблюдения выбирается мощнейшая из найденных троп на древесном стволе. Ведется независимый подсчет муравьев, движущихся по стволу вверх и вниз с 6.00 до 21.00. Он осуществляется последние десять минут каждого часа: 5.50-6.00, 6.50-7.00 … 20.50-21.00. Тотчас за окончанием ежечасного подсчета снимаются показания точных приборов – термометра, гигрометра, анемометра и люксметра. По пользованию приборами проводится отдельная консультация руководителя. Следует обратить внимание, что приборы пребывают на точке в течение всего периода суточных наблюдений и должны постоянно находиться в тени!!! При замерах освещенности индикатор люксметра никогда не направляется на солнце!!! Помимо точных данных о состоянии среды, в течение каждого часа даются оценки облачности и осадков, поскольку эти факторы способны заметно повлиять на активность как тлей, так и муравьев.

По точным данным строятся графики. Графики движения муравьев вверх и вниз можно по желанию размещать либо в одних координатных осях, либо по отдельности. Графики суточного хода климатических факторов размещаются в отдельных системах координат. Оси абсцисс, где откладывается время, на всех графиках совпадают, и при размещении их один под другим удобно вести сопоставление данных. Графики и их описания приводятся в разделе «Результаты» с указанием времени пиков и спадов, а также периодов стабильной активности муравьев, либо ее отсутствия.

 Помимо суточной динамики добывания пади, необходимо установить ее суммарный вес за время наблюдений. Поскольку подсчеты ведутся лишь десять минут каждого часа, полную часовую добычу предлагается рассчитывать простым увеличением соответствующих данных в шесть раз.

Анализ результатов целесообразно вести в двух направлениях:

1. С помощью данных о суточной динамике климатических факторов надо показать, от какого из них и каким образом зависит интенсивность добывания пади и есть ли она вообще.

2. Полезно сравнить графики движения муравьев за падью и с падью и объяснить различия. Следует продумать, чем они обусловлены в большей степени – биологией муравьев, биологией тлей или иными причинами.

Обращаем внимание, что добыча за пятнадцать часов наблюдений второго и третьего дня, не соответствует суточному объему. Насколько не соответствует, неизвестно. При оценке суточного объема как белковой, так и углеводной пищи, исполнителям предстоит сделать аргументированный выбор:

1) ограничиться данными за часть суток, условно допустив, что ночью муравьи не кормятся или почти не кормятся;

2) распространить данные по обоим типам пищи на ночное время, условно допустив, что ночью муравьи кормятся с той же интенсивностью, что и днем (в этом случае данные за период наблюдений просто увеличиваются в нужное число раз).

 Вывод по третьей задаче, казалось бы, автоматически вытекает из подсчетов. Однако необходимо пояснить, чем обусловлена разница (или ее отсутствие) в количестве белковой и углеводной пищи муравейника. Объяснение, а не простая констатация различий станет основой вывода по третьей задаче проекта.

Рекомендуемая литература

Длусский Г.М., Букин А.П. Знакомьтесь: муравьи. М.: Агропромиздат, 1986.

Жизнь животных. Т. 3. М.: Просвещение, 1984.

Захаров А.А. Муравей, семья, колония. М.: Наука, 1978.

Мариковский П.И. Собрание сочинений. Т. 2. Муравьи – кто они? Алматы, 2007.

Халифман И.А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1963.

СЛЕДЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Данный проект, как все проекты по биологическому разнообразию, выполняется по принципу «волка ноги кормят». Основой его высокого качества является большой объем полевых изысканий, а особенностью – необходимость отыскивать объекты, совершенно не похожие друг на друга ни по виду, ни по месту расположения в экосистемах. Литература по проекту имеет двоякое назначение. Атлас и определители понадобятся при установлении видов, оставляющих следы жизнедеятельности. Остальные источники касаются главным образом такой категории следов, как жилища общественных насекомых. По прочим следам развернутые сводки отсутствуют.

 Обоснование актуальности темы связано с тем, что всякое живое существо оставляет разнообразные следы жизнедеятельности, хотя далеко не всякий след легко различим. У позвоночных животных следы хорошо изучены и давно классифицированы, а у беспозвоночных их изученность невысока, не говоря уже об отсутствии общепринятой классификации. Тем не менее, по следам мы многое можем узнать о видовой принадлежности, признаках и образе жизни многих беспозвоночных.

Цель работы – изучить следы жизнедеятельности беспозвоночных животных.

Задачи:

1. Изучить разнообразие следов жизнедеятельности беспозвоночных животных.

2. Установить причины доминирования или редкости определенных типов следов жизнедеятельности.

3. Создать оригинальную классификацию следов жизнедеятельности беспозвоночных животных.

 Оборудование: пакеты для сбора следов жизнедеятельности, пробирки с ватными пробками и морилка для сбора беспозвоночных, фотоаппарат или мобильный телефон с фотокамерой, блокнот, карандаш.

Обратим внимание на некоторые особенности проекта:

1. Огромное разнообразие следов жизнедеятельности беспозвоночных. Оно имеет два источника – разнообразие процессов жизнедеятельности и видовое разнообразие беспозвоночных. Данный факт обязывает к добыванию разнокачественного материала в максимально возможном числе биотопов.

2. Трудность обнаружения следов жизнедеятельности обусловлена незаметностью (мелкий размер, окраска под фон, скрытое расположение и т.д.) или быстрым исчезновением многих из них (следы на грунте, помет, остатки трапез и др.), а часто тем и другим вместе. Это обязывает к максимальному вниманию при поиске.

3. Невозможность определить хозяев многих следов жизнедеятельности (паутин, помета, повреждений на травянистых растениях и т.п.). Тем не менее, это не отменяет необходимостьрегистрировать их в результатах с пометкой «неясного происхождения».

4. Большое число описаний объектов, без которых проект не имеет смысла. Здесь тренируется не только техника описаний, но и умение выделять общие и специфические черты следов. При этом следует помнить, что каждый тип следов жизнедеятельности (убежища, погрызы, экзувии, ловчие сети и пр.) представлен множеством не похожих друг на друга вариантов. Типичная ошибка исполнителей, снижающая общую оценку проекта, – нежелание отыскивать в природе и описывать эти самые варианты.

Длительность полевых сборов – три дня. В соответствии с перечисленными выше особенностями, площадки и маршруты продумываются заранее с распределением работы на всех исполнителей. Распределение означает, что члены группы, находясь рядом, изучают разные участки пространства и сходятся лишь при необходимости обсуждения. Это повышает эффективность сбора материала. Сбор сочетает составление коллекции и фотографирование не коллекционируемых объектов (жилищ, паутин, следов на грунте и т.д.). Поэтому в полевые выходы необходимо брать с собой не только емкости для сбора материала, но и фототехнику. В определении принадлежности следов помогает руководитель.

 Анализ результатов сравнительно прост лишь по первой задаче проекта, где достаточно оценить разнообразие групп находок и их общее число. По второй задаче требуется не односложное мотивированное мнение о преобладании или редкости определенных следов жизнедеятельности. Подсказок в литературе, к счастью, нет, и исполнителям предоставлена полная свобода рассуждений. Самая увлекательная аналитическая часть связана с решением последней задачи. По ней две подсказки:

1. У классификации должен быть единый принцип, в соответствии с которым объекты распределяются по группам. Например, люди делятся на толстых и худых по количеству жира, либо на умных и глупых по интеллекту. Мы имеем два разных принципа классификации. Но людей бессмысленно делить на глупых и худых, ибо общий принцип деления в этом случае отсутствует.

2. Нередко след связан сразу с несколькими процессами жизнедеятельности беспозвоночного. Значит, есть опасность, что он попадет в несколько разных пунктов классификации, чего быть не должно. Поэтому важно понимать, какое свойство следа является ключевым, и как оно соотносится с выбранным принципом классификации.

Рекомендуемая литература

Аверкиев А.С. Атлас вреднейших насекомых леса. М.: Лесная промышленность, 1984.

Гусев В.И. Определитель повреждений лесных, декоративных и плодовых деревьев и кустарников. М.: Лесная промышленность, 1984.

Еськов Е.К. Жилища насекомых. М.: Знание, 1983.

Жизнь животных. Т. 3. М.: Просвещение, 1984.

Захаров А.А. Муравей, семья, колония. М.: Наука, 1978.

Ильинский А.И. Определитель яйцекладок, личинок и куколок насекомых. М.-Л.: Лесотехническое изд-во, 1943.

Мариковский П.И. Собрание сочинений. Т. 2. Муравьи – кто они? Алматы, 2007.

Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.: Топикал, 1994.

Халифман И.А. Четырехкрылые корсары. М.: Детская литература, 1978.

Халифман И.А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1963.

ЗАЩИТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Данный проект основан на полевом сборе материала. Основой его высокого качества является большой объем полевых изысканий.

 Литература по проекту имеет двоякое назначение. Два источника по теории эволюции дадут информацию о классификациях защитных приспособлений (адаптаций) и некоторое представление об их разнообразии. Книга «Насекомые защищаются» содержит довольно обширную информацию о защитных адаптациях насекомых. Она является своего рода путеводителем по самому обширному классу беспозвоночных животных и подсказывает некоторые направления поиска. При этом понятно, что насекомыми мир беспозвоночных далеко не исчерпывается: есть прочие членистоногие, моллюски, различные черви и иные группы. Определители в работе понадобятся мало, так как определение видов не входит в задачи проекта (здесь поможет руководитель).

 При обосновании актуальности темы полезно помнить, что фауна беспозвоночных любой территории, в том числе Ярославской области включает многие тысячи видов. У каждого вида масса признаков, среди которых надо уметь выделить защитные. Защищаются животные не только от врагов, но и от других факторов. Помимо этого, не стоит забывать, что от одного и того же фактора можно защищаться разными способами. Все это создает пеструю картину защитных адаптаций, которые можно анализировать со многих точек зрения.

Цель работы – изучить защитные адаптации беспозвоночных животных.

Задачи:

1. Изучить разнообразие защитных адаптаций беспозвоночных животных.

2. Определить причины доминирования и редкости соответствующих типов защитных адаптаций.

3. Выявить защитные адаптации, характерные для различных систематических групп беспозвоночных животных.

4. Выявить наиболее типичные комбинации защитных приспособлений.

Оборудование: энтомологический сачок, морилка, энтомологические матрасики, нож, бумажные пакетики или коробки, гидробиологический сачок, кювета, стеклянные банки с пластиковыми крышками, пинцеты, пипетки, препаровальные иглы, чашки Петри, предметные стекла, бинокуляр, фотоаппарат или камера мобильного телефона, блокнот, карандаш.

Обратим внимание на некоторые особенности проекта:

1. Огромное разнообразие защитных адаптаций беспозвоночных. Данный факт обязывает к добыванию разнокачественного материала в максимально возможном числе биотопов (лес, вырубка, луг, водоем, ферма, огород и т.д.).

2. Наличие у разных видов одинаковых адаптаций. Это обязывает к подбору максимального числа примеров. Типичная ошибка исполнителей, снижающая впечатление от проекта, – нежелание отыскивать примеры в природе, ограничиваясь минимальным их числом.

3. Наличие у одного вида разных адаптаций. Это обязывает к максимальному вниманию при анализе материала.

4. Большое число описаний, без которых проект не имеет смысла. Здесь шлифуется не только техника описаний, но и умение показывать суть той или иной защитной адаптации. В особенности это относится к приспособлениям, которые работают на определенном фоне (защитные окраски, подражание природным объектам) и должны быть продемонстрированы именно на нем. В не меньшей степени следует обратить внимание на точные описания поведенческих адаптаций. Еще одна типичная ошибка – нежелание работать с текстом, сводя его к минимуму.

Длительность полевых сборов – три дня. В соответствии с перечисленными выше особенностями, площадки и маршруты продумываются заранее с распределением работы на всех исполнителей. Распределение означает, что члены группы, находясь рядом, изучают разные участки пространства и сходятся лишь при необходимости обсуждения. Это повышает эффективность сбора материала. Сбор сочетает составление коллекции и фотографирование не коллекционируемых объектов (легко разлагающихся видов, элементов поведенческих адаптаций, скрывающего фона и т.д.). Поэтому в полевые выходы необходимо брать с собой фотоаппараты или мобильные телефоны. Прочее оборудование зависит от места наблюдений и сборов. Например, на водоеме необходимо перечисленное выше гидробиологическое оборудование. При отборе проб вдали от берега может понадобиться весельная лодка и спасательные жилеты для работающих в ней. В сухопутных экскурсиях потребуются иные агрегаты. Значительная часть материала оформляется в виде коллекции, где объекты группируются не в систематическом порядке, а по видам адаптаций. Для этого можно использовать как стандартные энтомологические матрасики, так и крупные коробки, например, конфетные.

 Анализ результатов сравнительно прост только по первой задаче проекта, где достаточно оценить общее число и разнообразие групп находок. Единственный деликатный нюанс состоит в том, что не следует приводить в виде примеров литературные данные, недоступные собственному восприятию исполнителей (запах муравьиных феромонов, вкус ядовитой гемолимфы божьих коровок и др.). По второй задаче требуется не односложное мотивированное мнение о преобладании или редкости определенных адаптаций. Решению третьей задачи весьма способствует знание школьного курса зоологии и эволюционного раздела общей биологии, поскольку многие защитные приспособления являются одновременно признаками тех или иных систематических групп беспозвоночных. Интеллектуальное упражнение состоит в том, чтобы рационально подобрать ранги таксонов (типы, классы, отряды, семейства), у которых обнаружены характерные адаптации. Второе упражнение – собственная версия о причинах привязки той или иной адаптации к таксону. Самая сложная часть связана с решением последней задачи. Выявление типичных комбинаций защитных приспособлений требует сначала иметь по возможности полный их список.   Поэтому для анализа полезна сводная таблица (табл. 1), которая позволяет оценить не только разнообразие адаптаций, но также их распространенность и комбинации у разных видов беспозвоночных.

 Приведенная ниже матрица упрощена, и исполнители проекта легко ее расширят в соответствии со своими находками. Например, в криптизме (скрывающих приспособлениях) вполне может оказаться подраздел «вываливание в грязи». Среди окрасок не криптического свойства скорее всего появится металлическая, а мимикрия – после прочтения рекомендуемой литературы – будет разделена на мюллеровскую и бейтсовскую. Понятно также, что поведенческие адаптации, отмеченные в таблице одним столбцом, в реальности весьма разнообразны. Что касается физиологических адаптаций,

Таблица 1.

Защитные приспособления беспозвоночных животных

то они не менее разнообразны, но в полевых условиях большинство из них плохо регистрируется. При качественном выполнении проекта таблица будет весьма велика, и работа с ней окажется интересной.

Рекомендуемая литература

Мариковский П.И. Насекомые защищаются. М.: Наука, 1977.

Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа, 1989.

Ястребов М.В., Ястребова И.В. Теория эволюции. Ярославль: Изд-во ЯрГУ, 2008.

БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ ЖИВОТНЫЕ ПРЕСНОВОДНЫХ СООБЩЕСТВ

По технике сбора материала проект является фаунистическим. Здесь исполнители с помощью руководителя получают представление об основных экологических группах водных беспозвоночных, о различиях между постоянными и временными водоемами, овладевают техникой отбора проб из толщи воды, с грунта и растений. Наконец, они изучают под бинокуляром немало объектов разной систематической принадлежности и находят информацию (третий из рекомендованных литературных источников) об их образе жизни. К слову, качественно сделанные выписки очень полезны при выполнении проекта. Его аналитическая часть – чисто экологическая, о чем свидетельствуют цель и задачи. Сказанное означает, что эту тему, как и предыдущую рекомендуется давать старшеклассникам.

Цель работы – изучение беспозвоночных животных в пресноводных биоценозах.

Задачи:

1. Сравнить фауны беспозвоночных двух разнотипных водоемов.

2. Сравнить пищевые связи беспозвоночных в двух водоемах.

 Оборудование: гидробиологический сачок, кювета, банки с пластиковыми крышками, чашка Петри, пинцет, пипетка, препаровальная игла, предметное стекло, блокнот, карандаш.

Для обоснования актуальности темы полезно знать упомянутые выше экологические группы гидробионтов, принципы устройства экосистем, а также иметь представление о пищевых цепях и трофических уровнях в экосистемах (последний из рекомендованных литературных источников). Видовое разнообразие водных биоценозов, распределение беспозвоночных в водоемах, их сложные пищевые связи относятся к основам познания устройства и функционирования природных экосистем.

 Для работы требуется выбрать два разнотипных водоема из трех, имеющихся на биостанции: участок реки, пруд и придорожная канава. Все они заметно отличаются друг от друга совокупностью условий и, стало быть, населением.

Каждый водоем подлежит детальному описанию, в которое включаются:

1. Расположение относительно биостанции.

2. Площадь и глубина.

3. Донный грунт.

4. Прозрачность воды (интуитивная оценка).

5. Наличие или отсутствие «цветения» воды.

6. Степень зарастания макрофитами и их виды.

7. Период освещения прямыми лучами солнца.

8. Близость древесных или кустарниковых зарослей.

9. Степень открытости для ветра.

Описание приводится в разделе «Материал и методы». В этом же разделе описываются приведенная ниже технология сбора данных и марки используемых приборов.

Длительность полевых сборов – три дня. Каждый день отбор проб производится на обоих выбранных водоемах. Число проб исполнители планируют совместно с руководителем, исходя из необходимости облова всех участков водоема – толщи воды, дна и т.д. На реке при отборе проб вдали от берега используется весельная лодка и спасательные жилеты для работающих в ней. На облов тратится не весь день!!! После него ведется определение систематической принадлежности обнаруженных животных с участием руководителя и с помощью второго и четвертого из рекомендуемых литературных источников. За определением идет аналитическая часть проекта.

 Анализ результатов по обеим задачам облегчит составление таблицы с качественными данными по каждому обнаруженному виду (табл. 2). Вместо номеров водоемов пишутся конкретные названия: «Река», «Пруд» или «Временный водоем». Знак «+» означает наличие данного вида в водоеме. Возможно также добавление столбца «Численность». Понятно, что без применения специальных методик учета численность будет оцениваться лишь интуитивно, однако оценка позволит вычленить редкие виды, а также обычные и самые многочисленные.

Таблица 2.

Фауна и биология беспозвоночных изученных водных биоценозов

 При сравнении фаун надо не только выявить различия между водоемами, но и попытаться назвать их причины, которые для разных видов могут быть неодинаковы: отсутствие пищи, малое количество кислорода, трудность проникновения в водоем, недостаточная глубина, либо что-то еще.

 Решение второй задачи требует немалых умственных усилий. В его основе – составление схемы пищевой сети каждого водоема. Она представляет собой систему частей биоценоза (каковыми являются виды) и связей между ними. Связи обозначаются стрелками от жертвы к хищнику. Для полноты и правильности схемы рекомендуется помнить, что пищевые связи включают не одних многоклеточных беспозвоночных, но и другие группы объектов: бактерии, водоросли, высшие растения, одноклеточные животные, а также детрит (мертвая органика), который встречается как на дне, так и во взвешенном состоянии. Поэтому следует четко знать литературные данные об основных объектах питания обнаруженных видов. В целях упрощения и большей наглядности схемы допускается объединение видов с близкими спектрами питания в группы. Как правило, хотя и не всегда, ими оказываются родственные виды. Качественному объединению поможет приведенная выше таблица, позволяющая сопоставлять степень экологического сходства видов.   Кроме того, важно тщательно продумать расположение блоков на бумаге и в презентации исходя из того, что названные не наблюдаемые группы объектов составляют основу пищевых сетей. Неплохо учесть и водных позвоночных, которые почти всегда будут на концах пищевых цепочек.

Рекомендуемая литература

Жадин В.И. Жизнь пресных вод. Т. 1. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. Т. 2. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1949.

Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос). Ответственные редакторы Л.А. Кутиков, Я.И. Старобогатов. Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.: Топикал, 1994.

Хейсин Е.М. Краткий определитель пресноводной фауны. М.: Учпедгиз, 1962.

Ястребов М.В., Ястребова И.В. Экология: соотношение основных понятий. Ярославль: Изд-во ЯрГУ, 2006.

ДНЕВНЫЕ БАБОЧКИ ОКРЕСТНОСТЕЙ БИОСТАНЦИИ «УЛЕЙМА»

Дневные бабочки являются удобным объектом изучения, поскольку в эту группу входит сравнительно небольшое количество видов, и их легко учитывать, а для отлова не требуется сложных методов и оборудования.

Цель работы – изучить дневных бабочек окрестностей биостанции «Улейма».

Задачи:

1. Установить видовой состав дневных бабочек окрестностей биостанции «Улейма».

2. Сравнить фауну дневных бабочек различных экосистем.

 Оборудование: энтомологический сачок, морилка, бумажные пакетики, энтомологические матрасики, блокнот, карандаш.

Для обоснования актуальности темы предлагается из предложенной литературы выбрать сведения о значении дневных бабочек в естественных экосистемах и в жизни человека. Надо знать литературные данные о количестве видов чешуекрылых в целом и о проценте дневных чешуекрылых от общего числа видов. Необходимо также найти сведения о количестве видов дневных бабочек в средней полосе России, а список видов, обнаруженных в окрестностях биостанции за последние 30 лет, прилагается к заданию. Видовой состав и численность видов дневных бабочек, являются показателем экологического состояния экосистем. Территория биостанции и её окрестностей подвергается антропогенному воздействию, поэтому полезно проводить мониторинг их экологического состояния. Можно использовать университетские коллекции прошлых лет для сравнения старых данных со своими.

 В качестве мест исследования предлагается взять ближайшую вырубку и два луга на выбор. Изменять места сбора данных в ходе выполнения проекта нельзя. Каждый луг и вырубка подлежат детальному описанию, в которое включаются:

1. Размеры.

2. Состав растительного сообщества.

3. Перечень видов, цветущих в период исследования.

4. Зарастаемость древесными породами.

5. Удаленность от леса и водоемов.

6. Увлажненность, освещаемость и доступность ветру.

По названным параметрам места исследования характеризуются в разделе «Материал и методы». Также необходимо высчитать процент видов растений от их общего числа, являющихся кормовыми объектами гусениц найденных видов бабочек. В этой главе также указываются сроки и время лова насекомых, погодные условия, способ учета, определители и атласы, по которым с помощью руководителя определяются насекомые.

 Сбор материала в каждый из трех дней отлова проводится на всех объектах. Ловить надо в одно и то же время – с 10.00 до 16.30. Часы лова на каждом объекте в разные дни должны быть разными. Если в первый день в данном месте лов идет с 10.00 до12.00, то в последующие экскурсионные дни – с 12.00 до 14.00 и с 14.30 до 16.30. Помимо этого, для решения первой задачи нужно ловить не только в сравниваемых экосистемах, но и в любом месте на территории биостанции или ее окрестностей. Бабочек следует переносить в бумажных треугольных конвертиках. Для каждого из лугов необходимо иметь отдельный пакет с конвертиками. Бабочки обездвиживаются сдавливанием груди с боков (при этом разрушаются мышцы, отвечающие за движение крыла). Крупные экземпляры можно после этого недолго подморить в морилке, но переносить все равно в конвертиках.

 В конце каждого экскурсионного дня заполняются таблицы, форма которых – таблица 3.

Таблица 3.

Видовой состав и количество бабочек в изученных экосистемах

Насекомые подсчитываются в естественных условиях при медленном движении через среднюю часть экосистемы. Для выявления редких и единичных видов территория обследуется дополнительно. Количество оценивается непосредственно на лугу или вырубке приблизительным подсчетом с делением на следующие группы:

1. Единичные – 1 экземпляр.

2. Редкие – 2-5 экземпляров.

3. Малочисленные – 6-10 экземпляров.

4. Средней численности – 11-30 экземпляров.

5. Многочисленные – более 30 экземпляров.

Точность подсчета может нарушить неоднократный учет одного и того же экземпляра, чего следует, по возможности, избегать.

 Заполняется также таблица со списком видов бабочек, где о каждом виде указываются сведения, необходимые для объяснения закономерностей их распространения и распределения (табл. 4).

Таблица 4.

Виды бабочек и их экологические особенности в изученных экосистемах

 Фенологические группы:

1. Перезимовавшие виды и мигранты.

2. Весенние виды.

3. Первое поколение видов, имеющих два постоянных поколения.

4. Летние виды.

5. Второе поколение видов, имеющих два постоянных поколения.

6. Новое поколение зимующих видов и мигрантов.

Экологические группы по кормовым растениям гусениц:

1. Дендрофилы – гусеницы питаются на деревьях.

2. Тамнофилы – гусеницы питаются на кустарниках.

3. Хортофилы – гусеницы питаются на травах.

Экологические группы по предпочитаемому биотопу:

1. Эврибионтный комплекс – виды связаны с лугово-степными открытыми участками, полянами, опушками леса, долинами ручьев и речушек, а также с культурными ландшафтами; кормовые растения из семейств крестоцветные, зонтичные, бобовые, сложноцветные.

2. Лесной комплекс – виды связаны с лесными экосистемами (включает дендро-, тамно- ихортофилов).

3. Лугово-степной комплекс – виды связаны со степными природными зонами (включает хортофилов, кормовые растения которых относятся главным образом к злакам и бобовым).

 Для каждой экосистемы и для фауны бабочек в целом составляются круговые диаграммы под следующими названиями:

1. «Процентное соотношение видов дневных бабочек по экологическим комплексам и по кормовым растениям гусениц» (цвет отражает принадлежность к экологическому комплексу, а наличие или отсутствие штриховки – к группе по кормовым растениям).

2. «Процентное соотношение видов дневных бабочек различных семейств».

3. «Процентное соотношение видов дневных бабочек по фенологическим группам».

Последняя диаграмма составляется только для фауны в целом.

 Для каждой экосистемы составляется отдельная гистограмма в рамках иллюстрации «Видовой состав и численность видов дневных бабочек в различных экосистемах». В гистограмме вертикальная ось называется «Численность», а горизонтальная – «Вид чешуекрылых». Высота столбиков отражает численность вида (пять условных групп по численностям), цвет фона – семейство бабочек, а тип штриховки – определенный вид в семействе. Координатные оси с гистограммами по разным экосистемам располагаются на одной странице одна под другой, причем одинаковые виды бабочек должны находиться друг под другом. Приводятся условные обозначения. Все названные иллюстрации демонстрируются во время доклада.

 В разделе «Обсуждение», надо проанализировать приведенные таблицы и схемы, попытаться увидеть закономерности и объяснить их. Для объяснения тех или иных фактов полезен материал по адаптациям из учебника по теории эволюции (см. литературу по теме). В пособии по экологии необходимо изучить разделы, связанные с понятиями экосистема и экологическая ниша.

 К проекту прилагается коллекция бабочек. Раскладывать их следует в систематическом порядке, по семействам. Порядок расположения семейств и видов в них нужно взять из атласа Мурзина и Братцева.

Список видов булавоусых чешуекрылых окрестностей биостанции «Улейма» за все годы учета

 Семейство Толстоголовки (Hesperiidae)

1. Толстоголовка большая мальвовая.

2. Толстоголовка мозаичная.

3. Толстоголовка палемон.

4. Толстоголовка сильвий.

5. Толстоголовка тире.

6. Толстоголовка таумас (Лесовик).

7. Толстоголовка фавн (Лесовичок).

8. Толстоголовка запятая.

9. Толстоголовкамалая мальвовая.

10. Толстоголовка Морфей.

Семейство Парусники (Papilionidae)

11. Мнемозина (Аполлон черный).

12. Махаон обыкновенный.

Семейство Белянки (Pieridae)

13. Беляночка горошковая.

14. Зорька.

15. Боярышница.

16. Белянка рапсовая.

17. Брюквенница.

18. Репница.

19. Капустница.

20. Желтушка торфяниковая.

21. Желтушка луговая.

22. Лимонница (Крушинница).

Семейство Бархатницы (Satyridae)

23. Эгерия.

24. Бархатка.

25. Суворовка.

26. Ифис.

27. Лигея.

28. Глазок чёрно-бурый (Иперант).

29. Воловий глаз.

Семейство Нимфалиды (Nymphalidae)

30. Переливница большая, или тополевая (Радужница).

31. Переливница малая, или ивовая (Илия).

32. Ленточник Камила.

33. Ленточник тополевый.

34. Углокрыльница С-белое.

35. Нимфалис черно-рыжая (Ванесса черно-рыжая).

36. Крапивница.

37. Траурница.

38. Адмирал.

39. Чертополоховка.

40. Павлиний глаз.

41. Пестрокрыльница изменчивая.

42. Шашечница Матурна.

43. Шашечница сетчатая (Диамина, или Диктинна).

44. ШашечницаАталия.

45. Шашечница Цинксия.

46. Шашечница Феба.

47. Перламутровка Эуфросина.

48. Перламутровка Селена.

49. Перламутровка северная.

50. ПерламутровкаТитания.

51. Перламутровка малая.

52. Перламутровкатаволжанка (Ино).

53. Перламутровка полевая (Латона).

54. Перламутровка Лаодика.

55. Перламутровка Аглая.

56. Перламутровка Адиппа.

57. Перламутровка лесная (Пафия).

58. Перламутровка болотная.

 Семейство Голубянки (Licaenidae)

59. Зефир березовый.

60. Хвостатка сливовая.

61. Малинница.

62. Червонец пятнистый, или пламенный.

63. Червонец непарный.

64. Чевонец огненный.

65. Червонец голубоватый.

66. Червонец щавелевый.

67. Червонец фиолетовый (Альцифрон).

68. Червонец бурый.

69. Голубянка небесная.

70. ГолубянкаАргус (Эгон).

71. Голубянка Икар.

72. Голубянка торфяниковая.

73. Голубянка Аманда.

74. Голубянка Эвмедон.

75. Голубянка бурая (Многоглазка).

76. Голубянка лесная (Полуаргус).

77. Голубянка Аргиад.

78. Голубянка изменчивая.

79. Голубянка крушинная.

Рекомендуемая литература

Горностаев Г.Н. Насекомые СССР. Атлас. М.: Мысль, 1979.

Жизнь животных. Т. 3. М.: Просвещение, 1984.

Корнелио М.П. Школьный атлас-определитель бабочек. М.: Просвещение, 1986.

Мурзин В.С., Братцев А.И. Бабочки. М.: Тропа, 1993.

Осипов И.Н., Самодуров Г.Д. Дневные бабочки Приокско-Террасного заповедника (эколого-фаунистический обзор). Пущино, 1988.

Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых. М.: Учпедгиз, 1950.

Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа, 1989.

Яхонтов А.А. Наши дневные бабочки. М.: Учпедгиз, 1935.

Ястребов М.В., Ястребова И.В. Экология: соотношение основных понятий. Ярославль: Изд-воЯрГУ, 2006.