Исследовательская работа "Ручейник - маленький строитель" 3 класс
XI ВСЕРОССИЙСКИЙ ДЕТСКИЙ КОНКУРС НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И
ТВОРЧЕСКИХ РАБОТ «ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ»
Секция: биология
Тема: «Ручейник – маленький строитель»
Учреждение: МАОУ
«Медико-биологический
лицей» г.Саратова
Автор работы:
Сидоров Илья
Научный руководитель:
Зинковская Ю.В.
2013 г.
2
Оглавление:
Введение 3
I. Общие сведения о насекомых отряда Ручейник (Trichoptera) 4
1. Научная классификация 4
2. Взрослые ручейники 4
3. Личинка ручейника 5
- защитные приспособления(особенности чехлика) 5
- особенности строения туловища 6
- дыхание 6
-питание 6
4.Куколка ручейника 6
II. Проведение эксперимента 8
Выводы 10
Литература и информационный ресурс 11
Приложения 12
3
Как-то раз я искал в интернете материал для подготовки доклада к уроку
и наткнулся на очень интересную информацию. Оказывается, известный
ювелир делает украшения с помощью личинок ручейника. Я заинтересовался,
водятся ли у нас такие насекомые, где живут, чем питаются, какие домики
строят, смогут ли они построить домик из предложенных материалов. Рядом с
нашей дачей протекает чистый, прозрачный ручей с прохладной родниковой
водой. Я старался каждый день отыскать на дне ручья домик и рассмотреть его
хозяина. Это было не просто, так как ручейники – мастера маскировки! Их
домики копируют различные подводные предметы.
Цель работы: провести эксперимент по построению личинкой ручейника
новых чехликов из предложенных материалов.
Задачи:
1. исследовать уровень осведомленности одноклассников о ручейниках;
2. изучить теоретический материал по данному вопросу;
3. создать условия для проведения эксперимента;
4. проследить за особенностями построения чехлика личинками, в
зависимости от типа строительного материала.
5. ознакомить своих одноклассников с результатами исследования
Гипотеза: мы предполагаем, что личинки ручейников, вынутые из своих
чехликов и помещенные в аквариум, смогут построить новые чехлики из
предложенных материалов.
Работа состоит из введения, двух глав, вывода, списка литературы,
приложений; сопровождена мультимедийной презентацией.
4
Глава 1. Общие сведения о насекомых отряда Ручейник (Trichoptera)
1. Научная классификация
Царство Животные
Тип Членистоногие
Надкласс Шестиногие
Класс Насекомые
Отряд Ручейники
Отряд Ручейники (Trichoptera) составляют особый отряд насекомых. В
России их насчитывается в настоящее время более 600 видов, составляющих 16
семейств. Ручейники - близкие родственники чешуекрылых.
2. Взрослые насекомые
Взрослые насекомые напоминают по внешнему виду ночных бабочек, однако
их крылья покрыты волосками, а не чешуйками. Окрашены они чаще всего в
разные оттенки бурого или серого цвета и имеют, в общем, довольно
невзрачный вид (Приложение 1). Летают мало, часто сидят на прибрежных
растениях. Держатся обычно близ водоемов, но иногда отлетают довольно
далеко от них. Находясь в покое, складывают крылья вдоль спины под острым
углом, наподобие домовой кровли. Обладают способностью довольно ловко
бегать по поверхности воды. Питаются подобно бабочкам, цветочным соком.
Многие во взрослом состоянии не принимают никакой пищи. Этим насекомым
свойственен характерный, довольно неприятный запах, зависящий от
выделения кожных желез, который в особенности заметен, если подержать
взрослый экземпляр в пальцах руки. Возможно, что этот запах играет роль
отпугивающего средства по отношению к врагам, например, птицам.
Взрослые самки откладывают свою икру в воду на различные водные растения,
иногда на довольно значительной глубине. Скопления яиц имеют
разнообразную форму (Приложение 2).
5
3. Личинки ручейников
Личинка ручейника - одно из самых замечательных созданий, населяющих
землю. Она искусно строит для себя домик в форме трубочки из всевозможных
материалов, лежащих вокруг на речном дне, цементируя их своей слюной и в
который прячет свое пухлое, мягкое и аппетитное для хищников брюшко. Этот
переносный домик-чехлик личинка несет на себе, подобно раковине улитки или
рака-отшельника, с той разницей, что она не выращивает и не находит его, а
строит. Для этого личинка быстро прядет себе шелковую трубочку, совсем как
гусеницы некоторых бабочек - эти паутинные нити прядутся личинками из
выделений пары длинных паутинных желез, которые открываются общим
протоком на нижней губе. Затем укрепляет ее снаружи различными
строительными материалами, подгоняя их друг к другу с замечательным
искусством. Благодаря надежным паутинным скреплениям стенки чехлика
очень прочны. Все это заставляет поставить личинок ручейников в числе
первоклассных строителей в мире насекомых. По мере роста личинка
надстраивает передний край своего чехлика, делая его более широким; задний
же конец, ставший уже узким, постепенно обламывается или обгрызается
личинкой. У каждого вида свой врожденный строительный инстинкт,
определяющий стиль домика (Приложение 3). В лесных озерках и запруженных
ручьях чаще всего можно найти домики фриганей (Phryganea), похожие на
аккуратно свернутые из спирально уложенных растительных частиц сигары.
Там же попадаются менее аккуратные домики граммотаулисов (Grammotaulis) и
совсем неряшливые, собранные из мусора домики лимнефилов (Limnephilus).
Крупная личинка неторопливо копается в донных отложениях, выискивая
мелких, желательно малоподвижных водных животных, и таская на себе домик.
Если домик разломать, личинка тут же примется его ремонтировать и не
успокоится, пока не завершит. Только самые молодые, только что
вылупившиеся личинки не имеют еще собственного жилья. Построить его - вот
первоочередная задача ручейника. Совершенно понятно, что чехлик является
прекрасным защитным приспособлением для личинок. Он дает им надежное
6
прочное убежище, хорошо замаскированное среди прочих подводных
предметов. Такая защита тем более необходима ручейникам, что их личинки
служат лакомой пищей для многих хищников и в особенности охотно
поедаются рыбами. Это издавна известно рыболовам, которые употребляют их
для насадки на крючки.
Строение туловища. Под покровом чехлика находится брюшко, состоящее из
десяти сегментов, и задний (третий) членик груди. Эти части покрыты мягкой
кожицей. Напротив, два первые сегмента груди, которые при ползании личинка
выставляет из чехлика, сильно хитинизированы и имеют гораздо более темную
окраску. Поучительны приспособления, при помощи которых личинка прочно
задерживается в своем убежище. На заднем конце брюшка у нее имеется пара
придатков, которые снабжены сильными острыми крючками. При помощи этих
крючочков личинка зацепляется за внутренние стенки чехлика. Кроме того, на
третьем сегменте груди, который прилегает к наружному краю чехлика,
имеются три бородавчатые выступа. Последние могут сильно выпячиваться и, в
свою очередь, упираясь в стенки чехлика, препятствуют выпадению личинки из
ее убежища. (Приложение 2)
Дыхание. Круглое продолговатое гусеницеобразное тело личинки покрыто
беловатыми нитевидными выростами. Это не что иное, как жабры личинки,
находящейся под защитой чехлика. Жаберный аппарат требует постоянной
смены воды.
Питание. Питаются личинки, главным образом, растительными веществами,
например, листьями водных растений. Они довольно прожорливы и могут
съедать за сутки количество пищи, равное весу собственного тела или даже
несколько более. Личинки из семейства моланнид — хищники, которые
питаются дафниями, личинками хирономид и т.п.
4. Стадия куколки.
Можно увидеть чехлики, которые с обоих концов запечатаны ситовидными
крышечками. Это окуклившиеся ручейники, которые заплетают отверстия
7
своих чехликов паутинкой, оставляя свободный проход для воды, но защитив
себя от хищников. Обычно окукливание происходит у личинок весною, в
наших широтах в мае или в июне (личинки с песчаными чехликами). Взрослые
насекомые вылетают приблизительно через месяц.
Куколка совершенно непохожа на личинку и имеет очень своеобразный вид
(Приложение 2). Она обладает зачатками крыльев, очень длинными усиками,
большими глазами и огромными жвалами, при помощи которых она, покидая
при дальнейшем развитии свое убежище, разрушает крышечку чехлика. На
брюшке заметны тонкие нитевидные жабры. Куколка снабжена длинными
плавательными ногами. Созревшая куколка покидает свое убежище, прогрызая
чехлик. Замечательно, что она в течение нескольких минут после освобождения
из чехлика свободно плавает по поверхности воды. Здесь она сбрасывает
шкурку и превращается во взрослого ручейника, который вскоре поднимается
на воздух. Вышедшая из чехлика куколка быстро погибает, если не находит
выхода из воды.
8
Глава 2. Практическая часть
1. Определение уровня осведомленности учащихся о ручейниках, их образе
жизни и т.д.
Я провел анкетирование среди 45 учащихся 2 и 3 классов нашего лицея
(вопросы анкетирования в приложении 4). По результатам анкетирования
(диаграммы в приложении 5), выяснилось: что 71% респондентов не знают,
кто такой ручейник; 78% - не знают, что это насекомое; 82% - не знают, где
обитает ручейник; 27% - думают, что это вредное животное; 22% - не знают,
умеет ли ручейник строить домик; но все опрошенные хотели бы узнать об
этом интересном существе.
2.Проведение эксперимента
Цель эксперимента: проверить опытным путем способность личинки
ручейника к построению новых чехликов из предложенных материалов
(природного и искусственного происхождения).
Оборудование и материалы: аквариум, разноцветный песок, бисер, крупа.
Мы знаем, что окукливание личинок ручейника в наших широтах происходит в
конце мая - начале июня, поэтому решили провести свой эксперимент в начале
мая, чтобы не помешать дальнейшему естественному развитию ручейников.
9 мая 2012г на даче в Саратовском районе был начат эксперимент.
Опыт 1. На дно аквариума мы насыпали мелкий разноцветный песок и бисер,
налили воды. Из ручья достали пять личинок ручейника (фото1-4 Приложение
6).Зная особенности строения туловища личинки, мы легко убедились, что она
оказывает большое сопротивление, если тащить ее из трубочки, взяв за
передний конец тела. Поэтому попробовали выгнать личинку из чехлика
другим способом: ввели через заднее отверстие чехлика тонкую палочку и
потревожили личинку с заднего конца брюшка. Этот прием заставил ее
выползти наружу (фото 5). Таким образом, все пять личинок были
освобождены от чехликов и помещены в аквариум.
По нашему мнению, личинки очень некомфортно ощущали себя без
чехликов: постоянно всплывали на поверхность воды; опускаясь, пытались
9
зацепиться за бисер и укрыться за более крупными бусинками. Если личинки
оказывались рядом, сразу же начинали нападать друг на друга, и нам
приходилось растаскивать их в разные стороны. Это было удивительно, так как
только что все эти личинки спокойно находились в ручье на одном камне, в
непосредственной близости. Через 2 часа личинки уже привыкли к новым
условиям проживания и стали пытаться построить себе новые чехлики.
10 мая. Мы увидели, что только одна личинка сумела сделать себе
чехлик, но он оказался очень бесформенным и неряшливым. На верхней
стороне чехлика была прицеплена самая большая бусина, видимо для придания
необходимого веса домику. Остальные личинки ползали по дну аквариума без
чехликов. А на поверхности воды плавали кусочки паутинок с приклеенными
песчинками и бусинками. Вероятно, наш песок и бисер оказались слишком
мелким и легким строительным материалом, поэтому при всем старании,
законченный чехлик у многих личинок не получился.
Опыт 2.Мы решили добавить в аквариум немного воды и грунта из
ручья, чтобы посмотреть, как поведут себя личинки, если есть возможность
выбора строительного материала, из чего будут строить себе чехлики.
11 мая. Все личинки построили себе чехлики из камушков со дна
родного ручья, с небольшими вкраплениями цветных песчинок. Даже та
личинка, у которой уже был готов чехлик из песка и бисера, оказалась в новом
домике из камушков со дна родного ручья. Свой нарядный домик она видимо
разорвала, потому что в аквариуме его не оказалось, а большая бусина одна
лежала на дне. Всех личинок выпустили в ручей.
Опыт 3. В качестве строительного материала в аквариум насыпали смесь
круп: гречневой, рисовой и овсяной. Из ручья достали двух других личинок,
освободили их из чехликов и также поместили в аквариум.
12 мая. Обе личинки построили чехлики из крупы и чувствовали себя в
них вполне комфортно – спокойно передвигались по дну аквариума (фото 6-
10). Мы освободили личинки от этих чехликов и выпустили в ручей.
При проведении эксперимента ни одна личинка не пострадала!
10
Выводы
Мы наблюдали за поведением личинок ручейника в искусственно
созданных условиях на протяжении 4 дней. Предлагали три вида строительного
материала. По результатам эксперимента сделали следующие выводы:
1.Если вынуть личинку из чехлика (в аквариуме), то она выглядит
чрезвычайно беспомощной, пытается укрыться под различные предметы, и
через некоторое время начинает строить себе новый чехлик.
2.Не находя привычного материала, личинка использует и новые для нее
строительные частицы из любого подручного материала как природного, так и
искусственного. При наличии нескольких видов строительного материала
предпочтение отдается наиболее привычному. Период строительства чехлика в
природных и искусственных условиях одинаков и составил примерно 7 - 8
часов.
3. При выборе материала ручейник руководствуется не только типом, но
и формой, и весом. Личинка тщательно выбирает песчинки и камешки,
отбрасывая те, которые слишком велики или слишком малы для заполняемой в
данный момент дырки в стенке, и даже поворачивает каждую песчинку
разными сторонами, пока она не ляжет как можно плотнее.
Ручейники играют важную роль в пищевой цепочке нашей экосистемы.
Взрослые насекомые служат питанием для лягушек и птиц, а личинки –
излюбленное лакомство для рыб. Личинки ручейников являются индикатором
чистоты водоема - они развиваются в чистой пресной, воде. Очень важно
беречь наши водоемы от загрязнения, аккуратно расходовать воду для поливов
в районе дачных поселков, чтобы не допускать пересыхания ручьев и прудов.
Практическое значение данной работы: познакомили учащихся 2 и 3 класса
лицея с удивительным маленьким строителем; подготовили и раздали листовки
«Берегите водоемы!», материалы работы можно использовать при проведении
экскурсий. Планируем весной и летом продолжить наблюдение за этим
интересным насекомым.
11
Список литературы:
1. В.Я. Станек «Иллюстрированная энциклопедия животных», «Артия»-1988г.
2. Б.Е.Райков, М.Н.Римский-Корсаков. «Зоологические экскурсии.» - 1956.
3. Н.А. Коленкина «Зоология беспозвоночных» - 1951г.
4. А. В. Мартынов. Ручейники (т.1). Ленинград, изд-во Академии Наук, 1934.
5.Ресурсы «Internet»:
http://www.earthlife.net/insects/trichopt.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Caddis_fly
http://www.ecosystema.ru/07referats/rucheiniki/rucheiniki.htm
http://zooexcurs.baikal.ru/mecopteroidea/trichoptera.htm
http://www.tolweb.org/tree/
12
Приложение 1.
Ручейник семейства трибы Baicalinini
Ручейник рода Limnephilus
Ручейник семейства фриганей
(Phryganeidae)
Ручейник семейства апатаний (Apataniidae)
Ручейник семейства трибы Baicalinini
13
Приложение 2.
Рис.1 Скопления яиц ручейников
Рис.2 Строение туловища личинки
Рис.3 Куколка Ручейника Limnophilus.
14
(Приложение 3)
Домик фриганеи (Phryganea)
Домик граммотаулиса
(Grammotaulis)
Домик лимнефила (Limnephilus)
Личинка лимнефила
(Limnephilus)
Личинка фриганеи (Phryganea)
Личинка риакофила сибирского
(Rhyacophilus sibiricus)
Домик лимнефила (Limnephilus)
Домик атрипсодеса
(Athripsodes)
Домик брахицентруса
(Brachycentrus)
Baicalina bellicosa
Baicalina thamastoides
Thamastes dipterus
15
Приложение 4
Анкеты:
1. Знаете ли вы кто такие ручейники? Да или нет
2. Ручейник - это:
а) зверь
Б) птица
В) рыба
Г) насекомое
3. где обитает ручейник?
3. Как вы думаете это полезное или вредное существо?
4. как вы думаете, умеет ли это существо строить домик?
5. как вы думаете, из каких материалов мог бы построить себе домик
ручейник?
А) камешки
Б) ракушки
В) ветки
Г) глина
6. хотели бы вы узнать об этом интересном существе?
16
(Приложение 5)
17
(Приложение 6)
1 2
1. Насыпаем в аквариум крупу 2. Вылавливаем личинки ручейника
3 4
3. Набираем воду для аквариума 4. Личинки ручейника
5,6,7 Освобождаем личинки от чехликов
5 6
7
18
8.9,10 Личинки ручейников в чехликах из крупы
8
9
10
При проведении эксперимента ни одна личинка не пострадала!
