17

Екологія тварин рослин та мікроорганізмів

Лабораторне заняття № 3.

ТЕМА: Порівняльний аналіз життєвих форм (біоморф) тварин представників типу Членистоногі

МЕТА:

1. Ознайомитись з адаптивним характером морфологічних ознак тварин представників типу Членистоногі

2. Розглянути можливість використання бджіл у якості тест – організмів визначення стану навколишнього середовища

Література:

1. Наумов Н. П. Экология животных . М., Высш. Школа, 1963.

2. Наумов Н. П. Зоология позвоночных М., Просвещение , 1982.

3. Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных М., 1981.

4. Жизнь животных 3 том М., 1987.

5. Атлас комах України К., 1962.

Питання до самопідготовки (виконуються письмово)

1. Тип Членистоногі – особливості будови, екологія, багатоманітність, значення представників типу.

2. Клас Ракоподібні

• Підклас Нижчі раки;

• Підклас Вищі раки

3. Клас Павукоподібні особливості будови, екологія, багатоманітність, значення представників класу.

4. Клас Багатоніжки особливості будови, екологія, багатоманітність, значення представників класу.

5. Клас Комахи – з неповним перетворенням:

• Бабки.

• Тарганові.

• Прямокрилі.

• Воші.

• Рівнокрилі.

• Клопи – особливості будови, екологія, багатоманітність, значення представників.

6. Клас Комахи – з повним перетворенням

• Жуки.

• Лускокрилі.

• Перетинчастокрилі.

• Блохи.

• Двокрилі – особливості поділу на родини, будови, екологія, багатоманітність, значення представників.

Зміст заняття.

Завдання 1. Порівняльний аналіз життєвих форм (біоморф) тварин

Хід роботи.

Аналіз життєвих форм жуків-жужелиць проводять користуючись класифікацією Шарової (1981).

Для жуків виділяють два великі класи життєвих форм — зоофаги та міксофітофаги, різні типи живлення яких зумовлюють значні відмінності у загальному габітусі тварин.

Жу­ки-зоофаги — хижаки, вони мають стрункий тулуб, довгасту голову, довгі мандибули з гострим ріжучим краєм.

Міксофітофаги живляться рослинною їжею, вони менш рухливі, мають овальне або циліндричне тіло, короткі ноги, кулеподібну голову та масивні манди­були. Жуки-жужелиці переважно зоофаги. Виділяють п'ять основних життєвих форм.

Фітобіонти — хижаки, що полюють у рослинному ярусі. Вони характеризуються вузьким тілом та ногами, пристосованими для лазіння. Деякі види мають розширене тіло, подібно жукам-листоїдам.

Епігеобіонти — хижаки, що полюють на поверхні ґрунту. Вони мають випукле ті­ло, сильно склеротизований покрив, довгі, пристосовані для бігу ноги.

Стратобіонти — жуки, що мешкають в підстилці, тріщинах ґрунту, норах великих тварин, печерах. Ці жуки характеризуються сплощеним тілом та ногами, пристосованими до бігу.

Геобіонти — жуки, що живляться мешканцями ґрунту. Пристосовані до риття ґрунту, мають короткі масивні ноги з потужними шпорами та зубчастими гомілками. Тіло циліндричне, має перетяжку на рівні середнєгруди. Голова велика.

Псамоколімбети — мешканці пісків. Тіло жуків округлої, випуклої, обтічної форми, що дає їм змогу зариватись у пісок та пересуватись у ньому. Ноги пристосовані до бігу та відгрібання.

Користуючись визначником комах, зверніть увагу на морфологічні особливості та місце існування.

За результатами заповніть таблицю:

Характеристика	Фіто-біонти	Епігео-біонти	Страто-біонти	Еобіонти	Псамо-колімбети
1} Форма голови
2) Форма тіла
3) Форма ніг
4) Розвиток мандибул
5) Склеротизація покровів
6) Забарвлення
7) Представники

З а в д а н н я д л я с а м о с т і й н о г о в и к о н а н н я:

1. Поясніть адаптивний характер морфологічних ознак жуків-жужелиць.

2. Назвіть основні фактори, до яких спостерігається морфологічна адаптація.

3. Назвіть та систематизуйте представників Carabidae (жужелиці (туруни) – 5 варіантів), які є мешканцями місцевих зооценозів.

4. Перерахуйте та надайте систематичну характеристику жуків, що занесені до Червоної Книги України.

Завдання 2. Біологічні та екологічні особливості бджіл. Використання бджіл як екологічних індикаторів.

Теоретична частина.

У природі існує багато тварин-індикаторів стану і "якості" середовища. Наявність, кількість, поведінка або особливості росту і розвитку таких організмів можуть бути надійними показниками природних процесів і небажаних змін у довкіллі.

Біоіндикаторами "якості" водного середовища є, наприклад, гідра, форель, нільська щука, краснопірка, деякі ракоподібні, які можуть жити тільки в чистій, без забруднення, воді.

Навпаки, якщо у водоймі багато інфузорій, плоских червів, перлівниць, то це означає, що вода забруднена органічними рештками, аміаком, сірководнем. Морські світні бактерії реагують на появу у воді забруднення різким підвищенням інтенсивності свого світіння. Дафнії реагують уповільненням руху на незначне збільшення у воді токсичних речовин, в тому числі іонів важких металів. Індикаторами на важкі метали у воді є прісноводні молюски, водяні клопи, жук-плавунець.

Про чистоту повітряного середовища і ступінь його забруднення можуть свідчити багато тварин. Так, добре відомим прикладом є використання канарок для виявлення метану в повітрі кам'яновугільних шахт. Явище індустріального меланізму на прикладі березового п'ядуна і багатьох інших лускокрилих показує характер адаптивних реакцій комах на забруднення повітряного середовища. Разом з тим, мала кількість або відсутність шкідливих комах та комахоїдних птахів у парках, дібровах, лісосмугах теж свідчить про істотне забруднення довкілля.

Для визначення рівня забруднення ґрунту використовуються організми, для яких він є середовищем існування (черви, мокриці, багатоніжки, ківсяки, комахи та їх личинки, кроти тощо). Зокрема, ці організми досить чутливі до пестицидів, а ківсяки - до радіоактивного забруднення. Ось чому види тварин, що залишають місцевість або територію при перевищенні певного рівня її забруднення, вважаються індикаторними. Індикаторами достатнього рівня чистоти довкілля є також рідкісні або зникаючі види тварин.

Для вивчення наслідків, забруднення навколишнього середовища використовують активний і пасивний моніторинг. В першому випадку користуються методом порівняння контрольних організмів і дослідних, які піддають впливу дозованих концентрацій шкідливих газів, рідин або сполук. Вивчається реакція організмів, наприклад дрозофіл, на досліджувані речовини. Достовірні результати дає також метод біотестування на таких об'єктах, як ікра риб, дафнії, інфузорії, дрозофіли, деякі водорості. З їхньою допомогою визначають діапазон концентрацій забрудників від допустимих до токсичних. При пасивному моніторингу людина використовує індикаторні властивості вільноживучих організмів: співвідношення кількості звичайних і альбіносних форм, нормальних і дефектних особин, здатність до розмноження тощо.

Матеріали та обладнання:

пробірки, проби меду, вода дистильована, мірні циліндри (10 мл), скляні палички, розчин йоду (5%), оцтова та соляна кислоти, етиловий спирт, АgNО₃, 10%-ний розчин меду, ефір, резорцин (1%), НС1 (конц.), ложечки, шпателі, хімічний олівець, фільтр, папір, лійки, покривні й предметні скельця, розчин гліцерину з желатином, основний фуксин, рахункова камера, мікроскоп. Хід роботи:

1. Визначте домішки у меді інших тіл.

В пробірку налийте пробу меду (2 мл), доливайте дистильовану воду (5 мл). Мед розчиняється, а домішки осідають на дно або спливають на поверхню.

2. Визначте домішки борошна або крохмалю.

У пробірку (див. зав. 1) додайте краплями 5%-ну йодну настойку. За наявності домішок борошна або крохмалю розчин забарвлюється в синій колір.

3. Визначте домішки крейди.

До водного розчину меду додайте кілька крапель кислоти або оцту. За наявності крейди зразок спінюється (виділяється СО₂).

4. Визначте домішки крохмальної патоки. До водного розчину меду (1:2 чи 1:3) до­дайте 96%-го етилового спирту — за наявності домішок патоки розчин стає молочно-білого кольору, а після відстоювання на дні утворюється напіврідка маса (декстрин). За відсутності патоки розчин стає прозорим, а на межі меду зі спиртом утворюється невелика каламуть, що при збовтуванні зникає.

5. Визначте домішки цукрового сиропу.

До 5-10% водного розчину меду додайте АgNОз (або ляпіс). Білий осад свідчить про наявність домішок,

6. Визначте домішки інвертованого цукру (реакція Саліванова).

До 5 г меду долийте ефір (для зникнення фруктози). Ефірний розчин профільт­руйте у фарфюрову чашку, випаріть і до залишків додайте 1%-ннй розчин (свіжо приготовлений) резорцину в концентрованій НС1 (питома вага 1,125). Утворення оранжево-вишнево-червоного забарвлення свідчить про наявність інвертованого цукру.

7. Визначте зрілість меду.

Наберіть на ложечку мед і покрутіть. Зрілий мед намотується на ложечку і стікає з неї безперервними нитками. Незрілий мед просто стікає з ложечки. Визначення слід проводити при 20 °С, бо температура впливає на густину меду.

8. Визначте вологість меду (до 21,5% за стандартом).

Капніть мед на папір і опустіть в нього хімічний олівець. Якщо утворюється чорнильна пляма, то вологість меду велика, якщо ж ні — то мед добрий.

9. Зробіть аналіз пилку.

В 10 г меду розчиніть у 20-30 мл дистильованої води, 10 хвилин перемішуйте за допомогою центрифуги. Одержаний осад промийте і знову центрифугуйте. Для дослід­ження візьміть осад, нанесіть на предметне скельце, залийте гліцерин-желатиновим розчином. Накрийте покривним скельцем і подивіться під мікроскопом. Нанесені на предметне скло осади забарвлювати основним фуксином. За допомогою рахункової камери підрахуйте кількість пилкових зерен у певному об'ємі і перерахуйте на 10 г меду.

З а в д а н н я д л я с а м о с т і й н о г о в и к о н а н н я:

1. Чому бджола може бути екологічним індикатором?

2. Які вам відомі фізичні, хімічні, та органолептичні властивості бджолиного меду.

3. Що таке екологічний індикатор?

4. Що таке біотестування: тест-об'єкт, тест-реакція, тест-функція, критерій токсич­ності?

5. Які є види біотестів? Які критерії їх виділення?

6. Наведіть власні приклади тварин індикаторів стану навколишнього природного середовища. Надайте їх систематичну характеристику.

Завдання 3. Аутекологічні дослідження тварин.

Складіть опис одного виду тварин, що належить до класу – ракоподібні, павукоподібні, комахи (з повним та неповним перетворенням),

1.Систематичне положення. Дайте повну назву та охарактеризуйте систематичне положення виду. Назвіть близькі за походженням види, а також ті, що мають морфологічну подібність і зустрічаються у даному регіоні.

2. Біологічні особливості виду:

а) будова дорослої особини, характерні морфологічні ознаки, розмір та маса;

б) спосіб пересування;

в) спосіб живлення, чим живиться; морфологічні пристосування для даного способу живлення;

г) особливості розмноження, кількість нащадків;

д) особливості життєвого циклу (середня тривалість життя однієї особини, наявна чи відсутня стадія личинки тощо);

д) особливості поведінки (як реагує на зовнішні подразники, як спілкується з особинами свого виду).

3. Умови місцеперебування виду: середня температура, умови зволоження (на воло­гих чи сухих місцях зустрічається), яке значення має освітлення (дані наводяться на момент досліджень).

4. Екологічні особливості виду:

а) спосіб життя (окремо, зграями, сім'ями; денний або нічний);

б) чисельність на досліджуваній місцевості;

в) які види рослин трапляються на цій території, які рослини слугують кормом, місцем схованки і т. п.;

г) які види зустрічаються поруч, які взаємовідношення з іншими видами, чи є вид хазяїном, паразитом або симбіонтом;

д) ступінь конкуренції з іншими видами, визначити об'єкти конкуренції;

е) положення виду в трофічних ланцюгах біоценозу, при можливості оцініть його біопродуктивність.

17