XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
От головастика до лягушки
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Вклад лягушек в природу колоссален! В последние полвека численность лягушек начала значительно сокращаться. Их исчезновение может привести к чудовищным последствиям. Разрушатся пищевые цепи с участием лягушек. Станет больше насекомых. Чтобы сохранить урожай, придётся использовать больше пестицидов. Также увеличение количества насекомых приведёт к гибели деревьев и растений, которые перерабатывают углекислый газ в кислород. В атмосфере станет больше углекислого газа, усилится парниковый эффект. Головастики лягушек тоже приносят огромную пользу, они поедают водоросли. Таким образом, очищают водоёмы. Разрастаясь, водоросли поглощают кислород в воде, рыбы погибают, а бактерии размножаются. Вода становится токсичной и непригодной для использования. Вопрос о возможности оказать помощь земноводным в трудный период их жизненного цикла становится актуальным.
Находясь на отдыхе в Болгарии в августе 2018г., у меня возникла идея вырастить лягушку из головастика в домашних условиях. Исследования помогут принять правильные решения в деле сохранения лягушек, поэтому поставила перед собой цель: вырастить лягушку из головастика и проследить процесс метаморфоза в искусственной среде. Для реализации данной цели сформулированы задачи:
Изучить литературу, интернет-ресурсы о среде обитания, питании и метаморфозе лягушки.
Разработать анкету «Из жизни лягушек» и провести анкетирование учащихся 2В класса с целью выяснить, что знают одноклассники о среде обитания, питании и метаморфозе лягушки.
Обработать анкеты и сделать вывод, что знают одноклассники о среде обитания, питании и метаморфозе лягушки.
Опытным путем исследовать метаморфоз лягушки в искусственной среде (поймать головастика, создать оптимальные условия для его развития, зафиксировать данные).
Создать буклет «Метаморфоз лягушки в искусственной среде».
Объект исследования: головастик лягушки.
Предмет исследования: стадии метаморфоза лягушки.
Методы исследования: теоретический – анализ и обобщение информации из разных источников, исследовательский, анкетирование.
Гипотеза: предположим, что можно самим в домашних условиях вырастить лягушку из головастика для того, чтобы в дальнейшем выпустить в естественную среду обитания.
При исследовании использовались материалы книги для учащихся «Школьный атлас-определитель пресмыкающихся» Дунаева Е.А., Орловой В.Ф. О среде обитания, о питании узнала из Энциклопедии «Я познаю мир: Удивительные животные», из Большой энциклопедии природы Экарта Потта. Также мною проанализированы интернет-ресурсы по теме исследования.
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ
О пользе головастиков лягушек.
Примерно 250 миллионов лет лягушки живут на Земле. В последние полвека их численность начала значительно сокращаться. Их исчезновение может привести к чудовищным последствиям. Разрушатся пищевые цепи с участием лягушек. Станет больше насекомых. Чтобы сохранить урожай, придётся использовать больше пестицидов. Также увеличение количества насекомых приведёт к гибели деревьев и растений, которые перерабатывают углекислый газ в кислород. В атмосфере станет больше углекислого газа, усилится парниковый эффект. Головастики лягушек тоже приносят огромную пользу, они поедают водоросли. Таким образом, очищают водоёмы. Разрастаясь, водоросли поглощают кислород в воде, рыбы погибают, а бактерии размножаются. Вода становится токсичной и непригодной для использования. Вопрос о возможности оказать помощь земноводным в трудный период их жизненного цикла становится актуальным.
2. Внешний вид, среда обитания и образ жизни травяной лягушки.
2.1. Внешний вид травяной лягушки.
Травяная лягушка (Ranatemporaria) – представитель семейства настоящих лягушек (Ranidae). Её длина достигает 10 см. Цветможет варьировать от бежевого до шоколадного. По верхней стороне разбросаны темные пятна различной формы и размеров, а также бугорки. Брюхо светлое, с желтоватым или зеленоватым оттенком, обычно с мраморным темным рисунком.Тело лягушки разделено на 2 отдела: уплощенная голова, крупное овальное туловище. Имеются 2 пары конечностей. Причем задние конечности намного длиннее передних. Эта особенность обеспечивает возможность передвигаться прыжками. Лягушки в основном дышат увлажненной кожей, поэтому ее высыхание смертельно для животного. Таким образом, лягушка — типичный представитель Земноводных. Особенности ее строения полностью отображают все отличительные черты Класса Амфибии. (Приложение 1)
2.2. Среда обитания и образ жизни травяной лягушки.
Земноводные — очень примитивные наземные животные. Название класса отображает главную отличительную черту класса Амфибий. В цикле развития у них обязательно есть стадия обитания в воде. Взрослые животные почти все время проводят на суше, но размножение и развитие личинок возможно только в воде.
Для жизни лягушки предпочитают сырые, тенистые места. Их можно встретить на болотах, около водоемов, в лесах и по берегам рек. Наибольшую активность они проявляют в дождливую погоду или в вечернее время, когда солнце уже не так греет как днем. Засуха является неблагоприятным условием для жизни лягушек.
В связи с тем, что лягушки не могут регулировать свою температуру тела, и она напрямую зависит от температуры окружающей среды, активный образ жизни они ведут в теплое время года — поздняя весна и лето. Зимой же они отправляются в спячку, замедляя все процессы жизнедеятельности в организме.
2.3. Особенности питания.
Пищей им служат различные насекомые, мелкие водные моллюски, иногда мальки рыб. Лягушки — хищники. Для охоты они используют свой длинный и липкий язык. Лягушка продолжительно время может сидеть неподвижно и караулить жертву, но как только удачный момент настал, она молниеносно выбрасывает свой язык и схватывает добычу.
2.4. Продолжение рода. Головастики.
К водоёмам для откладки яиц травяные лягушки направляются ранней весной. В стремлении продолжить свой род, они покидают свои привычные участки обитания и преодолевают значительные расстояния и различные препятствия.
Самка откладывает до 4 тысяч яиц. Кладка имеет форму комка, который сначала имеет небольшие размеры, но вскоре оболочки яиц разбухают, и комок увеличивается в несколько раз, при этом приобретает вид бесформенной желеобразной массы. Такие кладки часто можно наблюдать на мелководье. Интересно, что яйца травяной лягушки легко выдерживают переохлаждение до -6°С, не теряя способности к развитию. Однако без вреда для себя они не могут долго выдерживать температуру от +24°С.
Личинки лягушек, появляющиеся из икринок, известны как «головастики». Они ведут полностью водный образ жизни. Их тело, как правило, имеет овальную форму, хвост длинный, сплющенный по вертикали, приспособлен для плаванья. У головастиков хрящевой скелет, глаза лишены век, есть орган боковой линии, для дыхания служат жабры. В начале у головастиков появляются внешние жабры, а позже внутренние (жаберный мешок закрывает жабры и передние ноги). Развивающиеся лёгкие служат дополнительным дыхательным органом. Головастики, как правило, травоядны и питаются водорослями, отфильтрованными из воды через жабры. На головастиков охотятся рыбы, хищные жуки и птицы. У разных видов лягушек стадия головастика продолжается от недели до нескольких месяцев и зависит от стратегии размножения.
2.5. Метаморфоз лягушки.
Метаморфоз - это процесс превращения головастика в лягушку.
После завершения стадии головастика лягушки проходят процесс метаморфоза, во время которого системы организма резко перестраиваются во взрослую форму. Как правило, метаморфоз длится около суток. Он начинается с выработки гормона тироксина, который влияет на развитие тканей. Так, изменение органов дыхания включает в себя развитие лёгких параллельно с исчезновением жабр и жаберного мешка. Передние конечности становятся видимыми. Нижняя челюсть приобретает характерную для хищника форму, кишечник укорачивается. Нервная система адаптируется под стереоскопическое зрение и слух, а также под новые способы передвижения и питания. Глаза сдвигаются выше, формируются веки и связанные с ними железы. Модифицируются органы слуха (появляется слуховая перепонка и среднее ухо). Кожа становится толще и крепче, орган боковой линии исчезает (у большинства видов), формируются кожные железы. На последнем этапе метаморфоза исчезает хвост, ткани которого идут на развитие конечностей.
2.6. Взрослые особи.
Лягушки, прошедшие метаморфоз расселяются в характерной для своего вида среде обитания. Лягушки являются первичными хищниками, важной составляющей пищевой цепи. Будучи холоднокровными животными, они эффективно используют потребляемую пищу, затрачивая лишь небольшую часть энергии на метаболические процессы и конвертируя остальное в биомассу. Они служат пищей вторичным хищникам, а сами питаются наземными членистоногими, в основном травоядными. Таким образом, поедая потребителей растений, лягушки увеличивают прирост биомассы растений, что способствует балансу экосистемы. Продолжительность жизни лягушек в естественных условиях мало изучена. Полученные данные позволяют предположить, что максимальная продолжительность жизни взрослой особи составляет 10 лет, а учитывая стадию головастика, которая у этого вида длится около 4 лет, срок жизни этих лягушек равен 14 годам.
Таким образом, из литературных источников, интернет-ресурсов узнала много информации о среде обитания, питании и метаморфозе лягушки.
3. Описание и методы исследования.
3.1. Анкетирование одноклассников.
Проанализировав информацию из разных теоретических источников, решила разработать анкету «Из жизни лягушек» и провести анкетирование во 2В классе (Приложение 2), чтобы выяснить, что знают мои одноклассники о среде обитания и метаморфозе лягушки. Было предложено 6 вопросов:
Какую пользу приносят лягушки?
Что такое метаморфоз лягушки?
Как внешне изменяется лягушка, когда растёт от головастика до взрослой особи?
Какая среда обитания у головастиков и у взрослых лягушек?
Какие ещё животные проходят через метаморфоз?
Можно ли в домашних условиях вырастить лягушку?
В результате обработки анкет я получила следующие данные:100% опрошенных знают, какую пользу приносят лягушки, 20% учеников предположили, что метаморфоз – это превращение головастика в лягушку, 80% - не знают, что означает этот термин. На вопрос об изменении физических особенностей за период метаморфоза 30% ответили частично (Челюсть изменяет форму, хвост отпадает, развивается язык для ловли мух, отрастают задние лапы, затем начинают расти передние лапы, и развиваются легкие, а жабры исчезают). Остальные (70%) - не дали ответ. Большинство учащихся (85 %) ответили, что головастики живут в воде, а после превращения во взрослых лягушек, перемещаются из водной среды в наземную. Следующий вопрос был о том, какие ещё животные проходят через метаморфоз. 80% опрошенных указали на бабочек, но никто не назвал, что стрекозы и рыбы тоже подвергаются неполному метаморфозу. 75% учеников предположили, что в домашних условиях можно вырастить лягушку.
В результате проведённого анкетирования я сделала вывод, что одноклассники мало знают о метаморфозе головастика лягушки, поэтому на основе проведённого исследования решила создать информационный буклет «Метаморфоз лягушки в искусственной среде».
3.2. Создание искусственной среды для головастика.
Идея вырастить лягушку из головастика в домашних условиях возникла, когда мы с родителями отдыхали в Болгарии. Для этого поймали головастика в реке Ахилой близ Солнечного берега, поместили его в чашу с водопроводной водой. 3 августа 2018г. головастиков поместили в искусственную среду. (Приложение 3)
3.3. Из моих наблюдений.
Наш головастик должен был пройти стадии метаморфоза за 1-2 сутки, но в связи с искусственно созданными условиями: тепло, водопроводная вода, человеческая пища, привели к более длительному метаморфозу. Наш головастик только к концу первой недели начал меняться. Я наблюдала и фотографировала, чтобы в итоге обобщить полученную информацию.
Наблюдение длилось с 03.08.2018г. по 25.08.2018г. (22 дня).
3.4. Метаморфоз головастика.
1) У головастика на 7 день появились задние лапки. (Приложение 3)
2)К концу второй недели у него появились передние лапки, начал постепенно уменьшаться хвост и изменяться голова. (Приложение3)
3)Через 4 дня хвостик стал ещё меньше. (Приложение 3)
3) К концу третьей недели он начал прыгать, хвост практически исчез, но размерами головастик не увеличился. (Приложение 3)
5) Головастика мы выпустили в его среду обитания. (Приложение 3)
3.5. Питание головастика.
Пищей для головастика был хлеб и печенье. Аппетит у него хороший. Во время метаморфоза, мозг развивает способность реагировать на лептин (гормон), что очень важно для головастиков, так как, переставая потреблять пищу, они помогают кишечнику перестроиться на потребление животной пищи.
3.6. Определение вида лягушки.
Рассматривая головастика и его фотографии с метаморфозом, поняла, что у нас травяная лягушка. У травяной лягушки пяточный бугор маленький, по длине он примерно в два с половиной раза короче первого пальца.
3.7. Выводы.
Метаморфоз головастика в искусственной среде занял 22 дня. Вода была из водопровода. Кормила хлебом и печеньем.
Ёмкость и температура воды влияют на развитие головастика в незначительной мере, так как на метаморфоз влияют гормоны, которые вырабатываются щитовидной железой.
Сначала появились задние лапки, затем у него появились передние лапки, начал постепенно уменьшаться хвост и изменяться голова. Затем головастик начал прыгать, хвост практически исчез, но размерами головастик не увеличился.
По внешнему виду определила, что у меня головастик травяной лягушки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе исследования узнала о среде обитания, образе жизни травяной лягушки, изучила последствия исчезновения лягушек на планете. Моя гипотеза о том, что можно самим в домашних условиях вырастить лягушку из головастика для того, чтобы в дальнейшем выпустить в естественную среду обитания подтвердилась. В результате проведённого исследования сделаны следующие выводы:
проблема сохранения лягушек актуальна и объединяет учёных всего мира;
головастик прошёл все этапы метаморфоза, за этот процесс отвечают гормоны, вырабатываемые щитовидной железой;
можно вырастить головастика в искусственной среде, но данное обстоятельство влияет на его развитие;
нужно улучшить условия для успешного процесса метаморфоза (воду, грунт и растения взять из водоёма, избегать попадания солнечных лучей, кормить можно дафниями);
В процессе написания работы я узнала много новой и интересной информации о лягушках. Лягушки приносят колоссальную пользу в природе, поэтому мы несем огромную ответственность за сохранение этого вида.
Практическая значимость исследования заключается в том, что созданный мной буклет «Метаморфоз лягушки в искусственной среде» можно использовать в учебном курсе «Окружающий мир», во внеурочной деятельности.
Новизна исследовательского проекта в том, что не было ещё создано такого буклета на основе моих наблюдений.
В следующем году планирую выловить икринки лягушки и наблюдать метаморфоз полностью.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Гуртовой Н.Н., Матвеев Б.С., Дзержинский Ф.Я. Практическая зоотомия позвоночных. Земноводные, пресмыкающиеся. [Текст] – М:Высшаяшкола, 1978.- 160 с.
Дунаев Е.А., Орлова В.Ф. Школьный атлас-определитель пресмыкающихся: Книга для учащихся. [Текст] - М. Просвещение, 1988. – 224 с.
Карташов Н.Н., Соколов В.Е., Шилов И.А. Практикум по зоологии позвоночных. [Текст] – М: Аспект Пресс, 2004. - 38З с.
Эккарт Потт. Большая энциклопедия природы. [Текст] - М: Мир книги, 2003.-99с.
Энциклопедия. Я познаю мир: Удивительные животные. [Текст] – Балашиха: «Астрель», 2000. – 66 с.
Жизненный цикл и стадии развития лягушек. [Электронный ресурс]
https://fb.ru/article/251097/jiznennyiy-tsikl-i-stadii-razvitiya-lyagushek.
Позвоночные животные России. [Электронный ресурс]
http://www.sevin.ru"vertebrates/Amphibias/30.html.
Портал «Герпетология». [Электронный ресурс]
http://www.ru.wikipedia.org.
Экологическое образование детей и изучение природы России. [Электронный ресурс] http://www.ecosystema.ru.
Позвоночные животные России. [Электронный ресурс]
http://www.sevin.ru"vertebrates/Amphibias/30.html.
Травяная лягушка: описание, фото, ареал обитания, образ жизни. [Электронный ресурс]
http://www.krasnouhie.ru.
Лягушки (122 фото + 1 видео) «Невседома - жизнь полна развлечений». [Электронный ресурс]
http://nevsedoma.com.ua/index.php?newsid=330382
Кожа в увеличенном виде. [Электронный ресурс]
http://gsvu.ru/kozha-v-uvelichennom-vide/.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Травяная лягушка (Ranatemporaria) – представитель семейства настоящих лягушек (Ranidae).
Приложение 2
Анкетирование
Анкета «Из жизни лягушек»
Какую пользу приносят лягушки?
Что такое метаморфоз лягушки?
Как внешне изменяется лягушка, когда растёт от головастика до взрослой особи?
Какая среда обитания у головастиков и у взрослых лягушек?
Какие ещё животные проходят через метаморфоз?
Можно ли в домашних условиях вырастить лягушку?
Приложение 3
Поймали головастика в реке Ахилой близ Солнечного берега, поместили его в чашу
с водопроводной водой.
У головастика на 7 день появились задние лапки.
3-4. К концу второй недели у него появились передние лапки, начал постепенно уменьшаться хвост и изменяться голова. Через 4 дня хвостик стал ещё меньше.
5.К концу третьей недели он начал прыгать, хвост практически исчез, но размерами головастик не увеличился.
6. Головастика мы выпустили в его среду обитания.
Приложение 4
Информационный буклет «Метаморфоз лягушки в искусственной среде»