XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Адаптация богомола к условиям окружающей среды

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Юдин Т.А. 1Юдин Д.А. 1

---

1МБОУ СОШ № 12 г. Пятигорска

Закомерная Н. В. 1Алиева Е.А. 2

---

1МБОУ СОШ № 12 г. Пятигорска

2МБОУ СОШ №12 г. Пятигорск

Работа в формате PDF

5.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

1. Введение.

Истинная задача любого живого существа, заключена лишь в одном – в выживании биологического вида и рода. Маскировка – один из способов выживания для насекомых.

Маскировка, это окраска и форма, благодаря которым насекомое становится незаметным на фоне окружающей обстановки, что позволяет ему успешнее скрываться от врагов. Для богомола, засадного хищника, маскировка еще важна для охоты. Он может часами сидеть в засаде неподвижно, сливаясь с окружающей средой в ожидании жертвы. Насекомые большие мастера маскировки.

Окраска богомола очень изменчива, варьируется от зелёного или жёлтого до буро-серого или тёмно-коричневого.

Последний факт нас очень заинтересовал, и мы решили его изучить.

Тема: «Адаптация богомола к условиям окружающей среды».

Актуальность работы: На актуальность работы указывает факт отсутствия данных об изменения окраса богомола в большинстве источников.

Объект и предмет исследования: В качестве объекта были взяты богомолы из одной оотеки и помещены в четыре контейнера. Предметом исследования стало свойство богомолов изменять окрас в зависимости от окружающей среды.­

Гипотеза: В ходе работы мы хотели изучить влияние внешней среды обитания на окрас богомола. Есть мнение, что окрас богомола это не видовое различие, а приобретаемое свойство.

Цель работы: Изучить влияния факторов окружающей среды на окраску богомола.

Задачи исследовательской работы:

В соответствии с целью мы поставили следующие задачи:

1) на основе анализа специализированной литературы выяснить, кто такие богомолы, почему им так важно маскироваться с окружающей средой;

2) провести собственный эксперимент по изучению влияния окружающей среды на окрас богомола;

3) сделать выводы о влиянии цвета окружающей среды на окрас богомола.

1.1 Обзор литературы.

1.1.1 Богомолы пришельцы с другой планеты.

Богомол – пожалуй, одно из самых удивительных, и странных насекомых на нашей планете. Они очень древние, существуют находки богомолов, которые относятся к меловому периоду, периоду когда Землю населяли динозавры и людей еще не было.

Академическое название богомолу в далеком 1758 году дал великий шведский натуралист Карл Линей, обративший внимание, на то, что поза богомола, находящегося в засаде и караулящего добычу весьма похожа на позу человека, сложившего руки в молитве Богу. Из-за столь разительной похожести ученый дал насекомому латинское название «Mantis religiosa», которое буквально переводится, как «религиозный жрец».

1.1.2 Строение богомола.

Ф ото богомола невозможно спутать с другими насекомыми.

Строение богомола характеризуется удлиненным телом, которое отличает его от других членистоногих насекомых.

Богомол, пожалуй, единственный из живых существ, способный без труда повернуть свою, треугольной формы, голову на все 360 градусов. Благодаря столь полезному умению он может увидеть приближающегося сзади врага. Зрение у насекомого отличное, всего у них пять глаз: два больших сложных, с фасеточным строением расположены по обе стороны головы и три простых глаза между усиками.

А еще у него имеется только одно ухо, но, несмотря на это, просто отличный слух.

Усики богомолов бывают гребенчатыми, перистыми или нитевидными в зависимости от видовой принадлежности насекомого.

Богомолы, почти все их виды, имеют хорошо развитые крылья, но летать умеют в основном лишь самцы, самкам в силу их большего веса и размера летать труднее, нежели самцам.

С троение передних конечностей сложное и интересное – каждая из них состоит из множества деталей: вертлуги, бедра, голени и лапки. Снизу бедра имеются большие острые шипы, расположенные в три ряда. Также шипы (правда более мелкие) есть и на голени богомола, которую на конце украшает острый, иглообразный крючок. Показательное строение лапки богомола смотрите на картинке.

Передние ноги – основной инструмент охоты. Богомол набрасывается на добычу передними конечностями с шипами, похожими на клыки, перехватывая ее всего за 50–70 миллисекунд – примерно в шесть раз быстрее, чем моргание глаза. Шипами хищник протыкает жертву, обездвиживая ее. Шипы так же помогают и при перепрыгивании с одной ветки на другую.

1.1.3 Мастера маскировки.

Существует этих насекомых-хищников более 3 тысяч видов, и каждому из них эволюция подарила самые необычные формы и расцветки. Богомолы – охотники, обычно нападающие из засады. От природы они хорошо замаскированы. Насекомые бывают в форме листьев, палочек, веток, и даже бабочек. Например, цветочные богомолы выглядят настолько убедительно, что ничего не подозревающие насекомые приходят собирать с них нектар … и становятся обедом.

Богомолы едят других насекомых, пресмыкающиеся, земноводные и даже мелких млекопитающих и птиц, причем они едят добычу живьем. Их основными источниками пищи являются другие членистоногие насекомые, пауки, жуки, сверчки и кузнечики. Некоторые более крупные виды богомолов охотятся на рыбу, лягушек, ящериц и мелких птиц.

У них много хищных врагов.

Богомолы – излюбленная еда лягушек, ящериц, птиц, хамелеонов, пауков и шершней. Огненные муравьи – особенно грозный враг. Поскольку они работают сообща, они без проблем убивают богомола. Огненные муравьи замораживают богомола на месте и пожирают его роем, не давая ему сбежать.

Богомолы обладают уникальными способами защиты от хищников.

Самая лучшая их защита – камуфляж. Многие богомолы зеленого или коричневого цвета, поэтому они идеально сливаются с листьями и ветками; другие имеют розовый оттенок, который имитирует лепестки орхидей. Некоторые богомолы очень плоские, поэтому они практически не отбрасывают тени, следовательно, их еще труднее увидеть.

1.1.4 Размножение и развитие.

Самка откладывает до 400 яиц.

Яйца богомола находятся в пенистом мешочке, называемым оотекой. Сразу после откладки самкой оотека мягкая, но очень быстро засыхает и твердеет. Оотека защищает яйца до тех пор, пока они не вылупятся. Оотеки разных видов богомолов различны по цвету, размерам и форме. У некоторых внутри только несколько яиц, у других видов внутри единственного мешочка могут находиться сотни яиц.

Большинство видов в умеренных широтах откладывают оотеку осенью, после чего все взрослые богомолы умирают. Внутри оотеки яйца будут покоиться до весны, затем из них вылупятся нимфы и будут расти, чтобы повторить цикл.

Обычно, выход оотеки случается рано утром, или вечером. Вылупляющиеся богомолы мало похожи на свои последующие стадии, и напоминают маленького червячка с большими глазами и подвижным брюшком.

Н
оворожденные особи очень похожи на взрослых, за исключением способности летать и размножаться. Богомолы обладают легким, но крайне прочным хитиновым экзоскелетом, однако, он не позволяет расти постепенно. Поэтому, богомол периодически его сбрасывает, чтобы вырасти. Делает он это за свою жизнь от 5 до 8 раз, в зависимости от вида и пола, увеличиваясь в размерах с каждым разом.

Подготовка к линьке запускается специальными гормонами. За некоторое время до линьки, обычно за пару дней, богомол перестает питаться. Как только вы это заметили, из террариума необходимо убрать всех кормовых насекомых, так как они могу воспользоваться уязвимым состоянием богомола и начать его есть. Непосредственно перед началом процесса, богомол находит подходящее место для линьки, чаще всего это потолок террариума. Насекомое «надувает» свое тело через брюшко, старый экзоскелет лопается в районе передней спинки и богомол медленно выскальзывает из шкурки, поочередно освобождая голову, спинку, передние конечности и задние, и повисает на кончике брюшка. Этот процесс обычно занимает около 30 минут в среднем, но не более 1-2 часов.

Теперь хитиновому покрову необходимо затвердеть, пока он, с помощью гемолимфы и воздуха растянут до максимума. Поэтому, богомол продолжает висеть на кончике брюшка, ожидая, когда затвердеют лапки. Как только они окрепли, богомол занимает более устойчивое положение, уже держась ногами. Последующее окончательное затвердевание может занять несколько дней, в это время богомола нельзя беспокоить, а еду стоит предлагать не раньше, чем через сутки после линьки. В среднем, богомол линяет каждые 10-14 дней, однако, чем он старше, тем больше интервал между линьками (вплоть до 3 недель).

Во время затвердевания, тело богомола и его крылья темнеют, окончательный окрас приобретается в течение нескольких дней после линьки. Кроме того, именно во время линьки, богомол может перецвести из одной цветовой вариации в другую; также, во время линьки регенерируются потерянные конечности и прочие ранения.

1.1.5 Распространение.

Богомолы населяют все континенты, за исключением Антарктиды.

Он широко распространен в Южной и Центральной Европе, Южной и Северной Америке, Азии, Австралии, Африке. Не живут эти насекомые только в северных регионах, поскольку крайне негативно относятся к холоду.

1.1.6 Богомолы – предмет многих мифов.

В Древней Греции считалось, что богомолы приводят заблудших путешественников домой. А в Китае они олицетворяли упрямство и жадность.

Богомол вдохновил на создание двух стилей боевых искусств: стиля северного богомола и стиля южного богомола. Несмотря на схожие названия, они развивались независимо друг от друга.

Северный стиль в первую очередь вдохновлен агрессивностью насекомого. В этом стиле используется множество быстрых круговых атак, сопровождаемых точными целенаправленными ударами по жизненно важным органам.

С тиль южного богомола предполагает ближний бой с короткими очередями атак.

1.2 Практическая значимость исследования.

Изучение богомола на ранних стадиях развития позволит больше узнать о богомолах.

До сих пор богомолы не изучены полностью, нам не удалось найти в литературе точных доказательств зависимости окраски богомолов от окружающей среды. Стоит рассмотреть эту тему подробнее и получить верные факты с доказательствами.

В последнее время люди часто заводят богомолов в качестве домашнего питомца. Это неприхотливые и очень интересные насекомые. Есть поверье, что если в доме живет богомол – это к счастью: в семье будет царить мир и благополучие. Эти существа не пахнут, не издают лишних звуков, не требуют много места, времени, внимания. Изменив условия содержания, можно будет выбрать окраску своего будущего питомца.

2. Основная часть. Методы исследования.

В работе были использованы такие методы исследования, как:

анализ литературы,

сравнительный и сопоставительный анализ при экспериментальном наблюдении;

размышление;

опрос родственников, друзей, учащихся класса;

изучение научной литературы;

работа с информацией из Интернета;

работа с мобильным приложением iNaturalist;

работа с мобильным приложением Seek;

эксперимент и наблюдение.

2.1 Домашний эксперимент (исследование). Оотека.

И ногда очень значимые открытия происходят совершенно случайным образом.

Мы раньше совершенно ничего не знал ни о богомолах, ни о том как их выращивать. Началось все с желания вырастить дома бабочку из гусеницы, мы с мамой ранней весной даже изучали информацию, как найти гусеницу и что с ней делать дальше, чтобы получить бабочку. Тогда же мы установили программы-определитель на телефон (iNaturalist и Seek), чтобы найти интересную особь. Но гуляя в путешествии, в городе Армавире по лесу, мы обнаружили интересный кокон.

Приложение на телефоне Seek подсказал нам, что это оотека богомола! Мы очень заинтересовались и увлеклись идеей вырастить богомола!

Оотеку мы привезли домой и первое время хранили в погребе, чтобы она не погибла из-за резкого перепада температуры. Затем перенесли её в теплое влажной помещение. Поместили в небольшую теплицу переоборудованную под террариум. Крупные щели мы закрыли бумажными салфетками.

Нимфы начали вылупляться через 2 недели и все особи были голубовато-зеленоватого цвета¹.

Как только нимфы вылупились, мы выбрали четыре особи и рассадили их в разные контейнеры:

контейнер №1 с листьями плюща зеленого цвета;

контейнер №2 с черной землей, ветками очень темных оттенков, в качестве крышки в данном контейнере использовался черный картон;

контейнер №3 с сухим тростником светло-желтоватых оттенком и белыми камнями;

контейнер №4 пустой.

Таким образом качестве изучаемых богомолов были взяты нимфы из одной оотеки.

В крышках для контейнеров были проделаны много мелких отверстий для доступа воздуха и одно побольше – для доставки пищи.

Условия содержания всех контейнеров были одинаковые температура – 24°С, влажность 60-80%.

2.2 Уход и кормление.

Нимфы богомолов очень маленькие, поэтому с ними надо быть очень осторожным. Они могут попасть в ловушку капли клея, бумажного скотча или остатков смолы. Мы убедились, что контейнеры безопасны для них. Корм, то же должен быть подходящего размера. Мы кормили нимф ежедневно мелкими плодовыми мушками Drosophila melanogaster.

Для этого мы соорудили ферму по выращиванию плодовых мушек Drosophila melanogaster. Был взят еще один пластиковый пищевой контейнер, внутрь которого мы поместили бананы с личинками мушек, а вместо крышки использовали марлю, закрепленную резинкой. Раз в три дня мы подкладывали кусочки новых бананов.

Уход за богомолами был простой: раз в 3-4 дня мы меняли листья плюща в контейнере №1. И раз в неделю мы очищали контейнер, промывали его водой, после чего вновь наполняли его тем же содержимым.

К огда богомолы подросли мы точно определили их вид с помощью мобильного приложения iNaturalist: Закавказский древесный богомол. Его основные отличия от Обыкновенного богомола в белых пятнах на надкрыльями.

3. Заключение. Результаты и обсуждение.

Систематизация материалов практической части в таблицу была проведена с помощью родителей в программе word. Для составления таблицы использовалась шкала цветов разработанная А.С. Бондарцевым, шкала приведена в приложении 1.

Таблица изменения окраса богомолов в разных контейнерах:

Цвет нимф после первой линьки:

Окрас нимф после второй линьки:

Маскировка богомолов под среду обитания:

Окрас нимфы после 3 линьки:

3.1 Выводы.

Богомолы из одной оотеки сразу же замаскировались под окружающую среду, со временем различие в окрасе выражались все сильнее.

Богомолы даже одного вида, более того, генетические братья и сёстры могут сильно отличаться друг от друга по цвету, подстраивая итоговый окрас под основной оттенок окружения в процессе взросления.

Гипотеза подтверждена: окрас богомола это не видовое различие, а приобретаемое свойство.

Маскировка жизненна необходима богомолам не только для защиты, но и для охоты, а следовательно для выживания.

4. Список литературы.

Бондарцев А.С. Шкала цветов : пособие для биологов при научных и научно-прикладных исследованиях. – М.: АН СССР, 1954. – 28 с.

Говоров В. А. Ожившие листья и блуждающие цветы. Практическое руководство по содержанию богомолов. – М.: GeoPhoto,2020. – 110 с.

Даррелл Дж. Моя семья и другие звери. – М.: Эксмо, 2003. – 560 с.

Негробов О.П. Определитель семейств насекомых / О.П. Негробов, Ю.И. Черненко – Воронеж: ВГУ, 1990. – 185 с.

Перепелова О. Тараканы, богомолы, палочники : уход и содержание. – М. Проф-Издат, 2009. – 72 с.

Интернет-ресурсы:

Орхидейные богомолы – URL: https://zooblog.ru/5488-orhideynye-bogomoly/ (дата обращения: 08.08.2022)

Животные, обладающие искусством маскировки – URL: https://fishki.net/1270496-zhivotnye-obladajuwie-iskusstvom-maskirovki/gallery-784206-photo.html (дата обращения: 08.08.2022)

Богомолы – настоящие мастера маскировки – URL: https://zooblog.ru/5884-bogomoly-nastoyaschie-mastera-maskirovki/ (дата обращения: 08.08.2022)

Подробное руководство и полезная информация о богомолах – URL: https://bogomoldoma.ru/info (дата обращения: 08.08.2022)

Экзотические богомолы и все о них – URL: https://prayingmantis.ru/ (дата обращения: 08.08.2022)

Самые большие среди насекомых в мире – URL: http://www.nebokubani.ru/dikaya-priroda/samye-bolshie-sredi-nasekomyh-v-mire (дата обращения: 08.08.2022)

Спаривание богомолов: зачем и почему самка съедает голову, а также размножение и разведение – URL: http://dynalib.ru/rybki/mesto-obitaniya-bogomola-obyknovennogo.html (дата обращения: 08.08.2022)

Богомол: все самое интересное о повадках, внешнем виде – URL: http://зверополис36.рф/nasekomye/chem-pitaetsya-zhuk-bogomol.html (дата обращения: 08.08.2022)

Богомол — описание, основные враги, сроки жизни, среда обитания – URL: http://impalaplus.ru/nasekomye/bogomol-obitanie-v-rossii.html (дата обращения: 08.08.2022)

Богомол: интересные факты о гигантском хищнике-насекомом – URL: http://дельфин-краснокамск.рф/mir-akvariuma/bogomol-gde-obitaet.html (дата обращения: 08.08.2022)

5. Приложение

Шкала цветов. Приложение 1.