XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Можно ли вырастить лягушку в домашних условиях?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Находясь на летних каникулах у бабушки в поселке Знаменка Тамбовской области, в один из дней мы с дедушкой пошли на рыбалку. Там, в реке, я заметила чью-то икру. Дедушка мне объяснил, что это икра озерной лягушки. Мне стало интересно, можно ли вырастить из нее взрослую лягушку? И мы решились провести такой эксперимент.
Изучив научную литературу и статьи в сети Интернет по теме, я выяснила, что озёрные лягушки (Приложение I) — самые крупные земноводные на территории нашей страны. Живёт озёрная лягушка в достаточно глубоких водоёмах (реки, пруды, рвы, озёра), но нередко её можно встретить и вдоль берегов рек. Активна почти круглые сутки. В случаях опасности озёрная лягушка обычно прячется в воде. Охотится она преимущественно на суше, вдоль берегов водоёмов, тут её чаще всего можно встретить в самое теплое время суток — с 12 до 17 часов.[6] Зимуют озёрные лягушки обычно в тех же водоёмах, где живут в тёплый период года. Отходят на зимовку, когда температура воды снижается до 8—10 °C. Питается различными насекомыми: личинками стрекоз, водяными жуками и их личинками, моллюсками. Если же наземного корма недостаточно, озёрные лягушки в большом количестве поедают головастиков своего вида, а также способны кормиться мальками рыб. Озёрная лягушка сама бывает жертвой хищных рыб и рептилий, нередко становится добычей многих видов птиц и млекопитающих.[1]
Данная исследовательская работа актуальна, так как прививается любовь к природе и бережное отношение к окружающей среде, развивается кругозор. Её можно использовать на уроках по окружающему миру и биологии.
Цель работы: изучение жизненного цикла озерной лягушки.
Гипотеза: предполагаю, что в естественной среде и в домашних условиях этапы развития лягушки одинаковы.
Место исследования: Тамбовская область Знаменский район, п.г.т Знаменка
Методы исследования: наблюдение, эксперимент, описание.
Задачи:
1. Собрать информацию по теме в сети интернет и из энциклопедий
2. Систематизировать полученные данные.
3. Наблюдать за развитием лягушки, описать каждую стадию и выявить отличия.
4. Сделать вывод по проделанной работе и рассказать о ней с помощью презентации.
Глава I «Жизненный цикл озерной лягушки»
Кто такие лягушки?
Лягушки - это группа очень распространённых животных, в состав которой можно включить как всех бесхвостых земноводных, так и одних лишь представителей семейства Настоящие лягушки. Обычно под лягушками это семейство и подразумевается. Размеры различных видов лягушек колеблются от 1 до 30 см, но большинство видов имеют средние размеры - 10-15 см. Обладают при этом плотным коренастым телом с хорошо развитыми конечностями, что позволяет им далеко прыгать. Перемещаются эти бесхвостые земноводные прыжками.
Жизнь земноводных заслуживает внимания, прежде всего потому, что они занимают особое место в истории развития наземных позвоночных, будучи первыми и наиболее примитивными обитателями суши. Использование этого животного для изучения вопросов биологии дало признание огромных заслуг лягушки в медицине. Роль в хозяйственной деятельности так же велика.[5] Во-первых, лягушка является истребителем вредных животных. Эта представительница отряда земноводные во взрослом состоянии питается исключительно животной пищей и приносит пользу, поедая вредных насекомых.
Во-вторых, земноводные лягушки являются кормовой базой для некоторых пушных зверей. Охотно поедают земноводных выдра т норка. Сравнительно часто попадаются земноводные в желудках барсука и чёрного хоря. Многие промысловые рыбы в озёрах и реках в зимний период в больших количествах употребляют в пищу лягушек.
В-третьих, земноводные оценены как лабораторные животные. Простота препарирования лягушки, подходящие размеры и живучесть сделали её издавна излюбленным подопытным. На лягушке постоянно вырабатывается техника физиологического эксперимента. [3]
Жизненный цикл лягушки
Жизненный цикл лягушки включает несколько этапов: размножение, появление икры, появление головастика, процесс метаморфоза и, наконец, формирование взрослой особи. (Приложение X)
Размножение
У лягушек наблюдаются два типа брачного поведения: сезонный и спонтанный. При первом типе, характерном для большинства видов лягушек, в определённые периоды года взрослые лягушки собираются для размножения в прудах, озёрах или ручьях. Многие лягушки возвращаются к тому водоёму, в котором они развивались головастиками. В результате можно наблюдать сезонные миграции, в которые вовлечены тысячи особей. При спонтанном типе размножения взрослые лягушки прибывают на места размножения, подталкиваемые некой внешней причиной (например, выпадением осадков в засушливой местности). В данном случае размножение и развитие икринок и головастиков происходит с максимальной скоростью, до того, как недолговечные водоёмы (лужи) успеют высохнуть.
Размножение лягушки озёрной, в отличие от других земноводных, не сопровождается миграцией. Будучи теплолюбивыми, свою первую готовность к спариванию показывают самцы, когда температура воды достигает от +13 до +18 градусов. Одна лягушка может отложить до 12 тысяч яиц. Весь период размножения длится месяц. Многочисленные головастики расплываются по всему водоёму, питаясь водорослями, половое созревание происходит через год или более, после их метаморфоза.[2]
Икра
Лягушачья икра, как правило, запакована в многослойный желатиновый материал, предоставляющий икринкам некоторую защиту и не препятствующий прохождению кислорода, углекислого газа и аммиака. Эта защитная оболочка впитывает влагу и разбухает в воде. После оплодотворения внутренняя часть икринки разжижается, что обеспечивает развивающемуся зародышу свободу движений.
Размер и форма агломерата икры характерна для каждого вида. Озерные лягушки имеют тенденцию к шарообразным кластерам. Одна лягушка может отложить до 12 тысяч яиц. В природе скорость развития икры зависит от температуры воды. Чем выше температура, тем быстрее идет развитие. В глубоких, затененных водоемах икра развивается примерно в четыре раза медленнее, чем в хорошо прогреваемых водоемах. Икра легко выдерживает низкую температуру.
Головастики
Личинки лягушек, появляющиеся из икринок, известны как «головастики». Они ведут полностью водный образ жизни. Их тело 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. Вначале у головастиков появляются внешние жабры, а позже внутренние (жаберный мешок закрывает жабры и передние ноги). Развивающиеся лёгкие служат дополнительным дыхательным органом. Некоторые виды проходят метаморфоз ещё в икринке, и из икринок вылупляются лягушата. У головастиков нет настоящих зубов, но у многих видов челюсти покрыты параллельными рядами кератиновых зубчиков (два ряда на верхней челюсти, три ряда на нижней и роговой клюв). Головастики, как правило, травоядны и питаются водорослями, отфильтрованными из воды через жабры. Некоторые виды являются хищниками уже на стадии головастика и питаются насекомыми, а также поедают мелких рыб. Головастики, рано отрастившие ноги, могут стать жертвой своих собратьев.[2]
На головастиков охотятся рыбы, саламандры, хищные жуки и птицы (например, зимородок). Некоторые головастики ядовиты. У разных видов лягушек стадия головастика продолжается от недели до нескольких месяцев и зависит от стратегии размножения.
Метаморфоз
После завершения стадии головастика лягушки проходят процесс метаморфоза, во время которого системы организма резко перестраиваются во взрослую форму. 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.[6]
Взрослые особи
Лягушки, прошедшие метаморфоз, расселяются в характерной для своего вида среде обитания. Практически все виды взрослых лягушек хищные. Они охотятся на беспозвоночных, включая членистоногих, червей и улиток. Существуют крупные виды, которые поедают других земноводных, небольших млекопитающих и птиц.
Продолжительность жизни лягушек в естественных условиях мало изучена. Максимальная продолжительность жизни 6–12 лет в разных популяциях. [5]
Необычные виды лягушек
В мире множество разных видов лягушек. О некоторых необычных видах хочется рассказать.
Суринамская пипа [6] удивляет не только внешностью, но и особенностью размножения. Живёт она в Южной Америке, в основном в лесах Амазонии. Вид довольно крупный – взрослые пипы могут иметь 20 см в длину. Тело суринамской пипы настолько плоское, что издали её можно вполне принять за кусок доски. Глазки же у неё маленькие. Пипа не квакает, как обычные лягушки, а щёлкает имеющимися в горле косточками для зазывания партнёра. Самку пипы можно назвать самой заботливой в мире лягушкой – 2,5 месяца буквально на своём горбе она таскает ватагу (свыше сотни) детишек, пока они не проклюнутся через её кожу наружу. (Приложение VIII)
Следующей необыкновенной попрыгуньей стала стеклянная лягушка.[7] При первом взгляде в ней не видно ничего замечательного – обычная буро-зелёная лягушка. Но если присмотреться к ней внимательней, то можно заметить, что тело у неё полупрозрачное, особенно кожа. Поэтому сквозь неё на брюшке лягушки видны её внутренности. Солнечный свет, отражаясь от окружающей внешности, проходит сквозь тело лягушки, делая её менее заметной для врагов. Это один из гениальных способов природы маскировать своих созданий. Живут эти нежные создания в Центральной и Южной Америке. (Приложение IX)
Удивительная лягушка-черепаха [8] выглядит как какой-то мутант с круглым телом или инопланетянин. Живёт она в Западной Австралии. Своими мощными, сильными лапками она разоряет термитники и быстренько зарывается в песок, где и откладывает яйца. Особенность у этого вида жаб имеется и в плане размножения – здесь нет стадии головастиков, уже в яйце формируется «готовая» лягушка. (Приложение IX)
Глава II «Эксперимент»
Наше исследование началось с того, что мы в реке Цна выловили икру озерной лягушки и поместили ее в воду, взятую из водоема. Обычно период размножения приходится на май, но по причине холодной погоды в этом году лягушки начали откладывать икру в конце весны - начале лета, поэтому нам повезло ее обнаружить.
Икра была взята в водоеме 2 июня. Оболочка каждой икринки разбухшая, похожа на студенистый прозрачный слой, внутри которого видно яйцо. Верхняя половина его темная, а нижняя светлая. (Приложение II). Мы старались создать оптимальные условия для развития икры: воду взяли из той же реки, температура воды комфортная, комнатная, в воде – трава и водоросли.
Наши головастики вылупились через 4 дня. Они очень похожи на малька рыбы. Ведут себя спокойно, не питаются. Видимо, хватает питательного запаса икринок. Имеются жаберные отверстия и жабры. (Приложение III)
Понаблюдаем за метаморфозом наших головастиков.
6 июня: некоторые головастики активно плавают, остальные малоподвижны и только изредка переплывают с места на место. Толщина тела – 1мм, длина тела около 1 см.
10 июня: поменяли воду в банке. Головастики подросли. У них длинный хвост, окаймленный прозрачным мягким плавником. (Приложение III)
13 июня: некоторые головастики погибли, они стали пищей для выживших. Выжившие активно перемещаются по ведру и у них выделились рот и глаза.
24 июня: начинают появляться задние лапки (Приложение IV)
7 июля: у головастиков уже развиты задние лапки, рот и отчетливо видны глаза.
12 июля: головастики передвигаются при помощи задних лапок. Питаются они водорослями, которые образовались на стенках банки.
15 июля: у головастиков начали развиваться передние лапки, голова стала приобретать форму головы взрослой особи. (Приложение V)
21 июля: сменили воду. Головастики не только плавают, но и ползают по дну.
25 июля: головастики начинают дышать, поднимая голову над водой. Хвост уменьшился. (Приложение VI)
Наши головастики превратились в лягушат 5 августа, они спокойно передвигаются не только в водной, но и наземной среде. 10 августа мы выпустили лягушат на волю. (Приложение VII)
Вывод: таким образом, жизненный цикл лягушки включает несколько этапов, на каждом из которых происходят внешние и внутренние изменения. Наблюдая этапы развития от икринки до взрослой лягушки, мы узнали, как меняется внешний вид и внутреннее строение земноводного. Развитие от икринки до взрослой особи занимает примерно 60 дней. Наша гипотеза доказана: развитие лягушки в естественных и домашних условиях одинаково. В домашних условиях вырастить лягушку можно. При этом важно приблизить условия обитания к естественным (взять воду из того же водоема, откуда была взята икра; поддерживать условия питания головастиков, а также температурный режим, меняя периодически воду в емкости).
Заключение
Работать над этим проектом мне было очень интересно. В результате изучения научной литературы, статей в сети интернет и проведенного исследования мне удалось достигнуть поставленной цели: я проследила за развитием озерной лягушки на всех этапах.
Выводы:
- разводить и содержать лягушек в домашних условиях можно, хотя многие из них погибают на ранней стадии развития;
- развитие лягушки от икринки до молодого лягушонка заняло почти 60 дней.
В ходе исследовательской работы я научилась работать с научной литературой, познакомилась с методикой ведения научного эксперимента, научилась оформлять результаты своего труда. Мою работу можно использовать на уроках окружающего мира и внеурочной деятельности, как наглядное пособие. Я думаю, что приобретённые навыки ведения исследовательской работы мне пригодятся.
Список литературы
Гурина И. Как появляется лягушка. – М.: издательство Фламинго, 2009.
Травина И.В. Рептилии и амфибии. – М.:РОСМЭН, 2016.
Шереметьева Т.Л.Что? Отчего? Зачем? /Т.Л.Шереметьева.- Москва: АСТ, 2014. – 304 с.: ил.
https://naturerussia.travel/redbook/animals
https://ru.freepik.com/premium-vector/life-cycle-of-frog
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B8%D0%BF%D0%B0
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BB%D1%8F%D0%B3%D1%83%D1%88%D0%BA%D0%B8
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%8F%D0%B3%D1%83%D1%88%D0%BA%D0%B0-%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BF%D0%B0%D1%85%D0%B0
Приложение I Приложение II
Озерная лягушка Лягушачья икра
Приложение III Приложение IV
Головастик с длинным хвостом, Головастик с задними ножками окаймленным прозрачным плавником
Приложение VПриложение VI
Почти сформировавшийся лягушонок Хвост укоротился
Приложение VII Приложение VIII
Выпускаем лягушонка в реку Суринамская пипа
Приложение IX
Стеклянная лягушка Лягушка-черепаха
Приложение X
Этапы развития лягушки