XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Метаморфоз насекомых на примере бабочки Махаон
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Живой мир прекрасен и очень разнообразен. Много удивительных фактов и интересных рассказов о жизни животных я видела по телевизору и в интернете. На экране все происходит быстро и красочно. На самом деле, в природе все не так скоро и не так открыто. Для того, чтобы увидеть своими глазами что-то интересное, нужно быть очень внимательным и терпеливым. Случайно увиденная мною на грядке с петрушкой очень красивая гусеница вызвала у меня несколько вопросов. Чья это гусеница? Бабочка такая же красивая? Как из гусеницы появится бабочка? Как быстро это произойдет? Что нужно для этого сделать? Все эти вопросы я задала маме. Она предложила мне провести эксперимент и самой понаблюдать за процессом удивительного превращения. В интернете мы прочитали, что это долгий процесс, но решили набраться терпения. И не зря! Результат был впечатляющим!
Цели моей работы
1. Провести наблюдение за этапами превращения бабочки из гусеницы.
2. Определить бабочку.
3. Изучить литературу о превращении насекомых.
Задачи, которые мы поставили перед собой:
Найти и прочитать информацию о жизни и размножении бабочек.
Создать гусенице условия для жизни и дальнейшего развития.
Ежедневно наблюдать за моим насекомым, записывать и фотографировать изменения.
Определить, какая отродится бабочка.
Сделать рисунки стадий развития бабочки.
В процессе чтения разных источников (энциклопедий, статей в интернете и др.) я узнала, что по научной классификации бабочки — это животные, тип членистоногие, класс насекомые, отряд чешуекрылые.
Насекомые (лат. Insecta) – класс беспозвоночных членистоногих животных. Их тело состоит из сегментов (члеников). Насекомые – самая многочисленная и разнообразная группа в типе Членистоногие: она насчитывает более 1 млн видов. [1] Это – муравьи, стрекозы, пчелы, сверчки, мухи, тараканы и одни из самых красивых существ – бабочки! Насекомые освоили все среды обитания и встречаются повсеместно, за исключением морей и океанов. [1]
У бабочек крылья покрыты мельчайшими хитиновыми чешуйками, которые при неосторожном прикосновении легко стираются и остаются на пальцах. Поэтому этих насекомых называют чешуекрылыми. [2]
Т
усики
хоботок
ело насекомых состоит из трех отделов – головы, груди и брюшка (рис. 1). Имеются три пары ног по числу грудных сегментов. У большинства есть одна или две пары крыльев. Легкий и прочный хитиновый покров хорошо защищает тело животного. Дышат насекомые с помощью трахей. Как и у всех членистоногих, у насекомых смешанная полость тела, кровеносная система незамкнутая, и по ней движется гемолимфа. Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца, брюшной нервной цепочки и нервов. [1]
брюшко
лапка с коготками
заднее крыло (малое)
переднее крыло
жилки
грудь
голова
сложный глаз
Рис.1. Строение насекомого на примере бабочки
Полный жизненный цикл насекомых включает эмбриональное развитие (фаза яйца) и постэмбриональное, сопровождающееся метаморфозом. Метаморфоз - полная, совершенная перемена, изменение [4]. Метаморфоз в биологии - глубокое преобразование строения организма (или отдельных органов), происходящее в ходе индивидуального развития [5]. Выделяют два основных типа метаморфоза – неполное и полное превращение (рис. 2).
Неполное превращение
Полное превращение
1 – яйцо
2 – личинка
3 – куколка
4 – имаго (взрослое насекомое)
Рис. 2. Схема типов метаморфоза
Неполное превращение характеризуется прохождением трех стадий – яйца, личинки и имаго (взрослое животное). Личинки насекомых с неполным превращением внешне сходны со взрослыми особями, только меньшего размера. [5]
Полное превращение отличается от неполного прохождением четырех стадий – яйца, личинки, куколки, имаго. Бабочки относятся к группе насекомых именно с этим типом превращения. Личинки насекомых с полным превращением мало похожи на взрослых особей. Действительно, трудно узнать в гусенице красивую крылатую бабочку.
Яйцо – неподвижная стадия, на протяжении которой эмбрион находится внутри плотной оболочки (рис. 3). При развитии эмбрион использует запасные питательные вещества. По окончании данной стадии оболочки яйца разрываются, и наружу выходит личинка. [6]
Рис. 3. Кладка яиц на листе
Как правило, личинки подвижны и способны к самостоятельному питанию. У них нет крыльев (рис. 4). Их главной биологической задачей является интенсивное питание и увеличение размеров тела. На протяжении личиночной стадии насекомые несколько раз линяют (сбрасывает старую кутикулу, которая «стала им мала», и растут дальше. Период времени между линьками называется возрастом. У личинки бабочки – гусеницы обычно 5 - 6 возрастов. [6] Закончив свой рост, личинка прекращает питание и превращается в куколку. [5]
Рис. 4. Личинка бабочки – гусеница
Куколка - стадия, на протяжении которой насекомое в неподвижной форме пребывает в укромных местах, покрываясь оболочкой (рис. 5). У куколки появляются зачатки крыльев. По окончании стадии куколки организм насекомого приобретает все черты взрослого, и после этого особь покидает кокон. [6]
Рис. 5. Куколка бабочки
Имаго – взрослое насекомое, способное к размножению (рис. 6).
Рис.6. Взрослое насекомое - бабочка
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Наблюдение за гусеницей
Начало нашей проектной работы – 21 августа 2022 года. После того, как мы решили наблюдать за гусеницей, обнаруженной на кустике петрушки, мы осторожно перенесли ее вместе с листиком в прозрачный пластиковый контейнер, в котором папа сделал множество отверстий для воздухообмена.
Фото 1 и 2. Начало наблюдения, гусеница в контейнере
Несмотря на то, что петрушка растет на солнечном месте, мы поставили контейнер в затененное, чтобы гусенице было не жарко в замкнутом пространстве. Погода была очень жаркая и ветреная, температура воздуха была +30 ℃.
Утром 22 августа я увидела, что гусеница все съела. Я осторожно убрала экскременты и положила свежие листочки петрушки, обрызганные водой для увлажнения воздуха в контейнере, так как на улице было все так же жарко - температура воздуха была +30 ℃, и дул сильный сухой ветер.
Фото 3. Второй день наблюдения за гусеницей
Температура воздуха 23 августа была уже чуть ниже - +28 ℃, но все так же ветрено. Гусеничка съела всю еду и в контейнере было очень много экскрементов. Я почистила контейнер, налила туда немного воды и положила свежие листья петрушки.
Фото 4. Третий день наблюдения за гусеницей
Наблюдение за куколкой
Всего лишь через три дня от начала моих наблюдений, 24 августа, началось волшебство окукливания! К сожалению, я не ожидала, что все произойдет так быстро и не поставила палочку для прикрепления гусеницы, поэтому утром обнаружила, что она прикрепилась паутинками к крышке контейнера и начала линять. При линьке, когда гусеница снимала с себя верхний покров она была очень подвижная, но, несмотря на свой активный «танец», крепко держалась на паутинке. Линяла гусеничка от головы к брюшку. В 16 ч. 45 мин. заметили, что она закончила линять и на конце брюшка остался комочек остатков ее прошлого покрова. Через полчаса у нее изменился цвет и форма тела, исчезли яркие полоски и пятна, она стала зеленой с желтыми полосками. В течение дня она была довольно подвижной, и мы с очень большой осторожностью делали фотографии, снимая крышку. В контейнере от избыточной влажности начала образовываться плесень, поэтому мы убрали все остатки петрушки и экскременты. Она стала похожа на куколку. Цвет с зеленого усилился к желтому. На теле стало видно было много ярких желтых точек.
Фото 5 и 6. Начало окукливания
Днем 25 августа гусеница перестала трястись. И теперь это уже была совсем не гусеница, а настоящая красивая куколка! Куколка в течение дня еще меняла свою форму с угловатой до округлой и, наконец, успокоилась. Она окончательно прикрепилась к крышке контейнера паутинками. На фотографии видно, что между ней и крышкой мягкое и пушистое «одеяльце», брюшко плотно держится на «подушечке», а возле головы она прикрепилась несколькими крепкими нитями.
Фото 7, 8, 9, 10. Стадия куколки
С 26 августа по 1 сентября не происходило никаких видимых изменений с куколкой. Она была неподвижна. Температура воздуха была 25 – 26 ℃, ветер стал тише, контейнер стоял на северном окне в прихожей у открытого окна, чтобы избежать перегрева. Воздух у нас морской и очень влажный, поэтому дополнительно мы решили не увлажнять воздух в контейнере.
Рождение бабочки
После возвращения из школы 2 сентября 2022 года около 10 часов дня я увидела в контейнере бабочку! Она была еще слабенькая. Рядом был кокон. Он был желто-коричневого цвета, прозрачный и выглядел целым. Мы открыли крышку контейнера, дали бабочке освоиться и расправить крылышки. Поднесли ее к нашей туе, и она перелетела на ее ветку. Теперь она показалась нам во всей красе! Вся моя семья любовалась ею! С помощью приложения Google Объектива в телефоне мы определили, что это Махаон - дневная бабочка из семейства парусников (лат. Papilionidae).
Фото 11 и 12. Превращение бабочки
Фото 13 и 14. Бабочка на воле
Фото 15. Пустой кокон
Позже я прочитала, что Махаон относится к числу самых красивых бабочек нашей страны. Название дано ей по имени одного из героев греческих мифов – врача Махаона. К сожалению, сейчас Махаон во многих местах стал редким. [3]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате наблюдений и изучения литературы можно сделать выводы о том, что моя гусеница была уже взрослая, поэтому она так быстро окуклилась. Это был второе поколение бабочек – август – сентябрь. Моя гусеница была обнаружена на типичном для ее среды обитания растении – листьях петрушки. Предполагаю, что быстрое по времени превращение куколки в бабочку произошло из-за того, что погода была очень теплой и влажной.
Я выполнила поставленные в начале проекта задачи:
Нашла и прочитала информацию о жизни и размножении бабочек.
Создала гусенице условия для жизни и дальнейшего развития.
Вела ежедневные наблюдения за насекомым, записывала наблюдения и фотографировала его.
Мы определили, что это была гусеница, куколка и бабочка Махаона.
Я сделала рисунки стадий развития бабочки и использовала их в проекте.
Цели этого проекта были достигнуты.
Но так как мои наблюдения прошедшим летом были только на стадиях личинки, куколки и имаго, то хотелось бы в следующем году увидеть яйца и маленькие личинки, которые отличаются от взрослых внешним видом. Поэтому есть следующая цель – провести наблюдение за полным циклом развития бабочки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
Константинов В. М., Бабенко В. Г., Кучменко В. С. Биология: 7 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений //М.: Вентана-Граф. – 2009.
Павлинов И. Я. Полная иллюстрированная энциклопедия животных для детей. – 2006. – 368 с.
Плешаков А. А. От земли до неба: атлас – определитель: пособие для учащихся общеобразоват. учреждений //– 10-е изд. – М.: Просвещение, 2009. – 222 с.
Электронные источники:
МЕТАМОРФОЗ // Большая российская энциклопедия. 2017. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://old.bigenc.ru/biology/text/2208139.
Метаморфоз насекомых // Википедия. 2022. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/?curid=282147&oldid=124190097.
Пестициды.ru. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.pesticidy.ru.