XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Насекомые-пластикоеды. Изучение личинок жуков зофобасов.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кокунин Т.И. 1

---

1ГБОУ г. Москвы «Школа № 1498 «ММШ», 1Е класс

Смирная Н.А. 1

---

1ГБОУ г. Москвы «Школа № 1498 «ММШ»

Работа в формате PDF

846.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Осенью я защищал проект про муравьёв. В процессе изучения жизни муравьев мы узнали про личинок жуков зофобасов и задались вопросом: а что если объединить усилия муравьев по очистке своего дома от пенопласта и ферменты личинок жуков зофобасов в одну эко-систему, которая будет очищать нашу экологию?

По возвращению домой я решил изучить, что же представляют из себя эти гусеницы?

Цель моего проекта: убедиться, что личинки жуков зофобасов могут переваривать пенопласт без вреда своему здоровью.

Задачи:

• Провести наблюдение за жизнью личинок жуков зофобасов.

• Выяснить чем питаются гусеницы жуков зофобасов.

• Убедиться, что личинки могут расщеплять пенопласт.

Зофобас — вид жуков из семейства чернотелки. Одно из крупнейших семейств в отряде жесткокрылых. Оно насчитывается примерно 20 тысяч видов, среди них около 1000 в фауне нашей страны. Обычно считают, что название «чернотелка» от цвета самих жуков. Но не все жуки в этом семействе черные. Есть особи со светлым рисунком. Многие виды чернотелок являются ночными и избегают света. Некоторые источники склоняются к тому, что название «чернотелка» именно от этого.

Зофобас распространен в Центральной и Южной Америке. Жуки достигают размеров 30-35 мм длиной, личинки до 60 мм длиной, толщиной 5-7 мм и массой до 1.5 г.

Длина тела личинки до 70 мм. Тело личинок преимущественно длинное, полу цилиндрическое. Покровы тела сильно и равномерно склеротизованы, глянцевые на вид, реже матовые. Окраска личинок варьирует от светло-желтой и оранжево-желтой до коричнево-бурой и почти чёрной. Голова более или менее гипогнатическая. Глазки расположены по бокам головы у основания усиков.  Брюшко состоит из 10 сегментов.

Личинки зофобаса – одна из самых популярных кормовых культур среди террариумистов и других заводчиков. Кормят зофобасом практически всех: рептилий, птиц, млекопитающих, паукообразных, насекомых, часто используют в рыбалке. Даже человек спокойно может есть жареных зофобасов. Может, как раз поэтому на английском языке их прозвали «суперчерви».

Но в последнее время к личинкам зофобаса огромный интерес со стороны учёных. Они обнаружили, что личинки зофобаса способны поедать пластик и перерабатывать его. Это открытие сделали специалисты Австралийского университета Квинсленда. Ученые заметили, что в кишечниках личинок жуков Zophobas morio есть особые ферменты, способные переваривать полистирол.

Полистирол – это широко распространенный вид пластика: из него делают упаковку, одноразовые столовые приборы и коробки для компакт-дисков. Этот материал довольно сложно переработать, из-за чего он чаще всего он попадает на свалки и в океаны. Там пластик наносит вред местным экосистемам.

Учёные Австрийского университета проследили за состоянием личинок зофобасов в течение трех недель. Они разделили их на три группы. Одну группу подкармливали отрубями, другую — пенопластом, а третью держали без пищи. В итоге насекомые, которые питались пенополистиролом, выглядели и вели себя совершенно нормально и даже немного набрали массу в сравнении с голодавшими. В свой срок они завершили жизненный цикл, превратившись в куколки, а затем и во взрослых особей. Все это указывает на то, что личинки благополучно усваивали органику даже питаясь пенопластом.

Так ученые из Якутии, исследующие насекомых-пластикоедов, создали социально значимый экологический стартап. В ксенобоксе расположили 3 отделения с жуками, в каждом разместили по 300 особей Zophobas morio. Этого количества достаточно, чтобы обеспечить семье из 3-4 человек переработку бытового пластика: пакеты, упаковки из полистирола, пенопласта и полиэтилена.

Практическая часть.

Мои наблюдения начались с поиска, где найти личинок зофобасов. Ни в одном зоомагазине в Москве они не продаются. Оказалось, что нужно искать в специализированных точках экзотики. Там гусеницы продаются в качестве корма.

При покупке личинок я увидел и захотел приобрести ещё одних интересных гусениц. Они были в 2 раза меньше зофобасов и отличались своей яркой зеленой окраской. Это оказались гусеницы табачного бражника.

Дома мы разделили гусениц жуков зофобасов на 2 группы: в первой группе гусеницам положили в качестве корма овсяные хлопья, второй группе мы дали пенопласт.

Изучение питания гусениц жуков зофобасов.

Пока я ждал превращения жуков из личинок, я решил проверить что же предпочитают больше гусеницы зофобасов. В течении двух недель я клал различную пищу гусеницам. Результаты оформлены в таблицу.

Таким образом, я сделал вывод, что личинки жуков зофобасов предпочитают растительную и белковую пищу.

Опыт с переработкой пенопласта.

Когда мы впервые увидели, как гусеницы жуков зофобасов едят пенопласт, я сразу же по возвращению домой положил куски пенопласта в формикарий. Муравьи отреагировали на инородное тело с осторожностью. Когда привыкли к нему - не обращали на него никакого внимания.

На тот момент у меня уже подросли гусеницы табачного бражника. Я решил им так же дать пенопласт. Абсолютно никакого интереса гусеницы к такой пище не проявили.

Гусеницы же жуков зофобасов, у которых лежал пенопласт, в первый же день активно сделали в нём ходы. Через 7 дней пенопласта стало значительно меньше.

Через 2 недели гусеницы зофобасов, питающиеся пенопластом, немного увеличились в размере, несмотря на то, что другой еды, кроме пластика им не давали. Мы сравнили их с гусеницами зофобасов, которые питались белковой пищей, по размеру и активности гусеницы оказались одинаковыми.

Результаты оформили в таблицу.

Это доказывает, что личинки жуков зофобасов действительно могут переваривать полистирол и критический вред здоровью гусениц такая пища не несёт.

Опыт окукливания личинок

Так как параллельно я исследовал гусениц табачного бражника, у которых некоторые особи за 2 недели уже превратились в куколки, я решил провести опыт с разведением жуков зофобасов при питании пенопластом.

После двух недель кормёжки гусениц, я взял из каждой группы по одной личинке для окукливания.

Мы изучили, что для получения куколки нужно посадить упитанную личинку в очень маленькую емкость. Зофобасы никогда не окукливаются, если чувствуют, что рядом кто-то находится. Так мои гусеницы стояли на подоконнике 9 дней.

В первые три дня они вели себя активно. Пытались выбраться из пробирок.

На четвертый день они замерли. На 9 день личинка зофобаса, питающаяся пенопластом, сбросила шкурку и превратилась в куколку.

Только еще через 3 дня вторая гусеница, которая до отсадки жила в овсяном субстрате, тоже превратилась в куколку.

Таким образом, у меня окуклились гусеницы, которые питались и обычной пищей, и пенопластом. Что еще раз доказывает, что полистирол не убивает данный живой организм.

На самом деле, ранее аналогичную способность переваривать полистирол при помощи микрофлоры продемонстрировали некоторые другие насекомые —личинки большой восковой огневки, личинки мучных хрущаков. Однако зофобасы, как инструмент утилизации пенопласта, выглядят более перспективными. Они крайне устойчивы, просты и дешевы в разведении. И на данный момент эти гусеницы эффективнее других насекомых справляются с переработкой.

Возможно, специалистам понадобится лишь масштабировать уже существующее производство. Я бы хотел в будущем адаптировать жизнь гусениц зофобасов на пластиковых островах. Ведь каждый год в Мировой океан попадает 8 млн тонн пластика. Ученые посчитали: если не принимать мер, к 2040 г. в воде ежегодно будет прибавляться по 29 млн тонн мусора, а к 2050 г. его станет больше, чем рыбы.

Список литературы:

1. Медведев Г. С., Жуки-чернотелки (Tenebrionidae). Подсемейство Opatrinae, Л., 1968 (Фауна СССР. Жесткокрылые, т. 19, в. 2).

2. https://naked-science.ru/article/biology/lichinki-zhukov-chernotelok-sposobny-poedat-penoplast

3. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1192957

4. https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.000842

5. https://scientificrussia.ru/