XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Пауки-эндемики Омской области

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Рагулина В.М. 1

---

1БОУ г. Омска "Гимназия №19"

Филиппова О.В. 1Монтина И.М. 2

---

1БОУ г. Омска "Гимназия №19"

2ФГБОУ ВО «ОмГПУ»

Работа в формате PDF

215.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

В следующий раз, когда вы увидите паутину, пожалуйста, сделайте паузу и присмотритесь. Вы увидите один из самых высокоэффективных материалов, известных человеку.

Шерил Ю. Хаяши

Введение

Актуальность исследования

Почему меня заинтересовала тема пауков? Весной в школьной библиотеке я увидела и взяла почитать книгу венгерского писателя Эрвина Турчани «Восьминогие охотники». Вместе с героем книги — девятилетним школьником Лаци я стала свидетелем увлекательной охоты и жизни пауков на чердаках, на цветочных лугах, в кустарниках, на берегу реки и в воде озёр. Книга произвела на меня такое сильное впечатление, что мне стало интересно узнать побольше о её героях – пауках, тем более что близились летние каникулы.

Пауки вызывают у человека противоречивые чувства – от страха до восхищения. Это необычные существа, способные изготовлять один из самых прочных в мире материалов – паутину.

Пауки – многочисленная и разнообразная группа хищных членистоногих, являющихся наряду с клещами одним из наиболее обширных отрядов класса паукообразных. Пауки населяют пять из шести континентов и обитают в различной среде, от пустынь и тропических лесов до арктической тундры и городов. Некоторые виды пауков живут в воде. В подземных гротах и пещерах также обитают особые виды пауков.

На данный момент насчитывается более 42000 видов пауков, список которых ежегодно пополняется. Распространение и большая численность представителей этого отряда говорит о их значимости в природе в качестве регуляторов численности различных насекомых. Они истребляют огромное количество насекомых и ограничивают численность вредных видов, пауки используются для борьбы с вредителями растений. Некоторые виды пауков имеют узкую пищевую специализацию, но большинство неприхотливы и питаются представителями почти всех отрядов насекомых, а также некоторыми видами клещей. Наиболее подробно изучено значение пауков в истреблении вредных насекомых.

Кроме того, отдельные группы пауков уничтожают большое количество членистоногих – переносчиков опасных заболеваний человека, в частности, комаров. Пауков используют в качестве биологического метода борьбы с вредными для человека насекомыми. Пауки, используя паутину, способны уничтожить количество насекомых, в 50 раз превышающее их пищевые потребности.

Энде́мики(от греч. ἔνδημος – местный) – это виды, семействаживотных и растений, ограниченные в своём распространении относительно небольшой географической областью. В Сибири и Омской области, в частности, встречаются крестовики и сенокосцы.

Объект исследования – пауки (отряд Araneae) в их естественной среде обитания.

Предмет исследования – изучить распространение и жизнедеятельность пауков в Омской области.

Проблема исследования: В связи с изменением климатических условий в Сибири (г. Омск), происходит изменение фауны. Отразилось ли это на семействе паукообразных?

Цель исследования: выявить пауков-эндемиков, представителей фауны Омской области близ деревни Гауф (Азовский немецкий национальный район).

Гипотеза исследования. В нашем исследовании мы исходим из следующего предположения: пауки – отряд членистоногих, распространенных повсеместно и неприхотливых к местообитанию; виды, обитающие в Омской области не отличаются по разнообразию.

Задачи исследования:

1. Познакомиться с историей происхождения пауков.

2. Изучить отличие паукообразных от других членистоногих,особенности их жизни и многообразие.

3. Пронаблюдать за пауками, выявить особенности строения паутины.

4. Собрать коллекцию пауков.

5. Воспользовавшись определителем [1], сделать атлас.

6. Описать найденные виды. Проанализировать полученные результаты.

7. Оформить результаты исследования в виде научного доклада и представить мультимедийную презентацию.

В ходе исследования я использовала следующие методы:

1. Теоретический (сбор и анализ литературы по теме исследования).

2. Наблюдение.

3. Анкетирование.

4. Ручной сбор пауков для коллекции.

Примерная продолжительность исследования – июнь–ноябрь 2023 года.

Исследование включает пять этапов:

1 этап: Сбор информации по теме.Анкетирование.

2 этап: Сбор коллекции пауков.

3 этап. Обработка, систематизация и анализ собранной информации и своих наблюдений.

4 этап: Составление доклада и разработка мультимедийной презентации.

5 этап: Выступление с докладом.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Из истории происхождения пауков

Пауки живут на свете с незапамяных времён. Предполагается, что пауки произошли от небольших морских паукообразных, которые жили на дне океана примерно 400 миллионов лет назад. С течением времени и изменением условий среды пауки стали приспосабливаться к жизни на суше. Это были едва ли не первые животные, освоившие сушу. Отличались они несколько более «членистым» строением: так их брюшко и грудь еще не полностью слились и на них были вполне различимы отдельные сегменты (рис. 1). Кроме того, эти древние «первопауки» не умели плести сети, хотя паутину производить уже могли.

Рис. 1. Древнейший из известных видов пауков - Attercopus fimbriunguis

Пауки развивались быстро и уже 300-320 миллионов лет назад они значительно размножились, увеличились в размерах и практически утратили членистое деление брюшка и головогруди. Ученые предполагают, что в этом периоде они должны были быть весьма крупными, потому что насекомые в каменноугольном периоде имели размах крыльев до метра, следовательно, и хищные членистоногие, охотившиеся на них, могли достигать сопоставимых размеров, но таких больших пауков пока не найдено.

Самый крупный из известных сейчас ископаемых пауков называется Nephila Jurassica (нефила юрская) был размером с блюдце, примерно 15 см и обитал в юрском или динозавровом периоде. Современные представители этого рода – кругопряды живут во влажных тропических лесах Африки, Азии и Мадагаскара и охотятся на птиц. Самое удивительное, что этот паук практически ничем не отличается от современных родственников. Так что уже 165-180 миллионов лет назад древние пауки приобрели современный облик и с тех пор изменились мало.

В процессе эволюции пауки развили клещевые железы для производства специальной клеевой субстанции — паутинки. Паутина стала основным средством ловли добычи и использовалась также для создания убежищ и строительства гнезд. Эта новая адаптация позволила паукам развиться в исключительных охотников и повысила их шансы на выживание в сухопутной среде. С течением времени пауки разнообразились и приобрели различные формы, размеры и способы жизни.

1.2. Отличие паукообразных от других членистоногих и классификация

Насекомые и пауки – это животные, которые относятся к типу членистоногих с суставными ногами и экзоскелетом. Однако в отличие от насекомых, тело которых состоит из трёх частей – головы, груди и брюшка, у пауков их только две – брюшко и головогрудь. У большинства видов эти части соединены тонким переходом, так что можно сказать, что пауки обладают очень изящной талией.

Таблица 1

Различия между пауками и насекомыми

1.3. Особенности строения паутины

Поскольку именно паутина сделала пауков такими, какие они есть, то остановимся кратко на свойствах паутины и на том, как пауки её используют. Паутина – уникальное изобретение природы. Учёные-арахнологи выделяют в ловчих сетях большинства пауков каркасные, вспомогательные, радиальные нити (рис. 4).

Рис. 4.Фрагмент колесовидной ловчей сети паука

Паутина вырабатывается в специальных паутинных железах внутри паучьего тела. Паук подаёт паутинный раствор из паутинных желёз через специальные прядильные трубочки к паутинным бородавкам, расположенным снаружи.

Паук выдаёт из паутинных бородавок сразу несколько тонких нитей, параллельных друг другу, которые переплетает в одну – более толстую и прочную толщиной около 0,15 миллиметров, но бывает и значительно более тонкая. Хотя прочность паутины при этом невероятная! Если из того же материала скрутить нить толщиной хотя бы в миллиметр, то такая паутина могла бы выдержать груз массой до 260 килограммов. Для сравнения – стальная струна такой же толщины выдержит в лучшем случае половину этой массы.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Результаты и анализ анкетирования обучающихся

В сентябре 2023 года было проведено анкетирование обучающихся 4-го и 10-го классов (приложение). Респонденты отвечали на одни и те же вопросы. Как видно из диаграмм, большинство респондентов испытывают чувство любопытства при виде пауков, но младшие школьники предпочитают наблюдение, а старшеклассники – желание убежать.

Последний вопрос анкеты предоставлял ребятам возможность сформулировать в свободной форме свой вопрос, на который хотелось бы получить ответ.

2.2. Описание хода и результатов эксперимента

В нашем исследовании использован метод изучения пауков: ручной сбор с помощью стеклянных флакончиков. Собирали в дневное время и вечернее время, потому что жаркими днями только немногие виды активно охотятся: у многих пик активности сдвинут на ночь.

Опыт показал, что тёмные сумерки и 1-2 ч после наступления темноты — наиболее уловистое время.

После того как материал был принесён домой, для дальнейшего изучения и составления коллекции пауки помещались в 70% спиртовой раствор в стеклянные флаконы и герметично закрывались крышками.

Сразу же были сделаны временные этикетки с указанием даты сбора, времени и места. Хранили материал в местах, где нет прямого солнечного света.

Сбор и наблюдение за пауками осуществлялись в разное время суток в течение июля–октября. Наиболее интересные экземпляры были собраны в коллекцию. Затем на кафедре биологии и биологического образования Омского государственного педагогического университета их сфотографировали специальным электронным микроскопом и при помощи специальных таблиц-определителей классифицировали, определив семейство, род и вид.

На основе собранных материалов составили атлас.

Заключение

В результате проведённого исследования было подтверждено присутствие в Азовском районе Омской области характерных для нашей климатической зоны пауков-эндемиков, которым относятся:

1) крестовик сибирский;

2) крестовик обыкновенный;

3) сенокосец обыкновенный.

Выполнены задачи исследования:

1. Познакомились с историей происхождения пауков.

2. Изучили отличие паукообразных от других членистоногих.

3. Пронаблюдали за пауками, за особенностями строения паутины.

4. Собрали коллекцию пауков.

5. Воспользовавшись определителем, сделали атлас.

6. Описали найденные виды.

Гипотеза исследования, заключающаяся в предположении, что виды, обитающие в Омской области не отличаются по разнообразию, полностью подтвердилась. Эти же виды уже в течение 3-х лет наблюдают студенты-биологи Омского педуниверситета во время полевых практик.

Однако были обнаружены два вида пауков, не характерных для климатической зоны Омской области:

1) Метеллина сегментированная. Этот вид характерен для Республики Беларусь.

2) Стеатода крупная. Этот вид распространен в Казахстане.

Их появление можно объяснить, во-первых, наблюдающимся в течение ряда лет изменением климата и, во-вторых, они могли быть завезены к нам с сельскохозяйственной продукцией.

Список литературы и интернет-источников:

1. Ажеганова Н.С. Краткий определитель пауков (Aranei) лесной и лесостепной зоны СССР : научное издание / ред. Б. Е. Быховский. – Акад. наук CCCР, Зоол. ин-т. - Л. : Наука, Ленингр. отд-ние, 1968. - 149 с.

2. Бельчикова Е. Необычная симметрия / https://www.techinsider.ru/science/651963-eksperiment-na-mks-ukazal-na-strannuyu-osobennost-paukov

3. Видеофрагмент: паук плетёт паутину / URL: https://www.youtube.com/watch?v=4J5kArP5gAE

4. Класс паукообразные / URL: https://studarium.ru/article/63 (дата обращения 12.11.2023)

5. Лозовская Е. Загадки паутины / URL: https://www.nkj.ru/archive/articles/4058 (дата обращения 12.10.2023)

6. Марусик Ю. М. Пауки Сибири и Дальнего Востока России / Ю.М. Марусик, Н. М. Ковблюк – М.: Т-во научн. изданий КМК, 2011 – 344 с.

7. Семенова Л. Пауки: познавательная иллюстрированная энциклопедия для всей семьи. – М.: Эксмо, 2023. – 144 с.

8. Турчани Э. Восьминогие охотники. – Будапешт, 1966. – 42 с.

9. Хаяши Ш. Великолепие паучьего шелка / URL: https://www.english-video.net/v/ru/1296 (дата обращения 12.10.2023)

10. Энциклопедия с развивающими заданиями «Большие пауки». – М.: СИМБАТ, 2021. – 48 с.

Приложение

Анкета

Пожалуйста, укажи класс, в котором учишься ______________