Пауки-эндемики Омской области

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Пауки-эндемики Омской области

Рагулина В.М. 1
1БОУ г. Омска "Гимназия №19"
Филиппова О.В. 1Монтина И.М. 2
1БОУ г. Омска "Гимназия №19"
2ФГБОУ ВО «ОмГПУ»
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

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

Пауки

Насекомые

класс, к которому относятся Archinda

класс, к которому относятся Insecta

имеют 8 ног (4 пары) и 8 глаз

имеют 6 ног (3 пары) и два глаза

две части тела (головогрудь и брюшко)

3 сегмента тела: голова, грудь и брюшко

нет крыльев

есть крылья

нет усиков

есть усики

плетут паутину

не умеют плести паутину

укусы могут быть смертельны

укусы могут быть болезненны, разносят болезни

подавляют добычу исключительно ядовитыми клыками

используют различные методы хищничества или кормления: жевание, сосание или прокалывание

охотятся на насекомых

могут питаться растениями и другими 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.

Название

Описание

Дата и время отлова

Место обитания

1

Метеллина сегментированная (или метеллина разукрашенная)

Длина тела самки – 5-8 мм, самца – 4-6 мм. Самый распространённый вариант окраски – светло-жёлтые или бежевые головогрудь т лапки, на брюшке – рисунок в виде белой или светло-серой ёлочки, окаймлённой коричневым пятном. На лапках – выраженные длинные отдельные щетинки. Передние конечности у них значительно удлинены по сравнению с задними. Пауки остаются активными до холодов. Характерная поза паука – вытянутые вперёд две передние пары конечностей.

Эти пауки предпочитают открытые места обитания, встречаются по краям леса или в садах. Взрослые особи появляются во второй половине лета (с августа), живут до самых холодов (по октябрь), за что заслужили название осенних пауков.

Большинство ловчих сетей построены низко над землей.

Плетёт паутину округлой формы с круглым отверстием в центре, где большую часть времени в течение дня сидит паук.

Опасности для человека не представляет.

Метеллины изучены не слишком хорошо.

07.07.2023

09.00

огород, яблоня

2

Крестовик сибирский

Размер от 3 до 25 мм, брюшко округлое, ноги со многими шипами. Добычу ловят благодаря ловчим сетям, сочетая тактику укуса и пеленания. В качестве мест обитания выбирают места, где большое количество влаги и мало солнечного света. Крестовик весьма прожорлив и может съесть за раз до 8 насекомых среднего размера. Если же он не голоден, то, опутав добычу паутиной, прячет ее в укромное место.

Распространение – юг Сибири и Дальнего Востока.

17.08.2023

21.00

летняя беседка

3

Стеатода крупная или стеатода толстая

Большой паук, обитающий в лесах, близкий родственник паука каракурта. Всего в семействе насчитывается 87 родов и около 2 250 видов.

Длина тела самки – 7-10 мм, самца – 5-6 мм. Брюшко самок круглое, блестящее, коричневого цвета с фиолетовым отливом, часто почти чёрного со слегка красноватыми пятнами, у самцов – вытянутое с белыми пятнами. Цвет коричневый с фиолетовым отливом, часто почти чёрный с белыми или розоватыми метками.

Стеатоды встречаются как в лесных чащах, так и в человеческих жилищах. Они ведут ночной образ жизни, так как слабо переносят солнечный свет. Днем пауки прячутся в затемненных местах (дупла старых деревьев, расщелины, трещинки), а ночью выходят на охоту. Пищей им служат небольшие насекомые, главным образом мухи. Для ловли мух пауки используют ячеистые ловчие сети с клейкими «капельками». Некоторые сети могут быть до 4-5 метров в длину. Свою жертву стеатоды убивают посредством яда. Яд проникает сквозь хитиновый покров и превращает внутренности жертвы в питательный раствор в течение 5-30 секунд. «Обед» у паука занимает не более 20 минут.

Стеатоды встречаются в Европе, Азии, Северной и Южной Америке. Обычно они предпочитают селиться рядом с человеком, отдавая предпочтение деревянным постройкам.

Стеатоды редко нападают на человека, но, тем не менее, они представляют для него некоторую опасность. В основе их яда лежит нейротоксин. В больших дозах (которыми к счастью паук не обладает) этот яд способен вызвать у человека полный или частичный паралич. Укус стеатода действует смертельно на птиц, лягушек и даже на пиявок. Для кошек и кроликов три миллиграмма яда на каждый килограмм веса тела являются смертельной дозой.

Для человека не опасен, однако место укуса опухает и краснеет, может появиться отёк.

08.08.2023, 23.00

теплица

4

Крестовик обыкновенный

Третье по числу видов семейство пауков, включают около 3000 видов, объединяемых в 170 родов. Длина тела самки – 20-25 мм, самца – 10-11 мм. Паук получил своё название благодаря рисунку на верхней части брюшка, напоминающему крест. На головогруди, покрытой прочным головогрудным щитом, имеется 8 глаз. Чаще всего коричневого цвета, несколько раз крестовик линяет. Это не слишком подвижный паук. Однако маленькие паучки перемещаются с места на место, планируя на паутине, при этом они способны преодолевать расстояние до 300-400 км. Ведет исключительно одиночный образ жизни. Сети плетут только самки и крепят их к ветвям деревьев и кустарников на небольшой высоте. Интересно, что в паутине крестовика всегда 35 витков спирали, 39 радиусов и 1245 точек прикрепления радиусов к спирали, а также идеально равные промежутки между отдельными витками паутины и строго одинаковые углы между радиусами.

Питается крестовик насекомыми, попадающими в сети, такими как осы, пчелы, мухи, бабочки. Крестовики кусают редко. Яд у них не слишком сильный, однако опасен для аллергиков.

Семейство очень широко распространено по всему свету, вид распространен по всей Европе и в некоторых регионах Северной Америки. Предпочитает сосновые и елово-буковые леса, лесополосы, сады и живые изгороди, реже селится на лугах, полях, встречается в домах небольших населенных пунктов.

22.07.2023,

08.30

под крышей дачного домика, в тени

5

Сенокосец обыкновенный

По внешнему виду сенокосцы напоминают пауков, но отличаются от них сегментированным брюшком, соединенным с головогрудью широким основанием. Тело небольшое, яйцевидное, длиной от 1 до 22 мм. Ноги очень длинные, достигают размеров до 16 см. Самец и самка сильно отличаются друг от друга строением тела. Хелицеры, или челюсти, самцов имеют крупные конические выросты на втором членике. На спине у самок имеется темное седловидное пятно с белой окантовкой. У самцов это пятно не окантовано. Окрас тела варьирует от светло-серого до коричневого. В отличие от пауков имеют всего два глаза.

Сенокосцы ведут преимущественно сумеречный и ночной образ жизни. Их можно наблюдать в характерной позе с широко раскинутыми ногами. В отличие от пауков, они никогда не плетут паутину. Питаются эти паукообразные мелкими насекомыми и растительной пищей. В случае опасности выделяют пахучее вещество с резким запахом, чем отпугивают врагов. При продолжении нападения сенокосец легко расстается со своими конечностями, оторванная нога может подергиваться около получаса. Ранка же на теле мгновенно затягивается. Это свойство называется автотомия — способность в случае опасности отбрасывать какую-то часть своего тела. Сенокосцы, потерявшие часть ног, — довольно частое явление. Но их конечности, к сожалению, не восстанавливаются. Для человека это паукообразное не опасно, вместе с тем приносит неоценимую пользу, уничтожая многие виды насекомых-вредителей, а также поглощая и перерабатывая отходы и разлагающуюся органику.

По данным на 2019 год, в мире насчитывается более 6650 видов сенокосцев, подразделенных на 4 подотряда. На территории России встречается более 60 видов. Распространены практически повсеместно. Встречаются в самых разнообразных местах — от лесов и лугов до пустынь. Сенокосец обыкновенный обитает на лугах, сухих газонах, в садах, по обочинам дорог.

25.08.2023, 19.00

дачный домик, кухня

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 ______________

1

Ты встречал пауков?

да

 

нет

     

2

Ты боишься пауков?

да

 

нет

     

3

Как ты думаешь, пауки:

вредные

 

полезные

 

не знаю

 

4

Паук – это насекомое?

да

 

нет

 

не знаю

 

5

Паук – это хищник?

да

 

нет

 

не знаю

 

6

Что ты чувствуешь при виде паука?

отвращение

 

страх

 

любопытство

 

7

Что ты сделаешь при виде паука?

убегу

 

раздавлю

 

стану наблюдать

 

8

В какое время суток пауки наиболее активны?

утром

 

днём

 

ночью

 

9

На какой из этих вопросов ты бы хотел получить ответ

мой вопрос: _______________________

- почему пауки не прилипают к своей паутине?

- какой паук смертельно опасен для человека?

- где обитают пауки?

 
Просмотров работы: 121