Введение
Все мы знаем, что с восходом и заходом солнца связаны сон и пробуждение живой природы. Я живу за городом, в селе Большие Харлуши. Люблю гулять в лесу и наблюдать за поведением его обитателей. Приход весны –связан с прилетом грачей- первых вестников весны .Последние два года я заметила, что количество перелетных птиц, резко сократилось. В этом году в нашем лесу, в родные края прилетело только десять пар грачей. Мне захотелось выяснить, почему грачей стало так мало?
Цель моего проекта: выяснить, какие абиотические факторы внешней среды, влияют на поведение живых организмов.
Задачи:
Изучить научную литературу, посвящённую данной проблеме;
Выяснить, какие факторы влияют на поведение живых организмов;
Проверить актуальность народных примет, связывающих фенологические явления и поведение живых организмов.
Установить, как деятельность человека влияет на сокращение численности грачей.
Объект исследования: Грачи.
Предмет исследования: Сезонные изменения в поведении перелётных птиц.
Гипотеза: Может ли фотопериодизм быть главной приспособленностью реакцией живых организмов?
Метод: исследовательский
Изучение литературы по теме.
Заполнение дневника фенологических наблюдений.
Анализ влияния абиотических и антропогенных факторов на поведение перелетных птиц.
Познакомится с особенностями методики наблюдения за птицами.
1.Теоретическая часть
1.1История села Большие Харлуши
Первые упоминания о поселении Харлушево описано в 1763 г. по фамилии его первого поселенца (имя не известно). Село расположено в Сосновском районе .Из литературы я узнала, что он расположен в лесостепной зоне. Леса смешанные, встречаются в основном березы, осины, ольха, вяз, рябины .Есть даже сосновый бор .Территория представляет собой холмисто-увалистую равнину. Климат умернно-континентальный, с сухим летом и холодными зимами. Центр поселения расположен на высоте 262 м над уровнем моря. В наших лесах можно встретить большое разнообразие, как перелетных, так и зимующих птиц - снегири, синицы, щеглы, дятлы, рябчики, поползни, совы, сороки и другие птицы. территории
Наблюдая в течение сотни лет наиболее характерные , чаще всего повторяющиеся явления в природе и связанное с ними поведение животных и растений , опытный глаз человека отыскал таких предвестников , которые позволяли ему строить правильные долгосрочные прогнозы . Особенно важным были прогнозы на весну , которая строила весь урожай , определяло лето и осень . Так, дружный , ранний возврат перелетной птицы в родные края указывал , что весна будет теплая , дружная . Если птицы устраивали гнезда на солнечной стороне , это предвещало холодное лето По позднему цветению рябины судили о долгой осени .
Интерес к выбранной теме связан, с тем, что за последние два года количество перелетных птиц резко сократилось. По огромным, черноземным полям весной можно встретить лишь небольшое число пар грачей, собирающих вредных насекомых. Мне стало интересно понять, какие факторы внешней среды привели к тому, что птиц становится все меньше и меньше.
Ещё в древности люди стремились перенять у природы и использовать в своей деятельности всё полезное. Замечая эти изменения, человек научился предсказывать погоду на ближайшее время и даже строить долгосрочные прогнозы.
.Интерес к выбранной мною теме связан еще и с тем, что на территории нашего поселения находится Харлушевский Государственный природный заказник, где встречается огромное разнообразие не только птиц, но и животных : косули ,кабаны, белки ,барсуки , кроты ,ежи и другие животные.
1.2Факторы среды и их классификации.
Тела и явления природы способные взаимодействовать, с организмом, называется экологический фактор.
По характеру их воздействия их различают:
- Абиотические – факторы неживой природы (температура, свет, вода, воздух, ветер и тд.)
- Биотические – факторы живой природы или влияние одних организмов на другие.
- Антропогенные – факторы человеческой деятельности.
По периодичности их влияния различают:
Факторы, действующие строго периодично (смена времен года).
Факторы, действующие без строгой периодичности ( погодные явления).
Из литературы я узнала, что организмы легче адаптируются к факторам, действующим строго периодично и направленно. Более трудна адаптация организмов к не регулярно периодическим факторам.
Свет основной источник энергии всех процессов на земле. Биологическое действие света обусловлено его спектральным составом, интенсивность, периодичностью освещения. В спектре солнечного света выделяют ультрафиолетовые, видимые инфракрасные лучи.
Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 290 нм губительные для всего живого и задерживаются озоновым слоем атмосферы. Более длинноволновые УФ - лучи обладают высокой химической активностью и в небольших дозах полезны, стимулируется синтез витамина D.
Видимые лучи необходим для нормальной жизнедеятельности большинства животных ( зрение, ориентация в пространстве. У растений – фотосинтез ).
Инфракрасные, это лучи больше 0,75 мкм. Они улучшают у дневных животных цветное зрение и способствуют их активности.
Сезонный ритм – регулируемая фотопериодизмом реакция организмов на изменение времени года.
Увеличение длины светового дня стимулирует у многих животных деятельность половых желез, определяет начало брачного периода и периода гнездования; у растений- образование гормонов образование плодов, цветков и тд.
Укорочение длины светового дня приводит у животных затухание половой функции, накоплению жира, смене покровов ( мех, перья), а так же перелетов у птиц. У растений увеличивается концентрация клеточного сока, затухание образование плодов, цветков и тд.
Способность реагировать изменением физиологического состояния на различное время суток получила название «биологические часы» или биоритмы. Этой способность обладают все виды живых существ.
Эта сезонная цикличность в жизнедеятельности видов выработана естественным отбором как приспособление, позволяющее наиболее полно использовать благоприятный периоды года и с наименьшим ущербом переносить неблагоприятные.
В умеренных широтах наиболее суровое время – зима. Растения и холоднокровные животные переносят ее в неактивном состоянии, в котором сильно повышается их устойчивость к низким температурам.
Подготовка к зиме начинается задолго; к осени происходит накопление жира и смена летнего меха или оперения на более густые зимние.
Часть теплокровных животных впадает в зимнюю спячку (медведи, барсуки, суслики, сурки, летучие мыши, ужи и др.). При этом у них значительная замедляется обмен веществ (хотя и не в такой степени, как у холоднокровных) и снижается температура тела. В спячке животные существуют за счет запасов жира, накопленного летом. Все изменения начинаются заблаговременно, и в период сильных, длительных морозов животные и растения встречаются хорошо к ним подготовленными.
Установлено, что основным регулятором сложных сезонных перестроек состояния организмов является не непосредственная смена годовых температур, а закономерные изменения в течение года длины дня- фотопериодизм.
1.3 Фотопериодизм – как пусковой механизм биологических процессов.
Распространение тех или иных организмов определяют не только свет, влажность и температура, но и другие абиотические параметры среды.
Фотопериодизм - важная приспособительная особенность животных и растений . Укорочение или удлинение продолжительности светлого времени суток является в природе наиболее точным сигналом будущих сезонных перемен , тогда как непосредственный ход температур подвержен сильным колебаниям и может быть обманчивым . Известны продолжительные оттепели среди зимы , а также летние заморозки . Такие временные отклонения обычно не влияют на размножение и поведение растений и животных . Их жизненные циклы ходом естественного отбора приспособлены к более существенным и постоянным годовым колебаниям климата и протекают синхронно с годовыми изменениями длины дня . Фотопериодизм регулирует не только подготовку к зиме , но и другие особенности сезонного поведения организмов. От длины дня зависит сроки цветения у растений, смена шерстного покрова у млекопитающих, миграция птиц, начало брачного сезона, гнездования и т.д.
1.4Методика исследования среды на поведение перелетных птиц на примере грачей.
Исследование велось с помощью бинокля, за семью парами грачей.
Время наблюдения – утренние часы (7 часов), так как в это время птицы наиболее активны.
Необходимо соблюдать определенное расстояние, чтобы не нарушить покой птиц в период гнездования.
Данные фенологических наблюдений заносились в таблицу для дальнейшего анализа.
2.Исследовательская часть.
2.1Влияния природных факторов на поведение птиц.
Актуальность наблюдений за миграциями птиц сегодня состоит в том, что глобальные изменения климата четко отражаются на путях и сроках миграции птиц.
Для организмов характерны следующие механизмы адаптации:
Температура – экологический фактор, влияющий на жизненно важные процессы организмов: рост, развитие, размножение, дыхание. У большинства животных процессы жизнедеятельности протекают при температуре -4 до +40-45°C ( в среднем 15-30°C) .
Влияние температуры на организм связан со скоростью химических реакций, денатурацией белков, ферментов, образование жировой прослойки, а так же перьевого и волосяного покрова.
Для организмов характерны следующие механизмы адаптации к температурному фактору:
Физический – осуществляется через регулирования теплоотдачи. (кожные покровы, жировые отложения, совершенные органы дыхания, кровоснабжения и т.д.).
Химический- регулирование теплопродукцией (постоянная температура тела поддерживается, благодаря интенсивного обмена веществ). Свойственно гомойотермным животным (теплокровным).
Поведенческий – осуществляется по средству выбора организмами предпочтительных положений (солнечные или затемненные места, укрытия).
Адаптация к температуры осуществляется через размеры и форму тела. Существует зависимость между температурой окружающей среды и морфологическими приспособлениями животных.
Правило Бергмана. Для уменьшения теплоотдачи выгоднее иметь крупные размеры и компактные по форме, так как чем крупнее тело, тем меньше его поверхность на единицу массы и наоборот.
Каждый организм имеет определенные приспособления к перенесению пониженных, температур. У птиц состояние полного анабиоза (остановка жизнедеятельности) не наступает, так как они не приспособлены к переохлаждению. У них выработались другие приспособления к перенесению зимнего времени года - сезонные миграции.
Миграция - переселению в более благоприятные условия.
Группы птиц по дальности полета делят на: оседлые, качающие, перелетные.
Грачи относятся к качающим птицам.
Наблюдение за перелетом птиц весной было для наших предков жизненной необходимостью. К примеру, прилет трясогузки совпал с началом ледохода.
Виды, которые не могут прокормиться зимой, откочевывают в более теплые районы. Сезонные перелеты птиц могут совершаться на огромные расстояния. Большинство наших северных птиц зимуют в Индии, Африке, некоторые виды достигают даже Австралии и Новой Зеландии.
2. 2.Анализ зависимости поведения птиц от сезонных изменений на примере грачей.
Ещё в древности люди стремились перенять у природы и использовать в своей деятельности всё полезное. Замечая эти изменения, человек научился предсказывать погоду на ближайшее время и даже строить долгосрочные прогнозы.
Весна это пора активной жизнедеятельности всех организмов: растут и зацветают, растения прилетают птицы, большинство животных дают потомство.
Русский художник А.К.Саврасов изобразил их на известной картине “Грачи прилетели”
Почему я выбрала грачей?
Потому что, это красивые, крупные птицы, которые прилетают самые первые. Оперение у них черное с металлическим блеском, и сильным клювом. Грачи всеядны, так как питаются не только личинками беспозвоночных животных, но также употребляют злаки и другой растительный материал.
Чтобы вести наблюдения с весны 2022 г. мы составили план работы:
Регулярно заполнять дневник фенологических наблюдений.
Познакомится с методикой наблюдения за птицами.
Изучить морфологические особенности грачей.
Подготовить оборудование (термометр, барометр, полевой бинокль).
5. Отметить даты наиболее важных событий (дату прилета, начало строительства гнезд, период насиживания, дата отлета).
6. Сравнить данные фенологических наблюдений марта 2022 и 2023 года и проанализировать какие факторы среды влияют на поведение птиц.
7. Познакомиться с народными приметами
Грач семейство Вороновые ( corvidae). Представители: вороны, галки, грачи.
В результате исследования, мной использовался полевой бинокль, так как с помощью него рассматривать птиц наиболее удобно.
Грачи, это представители семейства corvidae- вороновые. Их ближайшие родственники вороны и галки.
Отряд – воробьинообразные, род – вороны, вид – грачи.
Количество пар грачей сократилось в марте 2023 г. с 15 до 10 пар, по сравнению с мартом 2022 г.
Гнездятся грачи – колониями.
Наибольшая активность птиц - дневная.
Полет - машущий.
У мест гнездование птицы появляются не сразу, обычно спустя две недели.
Гнезда строят - круглые, шаровидной формы (некоторые гнезда служат десятилетиями).
Кладка яиц одна в году.
Интересно, что за птенцами ухаживают оба родителя.
Тип развития - птенцовые. Покидают гнезда в конец мая – начало июля.
Деревья выбирают - высокие и крепкие, преимущественно березы.
.Интересно отметить ,что грачи птицы очень дружелюбные и на одном дереве могут строить гнезда сразу несколько пар.
Для строительства гнезда используют не сухие прутики, а свежие, отламывая их от крупных веток.
Это умные птицы со сложными поведенческими чертами, способные часто подражать друг другу.
Кормятся на пустошах, опушках, полях, уничтожая вредителей полей..
Кормовая база – насекомые, черви, мелкие грызуны.
Данные фенологических наблюдений.:
Дата прилета грачей осталось неизменной 19 марта.
Долгота дня в этот период составила 11,7 часов. На основании этого я сделала вывод, что на поведение перелетных птиц оказывает большое влияние долгота дня.
С середины марта 2022 – 2023 г. дневные температуры составляли от + 1 до + 6 градусов, что является наиболее благоприятным.
Средняя влажность воздуха составила 70%.
Из данных метеорологических сводок, величина УФ достигла значения - 1.
На зимовку грачи улетели 20 октября 2022 и 18 октября 2023 гг. Поздний отлет грачей, скорее всего связан с продолжительной и теплой осенью, в течении двух лет и наличием кормой базы.
В ходе работы было установлено:
Дата прилёта грачей в деревню Большие Харлуши в марте 2022 и 2023 года, осталось неизменной – 19 марта. Связано это с продолжительной осенью ,положительными температурами и наличием кормовой базы.
Увеличение долготы дня в этот период составила почти 12 часов.
Дневные температуры от -1 до +2 С.
Средняя влажность воздуха 70%, осадки в небольших количествах.
Ультрафиолетовый индекс достиг значения единицы.
На зимовку грачи улетели только 20 октября 2022 года, что подтвердило народную примету о сухой и поздней осени .
Анализируя данные фенологических наблюдений, я сделала вывод, что на поведение перелетных птиц ,большое влияние оказывают увеличение продолжительности светового дня, температуры и величины ультрафиолетового света.
Выводы:
1.Изучена литература по теме исследования.
2. Выдвинутая мной гипотеза о том , что фотопериодизм-это главная, приспособительная реакция всех живых организмов на продолжительность светового дня, подтвердилась.
3. Проявление биологических ритмов связано с влиянием сезонных изменений на поведение перелетных птиц.
4. В результате антропогенного влияния, связанное с вырубкой березового леса популяция перелетных птиц резко сокращается.
Заключение
Работа над проектом была увлекательна. Я научилась работать с научной литературой, проводить фенологические наблюдения, анализировать их и делать выводы. Влияние деятельности человека происходит быстрее, чем влияние других факторов среды. Массовые вырубки берез, распашка земель, осушение болот, строительство целых микрорайонов оказывает отрицательное воздействие на живую природу. Мест для гнездований птиц практически не осталось. Работа по озеленению города решила бы вопрос, для многих наших пернатых друзей. Работу я хотела бы продолжить в направлении изучения певчих птиц Сосновского района.
Многие народные приметы, о которых я слышала и читала в книгах, подтвердились и сейчас актуальны в нашей жизни. Биологическая роль грачей велика. Они уничтожают вредителей лесов, садов, полей (гусениц, клопов, долгоносиков и т.д.)
Приложение №1
Приложение №2
Народные приметы
- Если грачи прилетели до 14.03 (день Евдокии – Плющихи) быть лету мокрому, а снег сойдет рано.
- Грачи пасутся на траве – быть дождю.
- Стая грачей вьётся над гнёздами – к перемене погоды.
- Купание грачей в реке обещает ухудшение погоды.
- Чем выше эта птица строит свое гнездо на дереве, тем лучше ожидается лето.
- Дружный отлет птиц и поздний листопад предупреждал о зиме продолжительной, а на теплую зиму пчелы оставляли леток открытым.