XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Магические превращения. Метаморфоза Зофобаса

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Носкова Т.М. 1

---

1МБОУ "СОШ №33" г.Абакан

Грудева Л.И. 1

---

1МБОУ "СОШ №33" г.Абакан

Работа в формате PDF

2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Насекомые - древнейшая и самая многочисленная группа животных. Они появились много миллионов лет назад и очень хорошо приспособились к жизни на Земле. Сегодня известно более 1 миллиона видов насекомых. Но учёные считают, что их на Земле в несколько раз больше.

Насекомых мы можем встретить повсюду: на поверхности земли, в воздухе, в почве, в воде. Эти мелкие животные всё умеют делать: ходить, бегать, прыгать, летать, а некоторые - даже плавать. На теле насекомых заметны тоненькие чёрточки — насечки, поэтому их так и назвали: «насекомые».

Я читала статью про гусениц, которые становятся бабочками. Этот удивительный процесс называется – метаморфоза и включает в себя превращение из одной формы живого существа в абсолютно другую. И мне стало интересно, какие насекомые тоже подвержены чуду полной перестройке (метаморфозе).

Тема метаморфоза насекомых мне показалась очень интересной и при изучении этой темы я узнала, что Зофобасы проходят полную трансформацию. Это насекомое мной выбрано неслучайно, так как у нас жил африканский карликовый ёжик, которого мы кормили этими личинками.

Гипотеза. Можно вырастить имаго Зофобаса (взрослую особь) из личинки в домашних условиях.

Цель работы: Вырастить из личинки Зофобаса взрослого насекомого.

Задачи:

- Наблюдать и фиксировать каждую стадию развития Зофобаса (от личинки до взрослой особи);

- Занести результаты в таблицу;

- Сравнить сроки окукливания и появления взрослой особи на примере 10-ти личинок в искусственно созданных разных условиях содержания.

Методы исследования:

- Сбор информации и материалов

- Личное наблюдение

- Сравнение (анализ результатов)

- Фотографирование

Объект изучения: Zophobas morio (Зофобас)

Сроки проведения исследования: март 2025 – август 2025 года.

Теоретическая значимость проектной работы: Рассказ одноклассникам об удивительном мире насекомых, основанный на личном опыте по выведению взрослой особи Зофобаса из личинки и анализе информации, полученной из заинтересовавших меня литературных источников.

Практическая значимость проекта: создание презентации о чуде перерождения (метаморфозе), которую можно рекомендовать педагогам начальной школы для проведения урока окружающего мира на тему «Насекомые».

1. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИДА

В мире насчитывается около миллиона разновидностей насекомых — по численности они превосходят всех остальных животных, вместе взятых, почти в 4 раза.

Основное внимание уделяется наиболее редким и неожиданным явлениям жизни насекомых.

Размеры насекомых колеблются от гигантов, даже превосходящих крошечных млекопитающих, до почти микроскопических, способных проникнуть сквозь игольное ушко.

Рассматриваются разнообразнейшие формы насекомых и их повадки, которые помогают им выжить, двигаться, питаться и обороняться от врагов, а также размножаться.

Тела насекомых, как правило, состоят из трех частей, у всех насекомых имеются три пары ног. Некоторые насекомые не имеют особых названий и упоминаются в книге под их видовыми латинскими именами.

Многое в жизни и повадках насекомых по-прежнему окутано тайной.

Одной из таких тайн является чудо метаморфоз насекомых.

Превращение (метаморфоз) насекомого – это совокупность изменений, происходящих с ним в постэмбриональный период с момента выхода из яйца и до достижения половозрелого состояния.

Кузнечики и некоторые другие виды насекомых появляются на свет из яиц как миниатюрные копии взрослых особей, за исключением того, что у них отсутствуют крылья и органы размножения, которые развиваются позднее.

У других видов насекомых, например у жуков, и мух, молодое насекомое (личинка) ничем не напоминает взрослых особей. Единственная задача личинки-гусеницы — поглощать пищу и расти, перед тем как стать куколкой. В теле куколки происходят коренные превращения, в результате которых она становится крылатым взрослым насекомым.

Выделяют два основных типа метаморфоза:

- Неполный - после яйца насекомое проходит стадии личинки и имаго, что характерно для клопов, прямокрылых, равнокрылых и др.

- Полный - насекомое проходит стадии личинки, куколки и имаго, это свойственно жесткокрылым, чешуекрылым, сетчатокрылым, перепончатокрылым и двукрылым.

Жук Зофобас относится к насекомым с полным превращением (полным метаморфозом).

1.1 Общее описание вида Zophobas morio (Зофобас).

Жук Зофобас (лат. Zophobas morio) относится к семейству чернотелок (Tenebrionidae), классу - насекомых и отряду – жесткокрылых (жуки). Его личинки широко используется для кормления самых разнообразных домашних животных. Их охотно поедают птицы, ящерицы, лягушки, пауки, рыбы, богомолы, ежи и другие насекомоядные животные.

В Центральной Америке они используются в пищу местным населением. Личинок жарят, варят и коптят.

В больших количествах этих чернотелок разводят на птицефабриках в качестве корма для птиц.¹

В естественных условиях он селится в дождевых тропических лесах.

Взрослых жуков легко обнаружить под гнилыми стволами упавших деревьев или в лесной подстилке. От них исходит резкий гнилостный запах, поэтому большинство хищных животных стараются держаться от них подальше.

Вид впервые описал в 1776 году датский зоолог Иоганн Христиан Фабриций.

Жук Зофобас и его личинки ведут скрытный образ жизни. Днем они прячутся в своих укрытиях, глубоко зарывшись в подстилку из опавших листьев. Они боятся солнечного света и выходят на поиски пищи только с наступлением ночи.

Их главными природными врагами являются пауки-птицееды (Theraphosidae), сколопендры (Scolopendra) и древесные лягушки (Hylidae).

Взрослые жуки почти полностью утратили способность к полетам (хотя у них есть крылья), но научились очень быстро бегать. При малейшей опасности они спасаются бегством, прячась в ближайшем укрытии.

1.2 Жизненный цикл и размножение.

Жизненный цикл Зофобаса состоит из 4 этапов: яйцо, личинка, куколка и взрослая особь (имаго). (Рис.1)

Рис.1. Жизненный цикл

В тропической и субтропической зоне Zophobas morio размножается круглый год. Наиболее подходящим субстратом для развития личинок Зофобасов в дикой природе служит гуано рукокрылых млекопитающих, в первую очередь летучих мышей, питающихся фруктами.²

Самка откладывает в гуано яйца партиями по 30-50 штук. В течение жизни она откладывает до 1500 яиц.

В зависимости от условий окружающей среды, метаморфоза может занимать разное время.

Рассмотрим все стадии жизненного цикла Зофобаса более подробно:

• Яйцо. Все начинается с яиц (Рис.2), которые имеют длину до 1,5 мм и вытянутую форму. Яйца белого цвета, самка надежно крепит их в древесные расщелины и к стенкам инсектария. Длительность стадии яйца — 8—12 дней.

Рис.2. Яйца жука

• Личинка. Тело личинки имеет цилиндрическую форму и состоит из 12 сегментов (Рис.3), каждый из которых имеет оригинальную окраску: передний край темно-коричневый, центр усыпан многочисленными крапинками, а в целом окраска светло-желтая, песочная. По мере взросления личинки ее головка и хвост становятся более темными. Для передвижения используются три пары ножек и две рудиментарные (недоразвитые) задние ложноножки.

Рис.3. Личинка жука

На личиночной стадии невозможно определить пол.

Внешне личинки похожи на личинок большого мучного хрущака (Tenebrio molitor), но значительно больше и толще их.

Они питаются практически любыми органическими соединениями и обладают волчьим аппетитом, поэтому развиваются очень быстро. За 5-8 недель они вырастают до 6 см в длину. К этому времени они успевают претерпеть около 15-20 линек и перестают расти, но продолжают усиленно кормиться перед окукливанием.

Окукливание происходит в возрасте 11-13 недель

• Куколка Зофобаса достигает в длину 3 см. Она кремовая, с мощными щетинками на спинке. Имеет хорошо сформированные голову, грудь и брюшко из 8 сегментов (Рис.4).

Рис.4. Куколка жука

На стадии куколки развивающиеся половые органы располагаются на последнем сегменте брюшка. У самца они заметно крупнее, нежели у самки, к тому же внешне самцы гораздо крупнее самок.

Перед вылуплением лапки и усики темнеют.

О кукливание происходит в возрасте 11-13 недель и длится около 3-5 недель.

Имаго (взрослая особь). У имаго или взрослого насекомого четко сформировались голова, грудь и брюшко из 6 сегментов (Рис.5). Имаго (взрослая особь) после вылупления становятся сначала белыми, но через несколько часов их окраска меняется на красноватую или светло-бурую. Через двое суток насекомые приобретают стандартную матово-черную окраску с глянцевыми усиками и ножками. Надкрылья (элитры) в ходе эволюции срослись, и жук не может расправить крылья, и как следствие не летает. Вдоль крылышек у них появляются тонкие пунктирные полосы. Тело приплюснутое и покрыто твердым хитиновым покровом. На лапках очень цепкие коготки, благодаря которым жук может висеть на куске яблока и удерживаться на субстракте, наклоненном под углом в 100 градусов. В усиках 11 сегментов. У жуков имеются пигидиальные железы, которые выделяют в целях самозащиты секрет с неприятным запахом. Взрослые жуки вырастают от 18-22мм (характерно для самок) и до 30-35 мм (характерно для самцов). Средняя продолжительность жизни имаго (взрослой особи) — 8-12 месяцев.

Рис.6. Отличие самца от самки

Интересный факт! Половой диморфизм у Зофобасов развит слабо. Зрелые самцы крупнее самок. Их можно безошибочно отличить по передней части головы (есть пятнышко) и по размеру тела. (Рис.6)

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

2.1. Приобретение личинок Зофобасов и сбор материала для обустройства места их содержания.

Так как ранее мы уже покупали личинок Зофобаса для кормления домашнего карликового ежа, то решили купить в этом же зоомагазине для наблюдения 10 личинок разного размера. (Рис.7)

Рис.7 Размеры личинок при покупке

Личинки постоянно находились в движении, и очень сложно было собрать их в одном месте. Интересно было за ними наблюдать, зная о том, что в России они не обитают в дикой природе и их сородичи на воле обитают только в Колумбии или Бразилии.

Для адаптации в новых условиях личинок поместила в контейнер. В качестве наполнителя мной были выбраны овсяные хлопья. (Рис.8)

Рис.8 Контейнер для адаптации с наполнителем

Хлопья в этом случае служат не только субстратом, но и кормом для личинок. В них личинки могут зарываться и чувствовать себя в безопасности. Вместо овсянки можно использовать корм для кошек или собак, кокосовый субстрат, древесные опилки.

На период адаптации в качестве корма были использованы овсяные хлопья и огурцы.

Для дальнейшего содержания были приобретены два пластиковых ведерка и четыре одноразовых пластиковых стаканчика. Как наполнитель использовала смесь овсяных хлопьев и древесных опилок.

Слой 3-5см, что бы Зофобасы могли в нем прятаться.

В ведерки я поместила кору хвойного дерева для имитации настоящего места обитания жуков. (Рис.9)

Рис.9 Место содержания личинок

2.2 Закладывание личинок на окукливание с соблюдением разных условий содержания.

Перед исследованием я изучила особенности содержания и условия необходимые для окукливания и размножения Зофобуса. До начала окукливания личинка должна достаточно вырасти (набрать массу) и должен быть соблюден температурный режим в 25°C. ³В общей массе всех личинок окукливание не происходит и поэтому одну личинку помещают отдельно в тихое и уединенное место. В дикой природе личинка перед окукливанием отползает на максимальное расстояние, что бы не быть съеденной в уязвимом состоянии.⁴

Одна из задач исследования - это сравнение сроков окукливания и появления взрослой особи на примере 10-ти личинок в искусственно созданных разных условиях содержания. Для этого свою группу личинок я поделила и создала следующие условия содержания:

1 группа – 4 шт. Кормление раз в неделю и содержание при постоянной комнатной температуре в 25°C.

2 группа – 4шт. Регулярное кормление и содержание при постоянной комнатной температуре в 25°C.

3 группа – 1шт. Кормление раз в неделю и содержание при температуре ниже 20°C.

4 группа – 1шт. Кормление раз в неделю и содержание при постоянной комнатной температуре в 25°C.

Сроки проведения исследования: март 2025 – август 2025 года.

2.3 Окукливание и появление взрослой особи на примере одной личинки (4гр.)

Через 4 дня личинка (4гр.) постепенно начала скручиваться в кольцо. Ежедневно я наблюдала за состоянием личинки. Через две недели появилась первая куколка, сбросив шкурку (экзувий) перелинявшей личинки. (Рис.10)

Рис.10 Процесс окукливания (скручивание личинки, куколка, экзувий)

За две с лишним недели куколка претерпела ряд изменений. Постепенно у белой куколки (Рис.10) начинают темнеть глазки и лапки, тело куколки становится насыщенного желто-коричневого цвета, и голова по отношению к телу становится больше (Рис.11) Особенность куколки – неспособность питаться и прибывание в неподвижном состоянии.

При попытке взять куколку в руки, она интенсивно дергается и сжимает последние сегменты. Так же я обратила внимание, что сбоку сегментов брюшка и головы у куколки острые шипы. Лапки и усы куколки неподвижны и покрыты прозрачной пленочкой, и за несколько часов перед превращением лапки начинают двигаться, и отделяются от тела куколки. В дальнейшем куколка лапками помогает избавляться от остатков шкурки. На теле куколки заметны небольшие крылья.

Рис. 11 Потемнение куколки перед появлением имаго

(справа гр4, слева гр3)

Через 18 дней появилась первая взрослая особь (имаго). У жука неокрашенные, светлые и мягкие надкрылья. (Рис.12) В течение первых суток жук передвигается очень плохо и должен пройти адаптацию. После адаптации последующих взрослых особей я пересаживала в контейнер для совместного проживания. За сутки внешний вид жука изменился. Он стал красновато-коричневого цвета и начал быстро бегать и зарываться в опилки. Примерно через три дня жук приобрел характерную для него окраску и стал черного цвета.

Рис.12 Изменение окраса жука в течение недели после вылупления

В зрослая особь начинает питаться на вторые сутки после преображения. Питание не отличается от питания личинок. Через две недели после вылупления взрослая особь становится половозрелой и готова к размножению, поэтому, что бы избежать потомства, жуков рассадила в разные пластиковые тары по половым признакам (самки и самцы).

2.4. Итоги наблюдения

И так спустя пять полных месяцев наблюдения за личинками Зофобуса подведем итог исследования влияния разных условий содержания на стадию окукливания и превращения во взрослую особь (имаго):

• Оптимальной температурой для всех стадий развития является 25°C. При уменьшении температуры, все стадии метаморфоз проходят медленнее.

• Прямая взаимосвязь между количеством проживающих особей и режимом питания. При единичном содержании и отсутствии питания особь быстрее подвержена метаморфозе. Но при массовом содержании и дефиците питания наблюдаются случаи съедания себе-подобных и дефекты в процессе окукливания.

При регулярном питании и массовом проживании, личинки чувствуют себя комфортно и не спешат превращаться.

Промежуточные и конечные результаты моего исследования мы свели в таблицу 1:

Таб.1 Результат исследования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За время своего исследования я сделала для себя вывод, как же все-таки интересно наблюдать за чудом метаморфозы. Когда из одной формы живого существа личинка превращается в абсолютно другую, взрослую особь.

Цель моей работы – получить имаго жука из личинок Зофобаса – достигнута.

Поставленные мною задачи реализованы. Наблюдая за появлением каждой стадии развития жуков, я сделала вывод, что на сроки метаморфозы Зофобуса в домашних условиях может влиять человек, управляя температурой, режимом питания и другими условиями содержания особей.

Поддерживать необходимые условия для искусственного содержания Зофобуса в неволе не сложно. К тому же Зофобасы непривередливы в выборе пищи и могут обходиться без нее в течение недели.

Результаты своего исследования я решила оформить в виде презентации с использованием фото и видео, сделанными мной в процессе наблюдения. Это позволит сделать урок окружающего мира на тему «Насекомые» более интересным и запоминающимся.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫЪ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дмитриев Ю.Д. «Соседи по планете. Насекомые» - Москва: Детская литература, 1977 год.

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

3. Хедстром Ричард «Приключения с насекомыми» - Москва: Мир, 1967 г.

4. https://terrariums.ru/arthropods/insects/zophobas-morio/