XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайны жизни дождевых червей
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Многие из нас видели, что дождевые черви массово выползают на поверхность земли во время дождя, но мало кто знает, почему они это делают. Это первая причина моего появившегося интереса к дождевым червям. Вторая, еще более удивительная для меня: осенью, когда настало время сбора урожая, мы всей семьёй поехали к моим бабушке и дедушке в деревню, чтобы помочь им по огороду. Когда мы стали выкапывать картофель и другие овощи, в земле часто встречались дождевые черви. Бабушка сказала, что, благодаря им наш урожай такой богатый. После её слов у меня возникло еще больше вопросов про этих существ. Как они такие мягкие и нежные могут жить под землей, да еще и удобрять её? Как они там дышат и что едят? Как они связаны с дождем?
Так данная тема стала очень актуальной для меня, и мы решили изучить этих подземный тружеников.
Гипотеза моей работы:
Дождевые черви непростые существа, как могут показаться на первый взгляд, которые могут реагировать на запахи, звуки, свет.
Дождевые черви благоприятно влияют на почву, потому что рыхлят её, тем самым насыщая её кислородом и улучшая проникновение воды.
Цель моего исследования: изучить главные жизненные отправления дождевого червя и возможно их пользу для нас.
Задачи моего исследования: Изучить литературу по данной теме. Изучить реагируют ли черви на запахи, свет, прикосновения. Определить вкусовые предпочтения дождевых червей. Рассмотреть наружные покровы дождевых червей. Проанализировать результаты исследования и составить рекомендации по итогам работы.
Объект исследования: дождевые черви.
Предмет исследования: образ жизни и особенности дождевых червей, как главных агротехников.
Глава 1. Теоретическая часть.
1. Общие признаки дождевых червей
1.1 Строение тела дождевого червя.
Устройство тела – основа знаний о животных.
Дождевой червь обыкновенный - широко распространённый представитель кольчатых червей он относится к классу малощетинковых [2].
В теле дождевого червя можно отличить передний (или головной) конец тела, более толстый и обычно темнее окрашенный, и задний (или хвостовой), более тонкий и более бледный. На головном конце тела помещается ротовое отверстие, на хвостовом – заднепроходное отверстие [4].
Длинное, гибкое тело дождевого червя поделено поперечными перетяжками на 100-130 сегментов (колец), отсюда и название – кольчатые черви.
На каждом сегменте, кроме первого и последнего, имеется по четыре пары щетинок. Они помогают червю цепляться за поверхность, по которой он ползёт [5].
В передней части тела у взрослых особей имеется так называемый поясок, то есть утолщение, охватывающее от 5 -12 сегментов. Этот поясок необходим для размножения [1].
1.2 Кожные покровы тела.
Тело дождевых червей покрыто однослойным эпителием. В его составе имеются разнообразные клетки.
Одни из них осуществляют защитную функцию и выделяют антисептик (поддерживающие клетки).
Другие выделяют слизистое вещество, что увеличивает лёгкость скольжения, поступление кислорода, который проникает в тело дождевого червя только через влажную и покрытую слизью кожу (кутикула), кроме того, слизистые выделения покрывают стенки ходов червей внутри почвы, что придаёт им значительную прочность.
1 – белковая железа, 2 – кутикула, 3 – поддерживающие клетки, 4 – слизистые клетки, 5 – камбинальные клетки.
Третьи, а именно камбинальные клетки, обеспечивают рост молодых животных, они же отвечают за заживление ран [4]. Благодаря этим клеткам дождевые черви обладают хорошо развитой способностью восстанавливать утраченные или повреждённые части тела – регенерацией [4]. Но камбинальные клетки способны восстанавливать лишь кожный эпителий, поэтому если повредить червя в области пояска, где расположены важные жизненные органы (голова, сердца, желудок) – червь погибнет, а вот оторванный хвост способен отрасти заново [4].
1.3 Мышечные ткани и движение.
Под кожей в теле червя находится два слоя мышц: кольцевые и продольные. Когда кольцевые мышцы сжимаются, а продольные расслабляются, тело червя вытягивается и становится тонким. Затем продольные мышцы сжимаются, а кольцевые расслабляются, и дождевой червь становится толще. Благодаря поочерёдному сокращению и расслаблению мышц червь волнообразно передвигается [2].
В спокойном состоянии черви передвигаются довольно медленно, но при сильных раздражениях могут очень быстро сокращаться благодаря мощно развитой мускулатуре [4].
1.4 Пищеварительная система.
Рот, находящийся на переднем конце тела, ведет в небольшую ротовую полость, за которой следует мускулистая глотка. Глотка переходит в пищевод. За пищеводом находится зоб. Сзади зоба – мышечный желудок. За мышечным желудком следует средняя кишка, которая идёт до заднего конца тела [4].
Черви едят мягкие, гниющие остатки естественного происхождения, например, кусочки мёртвых растений, опилки, упавшие на землю ягоды, овощи, фрукты, крошки, опавшие листья [6].
Черви заглатывают почву, как бы проедая себе ход и усваивая при этом питательные частицы, содержащиеся в почве.
Кроме того, съеденные червём сгнившие, населенные бактериями листья, выходят в виде копролитов, а именно новые почвенные гранулы, которые содержат гуминовые вещества (смесь минеральных и органических веществ), то есть прекрасное удобрение [7].
1.5 Кровеносная система.
Дождевые черви обладают высокоразвитой кровеносной системой. Вдоль всего тела проходят спинной и брюшной сосуды.
Кровь у дождевых червей красная [2].
1.6 Нервная система, органы чувств.
Нервная система дождевого червя состоит из окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. В каждом сегменте тела имеется нервный узел, таким образом вся поверхность тела червя покрыта огромным количеством чувствительных нервных клеток.
Эти клетки служат органами осязания (прикосновения), развитого у червей очень сильно [4].
Дождевые черви, не смотря на отсутствие глаз, очень хорошо воспринимают свет. Восприятие света производится особыми светочувствительными клетками, которые сосредоточены главным образом в передних сегментах тела, а особенно в голове [4].
Чувство обоняния, то есть способность распознавать запахи, развито у червей сравнительно слабо, по опытам Ч. Дарвина и некоторых других биологов [4].
Могут ли эти животные чувствовать боль? Русский зоолог В. Фаусек проводил следующие опыты: от прикосновения дождевой червь демонстрирует быстрые хлыстообразные движения, что не обоснованно с болевыми ощущениями. Если червя, спокойно ползущего вперед, разрезать, то задняя часть будет хлыстовидно сокращаться, а передняя будет спокойно продолжать ползти вперед, «не замечая» нанесенного повреждения. Приписать чувство боли задней части червя и отказать в нем передней – явно нелепо. А сокращения задней части - это реакция на прикосновение [4].
1.7 Размножение.
Как было отмечено выше в передней части тела червя есть утолщение – поясок. Он выделяет слизь, которая в виде муфточки окружает этот участок тела, где зарождается потомство. Когда дождевой червяк сбрасывает муфточку, её края смыкаются, образуя кокон и через 3-4 недели из них развиваются маленькие черви [2].
Черви обычно размножаются в течение всего теплого времени года, в условиях умеренного климата – с весны до осени. Размножение прекращается только во время зимовки и засухи, когда черви перестают питаться и уходят в глубокие слои почвы [4].
2. Образ жизни дождевых червей.
Самые тихие, скромные и неприглядные жители подземелья – дождевые черви. Они расселились по всей планете. Единственные места, где они не живут – это Антарктида и Арктика.
Черви ночные жители, на поверхности земли они только в темное время суток или в сырую погоду. Во время сильных дождей они вынуждены выбираться наружу, так как их норы затоплены, в воде они не могут дышать, а дышат они всей поверхностью тела. За эту особенность черви получили название «дождевые» [7].
Черви роют норы двумя способами: он может распихивать почву головой и подтягивать к ней хвост, в это время кожа выделяет слизь, которая помогает им передвигаться и укрепляет стенки тоннелей. Второй способ червяк использует, когда почва плотная, он просто заглатывает землю и пропускает её через себя продвигаясь вперед. За одни сутки он может съесть объём корма, который сопоставим с ним по массе, то есть 3-5 грамм [7].
Пищу черви добывает на поверхности почвы, оставляют его в тоннелях и съедают только когда она сгниёт.
Основное жилище червей находится ниже, где они делают норы. Норы червей имеют закрытый вход, её стены покрыты слизью. Дно выстлано листьями, травинками, хвойными иглами, здесь червяк сворачивается клубочком, что позволяет ему уменьшить потерю влаги. На зимний период черви делают такие же норы, но глубже, где земля не замерзает, здесь они засыпают до весны. Главные враги дождевых червей – кроты, птицы, землеройки, крысы, жабы, лягушки [7].
3. Польза дождевых червей.
«Плуг принадлежит к числу древнейших и имеющих наибольшее значение изобретений человека; но еще задолго до его изобретения почва регулярно обрабатывалась червями…»
Ч. Дарвин.
Величайший ученый Чарльз Дарвин один из первых начал изучение дождевых червей и вскоре он выделил их как один из самых важных видов на планете [7].
Дождевые черви выполняют роль мусорщиков и санитаров поедая гниющие останки. Кроме того, он удобряет землю выделяемыми копролитами. И благодаря их тоннелям корни растений снабжены кислородом и водой [7].
Дождевые черви помогают почве поглощать воду вовремя проливным дождей и предотвращают наводнения. Доказано, что на полях где есть дождевые черви почва поглощает воду до десяти раз больше, чем на полях без червей. Можно сказать, что это настоящие подземные сантехники [8].
Дождевые черв могут помочь восстановить даже поврежденную почву. Исследования показали, что дождевые черви могут помочь очистить землю, загрязненную токсичными тяжелыми металлами, такими как свинец [7].
Глава 2. Практическая часть.
В ходе своей исследовательской работы мы провели ряд опытов и наблюдений за червями. Нам бы хотелось поделиться результатами.
Наблюдение №1. Рассмотрим дождевого червя можно отличить передний (головной) конец тела, более толстый и тёмный, и задний (хвостовой), более тонкий и светлый. Также хорошо видны кольца (сегменты) червяка и поясок, который расположен ближе к головной части. [Приложение 1. Фото 1.]
Опыт №1. Щетинки – главный орган движения червяка. Мы решили проверить их наличие. Взяв червяка на ладонь, он сразу начал ползти вперед, я хорошо почувствовала, как он цепляется щетинками за мою кожу. Затем мы положили червяка на лист бумаги при движении по сухой поверхности слышно легкое шуршание щетинок. [Приложение 1. Фото 2.] Вывод: дождевые черви используют щетинки для передвижения.
Наблюдение №2. Мы заметили, что, когда бы мы не брали червяков в руки ихкожа всегда влажная и склизкая.
Для более детального понимания строения кожных покровов дождевого червя мы рассмотрели его поперечный срез в микроскоп. На фото хорошо можно различить: кутикулу (самый верхний слой кожи), эпидермис, где находятся клетки и начало мускулатуры. [Приложение 1. Фото 4.]. Вывод: эпителиальная ткань дождевого червя, действительно, многослойна.
Наблюдение №3. Изучив литературу, мы узнали, что у дождевого червяка есть продольные и кольцевые мышцы, поэтому движется он волнообразно. Наши наблюдения показали, что это действительно так. [Приложение 2. Ссылка 1.]
Опыт №2. В спокойном состоянии черви передвигаются довольно медленно, в этом мы уже убедились, но при раздражениях (наши прикосновения) они очень быстро сокращаются и получаются хлыстообразные движения. [Приложение 4. Ссылка 2.] Необычно то, что, поместив червя на поверхность мы задевали его то со стороны головы, то со стороны хвоста и стоит отметить, что черви могут ползти как головой, так и хвостовой частью. [Приложение 4. Ссылка 3.] Вывод: у червей действительно очень мощная мускулатура.
Опыт №3. Черви едят мягкие, гниющие остатки. Мы проверили это проведя следующий опыт. Первая часть: мы предложили червям сырую капусту и морковь маленькими кусочками. И оставили их в темном прохладном месте на 5 дней. Черви не притронулись к сырым продуктам. [Приложение 4. Ссылка 4.] Вторая часть: мы предложили червям вареную морковь и картофель. А ещё мы прочитали, что черви любят банановую кожуру, проверим. [Приложение 4. Ссылка 5.] Прошло 7 дней. Черви съели всё, кроме банановой кожуры. [Приложение 1. Фото 3.] Вывод: черви едят мягкую, сгнившую пищу, они затаскивают её под землю. Банан, видимо, оказался слишком большим и твёрдыми для них.
Опыт №4. В этом опыте мы проверяли органы чувств дождевых червей. Дождевые черви ночные жители, с помощью светочувствительных клеток они очень хорошо реагируют на свет. Использовав светильник, мы создали ярко освещенную поверхность и прикрыли половину картоном для затененного место. Дождевой червяк, оказавшись под лучами яркого света сразу начал искать тень головной частью, когда он полностью перебрался в тень наш герой исследовал поверхность только по краю тени. [Приложение 4. Ссылка 6.] Еще одно испытание светом мы провели на поверхности почвы. Поместили всю землю в небольшой таз, а червей на поверхность. Запустили секундомер. Спустя 4 минуты ни одного червя уже не было видно. [Приложение 4. Ссылка 7. Ссылка 8] Вывод: Дождевые черви хорошо реагируют на свет и особенно головной частью тела.
Реагируют ли черви на запахи? Мы провели следующий опыт: поместив червя на плоскую поверхность на его пути поставили обычный камень он просто пополз мимо него, а когда на его пути оказался кусочек чеснока червяк очень резко сократился в головной части. [Приложение 4. Ссылка 9.] Вывод: данный опыт позволил нам предположить, что черви реагируют на резкие запахи.
Наблюдение №4. Опираясь на теоретические сведения – размножение дождевых червей прекращается только во время зимовки, когда черви перестают питаться и уходят в глубокие слои почвы. Нашим же червям не пришлось зимовать в этот раз и уже в январе 2024 года мы обнаружили маленьких червячков. И полагаем, что на тот момент им было уже по 2-3 недели. [Приложение 1. Фото 5. Фото 6.] [Приложение 2. Ссылка 10.]
Заключение
Теперь, когда наше исследование подходит к концу, нельзя не согласиться с тем, что дождевые черви такие маленькие, невзрачные существа с таким сложным внутренним и внешним строением. Животные с «волшебной» кожей, которая способна к самовосстановлению; с мощнейшей мышечной системой и способностью ползти как головной, так и хвостовой частью; с развитой пищеварительной и кровеносной системой. Эти существа обладают обонянием, осязанием и точнейшей реакцией на свет. Нам даже посчастливилось понаблюдать за новорождёнными червяками. Изучив главные жизненные отправления дождевых червей, мы приходим к выводу, что они очень хорошо приспособлены к жизни под землёй.
Кроме того, дождевые черви напрямую связаны с почвообразованием тем, что именно они рыхлят почву, проделывая в ней ходы, что позволяют корням растений напитываться кислородом и водой. А также они выделяют слизь, которая склеивает мельчайшие частицы почвы, что препятствует её распылению. Они перерабатывают гниющие останки, что повышает плодородность почвы. Мы приходим к выводу о том, что наша гипотез полностью подтверждена. Черви – это неотъемлемая часть экосистемы.
В перспективе было бы интересно убедиться в способности к регенерации дождевых червей. Изучить, действительно ли, дождевые черви повышают плодородие почвы, выделяя копролиты, что благотворно влияет на растительность. Могут ли черви очистить почву от тяжелых металлов.
Изучая покровы тела дождевого червя, мы прочитали такие упоминания об интересном явлении – свечения дождевых червей, которые хорошо заметны в темноте. Это «фосфорические» черви или бактерии. Вперспективебылобыинтересноубедитьсяв подобных способностях .
Список литературы
-
Биология. 7 класс: учебник для общеобразоват. организаций / В. М. Константинов, В. Г. Бабенко, В. С. Кучменко. – 5-е изд., 2016 – С. 125 – 130.
-
Биология. 7 класс: учебник для общеобразоват. организаций / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова; под ред. В. В. Пасечника. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2014. - С. 154 – 157.
-
Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс: учебник для общеобразоват. учреждений / В. Б. Захаров, Н. И. Сонин. – 4-е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2011. – С. 80 – 85.
-
Дождевые черви и почвообразование / О. В. Чекановская – М.: Книга по требованию, 2013. – С. 9 – 53.
-
Насекомые. Полная энциклопедия/ Перевод с англ. М. Авдониной. – М.: Изд-во Эксмо, 2005. – 256с.
-
Один день из жизни дождевого червячка / О. В. Кувыкина; ил. В. Н. Гранковой. – М.: Баобаб, 2021. С. 1-32.
-
https://rutube.ru/video/ea1921ed1cae09fcfbbf75255ccd8eba/?r=plemwd
-
https://ok.ru/video/12795905484
Приложение 1.
Рисунок 1. Самый длинный австралийский червь.
Рисунок 2. Памятник дождевому червю в Австралии.
Рисунок3 3. Крот запасает дождевых червей.
Фото 3.
Фото 2.
Фото 1.
Эпителий
Граница эпителия и мускулатуры
Мускулатура
Фото 6.
Фото 5.
Фото 4.
Приложение 2.
-
Ссылка 1. https://disk.yandex.ru/i/NaJgW2OqSJz5hQ
-
Ссылка 2. https://disk.yandex.ru/i/tmO7tuPOYKeR2Q
-
Ссылка 3. https://disk.yandex.ru/i/52gAfqkEzmOJhw
-
Ссылка 4. https://disk.yandex.ru/i/ZZJZJ6zsYPUHrA
-
Ссылка 5. https://disk.yandex.ru/i/402S-soKCw8wsQ
-
Ссылка 6. https://disk.yandex.ru/i/wzUiuv7WH4DC9A
-
Ссылка 7. https://disk.yandex.ru/i/UHCk3-IGlxgikA
-
Ссылка 8. https://disk.yandex.ru/i/Od5IWgk404eELw
-
Ссылка 9. https://disk.yandex.ru/i/GcLtcDK5F23chw
-
Ссылка 10. https://disk.yandex.ru/i/JTLkGIAUUpM3fg