XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Ракушки Чёрного моря
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Чёрное море (Фото в приложении 1)богато разнообразными морскими обитателями, среди которых важное место занимают моллюски и их ракушки. Ракушки являются не только природным украшением морского побережья, но и выполняют важные экологические функции: участвуют в очистке воды, служат укрытием для морских организмов и являются частью пищевых цепей. Вместе с тем деятельность человека и появление хищных видов приводят к нарушению природного баланса.
Актуальность данной работы заключается в изучении пользы и вреда ракушек, а также в проблеме сокращения популяций двустворчатых моллюсков в Чёрном море. Особую опасность представляет моллюск рапан, который является инвазивным видом и активно уничтожает местные виды двустворчатых моллюсков (мидий, устриц и др.). Это наносит серьёзный ущерб экосистеме Чёрного моря и влияет на его биологическое разнообразие.
Проблема исследования: рапан как хищный моллюск является вредителем Чёрного моря, так как уничтожает местные популяции двустворчатых моллюсков, нарушая природное равновесие морской среды.
Цель исследования: сформировать знания о ракушках Чёрного моря, их видах, пользе и вреде для морской экосистемы и распространение рапана, которое приводит к уничтожению популяций двустворчатых моллюсков и снижению их численности в Чёрном море
Задачи исследования:
-
изучить и проанализировать теоретический материал по теме ракушек;
-
исследовать и изучить основные виды ракушек Чёрного моря;
-
рассмотреть практическое использование ракушек человеком;
-
сделать выводы на основе проведённого исследования.
Объект исследования: морские обитатели Чёрного моря.
Предмет исследования: ракушки (моллюски и их раковины).
Гипотеза исследования: предполагается, что распространение рапана приводит к уничтожению популяций двустворчатых моллюсков и снижению их численности в Чёрном море.
Методы исследования:
-
анализ научной и учебной литературы;
-
наблюдение;
-
сравнение;
-
обобщение полученной информации;
-
практическая работа с природным материалом.
Теоретическая значимость: работа расширяет знания о моллюсках Чёрного моря, их роли в природе и проблемах сохранения морской экосистемы.
Прикладная ценность заключается в знакомстве с видами ракушек, а также в формировании представлений о вреде рапана для двустворчатых моллюсков и морской среды.
Предполагаемый результат: получение новых знаний о ракушках Чёрного моря, их значении и проблемах, связанных с их исчезновением.
Продукт проекта:
-
информационный буклет о ракушках Чёрного моря;
-
использование ракушек для экологических поделок - сувениров.
Глава 1. Ракушки Чёрного моря
Чёрное море – одно из самых молодых морей Земли, и всего 8 тысяч лет назад оно было озером. Оно омывает российское побережье Краснодарского края и Крыма. И является важным морским путем, соединяющим Россию с другими странами.
В Чёрном море обитает более 2000 животных. Из млекопитающих это белобрюхий тюлень, морская свинья и дельфины – афалина и белобочка. Всего 2 вида акул: катран и кошачья акула. Скаты: морской кот и морская лисица.
Из всех животных 184 вида рыб, 20% из которых являются промысловыми.
Также в Черном море обитает 200 видов моллюсков, самые известные - мидии, устрицы и рапана.
Промысловое значение Черного моря определяют не только рыбными ресурсами, но и беспозвоночными (например, мидиями) и водорослями (филофора, цмстозира, зостера).
До 1966 года также был промысел дельфинов, но это привело к их резкому снижению.
Также в Черном море обитают медузы, ракообразные и морские коньки. Многие из них охраняются и занесены в Красную книгу, лов которых строго ограничен или полностью запрещен: белуга черноморская, севрюга, шип, кумжа или черноморский лосось, осетр русский и осетр атлантический, морской конек, морская игла длиннорылая, морская игла толсторылая, морской петух желтый, зеленый губан. Все они находятся под угрозой исчезновения и занесены в Красную книгу России и Красную книгу Республики Крым.
1.1 Строение и виды ракушек
Ракушки (по словарю Ожегова )– РАКУШКА, -и, ж. 1. Маленькая раковина (в 1 знач.). Речная р. II прил.ракушечный, -ая, -ое и ракушковый, -ая, -ое. Это домики двустворчатых или брюхоногих моллюсков (улиток), они строят их сами, из солей морской воды. Они бывают разной формы и цветов. Растет моллюск – растет и раковина. Ракушка является защитой и скелетом беспозвоночных моллюсков.
С каждым годом исчезают моллюски, которые когда-то были обычными, но появляются новые. Черное море – молодое, оно все время меняется.
Большинство двустворок живет на песчаном или илистом дне, зарываясь в него целиком, а наружу выставляют сифоны - две трубочки, через которые они засасывают и выпускают воду. Из этой воды они берут и кислород для дыхания, и пищу - микроскопический планктон и детрит.
Строение двустворчатого моллюска
Двустворки (Фото в приложении 2) питаются микроскопическим планктоном – одноклеточными водорослями, рачками, личинками разных животных. Вода, которую они пропускают через себя, приносит им и пищу, и кислород для дыхания – как большинство морских животных, они дышат жабрами. Именно жабры создают постоянный ток воды через тело моллюска: вся поверхность клеток жабр покрыта микроскопическими ресничками, которые машут в одном направлении и гонят воду – мимо жабр, ко рту, в желудок, кишку и – к выводному сифону. Интересно заметить, если вы еще не слышали об этом, что кишка у двустворчатых моллюсков проходит через сердце насквозь.
Некоторые моллюски умеют делать жемчуг: когда между раковиной и мантией случайно оказывается, например, песчинка - моллюск начинает бороться с инородным телом - клетки мантии обволакивают его слоями перламутра - такого же которым они выстилают внутреннюю поверхность раковины - получается жемчужина. Перламутр - тонкие пластинки известняка, свет преломляется и рассыпается в них на разноцветные лучи - поэтому нам кажется, что перламутр имеет цвет. Только несколько видов двустворок могут делать драгоценные жемчужины, а, к примеру, у черноморской мидии - они больше похоже на крупные серые песчинки.
а)образование жемчужины б)жемчужина в мидии
Образование жемчуга является защитной реакцией организма моллюска на любое инородное тело, попавшее между поверхностью тела моллюска и раковиной.
На формирование крупных жемчужин (7-8 мм) уходит не менее 7 лет. В среднем встречаются 1-2 жемчужины на тысячу раковин.
Самые обычные на черноморском песчаном пляже ракушки – створки венерок (Венерка Venus gallina), донаксов (Донакс Donax trunculus), сердцевидок (Сердцевидка Cerastoderma glaucum), скафарок (Скафарка Scapharca inaequivalis) (приложение 2).
Больше всего на пляже ракушек донаксов и венерок – это самые обычные моллюски песчаного мелководья Черного моря. Всюду на песчаных пляжах Черного моря – крошечные ракушки светличек - люцинелл и лентидиумов. Все больше увесистых раковин скафарок – эта тропическая двустворка попала в Черное море меньше 20 лет назад.
Названия звучат странно, они латинские, а русских слов для большинства морских жителей нет.
На примере этих четырех раковин хорошо видно, чем они отличаются.
1.Форма. Донакс – удлиненный, а венерка и сердцевидка округлые.
2.Скульптура раковины: ребра на ракушках донакса и венерки концентрические, они как бы окружают вершину раковины, а у скафарки и сердцевидки ребра радиальные – лучами расходятся от центра к краям.
Теперь перевернем ракушки и увидим другие отличия – главное из них – форма зубчиков замка (Фото в приложении 2). Рассмотрим соединенные створки венерки – дети называют их бабочками. Там, где 2 створки соединяются, у вершины раковины видны несколько выступов и впадин – это и есть замок. Когда раковина закрывается, зубчики одной створки входят во впадинки другой, сцепляя створки, чтобы их труднее было открыть хищникам – рыбам и крабам.
У венерок, донаксов и сердцевидок в замке есть несколько разных по форме зубчиков – у каждого вида свои, поэтому по замкам их можно различить. А у скафарки замок совсем другой – ровный ряд из десятков одинаковых зубцов, это признак древних, примитивных двустворок. Еще на внутренней, перламутровой, стороне створок можно различить отпечатки мускулов-замыкателей – они стягивают створки раковины, не дают открыть ее – даже мы своими сильными руками не можем сделать этого без помощи ножа. Виден на перламутре и отпечаток ноги моллюска – так она лежит в раковине, а для того, чтобы передвигаться по песку, моллюск ее вытягивает – она может стать в 2 раза длиннее раковины; зацепляет ее кончик в песке, как якорь, и, сокращая мускул ноги, подтягивается на новое место. При этом на песке остаются борозды, вы увидите их под водой, когда начнете нырять.
Разобравшись, как отличают раковины двустворчатых моллюсков и при этом ни разу вспомнили о цвете ракушек! Дело в том, что на пляже находим раковины, которые давно носило волнами, бросало о камни, засыпало песком; при этом их цвет менялся. Например, раковины устриц при жизни были перламутрово-белыми, с розовыми и зелеными переливами, а теперь почти все они черные. Раковина, полежавшая в грунте, под слоем ила или песка, становится черной от сероводорода, который выделяют живущие там бактерии. Если после этого створку волнами выбросит обратно на поверхность, через некоторое время она станет рыжей, потом желтой, потому что черные сульфиды металлов (соли сероводорода) в раковине окисляются кислородом, растворенным в воде. Если ракушку долго носит течениями, ее рисунок стирается о песок и камни, и она становится белой. Все это раковины венерки, с ними произошли те самые превращения, о которых рассказывалось выше.
Превращения ракушек венерки (справа – ракушка нормальной расцветки; черные – лежавшие в грунте; желтые – выброшенные обратно, на поверхность дна;белые – истертые о песок)
Строит раковину мантия моллюска – мешочек, в котором заключено все остальное его тело – край мантии откладывает ее слой за слоем по мере роста самого моллюска. Зимой раковины растут медленнее, чем летом, и на раковинах образуются годовые кольца, подобные тем, что мы видим на спилах деревьев. Попробуйте посчитать возраст какой-нибудь раковины, но будьте осторожны – во время любой сильной непогоды моллюск закрывается, перестает питаться и расти, тогда тоже образуется кольцо на раковине; но годовые кольца обычно – самые рельефные, заметные.
Раковины моллюсков состоят из 3 слоев. Средний, самый мощный, и главный – известковый. Точнее даже, именно из этого вещества раковин и образуется камень известняк, когда много раковин не только моллюсков, но и других животных, и даже растений, например, известковых одноклеточных водорослей накапливается на морском дне. Химически – это карбонат кальция. Внутренний слой раковины – перламутровый, он разного цвета у разных моллюсков, у венерок и донаксов – бело-фиолетовый, у скафарок – белый, у рапанов – розовый, у мидий – сине-черный. Он состоит из известковых пластиночек, таких тонких, что свет, преломляясь и отражаясь от них, сообщает перламутру чудесные, переменчивые, иногда очень яркие цвета и оттенки.
1.2. Редкие ракушки
В любом месте вы можете обнаружить крошечные, 2–4 миллиметра в диаметре, прозрачные округлые ракушки с заостренной вершинкой – это люцинеллы. Название можно перевести с латыни как «светлички». Обычно на них не обращают внимания, вернее, вообще не видят – такие они маленькие и невзрачные. А ведь их так много на песке! Следовательно, много и живых люцинелл на дне моря, и, значит, они играют важную роль в его жизни – фильтруют и съедают много планктонных водорослей, бактерий, рачков и личинок, а затем, в свою очередь, становятся кормом для донных рыб и крабов.
На примере светлички можно понять, что смотреть можно по-разному. Большинство людей смотрят поверхностно, невнимательно и не видят и половины того, что находится перед их глазами. Внимательный человек видит больше, а значит лучше ориентируется в мире. Если вы умеете обращать внимание на детали, то найдете не 3 вида ракушек, как все, а 10.
Вот еще одна кроха – лентидиум средиземноморский. Его тоже мало кто замечает, а если вы все-таки обратите на него внимание, то можете подумать, что это маленький донакс. Но это не так. Присмотритесь к форме; к тому же, таких цветов – лимонно-желтых, оранжевых – донаксы не бывают.
Вот ракушки, которые встречаются здесь редко:
-
полититапес - он похож на венерку, но это – только на первый взгляд.
-
мерелла – нежная красавица, бывает и розовой, и прозрачно-белой.
-
триция - розовато-белая, это раковины морских улиток – брюхоногих моллюсков. Больше всего их на песке. При жизни моллюска они угольно-черные, но мы находим стертые до известкового слоя старые ракушки. Триция живет на дне глубже 8–10 метров. Такие глубины здесь далеко, в километре от берега. Приносят их к пляжу раки-отшельники, которые залезают в пустые ракушки триций и живут в них, как в домиках.
-
Морской гребешок – это двустворчатый моллюск, который делится на 4 подвида и имеет 26 родов. Раковина имеет диаметр 15-20 см.
1.3. Вредитель Чёрного моря
Но самый любимый и часто встречающийся сувенир отдыхающих – раковина рапаны – большая, красивая (Фото в приложении 3). Эта улитка живет в Черном море на любых грунтах – и на песке, и на камнях. Рапана стала уже символом Черного моря, а ведь появилась она здесь всего полвека назад.
На деревяшках, выброшенных волнами, наклеены прозрачные щетки, состоящие как будто из пластиковых трубочек. Их можно встретить на камнях, водорослях, раковинах самой рапаны, любых твердых предметах в море. Это кладки икры рапаны. В каждой трубочке было по икринке. В 1946 году какая-то рапаниха в одном из дальневосточных портов (Тихий океан – родина рапаны) приклеила кладку своей икры к днищу судна, которое направилось в Черное море. Судно обогнуло половину Земного шара и пришло в черноморский порт Новороссийск, и вот там-то из икры и вывелись личинки рапаны. Возможно, что судно привезло личинки рапаны или даже самих улиток в балластных водах, которую набирают корабли для улучшения остойчивости. Личинки всех моллюсков живут в толще воды и лишь через некоторое время, откормившись среди планктона, они садятся на дно и превращаются в тех моллюсков, которых мы видим. На следующий год, недалеко от Новороссийска нашли нового обитателя Черного моря – рапану. А потом распространилась по всему Черному морю. На своей родине, Дальнем Востоке, рапана – не больше 3–4 см в длину, а в Черном море они могут быть величиной с чайную чашку. В Тихом океане их поедают морские звезды – не дают им возможности разрастись. В Черном же море, кроме человека, рапану есть некому – ведь морских звезд в Черном море, к сожалению, нет – слишком мала для них соленость нашего моря.
К сожалению, поэтому, рапана стала бедствием Черного моря. Она – хищник, ест двустворчатых моллюсков. Рапаны сверлят дырки в раковинах двустворок своим, покрытым зубами, языком – радулой. Иногда мы находим на пляже ракушки с этими, аккуратно просверленными дырочками. Через дырку рапана впрыскивает в моллюска яд, который его парализует, затем изливает пищеварительные ферменты внутрь раковины и съедает-высасывает полупереваренного моллюска – как пауки, когда поймают муху или кузнечика.
За полвека жизни в Черном море рапана почти полностью уничтожил здесь гребешков и почти всех устриц – те их раковины, что вы находите, – раковины исчезающих, или даже исчезнувших видов. Во всяком случае, за последние несколько лет живых гребешков в Черном море никто не видел. В наши дни рапана доедает морского черенка – мы еще иногда находим на пляже их необычные, длинные створки, которые дети называют «ногтями русалки». Живых устриц осталось очень-очень мало.
Глава 2. Экологические поделки из ракушек
В ходе реализации научно-исследовательского проекта были изучены наиболее распространённые виды ракушек, встречающихся на побережье Чёрного моря. Именно такие ракушки чаще всего привлекают внимание отдыхающих, особенно детей, которые собирают их в качестве сувениров и увозят с собой. Обратив внимание на то, что ракушки являются доступным природным материалом, который может быть использован не только как объект наблюдения, но и как основа для создания полезного и экологически ориентированного продукта.
Практическая часть исследования была проведена в ходе уборки прибрежной территории. Во время экологического рейда нами было собрано значительное количество ракушек различных форм и размеров. После этого в домашних условиях был проведён комплекс подготовительных мероприятий: ракушки очищались от песка, промывались в растворе воды с содой и солью, затем замачивались в отбеливателе в течение нескольких часов с целью дезинфекции. После повторного промывания и сушки материал был аккуратно рассортирован и упакован.
Подготовленные ракушки были принесены в гимназию и использованы для проведения коллективной практической работы с учащимися класса. В рамках мастер-класса совместно с руководителем была организована творческо-исследовательская деятельность, направленная на развитие мелкой моторики, воображения, навыков совместной работы и бережного отношения к природным ресурсам. Учащиеся рассматривали ракушки, сравнивали их по форме, размеру и окраске, делали выводы об их разнообразии и природной уникальности.
Основным продуктом исследования стали изготовленные учащимися декоративные изделия из природного материала: панно и магнитные сувениры (Фото в приложении 4). Для создания панно использовались деревянные круглые заготовки и декоративный жгут. С помощью прочного клея ракушки закреплялись на основе, после чего композиции дополнялись бисером, блёстками и красками, формируя морские пейзажи. Для изготовления магнитов применялись заготовки из плотного картона и магнитная основа, элементы соединялись между собой в единую композицию.
После полного высыхания изделия были покрыты защитным лаком, что позволило придать им блеск, усилить цветовую насыщенность и значительно увеличить срок службы готовых работ. Таким образом, был получен не только эстетически привлекательный, но и долговечный результат.
Созданные изделия являются наглядным и практическим итогом проведённого исследования. Они демонстрируют возможность повторного и рационального использования природных материалов, способствуют формированию экологического мышления и подтверждают, что даже самые обычные объекты окружающей среды могут получить «вторую жизнь». Проектная деятельность сплотила учащихся класса, принесла положительные эмоции и позволила объединить экологическое воспитание, исследовательский подход и творческую реализацию в едином продукте.
Также был для ознакомления с видами ракушек был разработан буклет (Смотреть в приложении 5), с которым ребята с удовольствием ознакомились и нашли уже знакомые виды ракушек.
Заключение
Ракушки Чёрного моря очень разнообразны. Изучив данную тему, можно сделать выводы, что не все ракушки могут приносить пользу природе.
Есть такие хищные морские брюхоногие моллюски, как рапана, которые имеют красивую спиральную раковину, ценятся как деликатес и имеют большую популярность среди жителей и особенно туристов на побережье Чёрного моря. Но они несут огромный вред для нашего моря, так как рапана очень широко распространились за короткий период времени и питаются другими двустворчатыми моллюсками, мидиями, морскими гребешками и устрицами, большая часть которых стали редкими и исчезающими видами. Из-за рапаны в Чёрном море резко сократилось количество видов моллюсков: некоторые, например черноморский гребешок, вымери, а съедобная устрица находится на грани вымирания.
Ученые говорят о том, что рапана способна уничтожать практически все виды черноморских крабов, в том числе мраморного и каменного, что ведёт к его исчезновению
Из-за рапаны исчезают мидии, а они играют важную роль в экосистеме, они фильтруют воду и делают её прозрачной уже ведут к снижению прозрачности воды, заилению дна и поверхности скал, а также к созданию зон гипоксии, что препятствует прикреплению и развитию молоди моллюсков и водорослей.
И это далеко не весь вред от рапаны. Данные проблемы изучаются учёными и утешительных результатов, к сожалению, очень мало.
Список использованных источников
-
Александр Вершинин «Жизнь Черного моря», (Москва 2003 г.)
-
А.Ф.Ишкаева «Особенности организации моллюсков» (Сыктывкар, Издательство СГУ имени Питирима Сорокина 2015 г.)
-
С.И.Ожегов «Толковый словарь русского языка» (Москва, 2019 г.)
-
Ю.А.Силкин, В.И. Мальцев (кандидат биологических наук) (приложение https://ibbs-ras.ru)
-
Г.Е.Шульман «Черноморские моллюски: элементы сравнительной и экологической биохимии» (Севастополь, 2014 г.)
-
В.Д.Чухчин (кандидат биологических наук) «Биология рапаны в Чёрном море» (Одесский ордена трудового красного знамени . Государственный университет имени и. И. Мечникова, 1966 г.)
-
https://zoogalaktika.ru/photos/invertebrata/mollusca/gastropoda/prosobranchia/bucciniformes/muricidae/rapaninae?ysclid=ml424isw66100768505
Приложения
Приложение 1. Карта побережья Чёрного моря
Приложение 2. Виды ракушек
Венерка Донакс Сердцевидка
Скафарка Светличка Летиндиум полититапес Мерелла изящная
А) Замок скафарки Б) Замок раковины венерки
Триция Морской гребешок Морские черенки
Приложение 3. Рапана.
Живая рапана Раковина рапаны Икра рапаны
Приложение 4.
Панно
Сувениры с теплого моря на магнитах.
Проведение мастер-класса по изготовлению поделок – сувениров из ракушек.
Приложение 5. Буклет