V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЭФИРНО-МАСЛИЧНЫЕ РАСТЕНИЯ В БОРЬБЕ С ЛИЧИНКАМИ И КУКОЛКАМИ КОМАРОВ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Комары. Сколько проблем от этих насекомых возникает у человека в теплое время года! Я живу в селе, и каждое лето ощущаю на себе, как надоедают комары. У каждого жителя села имеется огород, сад, иногда водоем или емкость с водой для того, чтобы поливать огородные и садовые растения. Я обратил внимание, что в бочке с водой в нашем саду плавают какие-то животные, похожие на червячков. Оказалось, что это личинки комаров. Я изучил литературу по жизнедеятельности комаров и узнал, что на протяжении многих веков территория Сочи была зоной распространения малярийных комаров и очагом тяжелого инфекционного заболевания малярии. В 1921 г. была создана противомалярийная станция в Сочи. С 1923 г. заведующим Сочинской противомалярийной станцией стал доктор С.Ю. Соколов. Он поставил перед собой очень трудную задачу: ликвидировать комаров, как саму причину заболевания малярией. В 1956г. с малярией в Сочи было покончено. С тех пор заболевания малярией не были зафиксированы на Черноморском побережье. Но, однако, количество комаров остается огромным. И. возможно, среди них встречаются малярийные комары. Страшно представить, что может произойти новая вспышка малярией, если комар укусит заболевшего, человека-носителя инфекции, и перенесет инфекцию на других людей. А ведь малярия это не единственное заболевание, в распространении которого участвуют комары. Как установлено в настоящее время, комары могут переносить свыше 50 вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний. [3].
Работа моя актуальна. Человек изобрел много различных химических веществ, с помощью которых можно уничтожать комаров. Однако их меньше не становится. А химические реагенты загрязняют атмосферу, влияют на здоровье людей, вызывают аллергию. Поэтому борьба с этими вредными насекомыми должна происходить по разным направлениям. Первое - создание безопасных для человека и природы средств борьбы с комарами. Второе – борьба с комарами на всех стадиях развития насекомых.
На использование природных веществ для борьбы с комарами обратил внимание еще С.Ю.Соколов. Места размножения комаров – стоячие водоемы - опылялись составом на основе медного купороса ("парижской зеленью"). А еще поверхность водоемов покрывали тонкой пленкой керосина. Высаживались эвкалипты, которые прекрасно осушали почву, была завезена гамбузия, в огромных количествах уничтожающая в водоемах личинок малярийного комара.[3]
Знания о природных способах борьбы с комарами помогут человеку создавать эффективные средства защиты от болезней и вовремя реагировать на опасность возникновения эпидемий.
Цель: выяснить возможность уничтожения личинок и куколок комаров с помощью эфирно-масличных растений.
Задачи:
1. Изучить условия и этапы развития комаров.
2. Изучить эфирно-масличные растения, произрастающие в г.Сочи.
3. Провести исследование влияния эфирно-масличных растений на личинок и куколок комаров.
Изучив особенности развития комаров, я узнал, что для дыхания личинкам и куколкам необходим атмосферный воздух. В начале ХХ века использовали керосин или нефть, покрывали им поверхность водоемов. Это препятствовало дыханию личинок и куколок. В Сочи произрастает большое количество эфирно-масличных растений. Возможно, ли их применять в борьбе с вредными насекомыми?
Гипотеза: эфирно-масличные растения способны уничтожить личинок и куколок комаров.
1. Изучение биологических особенностей комаров, их личинок и куколок.
Комары принадлежат к отряду двукрылых, семейства комариных. Небольшое насекомое (6-7 мм) с большой грудью, длинным узким брюшком и одной парой узких крыльев. Самец отличается от самки по более развитым усикам. Нападают на людей и животных и питаются их кровью исключительно самки, у которых хоботок имеет колющие щетинки. Самцы питаются соками растений. [2]
Самки комаров зимуют, спрятавшись в дуплах, подвалах и других укромных местах. Весной они вылетают и ищут еду. Нападают на людей и животных (мелких и крупных животных, голых птенцов птиц) только самки. Самка сосет кровь от 0,5 до 2 минут и выпивает крови больше, чем весит ее тело (до 3 мг). Напившись крови, самки улетают в затемненное место, где сидят 2-12 суток, переваривая пищу. В это время их легче всего найти в жилище человека и помещениях для скота. Только в присутствии крови в их телах могут созревать яйца.[5,6] После созревания яиц самка мигрирует к водоему. Откладывает яйца на лету или же, садясь на водяные растения. Первую кладку яиц весной производят перезимовавшие самки. Значительно позже начинают откладывать яйца весенние и летние самки. Отложив яйца, они вновь летят на поиски пищи, сосут кровь и после созревания яиц снова откладывают их в водоем. Таких циклов может быть несколько.[1,7]
После откладывания яиц в водоемы самки комаров заканчивают свою жизнь. Яйца способны выдержать высыхание и промораживание. Поэтому яйца комаров могут зимовать в пруду. Из яиц появляются личинки. Личинки кормятся на дне водоема. Пищей им служат микроскопические животные: бактерии, инфузории, личинки других комаров, водоросли, частицы ила. [6] (Приложение 1)
Личинки развиваются очень быстро. Считается, что чем теплее вода, тем быстрее развивается личинка. Наблюдая за перемещением личинок и изучив их под микроскопом я увидел, что движению их в воде помогают плавательные волоски, которые пучками сидят на члениках тела. Самый большой пучок имеется на последнем хвостовом членике. Если не дать возможность личинке всплыть, то она задохнется. Личинки дышат атмосферным воздухом, запас которого в теле требует постоянного пополнения. Они, поднимаясь на поверхность, выставляют из воды свою хвостовую дыхательную трубку и набирают воздух в трахеи. Дыхательная трубка - длинный, косо отходящий отросток, его хорошо видно в микроскоп. (Приложение 2)
Личинку комара обыкновенного легко отличить от личинок других беспозвоночных – она как-будто висит в воде под углом (40°-60°) вниз головой. [6] Ее удерживает поверхностное натяжение жидкости, образующее упругую пленку, которую личинка прокалывает своим дыхательным отростком и к которой подвешивается снизу. [5,6] Личинки движутся вверх изгибаясь как червячок, а вниз падают отвесно, так как слишком тяжелы. Личинка развивается и по ходу развития трижды линяет, а затем превращается в куколку, которая совершенно не похожа на личинку. [2]
У самой поверхности воды плавают куколки, похожие на запятые: у них большая головогрудь (т.к. голова и грудь покрыты общей оболочкой) и узкое изогнутое брюшко. Передвигаются они, скачками опускаясь в глубину. Но долго на глубине куколка не остается: она очень легкая и всплывает сама собой. В воде куколка принимает иное положение, чем личинка. Подвешиваясь к поверхности, она выставляет из воды не задний, а передний конец своего тела. На спинной стороне передней части туловища у нее имеется пара дыхательных трубочек, которые различимы невооруженным глазом и напоминают маленькие рожки, придавая животному очень своеобразный вид. Эти рожки куколка и выставляет из воды при дыхании. [1]
Куколки, так же как и личинки, ныряют в воду, но двигаются иначе: ударяя по воде брюшком, которое оканчивается плавничками, они кувыркаются через голову; продержавшись некоторое время у дна, куколки вновь всплывают, держась рожками вверх и пассивно поднимаясь на поверхность, так как их тело легче воды, имея внутри обширную воздушную камеру. Куколка не принимает никакой пищи. Чем старше куколка, тем она темнее. Перед вылуплением она из светло-коричневой становится почти черной. Созревшая куколка лопается на поверхности воды. [5,6] Комар покидает оболочку, за края которой он придерживается, пока крылья его не расправятся и не просохнут, и он не взлетит на воздух.
Обычная продолжительность развития обыкновенного комара (при температуре в 15-20°) — около месяца, а в стадии куколки насекомое живет в среднем примерно 2-5 дней.
2.Изучение эфирно-масличных растений, произрастающих на территории г.Сочи
2.1.Эфирно-масличные растения.
Мною были рассмотрены и изучены растения, в состав которых входят эфирные масла. Данные растения произрастают на территории города Сочи и на пришкольном участке нашей школы. (Приложение 3)
Мята перечная — многолетнее травянистое растение, с горизонтальным ветвистым корневищем и тонкими мочковатыми корнями. В растениях содержится эфирное масло (Масло мяты перечной) (2,4—2,75 % в листьях, в соцветиях 4—6 %). Используют листья и надземные части, собранные в период цветения. Из них получают эфирное масло и ментол, широко применяемые в медицине, парфюмерной, кондитерской промышленности.
Полынь горькая — многолетнее травянистое растение серебристого цвета, с сильным ароматным запахом. Одно из древнейших лекарственных растений. Надземная часть полыни горькой содержит эфирное масло (0,2—0,5 %).
Тагетес или Бархатцы — одна из наиболее неприхотливых цветочных культур, которые можно встретить практически на каждом приусадебном участке. Ценятся за обильное и продолжительное цветение — с лета и до самых заморозков. На своей родине (растения происходят из Мексики) тагетес издавна использовали в кулинарии как пряность, и народной медицине (для укрепления иммунитета). Надземная часть тагетеса богата эфирными маслами, придающими растениям специфический аромат. Кроме эфирного масла в составе бархатцев обнаружены макро- и микроэлементы, витамины и другие биологически активные вещества. Биологически активные вещества обладают противовирусной активностью, то есть губительны для многих болезнетворных бактерий и вирусов.
Мелисса лекарственная — многолетнее эфиромасличное травянистое растение. Мелисса лекарственная более 2000 лет успешно используется в народной и научной медицине многих стран мира. Часто растение упоминается под другим русским названием — лимонная мята. Содержание эфирного масла в надземных органах растения колеблется в пределах от 0,02 до 0,2 %.
Шалфей лекарственный— травянистое растение или полукустарник высотой до 75 см. Все части растения содержат эфирное масло, количество которого в листьях 1,3—2,5 %. Эфирное масло шалфея лекарственного применяют в парфюмерно-косметической промышленности для ароматизации зубного порошка и пасты.
Лавр — род субтропических деревьев или кустарников семейства Лавровые. Он улучшает аппетит, нормализует пищеварение. Его листья выделяют фитонциды, считается, что эти вещества губительны для туберкулезной палочки. С помощью листьев можно лечить сильные воспаления ротовой полости, вылечить простуду, ангину. Уникальное эфирное масло (0,8 %) обладает множеством полезных свойств. Оно является эффективным противовирусным, антибактериальным и противовоспалительным средством. Это делает масло универсальным препаратом, применяемым в медицинских целях. [4]
2.2. Получение эфирных масел.
Эфирными маслами называют содержащиеся в растениях смеси пахучих веществ. Эфирными они названы из-за их испаряемости и летучести (как эфир), а маслами — так как они жирные на ощупь, легче воды и не смешиваются с ней (однако они не относятся к классу жиров). На Земле произрастают около 3000 растений, из которых можно добывать эфирные масла. Существует несколько способов производства эфирного масла. Наиболее простыми способами являются:
1. Мацерация (от лат. macerare, «размягчать»). Высушенное растение помещают в стеклянный сосуд с теплым растительным маслом или нагретым до 50-70 градусов животным жиром. Благодаря воздействию тепла ароматические молекулы переходят в масло. Растение настаивается таким образом в нем несколько дней, обязательно на свету, периодически емкость встряхивают. Процедура повторяется 20-25 раз с этим же маслом и постоянной сменой растительного сырья. После насыщения ароматическими молекулами растительное масло фильтруется, и готовое эфирное масло переливается в сосуд из темного стекла. [8]
2. Дистилляция (лат. distillatio – стекание каплями) – перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией пара. Это самый естественный способ, который существовал еще в древности. Процесс дистилляции заключается в том, что свежее или высушенное растение (в зависимости от вида) помещают в почти кипящую воду или же нагревают на пару. При воздействии высоких температур из него выделяются летучие вещества за счет разрушения клеточной структуры растения. Эфирное масло, в виде молекул, которые смешаны с молекулами пара, поднимаются по трубке через охлаждающий бак, где они снова принимают жидкое агрегатное состояние. Жидкость, которая собирается в специальном отсеке – это смесь эфирного масла и воды, она легко разделяется на слои, так как плотность воды и масла различаются. При этом большинство масел будет находиться на поверхности воды, однако существует ряд “тяжелых” масел, которые оседают на дно (например, масло гвоздики). [8]
3. Проведение эксперимента по действию эфирно-масличных растений на личинок и куколок комаров.
Для эксперимента я собрал растения, произрастающие у меня на участке и на территории пришкольного участка. Весной 2017г. на пришкольном участке ребятами из кружка «Экологический вестник» в рамках «Аптекарского огорода» были высажены растения мяты перечной, мелиссы лимонной, полыни, тимьяна, ромашки аптечной и др.
Для проведения эксперимента были приготовлены отвары растений, т.к. получение эфирного масла – сложный процесс и он недоступен для бытового использования. (Приложение 4)
Опыт 1. Изучение влияния отваров эфирно-масличных растений на личинок и куколок комаров.
Оборудование: отвары эфирно-масличных растений (1:3), колбы с личинками комаров разного возраста.
Ход работы:
1. В колбы с охлажденными отварами эфирно-масличных трав поместить личинок комаров и наблюдать за изменениями, происходящими с ними: превращением в куколку, вылетом комара, вымиранием.
2. Результаты эксперимента занести в таблицу.
|
№ |
Настой растений |
Дата |
Количество личинок комаров |
Количество куколок |
Появление комаров |
Вымирание личинок и куколок |
|
1 |
Мята |
26.10. |
12 |
2 |
0 |
|
|
27.10 |
0 |
|||||
|
28.10 |
0 |
|||||
|
30.11 |
0 |
|||||
|
31.11 |
1 |
4 |
8 |
|||
|
2 |
Мелисса |
26.10. |
12 |
1 |
0 |
|
|
27.10 |
0 |
|||||
|
28.10 |
0 |
|||||
|
30.11 |
4 |
2 |
0 |
|||
|
31.11 |
3 |
5 |
4 |
|||
|
3 |
Лавр |
26.10. |
12 |
1 |
0 |
|
|
27.10 |
0 |
|||||
|
28.10 |
0 |
|||||
|
30.11 |
0 |
|||||
|
31.11 |
3 |
4 |
8 |
|||
|
4 |
Шалфей |
26.10. |
12 |
0 |
||
|
27.10 |
0 |
|||||
|
28.10 |
0 |
|||||
|
30.11 |
0 |
|||||
|
31.11 |
2 |
0 |
0 |
|||
|
5 |
Полынь |
26.10. |
12 |
0 |
||
|
27.10 |
0 |
|||||
|
28.10 |
0 |
|||||
|
30.11 |
2 |
2 |
0 |
|||
|
31.11 |
2 |
2 |
8 |
|||
|
6 |
Тагетес |
26.10. |
12 |
1 |
0 |
|
|
27.10 |
0 |
|||||
|
28.10 |
0 |
|||||
|
30.11 |
0 |
|||||
|
31.11 |
2 |
2 |
10 |
Опыт 2. Изучение влияния отвара разных концентраций лавра благородного на личинок и куколок комаров.
Оборудование: отвары концентрации 5%, 10%, 20%, 50% лавра благородного, колбы с личинками комаров разного возраста.
Ход работы:
1. В колбы с охлажденным отваром разной концентрации поместить личинок комаров и наблюдать за изменениями, происходящими с ними: превращением в куколку, вылетом комара, вымиранием.
2. Результаты эксперимента занести в таблицу.
|
№ |
Настой растений |
Дата |
Количество личинок комаров |
Количество куколок |
Появление комаров |
Вымирание личинок и куколок |
|
1 |
5% |
23.11 |
3 |
0 |
0 |
|
|
27.11 |
2 |
0 |
0 |
1 |
||
|
29.11 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||
|
1.12 |
0 |
0 |
1 |
|||
|
2 |
10% |
23.11 |
3 |
0 |
0 |
|
|
27.11 |
1 |
0 |
0 |
2 |
||
|
29.11 |
1 |
0 |
0 |
|||
|
1.12 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||
|
3 |
20% |
23.11 |
3 |
0 |
0 |
|
|
27.11 |
1 |
0 |
0 |
2 |
||
|
29.11 |
0 |
0 |
0 |
1 |
||
|
4 |
50% |
23.11 |
3 |
0 |
0 |
|
|
24.11 |
1 |
0 |
0 |
2 |
||
|
27.11 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||
|
29.11 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Результаты эксперимента.
Проведенные эксперименты показали, что наилучшим действием на личинок и куколок комаров обладает лавр благородный. Его отвары разных концентраций оказывают угнетающее воздействие на личинок комаров и не дают возможности развиваться куколкам. Таким образом, в опытных колбах не появилось ни одного комара.
В отличие от лавра остальные растения не показали такого результата. В колбах с тагетесом, мятой, мелиссой, шалфеем, полынью развитие комаров происходило, как обычно с превращением в куколку, а затем с появлением взрослой стадии комара.
Заключение.
В результате проведенных экспериментов были решены все поставленные задачи и достигнута цель исследования: изучено действие эфирно-масличных растений на развитие комаров, их личинок и куколок. Гипотеза подтвердилась частично: эфирно-масличные растения оказывают влияние на комаров. Наибольшее влияние оказывают вещества, содержащиеся в листьях лавра благородного.
Это дает возможность составить рекомендации для садоводов и дачников: в борьбе с комарами использовать отвар листьев лавра благородного, который произрастает в нашей местности в большом количестве. Для этого необходимо в емкость для сбора дождевой воды доливать отвар листьев лавра в концентрации от 10 до 20%.
На этом мои исследования не окончены. Следующим этапом работы станет изучение многообразия представителей семейства комариных.
Список литературы.
Алексеев В.Н. Членистоногие. Насекомые. М.Дрофа.2004
Вербицкий В.Б. Подзеркалье, или Таинственный мир водоема. М.Дрофа. 2002.
Гордон К.А. Старый Сочи конца XIX - начала XX веков (воспоминания очевидца). Сочи. 2004.
Лавр благородный https://ru.wikipedia.org/wiki/
Плавильщиков Н.Н. Юным любителям природы. М.Детская литература.1975
Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.1956.
Спилсбери Р. Все живое из яйца. Жизненный цикл насекомых. Мнемозина.2009.
chto-takoe-efirnoe-maslo https://www.livemaster.ru/topic/133239-
Приложения.
Приложение 1. Личинки и куколки комара.
Приложение 2. Дыхательная трубочка комара.
Приложение 3. Эфирно-масличные растения, отобранные для эксперимента.
Приложение 4. Эксперимент по изучению влияния эфирно-масличных растений на личинок и куколок комаров.