VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение особенностей биологии и экологии сибирского углозуба в окрестностях с. Новое
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Органический мир нашей планеты разнообразен, но из-за хозяйственной деятельности человека видовое разнообразие и численность видов неуклонно падает. Чаще – это локальное вмешательство, ведущее к глобальным последствиям: вырубка леса, химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве, загрязнение стоками с предприятий, бытовыми отходами, пожары, охота. Но из-за повсеместного действия разрушения приобретают колоссальный размах
С другой стороны, если на местах будут прилагаться усилия для восстановления природы, то можно будет надеяться на прекращении разрушения природных сообществ, или хотя бы замедлении этого процесса.
В нашем случае проблема связана с земноводными, численность которых сокращается, многие виды под угрозой исчезновения. Чтобы помочь, нужно знать особенности биологии и экологии данных объектов.
Тема работы «Изучение особенностей биологии и экологии сибирского углозуба в окрестностях с.Новое». Цель – определение особенностей внешнего строения, среды обитания, поведения, размножения и развития сибирского углозуба раскрывается через следующие задачи:
1.Определить места кладок, их число
2.Изучить особенности биологии и экологии тритонов
3. Проследить за развитием икры углозубов
5. Разработать предложения по результатам исследования для улучшения ситуации
Предметом исследования является сибирский углозуб
Гипотеза: предполагаем, что в окрестностях села сохраняются условия для существования тритонов
Используемые методы: поиск и наблюдение за объектами, измерение температуры воды, сравнение, фиксирование результатов
Практическая значимость работы: изучение данной темы даёт возможность оказать действенную помощь в охране и увеличении численности обитающего вида на территории села
Сроки выполнения данной работы: первая и вторая декады июня – время размножения земноводных в нашем районе
2.1. Особенности биологии земноводных
Современные земноводные – остатки некогда процветавшего класса. Амфибии произошли от кистепёрых рыб. Древнейшие земноводные – ихтиостеги. Эти животные метровой длины имели боковую линию, хвост с плавником, но их конечности и пояса конечностей были построены по типу наземных животных.
Земноводные, или амфибии (Amphibia) – первые позвоночные, перешедшие от водного к наземному образу жизни. Земноводные могут подолгу находиться вне водной среды, однако вода им требуется для размножения. Земноводные могут дышать при помощи лёгких, кожи и жабр. Лёгочное дыхание осуществляется через ноздри, защищённые от проникновения воды особыми клапанами.
Жабры имеются у всех земноводных в личиночной стадии, во взрослом состоянии сохраняются у водных хвостатых амфибий. Кровеносная система земноводных представлена трехкамерным сердцем. Кровь смешивается, поэтому интенсивность жизненных процессов невысокая, а температура тела непостоянная. Органы выделения земноводных, представлены туловищными почками. Потери воды из организма земноводных с мочой, так же как и у рыб, восполняются поступлением ее через кожу.
Головной мозг земноводных имеет те же пять отделов, что и мозг рыб. Однако отличается от него большим развитием переднего мозга, который у земноводных разделен на два полушария. Мозжечок недоразвит в связи с малой подвижностью и однообразным характером движений земноводных
Выход земноводных на сушу оказал влияние на развитие органов чувств. Так, глаза земноводных защищены от высыхания и засорения подвижными верхними и нижними веками и мигательной перепонкой. Роговица приобрела выпуклую форму, а хрусталик — линзообразную. Видят земноводные в основном подвижные объекты. В органе слуха появилось среднее ухо с одной слуховой косточкой (стремечком). Полость среднего уха отделена от окружающей среды барабанной перепонкой [2 5-5].
Размножение земноводных имеет свои особенности. Половые железы парные. Парные яйцеводы впадают в клоаку, а семявыводящие каналы — в мочеточники. Оплодотворение происходит в воде. Через 2-3 недели в оплодотворенных икринках развиваются рыбообразные личинки — головастики. Головастик — типичное водное животное: дышит жабрами, имеет двухкамерное сердце, один круг кровообращения и орган боковой линии, плавает при помощи хвоста, окаймленного перепонкой. В ходе метаморфоза личиночные органы замещаются органами взрослого животного [2 5-12].
2.2. Видовой состав земноводных Сахалинской области
В Сахалинской области обитает 7 видов земноводных. Бесхвостые (Anura) земноводные представлены на островах четырьмя видами лягушек. В пределах области только на Сахалине распространены серая, или обыкновенная жаба (прилож.1,рис.1), наиболее крупная из лягушек, и сибирская лягушка (прилож.1,рис.2). На всей территории Сахалина и на Южных Курилах: Кунашире, Шикотане и мелких островах Малой Курильской гряды (Полонского, Зеленый, Юрия, Танфильева и Анучина) – распространена дальневосточная лягушка (прилож.рис 3). В лесах юго-западной части Сахалина и на Кунашире обитает теплолюбивая древесная лягушка — дальневосточная квакша. Хвостатые (Caudata) земноводные на островах области представлены только одним видом – сибирским углозубом [4].
2.3. Изучение и наблюдения за сибирским углозубом
2.3.1.Распространение сибирского углозуба
Сибирские углозубы (Salamandrella keyserlingii) – это тритоны, относящиеся к семейству уголозубов. Живут они на огромной территории [6].
Обладает самым широким ареалом среди современных земноводных - 12 млн. км2. Северная часть ареала достигает Якутии и Урала (прилож.1 рис.4). Они были найдены в тундрах, практически в Северном Ледовитом океане. Южная часть ареала затрагивает север Японии, Китай, Корею и Монголию. На западе сибирские углозубы живут от Поволжья до Архангельской области. Также они встречаются на Урале, в Зауралье, на Дальнем Востоке, в Сибири, Казахстане, на Камчатке, в Чукотке, Сахалине и на Курильских островах (прилож.1 рис.4) [2 5-32] [3].
2.3.2.Место обитания
Чаще всего в качестве мест обитания сибирские углозубы выбирают низменные участки и долины с реками, небольшими озерами и болотами. Они встречаются в различных лесах: березовых, хвойных, смешанных, ольховых и широколиственных. Также они попадаются в поселках, городах, парках, вдоль железных дорог и тому подобное [4].
Сибирские углозубы являются экологически пластичными, то есть они могут жить в разных условиях. Так на Камчатке они живут на вулкане Узон, на Сахалине в сопках, заросших бамбуком, в Монголии в степях рядом с реками, а на Курильских островах в воронках от авиабомб, затопленных водой. В основном они отдают предпочтение кустарниковым или лесистым районам, но также встречаются на открытой местности [6]. В нашем случае водоем, где собрались для размножения тритоны, находится в метрах пятидесяти с запада от железной дороги (прилож.1 рис.1) и около трёхсот метров с востока от жилого дома. Водоём искусственного происхождения – оставшаяся яма от колодца для водонапорной станции. При сходе снега ширина и длина понижения составляла в среднем 5на 8 метров, а глубина – около 2-х метров (10мая). К середине июня уровень воды упал – погода необычно солнечная, крупных осадков не было
2.3.3. Образ жизни
За исключением короткого периода размножения взрослые углозубы всю свою жизнь проводят па суше, в прибрежной полосе водоема, обычно не дальше 2 - 5 м от воды. В некоторых районах (например, в бассейне р. Колыма) углозуб может встречаться на большом расстоянии от водоемов (до 400-600 м). Сибирские углозубы наиболее активны в сумерки и ночью, когда питаются наземными животными: червями, легочными моллюсками, насекомыми. Днем прячутся под упавшими деревьями, в пнях, под лесной подстилкой, камнями. Личинки питаются моллюсками, ракообразными и водными насекомыми [4].
Зимуют с сентября - октября до апреля - начала мая на суше, нередко в 50 м и более от водоема, чаще в гниющих стволах упавших деревьев, под камнями, в трещинах почвы, иногда по нескольку десятков особей в одном месте. В водоемы приходят в момент вскрытия льда. Очень стойки к низкой температуре, способны двигаться даже при +2... + 4° С.
Переносят значительные переохлаждения. Известны случаи нахождения углозуба в ископаемом льде вечной мерзлоты. Определенный радиоуглеродным методом возраст оттаявшего и ожившего углозуба, извлеченного из линзы льда с глубины 11 м, оказался 90 ± 15 лет [4]
Икра сибирского углозуба выдерживает кратковременное вмерзание в лед. На икрометание собираются в небольшие лесные хорошо прогреваемые водоемы, а вот больших рек и озер избегают (прилож.1 рис.2).
2.3.4. Особенности внешнего строения четырехпалого тритона
Максимальная длина тела сибирского углозуба достигает 72 миллиметра, а с учетом хвоста она доходит до 162 миллиметров [5] [1].
Хвост, как правило, короче тела, но иногда он может быть длиннее. По бокам тела располагается 12-14 поперечных бороздок. В норме на лапах у этих тритонов должно иметься по 4 пальца, но попадаются особи трех- или пятипалые. Такие особи часто выделяются в качестве самостоятельного вида. Окраска темная, серовато-коричневая, бурая, бронзово-коричневая, оливковая или сероватая с мелкими темными пятнышками и светлой золотистой продольной полосой па спине. Живот светлый. У некоторых особей на теле имеются темные крапинки. В нашем случае все особи имели темный цвет, почти черный с коричневыми узорами. (прилож.1 рис.3).
2.4.1. Особенности размножения и развития сибирского углозуба
Уже через пару суток после зимовки углозубы приступают к размножению. Икру они мечут от 2 до 4 недель. Самки откладывают икру на мелководье, выбирая участки с растительностью, хорошо прогреваемые солнцем.
Для этих тритонов характерны своеобразные брачные ухаживания. Самец обхватывает в воде какую-нибудь веточку и начинает совершать боковые движения, изгибая хвост волной, так он привлекает внимание самки.
Кладка сибирского углозуба имеет вид спиральных мешков, которые соединяются вместе. Икряные мешки закрепляются на стеблях или ветках растений неглубоко в воде. Самки приносят разное количество икринок — в одних случаях в кладке может быть 14 яиц, а иногда их количество доходит до 170 штук. Окрас икринок темно-серый. В нашем водоёме сам мешок в воде имеет красивый голубой отблик, при вытаскивании из воды он исчезает. Кладки наших тритонов также напоминают прозрачные шланги в виде петли, прикрепленной к стеблям растений, к упавшим сухим веткам (прилож.1 рис.6а). Всего кладок насчитали 18. Находились они по кругу со всех сторон, но в центре водоема отсутствовали. Все прикреплены к веточкам, стебелькам. Располагаются группами, скучено (прилож.1 рис.6б). Кроме кладок тритона имелись несколько кладок дальневосточной лягушки (прилож.1рис.6в). Температура воды 2 градуса.
В небольшом водоёме, имевшем изначально размеры в среднем 5 на 8 метров, мы насчитали более 30 особей, но при нашем приближении они уходили на дно, прятались в тени притопленных веточек, или отплывали в противоположную сторону. Считаем, что их значительно больше. То есть для размножения тритоны собирается большими группами.
Через одиннадцать дней (21 мая) уровень воды упал, некоторые кладки оказались на границе линии воды. При этом шнуры разбухли, увеличились в размерах (прилож.1рис.7а), а зародышевые точки в них стали крупнее (прилож.1 рис.7б). Голубоватый отблик исчез (кладки осторожно передвинули от края водоёма). Температура воды 2 градуса.
31 мая уровень воды заметно упал ещё, появился островок, края водоёма стали болотистыми, подсыхающими, густо обросли травой (осока) (прилож.1 рис.8).Тритоны в водоеме не обнаружены. Зародыши земноводных стали крупнее, сильно вытянутыми (прилож.1 рис.9). Температура воды 4 градуса.
10 июня вода продолжает убывать. Остается только в самых глубоких местах (прилож.1 рис.10). Погибших кладок не обнаруживаем. В живых кладках хорошо видны маленькие тритончики (прилож.1 рис.11а,б). Температура воды на мелководье 10 градусов, на глубине 5.
25 июня уровень воды почти не изменился (были дожди). Но в оставшейся воде наблюдали маленькие «домики» личинок ручейников из соломинок, веточек ручейников в большом количестве и постоянном движении (прилож.1 рис121а,2а,3а). Кроме этого, на траве, погруженной в воду, плавали личинки ручейников, живущих в свободном состоянии (прилож.1 рис.12б). Температура воды на глубине 4 градуса, на мелководье 12. Возможно, это говорит о том, что здесь выходит ключевая вода: низкая температура на дне и личинки ручейников любят достаточное содержание кислорода в воде. Кроме этого, поблизости находились ещё три водоёма, но там кладок никаких земноводных не было.
Икры не было, были головастики, причем один был с раздвоенным концом (прилож.1 рис.13 а,б)
Водоем сеголетки покидают в августе, но это явление мы не наблюдали.
Заключение
Земноводные – это необычные живые организмы, приспособленные к обитанию и в воде и на суше. Связь с водой ещё очень сильна – именно там происходит размножение и развитие у большинства представителей этого класса. От нарушения этого фактора гибнет подавляющее число икры и головастиков
Сахалинская область не может похвастаться большим разнообразием амфибий. Всего7 видов, часть из них краснокнижные, в исследуемом районе обитает сибирский углозуб
В окрестностях села кладки сибирского углозуба встретили на территории села в нескольких метрах от железной дороги. Значительное число тритонов и их кладок говорит о благоприятных условиях в данном месте. Но найдено только одно место размножения.
Для увеличения численности можно часть кладок отселить в канавы на полях, проследить за ходом развития икры и выходом сеголеток
В результате проделанной работы мы узнали условия обитания сибирского углозуба, особенности развития, что можно использовать для поиска походящих новых возможных мест обитания для расселения
Используемая литература
Банников «Определитель земноводных и пресмыкающихся фауны СССР
«Жизнь животных» т. 5 под редакцией А.Г.Банникова Москва «Просвещение» 1985
сайт Википедия
http://otherreferats.allbest.ru/biology/00096267_0.html
http://www.zooeco.com/eco-zabi/eco-zabi7-3.html
http://www.sevin.ru/vertebrates/index.html?Amphibias/1.html
Приложение 1
Рис.1. место размножения сибирского углозуба на территории с. Новое (10 мая)
Рис.2 размножение тритонов в хорошо прогреваемых водоёмах (21 мая уровень воды сильно спал)
Рис.3 Сибирский углозуб [4]
Рис. 4 Распространение сибирского углозуба
Рис. 5 Место нахождения водоёма с тритонами
Рис.6а «Шнуры» отложенной тритонами икры
Рис.6б расположение кладок тритона скучено
Рис.6в кладки дальневосточной лягушки
Рис.7а Разбухшие зародыши в кладке тритона
Рис.7б Кладка тритона, оказавшаяся на границе водоема, с увеличившимися зародышами (21 мая)
Рис. 8 обсыхание водоёма (31 мая)
Рис.9 Развивающиеся зародыши тритонов
Рис.10 Вода осталась только в самых глубоких местах (10 июня)
Рис.11а Почти сформированные личинки
Рис.11б Почти сформированные личинки
Рис.12 1а,2а,3а «домики» ручейников
Рис. 12б Свободноживущая личинка ручейника
Рис. 13а головастик с раздвоенным хвостом
Рис. 13 б личиночная стадия тритона четырехпалого