VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Видовое разнообразие бентофауны пруда (на примере Сивинского пруда)

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дребезгова М.А. 1

---

1МБУ ОДО "Сивинский ДТ", т/о "АкваЭко", МБОУ "Сивинская СОШ"

Дребезгина Н.С. 1

---

1МБУ ОДО "Сивинский ДТ"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Летом 2018 года экологический лагерь «Эндемик» изучал Сивинский пруд, а точнее его экологическое состояние. Для этого была выбрана методика сбора и обработки зообентоса водоёмов и оценка их экологического состояния по биологическим показателям. М. С. Алексевниной, кандидата биологических наук, профессора кафедры зоологии беспозвоночных и водной экологии Пермского государственного национального исследовательского университета [1].

Зообентос или бентофауна – организмы, жизнь которых связана с дном водоёма. Сообщества донных животных подразделяются на: микро-, мезо-(мейо-), макробентос. В своей работе мы уделим главное внимание макрозообентосу[1].

Используя данные ребят из лагеря, с помощью бинокуляра и определителей, изучила видовой состав донных беспозвоночных пруда.

Цель работы – описание видового разнообразия зообентоса Сивинского пруда.

Задачи:

Сделать описание Сивинского пруда;

Определить видовой состав макрозообентоса;

Дать краткую характеристику различным видам зообентоса.

Актуальность моей работы в том, что зная видовой состав бентофауны водоёма, можно определить экологическое состояние водоёма.

Новизна работы, в том, что видовое разнообразие Сивинского пруда изучается впервые.

Глава 1. Обзор литературы по данной теме

Что такое биоиндикация?

Судить о состоянии окружающей среды позволяет метод биоиндикации, основанный на том, что об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей судят по наличию, состоянию и поведению существующих в природе групп особей одного вида или сообществ (биоиндикаторов).

Биоиндикатор – вид или сообщество, которые указывают на характерные особенности среды (Озеров 2005).

Живые организмы, по наличию, состоянию и поведению которых можно судить о степени изменения окружающей среды назвали биоиндикаторами

(от био – живой и лат. индико – указывают, определяют) (Наумов, 2003).

В природе существует множество организмов, которые чувствительны к тем или иным проявлениям факторов и могут существовать только в определённых, часто узких границах изменения этих факторов. (Наумов, 2003).

Живые индикаторы доступны каждому любознательному человеку и позволяют определить степень состояния среды.

Для определения степени загрязнения водоема, Наумов А.А. выделяет ряд групп животных по чувствительности к чистоте и загрязненности воды. Обитатели чистой воды: личинки веснянок, ручейников, поденок, вислокрылок и двустворчатые моллюски. Организмы средней чувствительности: бокоплав, речной рак, из насекомых – личинки стрекоз, комаров-долгоножек, и моллюски катушки. Обитатели загрязненной воды: черви – трубочники и плоские пиявки, из насекомых – личинки комара-звонца (мотыль) и ильная муха (крыска).

Наумов А.А. отмечает, что, если проводить наблюдения за живыми организмами постоянно, то можно довольно точно оценить состояние окружающей среды.

В работе в качестве индикаторных организмов рассматриваются макробеспозвоночные донных сообществ, имеющие длительные жизненные циклы, ведущие малоподвижный образ жизни и легко определяемые по специально разработанному для данных методических указаний атласу – определителю.

Санитарное состояние воды в неизвестном водоёме может быть определено по видовому составу и численности гидробионтов. Все водоёмы могут быть разделены условно на три группы: чистые, умеренно чистые, загрязнённые и чрезмерно загрязнённые.

Объектом нашего изучения является разнообразие макрозообентоса прудовых экосистем. Макрозообентос – это совокупность беспозвоночных животных (с размером тела свыше 2 миллиметров), населяющих дно водоёмов (бенталь), а также другие субстраты, в том числе гидротехнические сооружения.

Характеристика исследуемой территории

Наша работа тоже посвящена изучению донных беспозвоночных в условиях пруда в бассейне р. Сива Сивинского района Пермского края.

Исследуемая нами территория Сивинского района Пермского края находится на восточной окраине Восточно-Европейской равнины в пределах умеренного климатического пояса в умеренно-континентальном климате, природной зоне тайги, подзоне южной тайги. Достаточное количество осадков (от 400-600 мм в год) в сочетании с рельефом позволили построить пруд на р. Сива вблизи с. Сива. Сивинский пруд находится в среднем течении реки Сива, на 72 км от истока реки, в 24 км от устья реки, в черте с. Сива. Площадь водосбора 760,3 км². Территория водосбора р. Сива характеризуется холмистым рельефом. Отметки рельефа изменяются от 139-140 м на пойме р. Сива ниже плотины пруда (до 130 -140 м), высшая точка бассейна – 283 м в районе истока р. Сива. Средний уклон реки – 0,0032. Площадь акватории пруда около 2619 км². Объем пруда - 3065609 м³. Средняя глубина составляет 1,17 метра, максимальная – 2,69 м.

Глава 2. Методика исследования

Для сбора донных беспозвоночных мы использовали скребок (рис.1).

Рис.1 Скребок для сбора донных беспозвоночных

При отлове организмов мягкого грунта скребок слегка вдавливали в грунт и перемещали на 20 сантиметров. Отобранный грунт промывали непосредственно в мешке скребка, прополаскивая до полного просветления промывных вод. Весь оставшийся в скребке материал переносили в кювету для выборки организмов на месте. Маленькие порции промытого грунта мы помещали в кюветы с тонким слоем воды. Обнаруженных гидробионтов извлекали с помощью пинцета и помещали в баночки с 4% раствором формалина. На баночки наклеивали этикетки с номером пробы. Всю остальную информацию: дату, место сбора, площадь отбора, грунт, растительность, температуру, номер пробы – записывали в карточку.

Затем для определения групп зообентоса мы разбирали пробы в лаборатории. Организмы рассматривались под бинокуляром и по атласу-определителю из методики М. С. Алексевниной (2001) и по определителю Чертопруда (1999) рассматривались до семейства, некоторые до вида.

Глава 3. Результаты исследования

Видовой состав бентофауны пруда

Всего в Сивинском пруду было взято 6 проб на 3 разрезах, в прибрежной зоне (приложение 2). Бентофауна Сивинского пруда достаточно разнообразна, зарегистрировано 33 группы донных беспозвоночных. Это представители 3-х типов – Кольчатые черви, Моллюски, Членистоногие, представлены 6-ю классами – малощетинковые черви (олигохеты), пиявки (малая ложноконская, улитковая пиявки), брюхоногие (катушка окаймленная, катушка роговая, живородка, физа ключевая, прудовик ушковый и гладкий) и двустворчатые моллюски (горошинка роговая), паукообразные (водный клещ), насекомые (отряды -, равнокрылые стрекозы, подёнки, водные жуки, клопы, ручейники, двукрылые). Шестью группами животных представлен класс Брюхоногие моллюски, класс Насекомые, шестью отрядами: Равнокрылые стрекозы, Подёнки, Водные жуки, Клопы, Ручейники и Двукрылые (Приложение 1., табл. 1).

Таблица 1. Видовой состав бентофауны Сивинского пруда, июль 2018 г.

Самыми встречаемыми в пруде являются личинки подёнок и комаров-звонцов (100%), олигохеты, пиявки и катушка окаймленная (83%).

Описание групп бентофауны пруда

Подёнки

Название «подёнки» или «однодневки» дано этим животным не случайно. Жизнь взрослых особей действительно ограничивается несколькими часами и лишь некоторых видов – несколькими днями [2].

Подёнки, стройные, хрупкие насекомые. Их крылья в покое подняты торчком, подняты вверх или распростёрты в стороны. Передние крылья подёнок всегда крупнее задних, которые иногда и вовсе отсутствуют. Взрослые животные не питаются, так как они проживают несколько часов, спариваются, откладывают яйца и погибают [3].

Л ичинки подёнок развиваются от 1 до 3 лет, многократно линяя (до 25 раз). Их размеры варьируют от 2-3 мм до 2-3 см. На голове располагаются длинные усики, фасеточные глаза и ротовой аппарат грызущего типа. Грудной отдел несёт три пары ходильных конечностей и зачатки крыльев. В отличие от веснянок, зачатки второй пары крыльев прикрыты зачатками первой пары. Брюшко у личинок подёнок продолговатое, сплющенное и несёт попарно расположенные трахейные жабры. На заднем конце брюшка имеются три длинных хвостовых нити, усаженные волосками.[2]

Среди личинок выделяют несколько морфоэкологических типов: плавающие, роющие, «сидячие» на камнях, ползающие.[3]

Личинка ручейника

П родолжительность жизни имаго ручейников невелика, и составляет от 7 до 45 дней.[2]

Личинки ручейников населяют водоёмы самого различного типа, от мелких ручьёв и речек до крупных озёр и болот, однако наиболее многочисленны и разнообразны они в текучих водах, за что и получили своё название на русском языке. [3]

П редпочитают жить вблизи берегов среди детрита, ила. Питаются мелкими беспозвоночными. Развитие личинок продолжается 2 года.[4]

Тело личинки ручейника подразделяется на голову, грудь и брюшко. Голова представляет собой жесткую и прочную хитиновую капсулу, несущую очень короткие антенны, маленькие глаза и а ппарат грызущего типа. Грудь состоит из трёх ясно различимых сегментов, каждый из которых несёт на себе пару хорошо развитых ног. Брюшко состоит из девяти сегментов, оно мягкое червеобразное.[3]

Среди личинок ручейника выделяются два морфоэкологических типа, различающихся по характеру строительной деятельности и связанным с нею особенностям строения и поведения. Одни строят переносные домики в виде трубок из различного материала, другие переносные домики обычно не строят.[3]

Личинка комара звонца.

Комары-звонцы – очень разнообразное семейство (известно более 8 тыс. видов).

Л ичинки комара звонца - встречаются в ручьях, реках, озёрах и даже морях. Они чрезвычайно широко распространены в мире и составляют треть всей фауны континентальных водоёмов (часто это сотни видов)[3].

Тело у него ярко-красное, червеобразное, с хорошо выраженной хитинизированной головкой, двумя парами ложноножек – на переднем и заднем сегментах[3]. Личинки питаются донными микроорганизмами [4]. Из отряда двукрылых ещё обнаружены личинки комаров обыкновенных и комары - каретра.

Клопы

Водные клопы мало отличаются от наземных по внешнему виду. Заселяют они в основном пресноводные водоёмы. Надкрылья плотно прикладываются к телу насекомого и образуют полость, заполняемую запасом воздуха при погружении в воду (исключение составляют водомерки). Дышат они атмосферным воздухом. Задняя пара крыльев у водных клопов сохранились, и это обеспечивает им возможность совершать перелеты для расселения в новые водоёмы. Грудные ножки специализируются на выполнении различных функций. Задняя пара у многих плавательного типа (плавты, гребляки, гладыши), передняя – хватательного (клопы – скорпионы). Все они хорошо передвигаются по стеблям растений и довольно быстро плавают.

Водные клопы – преимущественно хищники, питаются мелкими ракообразными и личинками водных насекомых. Лишь гребляки могут питаться нитчатыми водорослями. В отличии от наземных клопов водные утратили пахучие железы [3].

Семейство гребляков

Г ребляки – встречаются в озёрах и прудах с богатой растительностью. Быстро плавают спиной вверх, часто поднимаясь к поверхности. Самцы весной стрекочут под водой. Ночью часто нередко совершают перелёты в поисках новых водоёмов.[4]

Семейство гладышей

Спина под водой серебристая, а брюшко бурое, по форме напоминает лодочку. Размер 13-17мм. Острый хоботок, который способен проколоть кожу человека, подогнут к брюшку. Плавает гладыш брюшком вверх, загребая задними ногами. Плавает хорошо и быстро. Дыхательное отверстие на конце брюшка. Обитает в стоячих и текучих водоёмах. Покровы тела гладышей не смачиваются водой.[4]

Семейство плавтов

Плавт имеет тёмно-бурую окраску с жёлтой крапчатостью, крыльев не имеет, дышит жабрами, ведёт придонный образ жизни в реках с быстрым течением. Охотится он, плавая или ползая по растениям, за что получил второе название – водяной ползун.[2]

Жук плавунец

Н аиболее заметным представителем данного семейства является жук плавунец. Он встречается в водоёмах с различным гидрологическим режимом, однако предпочитают тихие, чистые заводи с богатой флорой и фауной.

Размеры имаго достигают 30-40 мм в длину. Тело овальное, слегка выпуклое сверху и снизу. У самцов передние ноги с присосками, состоящими из многих присасывательных дисков, выделяющих клейкий секрет. С помощью передних лапок самец удерживается на теле самки во время копуляции, которая может продолжаться несколько дней.[2]

Ж ук гребец

Жук гребец обитает в прудах, лужах и особенно часто в проточных быстринных речках и ручьях. Взрослые жуки и личинки – хищники, питаются водными мелкими планктонными членистоногими.[2]

Жук-вертячка

Ж уков-вертячек часто можно видеть кружащими на поверхности чистых, слабо проточных водоёмов. Быстро передвигаясь по поверхности воды, они охотятся на мелких животных.

У вертячек две задние пары ног плавательные, а передняя пара служит для удержания добычи.[2]

Жук пузанчик

Ж уки обычны в затенённых пойменных прудах и лужах.

Имаго отличается выпуклым и коротким телом. У личинок лоб с длинным отростком. Форма тела имаго и личинки довольно точно отражает название вида.[2]

Жук лужник

Н адкрылья жука зеленовато-бурые, со светлым рисунком. У личинок все ноги плавательные. На голове сложный светлый рисунок. Являются преимущественно реофильными видами, заселяющими медленно текучие водоёмы с прозрачной водой [2].

Жук водолюб

Г олова с каждой стороны с пятью глазками, обычно задрана кверху. Часто есть пальцевидные жаберные отростки по бокам брюшка [2]. На брюшной стороне вдоль срединной линии тянется длинный киль, который заходит за основание задней пары ног. Тело яйцевидное, сверху выпуклое; надкрылья блестящие, чёрные с оливково-зелёным отливом. Длина 35-50 мм [5].

Р адужница водная

Ноги не покрыты волосками, лапки 4-члениковые с двураздельным третьим члеником. Задние тазики не покрывают первый членик брюшка, так что его задний край виден на всём протяжении. Надкрылья металлические (часто золотисто-зелёные). Живут около воды [2].

Стрекоза красотка-девушка

Т ело личинки тонкое и удлинённое, с тремя кожистыми листовидными придатками на конце брюшка. Окрашены в зелёный или тёмно-бурый цвет. Голова многоугольная, не шире передней груди с маленькими глазками. Первый членик усиков в два раза длиннее остальных. Хвостовые придатки в виде длинных треугольников, средний придаток короче боковых. Длина тела до 35 мм [2].

Водный клещ

Ч асто встречается в густо заросших прудах, канавах, лужах. Размеры от 1 до 8 мм. Окраска ярко-красная, жёлтая, оранжевая, бурая. Многие виды хорошо плавают, некоторые только ползают. Дышат через кожу. Хищники – ловят и высасывают мелких рачков, личинок насекомых[4].

Живородка

Э то крупные (до 45 мм) моллюски, на завитках раковины которых имеются тёмные продольные полосы. Устье закрывается совершенно круглой крышечкой. Наиболее обычный вид для водохранилищ и равнинных рек – речная живородка[3].

Катушка роговая и катушка окаймленная

К атушка роговая имеет толстостенную оливково-чёрную, или коричневую раковину, достигающую у взрослых особей 35 мм в диаметре 15 мм в толщину. Обитает на больших глубинах, на поверхность поднимается для пополнения кислорода [8].

Питается растительной пищей. При высыхании водоёма зарываются во влажный ил или затягивают плотной пленкой устье раковины. Могут жить без воды до трёх месяцев [4].

Катушка окаймленная имеет светло-коричневую раковину с 4-5 оборотами, равномерно выпуклыми с обоих сторон. Последний оборот вдвое шире предпоследнего, и по его середине тянется острый киль. Устье косое, остроугольное. Диаметр 14-17 мм [2].

Физа ключевая

Р аковина желтая, полупрозрачная, тонкая, высотой до 10 мм. Завиток тупой, в 2-4 раза короче устья. Обитает в реках, озерах и прудах[5].

Прудовик ушковый

В ерхний край устья имеет горб или горизонтальный участок. Верхний край устья от вершинного угла идёт вниз. Завиток узкий и острый, с вогнутыми контурами. Высота до 35, ширина до 25 мм[5].

Прудовик гладкий

Р аковина тонкостенная, высокая, цилиндрическая, тёмно-жёлтого цвета. Высота завитка не менее чем в 2 раза больше высоты устья. Высота раковины 15-18 мм. Высота устья до 5 мм[2].

Г орошинка роговая

Светлые раковины с вершиной, смещённой от центра к заднему краю, заострённому концу, размером 3-7 мм[4].

Пиявка малая ложноконская

С пинка коричневая или сероватая, покрытая поперечными рядами мелких пятен. Каждое пятое кольцо светло окрашено. Тело узкое. Челюстей нет. Длина тела 4-6 см[2].

Пиявка улитковая

Т ело с острыми боковыми рёбрами, глаза (1-4 пары) приближены к средней линии головы. До 12-35 мм[5].

Малощетинковые черви

О битает в илистых грунтах. Тело вытянуто, состоит более или менее цилиндрических сегментов, число которых варьирует в разных группах. Питаются донным илом. Являются ценнейшим кормом для мальков и рыб[2].

Муха крыска

Н а конце тела имеется длинный отросток, дыхательная трубка. Тело толстое, неясно сегментированное, с просвечивающей кожей. На брюшке 7 пар ложных ножек. Длина 2-3 см[2].

Выводы

Список источников информации

Алексевнина М. С. Методика сбора и обработки зообентоса водоёмов и оценка их экологического состояния по биологическим показателем, Перм. Ун-т. – Пермь, 2003

Биоразнообразие и экология беспозвоночных животных. Водная фауна: учебное пособие по полевой практике/ Н. М. Пахаруков, М. Я. Лямин; Перм. Ун-т. – Пермь, 2007

Животные Прикамья Книга I Беспозвоночные: Учебное пособие. – Пермь: «Книжный мир», 2001

Ласуков Р. Ю. Обитатели водоёмов: Карманный определитель. – М.: Рольф, 1999.

Летние школьные практики по пресноводной гидробиологии. Методическое пособие. – Сост. С. М. Глаголев, М. В. Чертопруд. Под ред. М.: Добросовет, МЦНМО, 1999. – 288 с.

Мансурова С. Е., Кокуева Г. Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 112 с.

Озеров А. Г. Исследовательская деятельность учащихся в природе. Учебно-методическое издание. – М.: ФЦДЮТиК, 2005. – 216 с.

Чертопруд М. В. , Чертопруд Е. С. Краткий определитель беспозвоночных пресных вод центра Европейской России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. – 179 с.

Приложение 1. Таблица 1. Видовой состав бентофауны Сивинского пруда, июль 2018 г.

Приложение 2. Карточки обработки проб зообентоса