VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Удивительные превращения
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Я всегда любил наблюдать за насекомыми в природе. И вот однажды мне захотелось попробовать вывести бабочек дома и понаблюдать за их развитием. Особенно мне хотелось увидеть рождение бабочек и понаблюдать за их жизнью наяву.
Цель работы:
- развести бабочек в домашних условиях;
- стать свидетелем одного из чудесных превращений в природе.
Объектом моего исследования являются бабочки.
Предмет исследования – процесс превращения куколки в бабочку.
Задачи исследования:
Изучить литературу и интернет по данной теме;
Создать необходимые условия для разведения бабочек;
Увидеть процесс превращения бабочки из куколки;
Понаблюдать за развитием бабочек в домашних условиях;
Измерить, сколько по времени проживут бабочки.
Вести дневник наблюдений;
Проанализировать и сделать выводы по полученным знаниям и наблюдениям.
Методы исследования: анализ прочитанной литературы, эксперимент, наблюдения, фотографирование.
Гипотеза: куколка может превратиться в бабочку в домашних условиях.
1. Теоретическая часть
1.1. Особенности жизнедеятельности бабочек
Порхающие цветы - такое поэтическое название бабочки заслужили по праву. Замысловатые узоры на тончайших крыльях, радующие глаз сочетания ярких красок - природа в очередной раз проявила незаурядное дизайнерское мастерство, создав столь дивные существа.
Бабочки относятся к членистоногим - самым высокоразвитым животным среди беспозвоночных. На данный момент чешуекрылые насчитывают около 157000 видов насекомых. Эти уникальные создания являются вторыми по своей численности опылителями после пчел.
Наука, изучающая бабочек, называется лепидоптерология.
Не менее удивительны чудесные превращения – метаморфозы, происходящие с ними. Сначала это прожорливые гусеницы, с жадностью поедающие растения, особо любимые и почитаемые семейством. Стебли и листья могут содержать ядовитые вещества, но обжоры их не боятся. Личинка накопит отраву в тканях своего мясистого туловища, и станет несъедобной для птиц и насекомоядных животных. Яд по наследству перейдет к взрослой особи - имаго, защитив и ее от многочисленных врагов.
Во взрослом возрасте бабочки употребляют только жидкости, которые всасывают при помощи хоботка. Питаются они нектаром цветов, также пьют воду из лужиц, а некоторые не обходят вниманием гниющие фрукты и падаль. Это они делают для того, чтобы получить необходимое количество влаги, энергии, перерабатываемой из сахаров в нектаре, и соды, а также других минералов, которые незаменимы для репродуктивной функции.
Некоторые виды бабочек нуждаются в большем количестве соды, нежели то, что дает нектар. Их привлекает сода в соли, и они иногда стремятся присесть на человека, чтобы получить недостающие элементы из человеческого пота.
Бабочки «нюхают» воздух на предмет ароматов, ветра и нектара, используя свои усики. Эти усики могут быть разной формы и окраски. Зрение хорошо развито у бабочек и большинство видов чувствительно к ультрафиолетовому спектру. Цветное зрение может быть широко распространено, но его демонстрируют только некоторые виды. У некоторых бабочек есть органы слуха, а часть видов также известна тем, что воспроизводит свистящие и щелкающие звуки.
Многие бабочки, такие как махаон, подвержены миграциям и могут совершать полеты на большие дистанции. Они летят только днем и используют солнце в качестве ориентира. Они также способны воспринимать поляризированный свет и использовать его для ориентирования, когда солнце спряталось. Многие виды бабочек придерживаются своих территорий и могут активно отгонять представителей других видов или популяций, которые могут помешать им.
Способ полета бабочек обычно несет информационную нагрузку, а некоторые виды могут демонстрировать ухаживания в виде полетов. Солнечные ванны — это довольно широко распространенный вид деятельности, который можно видеть повсеместно в холодные утренние часы. Многие виды даже меняют положение, чтобы получать больше тепла от солнца. Альпийские формы бабочек отличаются от других тем, что у них более темный рисунок на крылышках – это отвечает той же цели – накоплению как можно большего количества тепла.
1.2. Развитие бабочек: четыре стадии жизненного цикла
Итак, бабочки относятся к насекомым с полным превращением – у них имеются все четыре стадии соответствующего жизненного цикла: яйцо, куколка, гусеница-личинка и имаго – взрослое насекомое. Рассмотрим последовательно этапы превращений у бабочек.
Яйцо
Сначала взрослая бабочка откладывает яйцо и тем самым дает начало новой жизни. Яйца в зависимости от вида могут быть круглыми, овальными, цилиндрическими, коническими, уплощенными и даже похожими на бутылку. Различаются яйца не только по форме, но и по цвету (обычно они белые с зеленым оттенком, но не так редки и другие цвета – бурый, красный, голубой и т.д.).
Яйца покрыты плотной твердой оболочкой – хорионом. Находящийся под хорионом зародыш снабжен запасом питательных веществ, очень похожим на хорошо всем знакомый яичный желток.
Есть и такие чешуекрылые, которые стараются погрузить яйца в землю (некоторые совки).
Число яиц в кладке тоже зависит от вида и иногда доходит до 1000 и более, однако до взрослой стадии доживают далеко не все – это зависит от таких факторов, как температура и влажность воздуха. Кроме того, у яиц бабочек немело врагов из мира насекомых.
Средняя продолжительность стадии яйца составляет 8-15 дней, но у некоторых видов яйца зимуют и эта стадия длится месяцы.
Гусеница
Гусеница – это личинка бабочки. Обычно она червеобразная и имеет грызущий ротовой аппарат. Как только гусеница появляется на свет, она начинает усиленно питаться. Большинство личинок питаются листьями, цветами и плодами растений. Некоторым видам пищей служит воск и роговые вещества. Есть и личинки – хищники, в их рацион входит малоподвижная тля, червецы и т.д.
В процессе роста гусеница несколько раз линяет – меняет свою внешнюю оболочку. В среднем линек бывает 4-5, но есть и такие виды, которые линяют до 40 раз. После последней линьки гусеница превращается в куколку. Гусеницы бабочек, обитающих в более холодном климате, часто не успевают завершить свой жизненный цикл за одно лето и впадают в зимнюю диапаузу.
Куколка
Куколки не двигаются и не питаются, только лежат (висят) и ждут, расходуя накопленные гусеницей запасы. Внешне кажется, что ничего не происходит, однако этот последний этап удивительного превращения можно назвать «бурным затишьем». Внутри куколки в это время кипят очень важные жизненные процессы перестройки организма, появляются и формируются новые органы.
Куколка совсем беззащитна, единственное, что позволяет ей выжить, это ее относительная незаметность для врагов – птиц и хищных насекомых.
Имаго
Из куколки выходит взрослое насекомое – имаго. Оболочка куколки лопается, и имаго, цепляясь ногами за край оболочки, при этом прилагая немало усилий, выползает наружу.
Новорожденная бабочка еще не может летать – ее крылышки маленькие, будто свернутые, и влажные. Насекомое обязательно взбирается на вертикальное возвышение, где остается до тех пор, пока полностью не расправит крылья. За 2-3 часа крылья теряют свою эластичность, отвердевают и приобретают окончательную окраску. Теперь можно совершить первый полет!
Продолжительность жизни взрослой особи варьирует от нескольких часов до нескольких месяцев, но в среднем век бабочки составляет всего 2-3 недели.
1.3. Выращивание бабочек в домашних условиях: развитие и уход
Для выращивания бабочек в домашних условиях вовсе не нужно создавать целую лабораторию с различными колбами и стеклянными коробками. Ваша задача - предоставить насекомым условия, максимально приближенные к тем местам, где они обитают.
В домашних условиях гусениц, коконы и мотыльков содержат в специальных аквариумах - инсектариях. Стоит учесть, что для разных видов бабочек требуются разные размеры этого аквариума. Интересно даже то, что крупные виды бабочек могут погибнуть, если "жилплощадь" будет для них слишком мала, на это тоже стоит обратить внимание. В инсектариях должна поддерживаться высокая температура и повышенная влажность, будто бы в тропическом лесу. Воздух должен быть более 70% влажности, температура – 28-30°C. Для этого можно использовать обогреватели и увлажнители воздуха.
Отдельного ухода требуют куколки. Хранятся они в специальной камере при температуре не более +22°C. Ежедневно следует проверять их зрелость, которая проявляется как потемнение куколки и приобретение ею мягкости. Готовые к преобразованию куколки вывешиваются на нитку за хвостик, крепятся к стенке аквариума и опрыскиваются несколько раз в день. При рождении у бабочек может не получиться выйти из кокона, поэтому следует следить за ними и в случае необходимости аккуратно помочь
В емкости для выращивания бабочек обязательно должны быть обязательно расставлены сухие веточки. Они нужны для того, чтобы после своего появления на свет бабочка могла повиснуть вниз головой и высушить крылья, этот процесс обычно длится нескольких часов. Если этого не произойдет, ваша бархатница (или же много бархатниц) никогда не сможет летать.
Чем кормить
Эти чешуекрылые питаются нектаром с растений и фруктов. Например, в качестве еды подойдут разрезанные апельсины, бананы или разведенный водой натуральный мед: на 10 капель воды добавляется 1 капля меда. Много тратиться на корм не придется.
Безопасность
Бабочки очень хрупкие, поэтому трогать их нежелательно. Рисунок на крыльях легко может стереться от прикосновения человеческой кожи. Все оборудование расставляется таким образом, чтобы бабочки не попадали в узкое пространство и не начинали биться крыльями.
2. Практическая часть
2.1. Выбор и приобретение куколок бабочек
Для проведения исследовательской работы важным этапом было приобретение куколок. Мы с мамой заказали их по интернету из Казани у специального поставщика, который привозит их из тропических стран, такие как Филиппины и Коста-Рика. Там есть целые бабочковые фермы, где в промышленных масштабах выращивают гусениц. Которые затем превращаются в куколок и бабочек. Все куколки проходят ветеринарный и таможенный контроль. Имеются необходимые сертификаты. (Приложение 1)
Приобрели мы пять куколок: Голубая Морфо, Парусник Коцебу, Парусник Румянцева, тигровая Сильвия, Парусник Палинур. (Приложение 2)
Бабочка Голубая Морфо
Окрас крыльев ярко-голубой. Морфо обитают во влажных тропических лесах. Бабочки любят летать в кронах деревьев, но предпочитают открытые пространства, например, берега рек. Взрослые бабочки питаются сочными плодами и вытекающим из растений соком. Длительность жизни взрослой бабочки в природе около 4 - 4,5 месяцев.
Бабочка Парусник Коцебу
Парусник Коцебу — дневная бабочка, в естественной среде обитания ее можно встретить на опушках лесов. В дикой природе обитает в Юго-Восточной Азии, а точнее — на Филиппинских островах и в Малайзии. Яркая раскраска подает сигнал птицам и насекомоядным животным, что бабочка ядовита для них. Для человека же она безопасна. Срок жизни— около двух недель.
Бабочка Румянцева
Эту бабочку невозможно перепутать ни с одной другой! Ее красные пятна на нижних крыльях контрастно выделяются на бархатно-черном фоне!
Самки имеют более яркую окраску, чем самцы, и имеют две разновидности окраса верхней стороны крыльев: иногда самка имеет ярко выраженные белые пятна посередине задних крыльев. У всех бабочек этого вида яркая предупреждающая окраска снизу крыльев, отпугивающая врагов. Размах крыльев 12-14 см.
Бабочка Тигровая Сильвия
Это дневная бабочка, относящееся к семейству Нимфалиды (Nymphalidae).
Бабочки-нимфалиды имеют довольно широкие крылья, наружные края которых часто имеют зазубрины или угловатые выступы. Большая часть нимфалид может похвастаться яркой окраской, в то же время, нижняя сторона их крыльев часто имеет так называемую покровительственную окраску, призванную спрятать бабочку среди сухих листьев. Размах крыльев 9 - 11 см.
Сильвия Тигровая является одной из самых красивых бабочек этого семейства.
Бабочка парусник Палинур
Бабочка из жарких тропиков Парусник Палинур имеет второе, более говорящее название — бабочка-павлин. Такое имя эта яркая представительница чешуекрылых получила благодаря совершенно потрясающему окрасу крыльев. Их нижняя сторона окрашена в бархатно-черный цвет, тогда как верхняя переливается всеми оттенками зеленого — от глубокого изумрудного до яркого бирюзового. Смена цвета происходит в зависимости от угла освещения. Как и многие Парусники, Papilio palinurus обладает оригинальным украшением — небольшими «капельками» на задних крыльях. Живет Papilio palinurus до 10 дней, питаясь цитрусовыми или смесью из воды и меда, которая отлично заменяет цветочный нектар. Естественная среда обитания Парусника Палинур — юго-восточная Азия (Таиланд, Сингапур, Малайзия). Размах крыльев колеблется от 8 до 10 сантиметров.
2.2. Прибытие куколок бабочек.
28.09.2019г. Прибытие куколок.
И вот настал тот день! Куколки были доставлены вместе с инсектарием. Сам инсектарий представляет собой пластмассовый, прозрачный контейнер, обтянутый сеткой, для того, чтобы бабочка смогла за что-то зацепиться. К контейнеру прилагались необходимые аксессуары: орбисы, которые нужно было залить пол стаканом воды, от чего они набухают и поддерживают необходимую влажность в контейнере и веточка, для подвешивания куколок (Приложение 3).
Куколки аккуратно лежали в баночке, каждая из которых была подвязаны ниточками и завернута во влажную вату (Приложение 4). Каждую куколку нужно было подвесить за веревочку на веточку, на расстоянии 15 сантиметров. Я разместил куколок в инсектарий и положил гигрометр. Закрыли контейнер, чтобы не было испарения влаги и стал наблюдать за куколками. Гигрометр показывал 26 градусов по Цельсию и 99% влажности (Приложение 5).
В комнате был установлен увлажнитель воздуха.
В конце дня куколки начали шевелится. Они как будто содрогались, приподнимая свое тельце вверх. Шевеления – это лучший признак того, что все куколки живы и прекрасно перенесли транспортировку.
Перед сном, разглядывая куколок, я увидел, что куколка Парусника Румянцева потемнела и тогда я понял, что именно она будет моей первой бабочкой, которая появится на свет (Приложение 6).
2.3. Рождение бабочек.
29.09.2019г. Грустное рождение бабочки Парусник Румянцева.
Проснувшись утром меня ждало разочарование от увиденного: бабочка не смогла вылезти из куколки, ее крылья как будто были приклеены (Приложение 7). Мы помогли ей выбраться. Крылья были сухими и скрученными, как осенние листья. Больно было осознавать, что она никогда не сможет взмахнуть красотой своих крыльев. В природе это легкая добыча для хищников. Я могу предположить, что животные с дефектом, не могут продолжать свой род и гибнут. В природе это называется естественный отбор. Не смотря на свой дефект, она не перестала быть нежным и красивым существом. Мы окружили ее заботой и любовью.
30.09.2019г. Рождение сразу двух бабочек: Тигровая Сильвия и Голубая Морфо.
Я проснулся утром от слов мамы: «Вставай, у тебя родилась бабочка!». Это было самое лучшее утро в моей жизни. Я не когда не вставал с такой легкостью, как в этот день. Это была Сильвия Тигровая (Приложение 8). Она была такая красивая! Она точно оправдывала свое название: окрас ее крыльев напоминал шкуру тигра (Приложение 9).
Бабочка Морфа родилась, когда я был в школе. К сожалению, мне снова не удалось увидеть это превращение, но самое главное, что она родилась здоровой. Придя домой, я застал бабочку еще в инсектарии: она сушила крылышки целых 5 часов. Какая же она была большая! Размах ее крыльев составлял 15 см. У нее потрясающе голубого цвета крылья, но только она все время сидела, сложив их, и чтобы увидеть красоту, а тем более сфотографировать, приходилось пересаживать ее с пальца на палец. (Приложение 10).
1.10.2019г. Рождение бабочки Парусника Палинур.
В том, что она должна скоро появиться, я определил по изменению окраса куколки. Она становилась все темнее и темнее (Приложение 11). Бабочка Палинур родилась рано утром, и я снова пропустил «выкукливание». Радовало то, что бабочка была без дефектов. Бабочка была прекрасной! Она ярко-изумрудного цвета с металлическим отливом. Смена цвета происходит в зависимости от угла освещения. Хвостики капельки на задних крыльях придают ей экзотическую форма (Приложение 12).
3.10.2019г. Рождение бабочки Парусник Коцебу.
Это была моя последняя куколка (Приложение 13). Мне очень не хотелось упустить момент рождения бабочки, поэтому нам нельзя было рисковать. Мы установили видеонаблюдение перед инсектарием и стали по очереди дежурить с мамой в ожидании прекрасного события. (Приложение 14).
Куколка совсем потемнела и кокон стал шевелится. Потом стенки кокона стали совсем прозрачные. Вдруг оболочка лопается, края ее расходятся, и бабочка начинает выходить на поверхность: появилась сначала голова бабочки, потом лапки, затем сложенные крылья. Перебирая лапками, она освобождалась из куколки и поднималась вверх. И вот она уже сидит на своем домике, просушивает крылья (Приложение 15).
Мы были в восторге от увиденного! Бабочка вышла из куколки в течении нескольких минут. Нам удалось снять момент появление бабочки.
Она была прекрасна! Со сложенными крыльями она была черно-красной расцветки, а снаружи она была бархатисто-черного цвета. Часть задних крыльев и тело бабочки обрамлены россыпью из черно-красных пятен (Приложение 16).
2.4. Содержание и уход за бабочками в домашних условиях
Прежде чем завести бабочек дома я собрал всю необходимую информацию в книгах, научных статьях, в интернете. И старался следовать всем инструкциям, которые узнал.
Я узнал, что наибольшая проблема для бабочек в домашних условиях будет низкая влажность воздуха, от чего у бабочек могут очень быстро высохнуть и обломаться крылышки. Поэтому мне нужно было создать для бабочек влажные условия. Для этого я поддерживал влажность в комнате с помощью парового увлажнителя. Из интернета я узнал, что наиболее оптимальная температура для жизни бабочек 25-30 градусов по Цельсию, а влажность не должна составлять меньше 65%, иначе бабочки будут чувствовать себя плохо и быстро погибнут. Гигрометр показывал 28 гр. по Цельсию и 66 % влажности, что подходит для бабочек, для комфортного существования.
Бабочки стремятся к свету, поэтому чтобы бабочки не сломали себе крылья о стекло, окно в комнате было закрыто тюлью, на котором они и проводили свое основное время. А вечером мы выключали все оголенные источники света, чтобы бабочка случайно не села на них и не смогла обжечься.
Кормление бабочек происходило два раза в день: утром и вечером. Мои бабочки питались медовым сиропом и сочными цитрусовыми фруктами. Для приготовления медового сиропа я в стакане с теплой водой разбавлял пару чайных ложек меда. Затем разливал немного полученного сиропа в маленькие крышечки или смачивал им ватные диски. (Приложение 17).
Первое кормление было интересным и страшным одновременно. А вдруг я что-то сделаю не так? Вдруг бабочка Парусник Румянцева еще больше пострадает от моих действий? Она ведь такая беззащитная! Но все-таки я взял себя в руки: я взял бабочку и посадил рядом с салфеточкой, смоченную в сиропе, аккуратно с помощью зубочистки развернуть хоботок и опустил его в смоченный диск. Я смог! У меня получилось – бабочка стала пить приготовленный «нектар» (Приложение 18). Кормление заняло 15 минут. После еды бабочка немного притихла.
Бабочки Голубая Морфо и Тигровая Сильвия оказались очень ручными и сообразительными – они сразу начали есть сами. Когда сажаешь их на апельсин, они сама выкручивали хоботок и начинали есть. Они охотно лакомились соком свежих апельсинов, а также медовым сиропом. (Приложение 19).
Из интернета я узнал, что вкусовые рецепторы находятся у бабочки на конце передних ножек. По моим наблюдениям, бабочки действительно, коснувшись лапой сиропа, они быстро разворачивали хоботок и начинали пить.
А вот бабочкам Парусник Коцебу и Парусник Палинур приходилось распускать хоботок зубочисткой и опускать его в сироп, иначе они могли просто сидеть над едой и не питаться (Приложение 20).
К сожалению, бабочки живут не долго: от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от вида. (Приложение 21). Я постарался создать условия, максимально приближенные к естественной среде обитания бабочек. И все-таки самые лучшие условия для жизни бабочек – естественные, созданные самой природой. Уровень влажности их обычного места обитания на много выше чем в наших квартирах. В сухом воздухе крылышки, усики и лапки бабочек становятся ломкими. (Приложение 22). Но в квартире бабочки защищены от свих естественных врагов, поэтому в искусственных условиях бабочки должны прожить дольше из-за исчезновения опасности.
Хочу отметить, что бабочка Тигровая Сильвия у меня прожила дольше всех остальных, целых 35 дней.
Заключение
В ходе выполнение исследовательской работы я узнал много новой информации, научился выводить бабочек из куколок, приобрёл опыт по ухаживанию за этими чудесными созданиями необычной красоты.
Я провел эксперимент, где были созданы условия для превращения куколки в бабочку, и моя гипотеза подтвердилась – куколка может превратиться в бабочку в домашних условиях при создании определенных условий. Однако не все бабочки появляются на свет такими, какими их создала природа. Из 5 куколок у меня родились 4 замечательных бабочек. Лишь одна бабочка Парусник Румянцева родилась с недоразвитыми крылышками. Считается, что хороший процент рождаемости – 80%. Следовательно, у меня получилось создать у себя дома очень хорошие условия для выведения бабочек.
Также мне удалось увидеть рождение бабочки своими глазами и запечатлеть этот процесс на видео. Это было не забываемо!
Их рождение и содержание в домашних условиях доставило мне массу волшебных впечатлений, которые останутся в памяти на всю жизнь. Это невероятно нежные красивые создания. Мы всей семьей наблюдали за полетами наших бабочек, любовались ими. Как приятно было идти домой, зная, что меня ждут красивые и нежные бабочки. Мои бабочки, помимо интересного эксперимента, научили меня ценить красоту и уважительно к ней относиться.
Проведя большую работу, мне понравилось выступать в роли маленького исследователя в таком большом эксперимент. Я думаю, что это не последний мой опыт. Для продолжения моего научного эксперимента, будет очень интересно вывести бабочку из гусеницы, обитающую в нашей местности.
Список литературы
http://www.liveinternet.ru/users/5057605/post371441889
http://ru.wikipedia.org/wiki/Чешуекрылые
Травина И.В. Насекомые. М.: РОСМЭН, 2014. – 96 с.
Пол. Уэйли. Бабочки. М.:СЛОВО, 1999. – 64 с.
Непомнящий Н.Н. Бабочки. М.: СЛОВО, 2001. – 48 с.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение5
Приложение 6
Приложение 7
Приложение 8
Приложение 9
Приложение 10
Приложение 11
Приложение 12
Приложение 13
Приложение 14
Приложение 15
Приложение 16
Приложение 17
Приложение 18
Приложение 19
Приложение 20
Приложение 21
Срок жизни бабочек в домашних условиях
Приложение 22