В царстве бабочек

VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

В царстве бабочек

Вехов А.В. 1Усенко М.Д. 1Диденко В.Д. 1Диденко В.Д. 1
1МБУ ДО "ДТДиМ"
Кремнева М.И. 1
1МБУ ДО "ДТДиМ"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что количество и многообразие бабочек - признак хорошей экологической обстановки. В настоящее время ученые обеспокоены резким сокращением численности бабочек. Бабочки исчезают в основном в результате хозяйственной деятельности человека - вырубки лесов, осушения болот, строительства домов и дорог.

Поэтому, сегодня актуальна проблема охраны этих насекомых. А чтобы охранять, мы должны много знать об этих созданиях природы.

Цель проекта: изучение многообразия и биологических особенностей бабочек.

Гипотеза:возможно, наблюдения бабочками помогут более подробно изучить особенности строения, развития и жизнедеятельности этих насекомых.

Задачи: 1) проанализировать литературу по теме исследования; 2) изучить строение крыла бабочки под микроскопом; 3) провести наблюдения за бабочками в природе и выявить видовое разнообразие дневных бабочек на территории Балашихинского и Киржачского районов; 4) научиться составлять паспорт бабочки; 5) узнать особенности выращивания бабочек в домашних условиях; 6) провести наблюдение за превращением гусеницы в бабочку; 7) изготовить плакат «Бабочки»; 7) представить проект на заседании клуба «Почемучка».

Методы исследования: изучение и анализ литературы; фотографирование; поиск информации в сети Интернет; наблюдение за бабочками.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Многообразие бабочек

Бабочки восхищают людей на протяжении многих веков. Еще в древности бабочки стали для людей источником поэтического вдохновения, символами красоты, легкости, нежности, героями мифов и легенд.

Изучив литературу по теме исследования, мы выяснили что, бабочки – это насекомые, относятся к отряду чешуекрылых [4].

Отряд делится на семейства. Например, в семейство белянок входят боярышница, брюквенница, репница, капустница и некоторые другие бабочки. Семейство состоит из родов, а в каждом роду могут быть уже десятки и сотни видов (белянок в России насчитывается более 70 видов).

Первые бабочки появились в середине мелового периода, около 100 млн. лет назад. На земном шаре насчитывается около 250 тысяч видов бабочек. В России известно около 20 тыс. видов бабочек [10].

Бабочки обитают практически во всех странах, начиная от самых холодных и заканчивая тропиками. Антарктида является единственным континентом, на котором не были найдены чешуекрылые.

Взрослая бабочка, как правило, питается жидкой пищей: нектаром цветов, соком деревьев, гниющими фруктами. Некоторые виды, например бражник мертвая голова позволяет себе полакомиться медом из ульев.

Бабочки - холоднокровные насекомые. Это означает, что температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Для полета бабочкам необходимо тепло. Если температура воздуха опускается ниже 13 градусов, бабочки теряют возможность двигаться и питаться. Температура в диапазоне от +270 С до + 370 С является для насекомых идеальной.

Особенно велика роль бабочек как опылителей растений. Основная еда для бабочек – это нектар, который они получают из растений. Бабочки переносят собранную ими пыльцу с цветка на цветок, опыляя таким образом разные культуры. По мнению ученых, бабочки занимают второе место в мире среди опылителей, после пчел и шершней [7].

Вред приносят гусеницы бабочек, которые поедают садовые и огородные культуры. Но из множества бабочек всего лишь 2% составляют вредные виды, которые представляют прямую угрозу урожаю.

2. Строение бабочки

2.1. Строение тела

Тело бабочек состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. Снаружи тело защищено прочными хитиновыми клетками или наружным скелетом.

На голове глаза, которые состоят из множества глазков - фасеток. Каждый глазок видит какой-то определенный участок, а все вместе крошечные изображения складываются в общее целое, как мозаичное полотно. Бабочки различают цвета. Излюбленные цвета бабочек это желто-красный и сине-фиолетовый.

На нижней стороне головы располагается ротовой аппарат – хоботок. Он свернут в спиральку и разворачивается, когда бабочка ест. Длина хоботка зависит от глубины чашечки цветка, на котором питаются бабочки определенного вида. Иногда хоботок совсем короткий, а иногда длинный, до 35 сантиметров, как у мадагаскарского бражника.

У некоторых бабочек (зубатых молей) есть жевательные челюсти, с помощью которых они раздавливают пыльцевые зерна в цветках, а хоботка у них нет.

У бабочек три пары ног, которые скреплены с их грудью. У некоторых бабочек на лапках находятся органы вкуса. Стоит только бабочке коснуться своими лапками вкусной пыльцы или сладкого сока, как ее хоботок моментально разворачивается [10].

Как бабочки слышат? Эту загадку удалось разгадать не сразу. Ученые выяснили, что у дневных бабочек органы слуха находятся на передних крыльях, а у ночных - между грудью и брюшком. Самый тонкий слух - у ночных бабочек. Без него они просто погибли бы. Дело в том, что основные враги этих бабочек - летучие мыши. Ночные бабочки улавливают сигналы летучей мыши за 30 метров и либо падают на землю, либо выделывают такие фигуры высшего пилотажа, что летучие мыши сбиваются с толку [3].

У бабочек есть сердце, но оно находится не в груди, а в брюшке. И кровь у них не красного цвета, а зеленого. В ней нет гемоглобина, и она не переносит кислород, как у человека, а доставляет по всем клеткам насекомого питательные вещества, различные гормоны и ферменты.

Дышит бабочка через тончайшие трубочки - трахеи, пронизывающие все ее тело. Они соединены с внешним миром двумя отверстиями на груди и шестнадцатью - на брюшке [8].

2.2.Крылья бабочки

Первое, что мы замечаем в бабочке - яркие крылья. У большинства бабочек две пары крыльев. Крылья бывают разной величины, разной окраски. Из сети Интернет мы узнали, что самая крупная ночная бабочка в мире - Тизания агриппины. Размах ее крыльев более 30 см и ее часто ошибочно принимают за птицу. А самая маленькая 2мм - Ацетозея из Англии.

Окраска бабочек вызывает большой интерес у ученых.

Сидя на земле или цветке, бабочки раскрывают крылья, показывая их верхнюю, обычно более яркую сторону. Такая окраска им нужна, чтобы издалека видеть друг друга. Часто яркая окраска помогает отпугивать врагов. Например, у Сатуринии отпугивающая окраска в виде «глаз» на крыльях. В крови некоторых бабочек, имеющих яркую окраску содержатся ядовитые и жгучие вещества (у тропической бабочки геликониды Изобеллы, медведицы Гера). Насекомоядные птицы быстро запоминают, что этих ярких бабочек трогать нельзя. Иногда съедобные для птиц бабочки подражают несъедобным, чтобы выжить и спастись от врагов. Например, в России встречаются стеклянницы, которые в совершенстве подражают осам и пчелам: у них даже крылья прозрачные. Под надежной охраной чужого устрашающего облика бабочки остаются неуязвимыми. Коконопряд дуболистный может подражать сухому листу. Это явление называется мимикрией, что в переводе с английского обозначает «подражательность».

Часто окраска помогает бабочкам замаскироваться и спрятаться от врагов, если цвет ее крыльев практически неотличим от окраски ствола дерева или зеленых листьев. Примером служит сосновый бражник и большая зеленая пяденица.

В тропических странах окраска бабочек приобретает более яркие цвета. Расцветка и форма крыльев играет большую роль при их размножении. Они используются для привлечения партнеров. У бабочек присутствуют очень сложные формы ухаживаний - брачные танцы и полеты.

Значит окраска – это защита, сигнальный аппарат, и даже оружие бабочек [10].

2.3. Изучение крыла бабочки под микроскопом

Мы рассмотрели крылья бабочки под микроскопом. Под микроскопом видно, что чешуйки покрывают все крыло бабочки как черепица - они расположены в шахматном порядке, частично перекрывая друг друга. Ученые считают, что такой двухслойный покров увеличивает способность бабочки к планирующему полету, создает термоизоляционный слой, защищая крылышки от перегрева и переохлаждения, и уменьшает шум и вибрацию от полета. Оказывается, у крупной бабочки чешуек на крыльях бывает до миллиона.

По форме чешуйки очень разнообразны. От коротких и плоских, которые покрывают основную поверхность крыла, до вытянутых тонких, которые обычно расположены на концах крыльев.

На занятиях кружка «Микрофото» нам удалось сделать микрофотографию крыльев бабочек Крапивница и Павлиний глаз (Рисунки 1,2).

   

Рисунок 1. Крыло бабочки Павлиний глаз.

Рисунок 2. Крыло бабочки Крапивницы.

Автор фотографий: Вехов Антон.

      Такие фотографии выполняются на обычных микроскопах, но с использованием специальных насадок и фотокамеры.

      При фотосъёмке с микроскопа, особенно если объект не плоский, в фокусе будет лишь небольшой его участок. При изменении положения микро - или макровинта микроскопа в фокусе будет уже другой участок объекта.

       Чтобы получить чёткую фотографию, на которой весь объект был бы в фокусе, используют технологию стекинга (брекетинга по фокусу, англ. focus stacking).

         Стекинг ― это особая техника фотосъёмки с последующей обработкой фотографий на компьютере. Необходимо сделать серию снимков на разных расстояниях фокусировки, а затем объединить эти фотографии в один кадр с помощью специальных программ (Helicon Focus или Zerene Stacker). Результатом будет фотография, на которой в фокусе будет гораздо больше, чем можно было сделать за один снимок.

         После стекинга фотографии подвергаются обработке в программах  Фотошоп и др. (Adobe Photoshop, Fast Stone Image Viewer).

          Делать микрофотографии – увлекательная, но кропотливая работа.

3. Жизненный цикл бабочки

Для того чтобы появилась молодая бабочка, происходит множество превращений (метаморфоз). В процессе развития бабочки можно выделить четыре этапа: яйцо, гусеница, куколка, и имаго - взрослое насекомое.

Самки бабочек откладывают яйца на стебли и листья кормовых растений (будущую пищу для гусениц). Яйца бабочек имеют самую разнообразную форму, в зависимости от вида, от круглых, шаровидных до цилиндрических и угловатых.

Личинки бабочек называются гусеницами. Они имеют сильные и мощные челюсти, которые позволяют им грызть довольно твердую пищу. Гусеницы чаще всего питаются зелеными растениями, но есть среди них и хищники, пожиратели птичьих перьев, шерсти и даже воска, а также обитатели муравейников – мирмекофилы.

Затем гусеница превращается в куколку. Подавляющее большинство гусениц ведут наземный образ жизни. Но есть и исключения, так гусеницы нескольких видов ширококрылой огневки живут под водой.

Куколка бабочек практически не подвижна, она не питается, находясь в состоянии покоя.

Рождение бабочки – маленькое чудо! Тоненькая оболочка куколки лопается, первыми появляются усики, головка и лапки, которыми бабочка старается зацепиться. Таким образом, прилагая не мало усилий, бабочка высвобождает оставшиеся брюшко и крылья.

Освободившись от куколки, бабочка сидит несколько часов, расправляя свои крылышки, ожидая пока они высохнут и окрепнут. Насекомое взмахивает крыльями, пока не убедится, что готово лететь, после чего совершает свой первый полет.

Средняя продолжительность жизни бабочек составляет всего 2-4 недели. Бабочка монарх – долгожитель среди чешуекрылых, продолжительность ее жизни составляет около 9 месяцев [10].

4. Наши наблюдения.

Изучив литературу о бабочках, мы перешли к наблюдениям за этими насекомыми.

4.1. Наблюдения за бабочками в природе

Наблюдения за дневными бабочками проводились в летний период 2016 г. на приусадебных участках в д. Соболиха (г.о. Балашиха, Московская обл.) и в с. Филипповское ( Киржачский р-н, Владимирская обл.)

   

Рисунок 3. д. Соболиха (г.о. Балашиха, Московская обл.)

Рисунок 4. с.Филипповское ( Киржачский р-н Владимирская обл.)

Увиденную бабочку фотографировали и выясняли, как она называется с помощью определительной таблицы «Дневные (Булавоусые) бабочки средней полосы России» [1].

В результате наших наблюдений мы составили список дневных бабочек, встречающихся на территории г. о. Балашиха и Киржачского района (Табл. 1).

Таблица 1. Наблюдения за дневными бабочками

Название бабочки

Семейство

Место наблюдения

д. Соболиха

(г.о. Балашиха, Московская обл.)

с. Филипповское

(Киржачский р-н, Владимирская обл.)

1

Боярышница

(Aporia crataegi )

Белянки (PIERIDAE)

+

+

2

Капустница

(Pieris brassicae )

+

 

3

Лимонница

(Gonepteryx rhamni )

+

 

4

Луговая желтушка

(Colias hyale )

+

_

5

Крапивница

(Aglais urticae )

Нимфалиды (NUMPHALIDAE)

+

+

6

Павлиний глаз (Inachis io )

+

+

7

Репейница

(Vanessa cardui )

+

+

8

Адмирал

(Vanessa atalanta)

+

_

9

Траурница

( Nymphalis antiopa)

+

_

10

Ленточник тополёвый

(Limenitis populi)

_

+

11

Глазок цветочный

(Aphantopus hyperantus)

Бархатницы (Satyridae)

-

+

В список вошли 11 видов бабочек из 3 семейств (Белянки, Нимфалиды, Бархатницы). Редких видов, занесенных в Красную книгу Московской области, не наблюдали.

Для каждой бабочки, вошедшей в список, составили паспорт. При составлении паспорта использовали рекомендации, предложенные А. А. Нестеренко [9]. Образец паспорта представлен в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

В паспорте имеется фотография бабочки. А также содержатся следующие сведения: название бабочки на русском и латинском языках, год открытия, семейство, кратко описан внешний вид бабочки и гусеницы, форма усиков, размеры насекомого, чем питается бабочка и гусеница, место и время лета, приведены интересные сведения о бабочке [5,6].

4.2. Наблюдения за превращением гусеницы в бабочку

В 2016, 2017 гг. мы провели несколько наблюдений за процессом превращения гусеницы в бабочку. Результаты заносили в «Дневник наблюдений» (ПРИЛОЖЕНИЯ 2, 3, 4).

Сначала, нами были найдены гусеницы Совки огородной(Polia oleracea) и Стрельчатки кленовой (Acronicta aceris). Мы решили провести наблюдение за этими гусеницами и выяснить, может ли появиться бабочка в домашних условиях. Гусеницы этих бабочек окуклились, но насекомое так и не вылупилась. По-видимому, в помещении, где они содержались, была недостаточная влажность.

Учитывая предыдущие ошибки, мы решили провести еще одно наблюдение.

В сентябре 2017 г. была найдена гусеница. По определителям установили, что это гусеница Бражника винного среднего (Deilephila elpenor) [5,6]. В сети Интернет нашли информацию об этой гусенице.

Гусеница винного бражника темно-коричневого цвета; по бокам передней части тела, недалеко от головы имеет тёмные пятна с белой каймой сверху и небольшой рог на хвосте. Если гусеницу испугать, она втягивает голову, надувает сегменты с рисунком глаз, отчего они становятся похожими на голову змеи с глазами, что должно отпугнуть непрошенных хищников.

В справочниках нашли информацию о том, чем питается гусеница бражника. Кормовыми растениями для нее являются листья иван-чая и винограда (за что она и получила название).

Гусеницу бражника поместили в достаточно глубокий контейнер и поставили дома на полку, спрятав от прямых солнечных лучей, и начали наблюдать. Гусеница активно ползала и ела листья. Каждый день меняли листья на новые.

Совсем скоро (10.09.17 г.) обнаружили, что бражник спрятался под листву и стал плести кокон. Так происходило несколько дней. В итоге он приклеил свой кокон к листу.

Куколка оставалась в контейнере на протяжении 3-х месяцев. Мы регулярно опрыскивали ее водой.

В конце декабря (23.12.17) произошло чудо. На занавеске в кухне мы обнаружили розово-оливковую красавицу. Это была очень красивая бабочка! Бабочка появилась на свет ночью, обсушила крылья, выбралась из контейнера и взлетела.

В сети Интернет нашли инструкцию по кормлению бражника. Бабочку посадили на руку и аккуратно с помощью тонкой иглы размотали ее хоботок и опустили в медовый раствор. Так мы кормили бабочку каждый день, но так и не смогли понять, пила она сладкий раствор или нет. К сожалению, через 6 дней бабочка умерла.

5. Изготовление плаката «Бабочки»

Следующий этап работы над проектом – изготовление самодельного плаката «Бабочки». Плакат сделан в технике коллажа. Здесь представлены фотографии, аппликации, картинки.

Сначала, используя справочники, мы отобрали названия бабочек, обитающих в Московской области и расположили их в алфавитном порядке от А до Я: Адмирал, Белянка капустная, Волнянка, Геликония, Дриада, КраЕглазка, СЁкия, Желтушка, Зорька, БражнИк, ПодалириЙ, Крапивница, Лимонница, Махаон, МНемозиНа, Орденская лента, Павлиний глаз, Репейница, Серицин монтела, Траурница, Углокрыльница, ЗеФир превосходный, Хвостатка терновая, ПядениЦа луговая, Чернушка эфиопка, Шашечница, Червонец Щавелевый, Древесница вЪедливая, БоярЫшница, ПестрокрылЬница изменчивая, Энеида Ютта, ЛЮцилла, Языкан [5,6].

В сети Интернет нашли фотографии бабочек и распечатали их. Каждую фотографию подписали. Изображения бабочек, которые находятся под охраной, отметили специальным значком – «Красная книга». Фотографии насекомых, за которыми мы наблюдали в природе, выделили с помощью картинки – «Фотоаппарат».

Плакат был помещен в фойе Дворца творчества и другие ребята могли совершить увлекательное путешествие в царство бабочек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проекта. В ходе работы над проектом гипотеза подтвердилась. Наблюдения за бабочками помогли нам более подробно изучить особенности строения, развития и жизнедеятельности представителей отряда чешуекрылых.

За время работы над проектом мы узнали много интересных сведений о бабочках, пополнили свой словарный запас, расширили кругозор. Выяснили, какую пользу и вред приносят бабочки.

Рассмотрели крыло бабочки под микроскопом. Многократное увеличение позволило изучить сложное и разнообразное строение крыльев этих насекомых. Сделали несколько микрофотографий.

Провели наблюдения за бабочками в природе и выяснили, какие виды дневных бабочек встречаются на территории Балашихинского и Киржачского районов. Определили, к каким семействам они относятся.

Научились составлять паспорт бабочки.

Поняли, что при соблюдении определенных условий, можно вырастить из гусеницы бабочку в домашних условиях.

Изготовили плакат «Бабочки».

Результатом работы стало знакомство одноклассников с проектом и обогащение их новыми знаниями.

Данный материал можно использовать в школе на уроках окружающего мира, биологии, на внеклассных занятиях.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

URL: http://ecosystema.ru/04materials/tables/15.htm).

URL: https://yandex.ru/images/search?text=картинки бабочки

АиФ Детская Энциклопедия № 11. Бабочки 13/11/2003 – URL: https://aif.ru/gazeta/number/22748 (дата обращения 20.12.2019). - Текст электронный.

Константинов В.М. Биология: 7 класс: учебник для учащихся общеобразовательных организаций / В.М. Константинов, В.Г. Бабенко, B.C. Кучменко. - 5-е изд., перераб. - М.: Вентана-Граф, 2016. - 288 с.

Корнелио М. П. Атлас-определитель бабочек / М. П. Корнелио. - М.: Просвещение, 1986. -255 с.

Мамаев Б. М. Школьный атлас-определитель насекомых / Б. М. Мамаев. - М.: Просвещение, 1985. -160 с.

Насекомые. Полная энциклопедия/ Перевод с англ. М. Авдониной. - М.: Изд-во Эксмо - Пресс, 2000. - 256 с.

Непомнящий Н. Н. Бабочки.- М.: Изд-во Слово, 2001. - 48 с.

Нестеренко (Селюцкая) А.А. Мастерская знаний: проблемно-ориентированное обучение на базе ОТСМ-ТРИЗ. Учебно-методическое пособие для педагогов / А. А. Нестеренко (Селюцкая). ˗ М.: BOOKINFILE, 2013. ˗ 603c.

Фабр Жан Анри Жизнь насекомых. - М.: Изд-во Эксмо, 2005. -704 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Паспорт бабочки

Объект

Имена признаков

Значения признаков

Крапивница

Aglais urticae

(Linnaeus, 1758)

Семейство

Нимфалиды.

 

Внешний вид

Верх крыльев бабочки кирпично-красный, в передней части передних крыльев расположены три черных пятна. Отличительным признаком служит ряд синих крапинок (каждая в форме полумесяца), идущий по внешнему краю передних и задних крыльев.

Форма усиков

Усики булавовидные.

Размеры

Размах крыльев до 6 см. Длина переднего крыла 20-27 мм.

Внешний вид гусеницы

Гусеницы темные, вплоть до черных, с двумя желтоватыми полосами по бокам тела, живут группами, в отличие от личинок адмирала, на которых они внешне несколько похожи.

 

Питание гусеницы

Крапива.

Питание бабочки

Нектар цветов.

Места обитания

Чаще встречается по лесным опушкам, полянам, обочинам дорог, лугам, берегам рек. Бабочки летают в садах и парках, в городах.

Время лета

Март, Апрель, Май, Июнь, Июль, Август, Сентябрь (1-2 декада).

Как зимует

В фазе имаго. Убежищем от мороза для хрупких насекомых служат дупла деревьев, щели в коре, прикорневая подстилка, трещины в стенах хозяйственных построек, чердаки.

Интересные факты

- Крапивницы способны отличать красный цвет от других. Почти все остальные бабочки этого не могут.

- Если крапивница в ясную тихую погоду начинает искать укрытие, залетает в помещение – через 2–3 часа жди сильного дождя.

-В европейских стран выпускали почтовые марки с изображением крапивницы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Наблюдения за Совкой огородной (Polia oleracea)

Дата

Состояние

Комментарий

27.08.2016

Гусеница

Найдена гусеница в болгарском перце (совка вредитель). Гусеница активно ест перец, ползает по контейнеру, пытается подняться на верх. Регулярно меняю перец для кормления, содержу контейнер в чистоте.

09.09.2016

Куколка

Гусеница зарылась, смастерила себе кокон и в нем превратилась в куколку.

24.09.2016

Появление бабочки

Из куколки появилась голова и передние лапки бабочки. Огромные зеленые глаза

27.09.2016

Половина бабочки вылезла из куколки, шуршит, дергает лапами

28.09.2016

Глаза бабочки изменились – появились зрачки

1.10.2016

Бабочка не смогла полностью вылезти из куколки – засохла

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Наблюдения за Стрельчаткой кленовой (Acronicta aceris)

Дата

Состояние

Комментарий

18.08.2017

Гусеница

Найдена гусеница на асфальте (кленовая стрельчатка)

20.08.2017

Куколка

Гусеница сбросила все волосы, сплела из них кокон и начала превращаться в куколку

Осталась в стадии куколки

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Наблюдения за Бражником винным средним (Deilephila elpenor)

Дата

Состояние

Комментарий

4.09.2017

Гусеница

Найдена гусеница винного бражника среднего на асфальте. Активно ест, ползает громко, шуршит, испражняется.

7.09.2017 – 10.09.2017

Куколка

Гусеница спряталась под листья и стала плести кокон постепенно, потом спряталась в коконе и начала превращаться в куколку

23.12.2017

Бабочка

Обнаружил бабочку на занавеске. Бабочка очень красивая!

29.12. 2017

Бабочка умерла

Просмотров работы: 767