VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

«ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КОЖНЫХ ПОКРОВОВ РЕПТИЛИЙ» (на примере пятнистого эублефара)

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Булыгин Г.В. 1

---

1«Средняя общеобразовательная школа № 30 имени Героя Советского Союза А. А. Аматуни» муниципального образования городской округ Симферополь Республики Крым

Кочегура Т.А. 1

---

1«Средняя общеобразовательная школа № 30 имени Героя Советского Союза А. А. Аматуни» муниципального образования городской округ Симферополь Республики Крым

Работа в формате PDF

645.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1. Вступление

Кем бы ни был человек, где бы он ни трудился, надежным и верным компасом ему может быть лишь научное мировоззрение. Тот, кто любит и понимает природу, умеет задавать ей вопрос в форме эксперимента и верно истолковать ее ответ, сможет успешно трудиться на любом участке, глубже понимать красоту мира, четче и яснее мыслить, становиться внутренне богаче [5].

Актуальность исследовательской работы обусловлена возрастающим интересом общества к наукегерпетологии.Указанное связанос необходимостью сохранения и поддержания мировой популяции рептилий и амфибий, растущей популярностью содержания экзотических животных в домашних условиях.

Направленность исследования: окружающий мир, герпетология.

Объект исследования: пресмыкающиеся (рептилии).

Предмет исследования: кожные покровы рептилий.

Цель исследования: выявить особенности строения кожных покровов рептилий.

Гипотеза, которая проверялась: строение кожных покровов рептилий существенно отличается от строения кожных покровов позвоночных животных других классов.

Задачи исследования:

дать общую характеристику классу пресмыкающихся;

описать строение кожных покров рептилий;

провести наблюдение за рептилией в условиях искусственно созданной среды обитания и выявить особенности кожного покрова рептилий (на примере пятнистого эублефара);

посредством метода сравнения изучить строение кожных покровов рептилий и строение кожных покровов других представителей позвоночных;

провести обобщение и систематизацию наблюдений; сформулировать соответствующие выводы.

Методы исследования: изучение литературы, наблюдение, сравнение, описание, фотографирование, а также микроскопические исследования.

Благодаря тому, что автор работы содержит в домашних условиях представителей всех пяти классов позвоночных животных, в работе предполагается сравнить кожный покров пресмыкающихся с кожным покровом рыб, земноводных, птиц и млекопитающих.

Новизна работы состоит в качественном описании, анализе и обобщении теоретических сведений о кожных покровах рептилий; организации и проведении наблюдений за сменой кожных покровов рептилий в условиях искусственно созданной среды обитания на примере пятнистого эублефара.

Результаты исследований носят теоретический характер и заключаются в систематизации сведений о кожных покровах рептилий. Работа может быть интересна школьникам, а также всем, кто интересуется наукой герпетологией.

2. Теоретическая часть

2.1. Класс пресмыкающихся: общая характеристика

Общие черты объединяют рептилий в отдельный класс животных. Так же как и у других позвоночных, у них есть внутренний костный скелет, основу которого составляет позвоночник, и череп, защищающий головной мозг. Некоторые рептилии рождают живых детенышей, но большинство откладывают яйца с прочной кожистой оболочкой. В отличие от рыб и амфибий рептилии размещают кладки яиц на суше. Кроме того, тело рептилий покрыто сухой чешуйчатой кожей.

Пресмыкающиеся по наружному виду значительно отличаются от других позвоночных животных. Тело их по большей части продолговатое, округлое и даже сплющенное, часто сильно вытянутое или червеобразное.

Наружным покровом служат чешуи, костяные или роговые щиты, иногда сросшиеся.

Пресмыкающихся разделяют на IV отряда:

чешуйчатые (Squamata) (ящерицы и змеи) насчитывает около 6850 видов;

черепахи (Chelonia) примерно 290 видов;

крокодилы (Crocodilia) 23 вида;

клювоголовые (реликтовый отряд Rhyncyocephalia) только 2 вида гаттерий или туатар [6].

Раздел зоологии, изучающий земноводных (или амфибий) и пресмыкающихся (или рептилий) называется герпетология [7].

Слово «рептилия» происходит от греческого слова «reptare» – ползать на брюхе. Благодаря особенному положению тела пресмыкающиеся и получили свое название.

Рептилии – это эктотермные животные, то есть получающие тепло из внешних источников. Пресмыкающиеся животные не могут регулировать температуру своего тела внутренне, как это происходит у человека [1].

Конечностей у рептилий обыкновенно бывает четыре, за исключением тех форм, у которых их вовсе нет. Бедренные и плечевые кости расположены параллельно земной поверхности и расставлены в стороны, а тело провисает между конечностями, практически касаясь грунта. При передвижении конечности не выпрямляются и брюхо соприкасается («пресмыкается») с субстратом.

Конечно же для того чтобы защитить кожу животных от повреждений при трении, возникающем при передвижении, природа наградила рептилий костяными или роговыми щитами, а рептилий класса чешуйчатых еще и защитным покровом, который при увеличении под микроскопом напоминает пузырчатую упаковку (см. Приложение № 1).

2.2.Строение кожного покрова рептилий

П окровы у позвоночных достигли большого развития и представляют собой кожу, которая построена из двух различных слоев. Один из них является поверхностным, второй – нижним, собственно кожей.

В поверхностном слое эпидермиса собраны пигментные клетки – хроматофоры, которые отвечают за окрас рептилий, а еще хроматофоры отражают свет, то есть участвуют в процессах терморегуляции животного (см. рис. 1).

Верхние слои многослойного эпидермиса рептилий ороговевают: клетки заполняются зернышками белка кератина, поэтому со временем их кожа становится довольно твердой и сдерживает рост животного. Для того чтобы избавиться от старой кожи рептилии проходят процесс линьки.

Процесс линьки начинается образованием нового трёхслойного эпидермиса под старой кожей, после того, как новая кожа полностью сформируется, старая начинает постепенно слезать. Под старой кожей начинает нарастать тонкий слой новой и нежной кожицы, которая постепенно уплотняется. В итоге животное скидывает старую кожу [1].

Линька у разных рептилий значительно разнится. У змей и некоторых ящериц линька затрагивает всё тело: змея стремится избавиться от старой кожи, трясь об объекты, например, камни. У других же рептилий линька длиться медленно и похожа на шелушение. Как правило, змея вылезает из старой кожи «чулком», а ящерица избавляется от кожи фрагментами (см. Приложение № 2).

Большое значение имеет температура и влажность воздуха, наличие или отсутствие водоемов в среде обитания, а также возможность пить и питаться, от чего, собственно, напрямую зависит размер тела рептилии.

3. Практическая часть

Известно, что человек склонен не только наблюдать. Он стремится познать мир, в котором живет. Он хочет точно знать, что происходит, и хочет понимать причины происходящего. Человеческая любознательность лежит в основе научного исследования, поэтому желание узнать особенности строения кожного покрова рептилий, неизбежно привело нас к ее изучению.

В данной работе для достижения цели использованы следующие методы: изучение литературы, наблюдение, описание, сравнение.

В процессе наблюдений осуществлялась фотофиксация при помощи цифровой фотокамеры смартфона Meizu M3s, а также было дополнительно произведено микроскопическое исследование, сброшенной в процессе линьки кожи рептилии, с помощьюмикроскопа Микромед «Эврика» 40х-1280х с видеоокуляром.

3.1. Исследование кожного покрова рептилий

(на примере пятнистого эублефара)

Для формирования практических представлений о кожном покрове рептилий, проведено наблюдение за одной ящерицей – пятнистым эублефаром (Eublepharis macularius):

Морфа пятнистого эублефара – Мандариновое торнадо (Tangerine Tornado англ.).

В природе ареал обитания пятнистых эублефаров охватывает территории от Афганистана, Пакистана и до западной Индии. Ящерица предпочитает селиться в каменистых участках предгорья и песчаных местностях. На открытых пустынных участках животное чувствует себя неуютно и избегает их.

Наблюдения проводились в течение жизни животного, начиная с 1,5 (полутора) недель до 2,5 (двух с половиной) лет, то есть до возраста взрослой особи.

Данные наблюдений занесены в протокол наблюдений (см. Приложение № 3). В Приложение № 4 представлены фото процесса наблюдений.

В результате наблюдений была проведена систематизация полученных данных. В сводной таблице отражено изменение окраса (морфы) эублефара от рождения до зрелости (см. Приложение № 5). Также в указанной таблице представлены рост, вес и количество линек ящерицы за период ее жизни от полутора недель до полутора лет.

Из сводных данных видно, что в период активного роста ящерица линяла 4-5 раз в месяц, а когда ее рост замедлился, количество линек сократилось до 1 линьки в месяц. В результате наблюдений выявлено, что весь процесс линьки занимает у ящерицы около 14 дней. Также зафиксировано существенное изменение окраса (морфы) рептилии.

3.2 Сравнительный анализ кожных покров рептилий и иных позвоночных животных

Посредством сравнения удалось выявить особенности строения кожных покровов рептилий и кожных покровов представителей других классов позвоночных.

Благодаря тому, что автор работы содержит в домашних условиях представителей всех пяти классов позвоночных животных, удалось сравнить кожный покров пресмыкающихся с кожным покровом рыб, земноводных, птиц и млекопитающих.

Кожный покров рептилии (пятнистого эублефара) был сравнен с кожными покровами:

рыбы – телескоп (пучеглазая золотая рыбка);

амфибии – аксолотль (личинка амбистомы);

птицы – волнистый попугай;

млекопитающего – собака породы Йоркширский терьер.

Проведенные наблюдения показали, что строение кожных покровов рептилий существенно отличается от строения кожных покровов других классов позвоночных животных, в основном за счет особенностей строения поверхностного слова эпителия.

Результаты сравнения кожных покровов животных класса позвоночных представлены в приложении № 6.

В результате исследования поставленная гипотеза подтвердилась: строение кожных покровов рептилий существенно отличается от строения кожных покровов позвоночных животных других классов.

Эволюция наградила рептилий прочной чешуйчатой кожей, которая защищает тело животных от повреждений и обезвоживания, что позволяет им выживать и на суше, и в воде. Щитки спасают от хищников, а специальные пигментные клетки хроматофоры – защищают животное от перегрева и создают специальный окрас (морфу) – которая также помогает рептилиям выживать в условиях дикой природы.

4. Выводы

Подводя итоги, следует отметить, что при выполнении проекта были выполнены все поставленные задачи.

Из литературных источников мы узнали, что пресмыкающиеся – это животные, которые по наружному виду сильно отличаются от млекопитающих и птиц. Тело их по большей части продолговатое, иногда округлое и даже сплющенное, часто сильно вытянутое, иногда червеобразное. Наружным покровом служат чешуи, костяные или роговые щиты, иногда более или менее сросшиеся.

Изучив классификацию пресмыкающихся, установили, что рептилии разделяются на IV отряда: чешуйчатые (Squamata) (ящерицы и змеи), отряд насчитывает около 6850 видов; черепахи (Chelonia) – примерно 290 видов; крокодилы (Crocodilia) – 23 вида; клювоголовые (реликтовый отряд Rhyncyocephalia) только 2 вида гаттерий или туатар.

Установлено, что покровы у позвоночных достигли большого развития и представляют собой кожу, которая построена из двух различных слоев. Один из них является поверхностным, второй – нижним, собственно кожей. В поверхностном слое эпидермиса собраны пигментные клетки – хроматофоры, которые отвечают за окрас рептилий, а еще хроматофоры отражают свет, то есть участвуют в процессах терморегуляции животного (см. рис. 1).

В работе дано определение понятию «линька», как особой способности организма обновлять покров. Из научной литературы мы узнали, что в чешуе рептилий много кератина (прочного белка), поэтому со временем их кожа становится довольно твердой и сдерживает рост животного. Установлено, что линька у разных рептилий значительно отличается.

Проведя микроскопическое исследование, мы выявили, что при увеличении под микроскопом кожа чешуйчатых рептилий напоминает пузырчатую упаковку.

Для доказательства поставленной гипотезы в данном исследовании использовался метод сравнения. В работе проведено сравнение кожных покровов пресмыкающихся с кожным покровом рыб, земноводных, птиц и млекопитающих.

В результате исследования поставленная гипотеза подтвердилась: строение кожных покровов рептилий существенно отличается от строения кожных покровов позвоночных животных других классов.

Список использованных источников

Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия. Гл. ред.  А.П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.

Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М. С.  Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др.– 2 –е изд., исправл. – М.:  Сов. Энциклопедия, 1986.

Брэм А. Э. Жизнь животных: В 3 т. Т. 3: Пресмыкающиеся. Земноводные. Рыбы. Беспозвоночные. – М.: ТЕРРА – Книжный клуб, 2007. – 496 с. ил; 12 с. ил.

Нога Г.С. Наблюдения и опыты по зоологии, М. «Просвещение», 1979

Тинберген Н. Поведение животных. Пер. с англ. О. Орлова и Е. Панова. Предисл. К. Э. Фабри. М., «Мир», 1978. 192 с. с ил.

Царство животных. Рептилии. Энциклопедия школьника. Авт. Даниэль Джилпин, – М.: Махаон, 2015. – 48 с. с ил.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Герпетология

Приложение № 1.

Микроскопические исследования кожи пятнистого эублефара,

сброшенной в процессе линьки

Р ис. 1. Образцы кожи пятнистого эублефара, полученные во время линьки рептилии

Рис. 2. Кожа пятнистого эублефара при сорокакратном увеличении под микроскопом

Приложение № 2

Рис. 3 Изображения линьки рептилий, различных классов

(сверху вниз: змея, ящерица, черепаха)

Приложение № 3

Протокол наблюдения

Наблюдатель: Булыгин Григорий Викторович.

Период наблюдения: с 01 июля 2017 года по 31 декабря 2020 года.

Место наблюдения: домашний террариум.

Инструментарий наблюдений: Микроскоп Микромед «Эврика» 40х–1280х с видеоокуляром, цифровая фотокамера смартфона Meizu M3s.

Условия, в которых находится животное: животное содержится в террариуме размером 45см*35см*30см. Террариум оснащен ковриком для подогрева, двумя термометрами для контроля температуры в холодном и теплом углах террариума, поилкой, влажной камерой, наполненной кокосовой стружкой, темным укрытием, емкостью с водой, декоративными элементами.

Общая характеристика животного:

а) вид: пятнистый эублефар семейства гекконов;

б) пол: самка;

в) морфа: Tangerine Tornado (Мандариновый Торнадо);

г) возраст в период наблюдения: от 1,5 недель до 1 года и 5 месяцев;

д) кличка: Мила.

Состояние животного: животное здоровое, находится в активном состоянии, пребывает в периоде активного роста.

Описание состояния животного: большую часть времени животное приводит в покое, бодрствует чаще в темное время суток. Во время линьки у рептилии сильно меняется поведение. Животное становится очень уязвимым, поэтому прячется и мало двигается. При этом животное, как правило, отказывается от еды, что обусловлено, в том числе, и тем, что после линьки эублефар съедает слиняную кожу. При обеспечении достаточной влажности в террариуме линька проходит без осложнений. Если в период линьки в террариуме сухо, то на теле рептилии остаются остатки сухой кожи, что может очень негативно сказаться на здоровье эублефара. Во время каждой линьки, до момента достижения рептилией средневидового размера, происходило постепенное изменение морфы животного.

Приложение № 4

Ф ототаблица: процесс наблюдений

Ф ототаблица: процесс наблюдений (продолжение)

Приложение № 5

Таблица № 1. Результаты наблюдений

Приложение № 6

Таблица № 2. Результаты сравнения кожных покровов животных класса позвоночных