Исследование поведения птиц в зависимости от типа пугающего рисунка

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

Исследование поведения птиц в зависимости от типа пугающего рисунка

Лисовец Д.Е. 1
1БОУ г. Омска «СОШ №72 с УИОП»
Шашкова Г.К. 1Яковлев К.А. 2
1БОУ г. Омска «СОШ №72 с УИОП»
2БОУ ДО г. Омска «Детский ЭкоЦентр»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение. Актуальность темы

Многие птицы питаются такими насекомыми, как бабочки. Это излюбленный кормовой объект не только насекомоядных, но и миксотрофных птиц. В процессе эволюции у бабочек выработался защитный механизм, который проявляется в возникновении у некоторых видов пугающей расцветки на крыльях. Когда такая бабочка спокойна, крылья её прижаты вместе, и устрашающий рисунок не виден. При появлении угрозы (птицы), бабочка раскрывают крылья, тем самым демонстрирует потенциальному врагу пугающее изображение (например, рисунок в форме глаз филина, совы). Заметив появившееся вдруг устрашающее изображение, птица пугается и улетает. Демонстрация пугающего изображения на теле в целях спасения от потенциального врага – способ защиты, который очень давно появился в процессе эволюции у многих видов животных.

Читая орнитологическую литературу, я наткнулся на статью об опытах по изучению поведения птиц нидерландского этолога Нико Тинбергена. Этот натуралист и учёный проводил опыты по изучению поведения зябликов в начале XX века. Мне показались интересным его опыты, и я решил провести подобное исследование, изменив видовой состав птиц, используя миксотрофных птиц, содержащихся в ЭкоЦентре, обращая особое внимание на реакцию птиц, выведенных в неволе.

Интерес к вопросу поведения птиц в природе и в неволе достаточно широко отражен в современной литературе, однако в своем исследовании отталкивались от базовых исследований Нико Тинбергена [5], [6] и орнитологов Омской области [2], [3], [4]. Кроме того, современные представления на этологию птиц представлены в [1].

Гипотеза исследования: при демонстрации пугающего птиц изображения субъект исследования (птица) прекращает кормовое поведение и ретируется с подкормочной площадки. При этом изображение, которое менее всего напоминает глаза крупного животного (врага), будет менее всего отпугивать птицу, а изображение, которое более всего напоминает глаза крупного животного (врага), будет больше всего отпугивать птицу.

Чтобы доказать, либо опровергнуть гипотезу, мы решили провести на практике исследование поведения следующих видов птиц, обитающих на территории Омской области [2], [3]:

-обыкновенный скворец – 3 шт.;

-чёрный дрозд – 2 шт.;

-иволга – 1 шт.

Цель эксперимента: Доказать, что птицы пугаются определённых рисунков, вне зависимости от их обладателя, определяя, какие рисунки работают в качестве отпугивающих изображений лучше всего.

(Если говорить детально: изучить поведенческую реакцию птицы на появление пугающего изображения в момент питания, а также исследовать реакцию птицы на различные пугающие изображения (сравнить реакцию птицы на одно изображение с реакцией птицы на другое изображение)).

Задачи:

Изучить опыт Нико Тинбергена по сравнению эффективности различных рисунков на крыльях бабочек.

Организовать проведение опыта по аналогии с опытом Нико Тинбергена в условиях ЭкоЦентра.

Провести опыт, описанный Нико Тинбергеном на насекомоядных птицах ЭкоЦентра.

Составить сводную таблицу по результатам проведённого опыта.

Провести анализ полученных данных.

Сделать выводы, подтверждающие или опровергающие гипотезу.

Методика проведения работы. Период исследования

Нами были приготовлены несколько вариантов пугающих изображений для изучения реакции птиц на их появление.

В своей работе мы использовали следующие методы и приёмы:

- наблюдение;

- фото- и видеосъёмка поведения птиц;

- обработка полученных данных;

- описание, работа с литературой;

- сравнение и анализ.

Для проведения работы была составлена схема проведения эксперимента, подготовлены несколько вариантов пугающих рисунков, а также изготовлен специальный прибор собственной разработки. Исследования были начаты 15 января 2019 года и были остановлены в конце 2019 года в связи с эпидемиологической обстановкой и ограничением доступа детей к птицам, как возможным источникам их заражения.

Теоретическая часть

Изучив литературу, мы нашли простой, но очень интересный эксперимент по сравнению эффективности рисунков на крыльях бабочек в защите их от птиц. Этот эксперимент был проведен и описан Нико Тинбергеном параллельно с опытами Дэвида Блеста в 50-х годах прошлого века [5].

Для проведения эксперимента была сконструирована подставка для выкладывания корма. По центру размещался корм, а справа и слева от корма размещены полупрозрачные окошки, под которыми размещались диапозитивы, с исследуемым рисунком под рисунки проведены лампы. Сначала птице давали привыкнуть к подставке, для этого её кормили с этой подставки, а когда птица ела с подставки корм без колебаний, начинали эксперимент. Когда птица подлетала к подставке, чтобы съесть корм, стоящий за стеклом, экспериментатор включал лампы и появлялся рисунок. Наблюдающий смотрел за реакцией птицы на вспыхивающий рисунок. Если птица, испугавшись рисунка, улетала и не возвращалась, а корм оставался цел, то рисунок получал высший балл, значит, такой рисунок мог бы сохранить жизнь насекомому, реакция разных птиц на разные рисунки сравнивалась. Всего испытание проводилось на 4-х рисунках.

Эксперимент проводился в дикой природе с зябликами. В опытах применялись карточки с моделями рисунков бабочек. Варианты пугающих изображений: а) кресты; б) круги; в) глаза; г) концентрические глаза.

Эксперименты Нико Тинбергена показали, что обычные и концентрические глаза, напоминающие глаза более крупного животного, отпугивали птиц лучше, чем остальные рисунки [5].

Таблица 1. Тип рисунка и примеры бабочек, обладающих этим рисунком

Тип рисунка

Рисунок (модель Тинбергена)

Обладатели

Кресты

 

бражники, совки, хохлатки, волянки;

Круги

 

большинство голубянок, белянок, некоторые виды парусников;

Глаза

 

большинство парусников, нимфалиды, бархатницы

Концентрические глаза

 

павлиноглазки, осенние шелекопряды, некоторые нимфалиды

Большинство видов насекомых, указанных в таблице 1, встречается в Омской области, следовательно, данный опыт актуален и для Омского региона.

Практическая часть

Специально для проведения нашего опыта был самостоятельно мной сконструирован прибор, схожий с прибором, использовавшимся в экспериментах Тинбергена, но с некоторыми изменениями:

Корпус выполнен из литого пластика.

Использовались более экономные источники света – светодиоды.

Полная изоляция электропроводки.

Крышка выполнена из толстого картона, покрыта стеклом (3 мм).

Изменения были проведены в связи с небольшим рабочим пространством, частой уборкой помещения, большой влажностью, что требовало полной изоляции проводки.

   

Рисунок 1. Фотография прибора, использовавшегося при проведении опыта

Прибор изготовлен на пластмассовой основе, крышка выполнена из толстого картона, покрыта стеклом (3 мм). На верхней крышке закреплён рисунок, изображающий лесную подстилку. Также, в верхней крышке прибора имеется прозрачное «окно», в которое помещаются исследуемые пугающие изображения. Для подсветки внутри прибора находятся светодиодные лампы, управление которыми осуществляется дистанционно посредством шнура с выключателем. Когда нужно продемонстрировать птицам исследуемое изображение, светодиоды включаются с помощью пульта, и изображение становится видимым.

При проведении опыта были использованы карточки с моделями рисунков крыла бабочки, предложенных Ником Тинбергеном с раскраской под цвет лесной подстилки («простые кресты», «простые круги», «простые глаза», «простые концентрические глаза») и окрашенные в ярко алый цвет («окрашенные кресты», «окрашенные круги», «окрашенные глаза», «окрашенные концентрические глаза»).

Таблица 2. Дневник эксперимента

Дата

Событие

15.01.2019

Начало эксперимента. Установили прибор без шнура для включения ламп, - для адаптации птиц. Реакция птиц: сначала пугались прибора, затем привыкли.

18.01.2019

Прицепили шнур-муляж к прибору. Реакция птиц нейтральная.

20.01.2019

Первые опыты:

«Простые кресты»:

Птицы были сыты и не хотели лезть в кормушку, вечно голодный дрозд не пугался появляющегося рисунка.

«Простые круги»:

Птицы показывают недоверие к кормушке.

29.01.2019

«Простые кресты»:

1. Птицы отвлекаются на вспышки, но не пугаются. Дрозд перестаёт есть, когда рисунок светится.

«Простые круги»:

Дрозд пугается первой вспышки, потом возвращается.

«Простые глаза»:

Птицы пугаются вспышек, перестают есть и отлетают.

«Простые концентрические глаза»:

1. У всех птиц начался панический страх, кроме старого дрозда.

2. Иволга, следя за дроздом, перестала есть с подставки, из-за вспышек.

19.02.2019

«Закрашенные кресты»:

Первый раз пугались, дальше относились с недоверием.

22.02.2019

«Простые глаза»:

Дрозд не реагирует, остальные боятся кормушки.

«Закрашенные кресты»:

Птицы редко спускались, пугались вспышек и улетали.

«Концентрические глаза»:

Все птицы спустились, вспышки вызвали панический страх почти у всех испытуемых.

«Простые глаза»:

Дрозд не реагирует, остальные боятся кормушки.

«Закрашенные кресты»:

Птицы редко спускались, пугались вспышек и улетали.

«Простые концентрические глаза»:

Все птицы спустились, вспышки вызвали панический страх почти у всех испытуемых.

26.02.2019

«Закрашенные кресты»:

Птицы переставали есть во время вспышек, но затем возвращались.

12.03.2019

«Закрашенные круги»:

Птицы отлетали от корма, но потом возвращались.

«Простые глаза»:

Все кроме дрозда относились недоверчиво к кормушке.

«Закрашенные глаза»:

У большинства подопытных проявилось недоверие к кормушке, при вспышках все улетали.

«Простые концентрические глаза»:

Вспышки вызывали панический страх у большинства подопытных.

Опыты с окрашенными концентрическими глазами пока еще не проводились.

Реакция птиц на рисунки, установленные в прибор, оценивалась по шкале. Шкала оценки поведения птиц при демонстрации пугающего изображения взята из опыта Нико Тинбергена [5]:

0 баллов – птица не пугалась рисунка и продолжала есть;

1 балл – птица пугалась рисунка, отлетала, но возвращалась;

2 балла – птица пугалась рисунка и не возвращалась;

- – птица отказывалась участвовать в эксперименте.

Полная таблица с результатами эксперимента приведена в Приложении1. Для того чтобы сделать выводы, приведем максимальные и средние значения по измерениям для каждой птицы.

Таблица 3. Максимальные значения по птицам, в баллах

Птицы

Кресты

Круги

Глаза

Концентрические глаза

Закрашенные кресты

Закрашенные круги

Закрашенные глаза

Всего по птице

Дрозд1

1

1

1

2

1

1

2

9

Дрозд2

1

0

2

2

2

1

2

10

Иволга

2

1

2

2

2

2

1

12

Скворец1

1

1

2

2

2

1

2

11

Скворец2

2

1

2

2

1

1

1

10

Скворец3

1

1

2

2

2

1

2

11

ИТОГО

8

5

11

12

10

7

10

 

Таблица 4. Средние значения по птицам, в баллах

Птицы

Кресты

Круги

Глаза

Концентрические глаза

Закрашенные кресты

Закрашенные круги

Закрашенные глаза

Всего по птице

Дрозд1

0,25

0,50

0,33

1,33

0,67

1,00

1,50

5,58

Дрозд2

0,33

0,00

1,67

1,67

1,33

1,00

2,00

8,00

Иволга

1,00

1,00

2,00

1,67

2,00

1,50

0,50

9,67

Скворец1

0,33

1,00

1,67

1,67

1,33

1,00

1,50

8,50

Скворец2

1,00

1,00

1,67

1,33

0,67

1,00

1,00

7,67

Скворец3

0,67

1,00

1,67

2,00

1,33

1,00

2,00

9,67

ИТОГО

3,58

4,50

9,00

9,67

7,33

6,50

8,50

 

Из таблиц 3 и 4 следует, что наибольшую эффективность имеют концентрические глаза.

Проанализировав исходные данные можно отметить тенденцию привыкания к рисунку, но количество экспериментов недостаточно, чтобы сделать вывод о привыкании.

В процессе анализа таблиц был получен еще и дополнительный результат – были выявлены самые пугливые птицы: Иволга и Скворец3, самой смелой птицей оказался Дрозд1. Однако этот результат нужно дополнительно исследовать, а для этого увеличить количество экспериментов.

Вывод:

Результаты, полученные в ходе проведенных опытов в неволе, соответствуют результатам, полученным Ником Тинбергеном.

Необходимо отметить, что поведение Дрозда1 отличается от поведения других птиц, содержащихся в виварии и участвующих в эксперименте. В процессе проведения экспериментов было отмечено, что Дрозд1 всегда первый прилетал на кормушку и ни разу не отказался от участия в эксперименте. Дрозд1 был менее пуглив и особенно сильно реагировал на рисунки, напоминающие глаза птиц. Отметим еще следующее, что птица к самой кормушке недоверия не показывала.

Рисунок 2. Фотография дрозда №1

Изучив историю появления этого дрозда в Экоцентре, было отмечено, что это самая старая (опытная) птица, долго жившая в природе.

Можем предположить, что поведение дрозда обусловлено опытом общения с насекомыми в дикой природе. Нико Тинберген также отмечал, что для птиц из дикой природы был менее выражен испуг и/или он достаточно быстро проходил.

Заключение

Полученные результаты:

1. Проведены опыты с четырьмя типами пугающих изображений, окрашенных в цвет листвы. Наилучший эффект был получен с обычными и концентрическими «глазами», что не противоречит результатам, полученным Дэвидом Блестом и Нико Тинбергеном.

2. Проведены эксперименты только с тремя типами пугающих рисунков, окрашенных в ярко алый цвет. Реакция испуга у птиц была более выражена, чем в предыдущих опытах.

3. Описанные выше результаты опытов натолкнули нас на гипотезу о проверке реакции птиц на активность цвета. Проверка гипотезы требует от нас проведения дополнительных опытов с теми же типами рисунков, окрашенных в цвета разной интенсивности.

4. Дополнительно, проведенные опыты позволяют выявить и самых пугливых птиц, из числа участвующих в эксперименте.

Вывод:

Гипотеза подтвердилась. При демонстрации пугающего птиц изображения птица прекращает кормовое поведение и ретируется с подкормочной площадки. При этом изображение, которое более всего напоминает глаза крупного животного (концентрические глаза), больше всего отпугивает птицу.

Работа может быть полезна при разработке визуальных защитных маркеров/репеллентов для птиц. Такие инструменты последнее время в Омской области имеют большой спрос, так как владельцы многих садовых участков страдают от налетов птиц, которые практически полностью уничтожают урожаи (чаще всего ягоды). Визуальные маркеры нужно достаточно часто менять, так как наблюдения показывают, что птицы быстро привыкают к ним и не пугаются. Если рассматривать работу в этом аспекте, то необходимо продолжить исследование в направлении изучения реакции птиц на тип рисунка в сочетании с интенсивностью его окраски.

Библиографический список

Беркхед Тим – Удивительный мир птиц: Легко ли быть птицей? СПб.: КоЛибри, 2019 – 368 с.

Соловьёв С.А. – Птицы Омска и его окрестностей. Новосибирск, издательство «Наука» 2005.

Соловьёв С.А., Торопов К.В. – Эколого-фаунистическая характеристика орнитокомплексов южной лесостепи Прииртышья. Омск, 1997.

Станковский А.П., Кантаева Л.Н. – Птицы Омской области. Омск, Издательство ОГПУ, 2000.

Тинберген Н. Осы, птицы, люди. М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2012. – 320 с.

Тинберген Н. Поведение животных. М.: Мир, 1978. – 192 с.

Приложение 1

Таблица результатов эксперимента

 

Кресты

Круги

Глаза

Концентрические глаза

Закрашенные кресты

Закрашенные круги

Закрашенные глаза

20.01.2019

29.01.2019

05.02.2019

12.02.2019

20.01.2019

29.01.2019

29.01.2019

22.02.2019

12.03.2019

29.02.2019

22.02.2019

12.03.2019

22.02.2019

22.02.2019

26.02.2019

12.03.2019

19.03.2019

12.03.2019

19.03.2019

Дрозд1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

2

1

0

1

1

1

2

1

Дрозд2

-

0

1

0

0

-

2

2

1

2

2

1

2

1

1

1

1

2

2

Иволга

-

0

2

1

1

-

2

2

2

2

2

1

2

2

2

1

2

1

0

Скворец1

-

0

1

0

1

-

1

2

2

2

1

2

2

1

1

1

1

2

1

Скворец2

-

0

2

1

1

-

2

2

1

2

1

1

1

0

1

1

1

1

1

Скворец3

-

0

1

1

1

-

2

2

1

2

2

2

2

1

1

1

1

2

2

 
Просмотров работы: 50