IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Брюхоногий моллюск рапана – вселенец Черного моря
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Хищная гастропода-вселенец рапана является самым крупным моллюском в современной экосистеме Черного моря. В пределах Чёрного моря наиболее благоприятные условия для рапаны сложились в районе Керченского пролива. И именно в его акватории популяция рапаны сформировала наиболее стабильную группировку. В 70–80-е гг. прошлого века там были сосредоточены основные запасы рапаны и зарегистрированы самые крупные особи [3].
Внешний вид раковины моллюска рапаны является типичным для представителей семейства Мурициды. Раковина сферическая, короткая и с большим завитком. Цвет её варьирует от светло-серого до красно-коричневого c темно-коричневым, и полосами на спиральных ребрах. Многие образцы имеют черные прожилки на раковине. Изнутри раковина ярко-оранжевая [3].
Исследуемая гипотеза состояла в том, что, в летнее время, при высокой температуре воды происходит массовое появления моллюска рапаны на мелководье.
Объект исследования – брюхоногий моллюск рапана.
Актуальность работы обусловлена тем, что массовость и повсеместное распространение моллюска позволяют предположить, что этот вид является одним из значимых компонентов экосистемы Черного моря.
Цель исследовательской работы заключалась в изучении особенностей поведения моллюска и выяснении причин массовых нашествий на мелководье, в прибрежную зону в летнее время.
Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
- выявить характерные особенности биологии и экологии моллюска-вселенца;
- описать ситуацию с массовым нахождением моллюсков в береговой зоне Керченского пролива в августе 2019 г.
Предмет исследований – особенности поведения брюхоногого моллюска рапаны в летнее время у берегов Крыма.
Методы исследования:
- сбор моллюсков, наблюдение за ними;
- фото- и видеосъемка;
- поиск литературы в городской библиотеке, ее изучение и анализ.
Личный вклад автора исследовательской работы заключается в проведении наблюдений за живыми объектами в морской среде и на берегу, изучении большого количества литературных источников, отбор материала по теме исследования и ее анализ, создании собственного фото- и видеоархива, изучении возможности работы на компьютере при оформлении исследовательской работы.
Практическая ценность: материалы могут быть использованы при проведении уроков по предмету «Окружающий мир» в начальных классах и уроков биологии в старших классах.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛЛЮСКА РАПАНА
1.1. Научная классификация и история появления моллюска в Черном море
Научная классификация моллюска рапана представлена ниже [2].
Царство: Животные
Тип: Моллюски
Класс: Брюхоногие
Отряд: Гастроподы
Семейство: Мурициды
Род: Рапаны
Вид: Рапана веноза
Изначально этот вид обитал в заливе Петра Великого на Дальнем Востоке и у берегов Японии. Однако в первой половине XX века рапана была занесена в Чёрное море. Так как в море отсутствовали естественные враги рапаны, то популяция моллюсков быстро увеличилась и нанесла большой ущерб фауне Чёрного моря [1-3].
Морфологические особенности моллюска
Раковина рапаны сферическая, короткая и с большим завитком. Цвет варьирует от серого до красно-коричневого c темно-коричневыми полосами на спиральных ребрах [1]. Изнутри раковина ярко-оранжевая (рис.1.1).
Диаметр раковины черноморской рапаны может достигать 120 мм. Питается мелкими двустворчатыми моллюсками.
Моллюск достигает половозрелости в возрасте 2 лет. Нерест моллюсков длится с начала июля до середины августа и обычно продолжается 15-20 суток. В кладке содержится 100-500 коконов, имеющих форму стручка, белого или светло-сиреневого цвета, в каждом коконе от 200 до 1000 яиц [1, 3]. Длина одного кокона от 15 до 42 мм (рис. 1.2).
Рис.1.1. Внешний вид рапаны
Рис.1.2. Кладка рапаны в выбросах на берегу. Август 2019 г.
Тело рапаны, как правило, асимметрично. Раковина хорошо развита, спирально закручена, формируется при участии мантии и представляет собой известковое образование.
Различают три основных слоя раковины [1, 3]:
- наружный (образован особыми белковыми веществами);
- средний - фарфоровый, или призматический (образован известью);
- внутренний - перламутровый (также известковый).
Нога хорошо развита, мускулистая, с широкой подошвой, которая обильно увлажнена слизью, выделяемой кожными железами. Благодаря такому устройству ноги, рапана может передвигаться даже по совершенно гладким поверхностям. В случае опасности животное прячет в раковине голову и ногу, при втягивании последней крышечка закрывает устье раковины.
Строение раковины и скульптура внешней поверхности
В строении раковины всех брюхоногих моллюсков принято выделять несколько элементов. На рис. 1.3 представлено типичное строение брюхоногого моллюска.
Рис. 1.3. Типичное троение брюхоного моллюска [4]
Так, завиток образован верхними оборотами раковины. Последний оборот раковины открывается устьем. Верхняя часть завитка оканчивается вершиной. На ней часто выявляется зародышевая раковина. Шов представляет собой границу между двумя оборотами. Устье раковины прикрыто крышечкой. Она может быть известковой или роговой и обычно имеет коническую, округлую форму [1,3,4].
Основное назначение раковины рапаны - защита жизненно важных органов и мягкого тела в целом от воздействия внешней среды. При этом раковина должна позволять максимально эффективно осуществлять жизнедеятельность организма и надёжно защищать мягкие части моллюска от возможных хищников.
Раковина оснащена бугорками и шипами, расположенными на плече и наиболее мощных спиральных рёбрах. Образование шипов происходит без заметного замедления интенсивности роста раковины [3].
РАПАНА - ХИЩНИК
Рапана считается самым опасным вселенцем в Чёрном море, приносящим огромный вред двустворчатым моллюскам и всем видам крабов.
Рапана, как типичный хищник, питается двустворчатыми моллюсками (мидиями, гребешками, устрицами), раковины которых она просверливает с помощью радулы или открывает с помощью мускульной силы ноги.
В настоящее время установлено, что рапана активно стала уничтожать практически все виды черноморских крабов, в том числе мраморного и каменного. Прикрепившись ногой к панцирю краба, рапана впрыскивает внутрь его организма при помощи радулы ядовитый пищеварительный сок. Краб переваривается прямо в панцире, и рапана затем его высасывает. Чаще всего жертвой рапаны становится мраморный краб. Однако она способна расправиться даже с самым крупным крабом Черного моря - каменным крабом, размеры которого достигают 10 см. Однако, наиболее часто рапана селится вблизи колоний мидий, которые массово обитают в прибрежной зоне, прикрепляясь к подводным каменным грядам и искусственным бетонным сооружениям (молам, пирсам, причалам и волнорезам) [3].
Рис. 2.1. Бразильская листовка [5]
Такая ситуация характерна не только для Черного моря. На рис 2.1 представлена листовка, предупреждающая о вреде этого моллюска.
Листовка, повсеместно распространяемая в провинции Буэнос-Айрес (Аргентина), извещает жителей о появлении моллюска рапаны. Она также содержит призыв к населению - при обнаружении сообщать о находках рапаны в лабораторию экологического мониторинга в г. Мар дель Плата.
МАССОВОЕ НАШЕСТВИЕ РАПАН НА МЕЛКОВОДЬЕ
Летом 2019 года наша семья часто отдыхала на перемычке, отделяющей озеро Тобечик от Керченского пролива. Там хороший песчаный пляж, относительно малолюдно. В августе на глубине от 50 см и дальше было отмечено огромное скопление живой рапаны, расположившейся хорошо заметной полосой вдоль береговой линии. В солнечную погоду раковины моллюсков были хороша заметны без маски. Сквозь толщу воды были видно характерные очертания моллюска рапаны. Плотность их была очень высокая – примерно от 20 до 50 моллюсков на квадратный метр. Мы занялись сбором, так как мясо рапаны - ценный пищевой продукт. А мускул – так называемая «нога» - пригоден для тепловой обработки и употребления в пищу.
Моллюска рапану можно было достать со дна моря на глубине от 1,5-2 метра, вооружившись маской. По информации, полученной от местных жителей, такие нашествия отмечаются ежегодно в августе. Этого моллюска можно также обнаружить на пирсах, причалах, разнообразных портовых сооружениях и подводных волнорезах а также на крупных глыбах у самого берега (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Сбор моллюсков на глыбах в Керченском проливе. Август 2019.
Всего было собрано примерно 500 штук (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Некоторые раковины рапаны, собранной на мелководье. Август 2019
Следует отметить, что для Керченского пролива в последние десятилетия показано измельчение раковин, а также присутствие моллюсков на мелководье повсеместно от уреза воды [2].
Мы предполагаем, что возможные причины подхода в летний период моллюсков на мелководье к урезу воды следующие:
- моллюски проявляют активность, связанную с необходимостью питания, и активно передвигаются в поисках пищи с помощью ноги;
- активность обусловлена высокими температурами воды в летний период;
- миграция на мелководье обусловлена штормом;
- активность увеличивается во время нереста. В это время отмечалась миграция рапаны со стороны моря к границе скал, где происходила откладка коконов.
Нерест обычно происходит на небольших глубинах. В нерестовых скоплениях плотность моллюсков достигала несколько десятков экземпляров на квадратный метр, но эти скопления были локальны [2].
Точную причину такого явления установить не удалось.
Следует также отметить, что при сборе рапан следует предусмотреть возврат пустых створок обратно в море. Польза от рапаны в море состоит в том, что на пустой створке могут оседать различные гидробионты-обрастатели – мидии, балянусы, микро- и макро-водоросли. Также пустая раковина моллюска рапаны часто заселяется черноморским раком-отшельником, который обитает на небольшой глубине - от 1,5 м.
В степи можно видеть огромный кучи раковин рапаны, которые просто выкинули как мусор (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Раковины рапаны в степной части Керченского полуострова. 2018 г.
Эти же створки, попавшие в море, могли бы принести несомненную пользу для морских обитателей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Отмечены массовые миграции моллюска на мелководье в летнее время. Учитывая экологическую роль рапаны, необходимо постоянно контролировать все изменения в ее поведении и развитии.
Результаты исследования роли рапаны в Черном море дают основания полагать, что в ближайшее время следует ожидать увеличения численности моллюсков.
Адаптационные способности рапаны, ее массовость и повсеместное распространение позволяют предположить, что этот вид будет одним из значимых компонентов экосистемы Черного моря в будущем.
Таким образом, подтверждена гипотеза, выдвинутая нами. Эта исследовательская работа будет интересна не только моим одноклассникам, но и другим учащимся начальных классов. В последующем, на классном часе, я планирую поделиться с ними результатами работы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
Переладов М.В. Современное состояние популяции и особенности биологии рапаны (Rapana venosa) в северо-восточной части Чёрного моря - //Труды ВНИРО. Том 150. Промысловые виды и их биология / - 2013 г. – С. 8-20.
Топтиков В.А., Ковтун О.А., Алексеева Т.Г. Изучение морфологии и физиологии брюхоногого моллюска Rapana venoza. Учебно-методическое пособие, 2016. – 83 с.
Чухчин В.Д. Экология брюхоногих моллюсков Чёрного моря. - Киев: Наукова думка, 1968 - 176 с.
Сетевая ссылка 1: https://ru.wikipedia.org/wiki
Сетевая ссылка 2: https://delvaneo.ru/fishing/carassius/effektivnye-nasadki-dlya-lovli-morskikh-karasej/molyusk-rapana.html