«БИОРАЗНООБРАЗИЕ ПАУКООБРАЗНЫХ АКТЮБИНСКОЙ ОБЛАСТИ КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ В ШКОЛЕ» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5

1.1. Классификация и распространение Паукообразных 6

1.2. Особенности морфологии и анатомии Паукообразных 7

1.3. Размножение 11

1.4. Некоторые исторические этапы изучения пауков 12

1.5. Физико-географическая характеристика природных зон Казахстана 17

1.6. Географическая характеристика Актюбинской области 22

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 27

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ . 31

Глава 4. РАЗРАБОТКА УРОКА НА ТЕМУ: «БИОРАЗНООБРАЗИЕ ПАУКООБРАЗНЫХ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ» 35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45

ВЫВОДЫ 48

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 49

---

Введение

Актуальность работы. В современных экосистемах происходит постоянное возрастание доли антропогенного воздействия на изменение биологического разнообразия, как на уровне Земного шара, так и на региональных уровнях. Данный факт, конечно же, приводит к постепенному сокращению численности популяций, что в конечном итоге приводит к исчезновению подвидов, видов и в целом таксономических групп (семейств, родов и т.д.).

Пауки (Aranei) - один из крупнейших отрядов членистоногих, который насчитывает более 46 000 видов (WSC, 2018). Фауна европейских стран насчитывает около 5000 видов, а Российской Федерации - более 2 000, соответственно (Mikhailov K.G., 2016). В тоже время, ученые и специалисты отмечают, что реальное количество видов мировой фауны, в данной таксономической группе, колеблется от 80 000 до 120 000 видов (Platnick N.J., 1999; Platnick N.J., Raven R.J., 2013; Agnarsson J. et al., 2013; Созонтов А.Н., 2018).

Можно отметить, некоторые эволюционные приспособления, которые позволяют паукам поддерживать свои ареалы и в какой-то мере расширять их. Например: для них характерно способность пассивно расселяться по воздуху, что позволяет им первыми осваивать новые экосистемы, вплоть до вулканических островов, арктических архипелагов и ледников. Следовательно, благодаря высокой экологической пластичности, пауки являются самыми успешными представителями в Арктической и Субарктической зонах Земного шара (Чернов Ю.И., 1992; Макарова К.В. и др., 2014). Также стоит отметить, что, являясь неспециализированными облигатными хищниками, пауки не зависят в своем распространении от флоры или наличия других субстратов. Как отмечают специалисты, благодаря этому пауки являются идеальным объектом для изучения в зоогеографии, общей, лесной и сельскохозяйственной энтомологии, а также зоологии. Результаты подробных изысканий пауков составляют научную базу для проведения биологической, экологической индикации и мониторинга (Clausen J.H.S., 1986; Cardoso P., 2004; Scott A.G. et al., 2006; Золотарев М.П., 2016).

Подводя итог, стоит отметить, что в настоящее время не смотря на изученность видового разнообразия, биологии, морфологии и экологии пауков на мировом уровне, в научной и периодической литературе существуют пробелы по подробному анализу разнообразия данной группы членистоногих на территории Казахстана, что и определило новизну нашей работы.

Целью настоящего исследования явилось проведение изысканий в области оценки биоразнообразия пауков (Aranei) Казахстана (Актюбинская область) и реализация методологии и результатов исследований в образовательном поле.

Задачи:

1. Исследовать видовой состав пауков на территории Актюбинской области Казахстана (окрестности города Актобе, с.ш.: 50.2839339, в.д.:

57.166978);

2. Оценить наличие редко встречающихся пауков на исследованной территории;

3. Разработать урок по биологии (раздел - Тип членистоногие, класс паукообразные, отряд пауки), для учащихся общеобразовательных учреждений.

---

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Название акарология или арахнология, возникло от греч. Arachne - паук и logos - учение или слово - направление зоологии, объектом изучения которого являются представители паукообразных. Как самостоятельное научное направление начало формироваться в 19 веке. В развитие и становление данной научной дисциплины огромный вклад внесли такие советские учёные, как: Н.А. Холодковский, В.А. Догель, Е.Н. Павловский, М.Г. Хатин и др.

Фундаментальная арахнология изучает систематику, биологию, морфологию, экологию паукообразных. Прикладная арахнология изучает существующие и разрабатывает перспективные меры борьбы с вредоносными паукообразными. В паразитологии арахнология связана с такими научными направлениями, как: протозоология, гельминтология, вирусология, микробиология, эпизоотология и т.д. Арахнологию специалисты классифицируют на следующие направления: ветеринарную, медицинскую, сельскохозяйственную и лесную. Необходимо помнить, что заболевания, вызываемые паукообразными, носят название арахнозы. Ввиду того, что некоторые клещи являются переносчиками возбудителей инвазионных и инфекционных болезней человека и некоторых позвоночных животных, существует целое научное направление связанное с паукообразными в современной ветеринарии,. Мероприятия, разрабатываемые в ветеринарии против арахнозов, имеют большое научнопрактическое значение, так как они направлены на профилактику многих заболеваний животных и, тем самым способствуют, увеличению продуктивности животноводческой отрасли.

1.1. Классификация и распространение Паукообразных.

Современное систематическое положение следующее: тип: Членистоногие (Arthropoda), подтип: Хелицеровые (Chelicerata), класс: Паукообразные, или Арахниды (Arachnida), отряд: Пауки (Aranei).

С исторической точки зрения, латинское название паукообразных происходит от греческого слово Arachnida (паук), что связано с мифом об Арахне, которая была превращена в паука богиней Афина. Вследствие этого, наука о паукообразных носит название арахнология (Ажеганов Н.С., 1968).

Класс пауков классифицируются на три группы. Низшие пауки - членистобрюхие, у которых присутствует наружное расчленение брюшного отдела. Стоит отметить, что данная группа за последнее 350 млн. лет не изменились. Всего их насчитывается примерно 20 видов.

Далее идет группа пауки-птицееды, насчитывающая около 2 тыс. видов. Сюда входят самые крупные пауки, которые, если расправят ноги, с трудом вмещаются на обеденной тарелке: например, гигантский птицеед - 11см. в длину, с ногами - 20см. Птицееды широко разводятся в домашних условиях и могут жить от 8 до 20 лет, в некоторых случаях доживают до 26 лет. И последняя группа - высшие или настоящие пауки, насчитывающая около 25 тыс. видов. (Ажеганов Н.С., 1968).

Пауки обитают и встречаются в различных экосистемах и биотопах: от пустынь до тундр. Также существует множество околоводных видов, например - паук-серебрянка (Argyroneta aquatica). При этом, как указывают ученые пауки во всех главных биологических проявлениях, поддерживающих существование организма, пользуются паутиной (строительство гнезда, убежищ, ловчие устройства, перемещение в воздухе, коконы и пр.).

1.2. Особенности морфологии и анатомии Паукообразных

К представителям паукообразных относят пауков, клещей, скорпионов. Они отличаются от других членистоногих тем, что их тело состоит из слитной головогруди и, большей частью, нерасчлененного брюшка. Усиков и сложных глаз нет; передвигаются на четырех парах ходильных ножек.

Паукообразных можно легко отличить от насекомых по тому, что они имеют восемь ножек. Их хелицеры служат для размягчения пищевых частичек. Педипальты (подобные ногам ротовые органы), у некоторых видов приспособлены к поиску и захвату добычи или выполняют репродуктивные функции. У сольпуги щупальца подобны ножкам. Личинки клещей имеют только шесть ножек, а четвертая пара появляется, когда они линяют и превращаются в нимф. Также паукообразные не имеют усиков и крыльев (Иванов А.В., 1984). Они обладают двусегментным телом (головогрудь и брюшко).

В головогрудном отделе у пауков располагаются восемь простых глазков, когтевидные челюсти и ногощупальца (органы осязания), четыре пары ходильных ножек. Последние оканчиваются гребенчатыми коготками, с помощью которых они ткут ловчие сети, вырабатываемая паутинными железами, находящимися на заднем конце брюшка (Олигер М.А., 1996).

Кишечный отдел пауков состоит из узкого пищевода, слюнных желез, желудка, снабженного парными и непарными отростками и задней кишки, обыкновенно с расширенной клоакой, впереди которой впадают выделительные, так называемые мальпигиевые железы.

Пауки являются хищники и питаются насекомыми и различными мелкими членистоногими. В добычу паук впрыскивает ядовитую жидкость, которая убивает жертву и действует как пищеварительный сок. Примерно через час паук высасывает все переваренное содержимое при помощи сосательного желудка.

В дыхательной системе выделяют легочные мешки и трахеи. Дышат пауки атмосферным воздухом.

Что касается кровеносной, нервной и других систем пауков, то надо отметить, что они примерно идентичны с членистоногими. Полость тела смешанная и называется миксоцель.

У всех представителей конечности десятого и одиннадцатого сегментов превращены в паутинные бородавки. У других арахнид легкие исчезают. Иногда на их месте открываются трахеи (сольпуги, сенокосцы), в других случаях трахеи не имеют отношения к легким. Рудиментами конечностей брюшка являются также коксальные органы, имеющиеся на восьмом — десятом сегментах у кенений и части клещей, у которых на брюшке нет органов дыхания. Они имеют вид маленьких выпячивающихся мешочков, наполняемых гемолимфой, и, по-видимому, служат органами чувств, определяющими влажность (гпгрорецепторы). Они приурочены к тазикам ножек и при утрате последних остаются на их месте. У кенений они расположены открыто на брюшке, а у некоторых клещей входят в состав сложного наружного полового аппарата. Стоит отметить, что подобная система коксальных органов наиболее полно развита у некоторых многоножек и низших насекомых. Наличие коксальных органов на брюшке доказывает, что у этих мелких видов легких никогда не было (Ажиганов Н.С., 1968).

Покровы арахнид образованы хитинизированной кутикулой со слоем подстилающих плоских клеток — гиподермой. Щитки и членики конечностей образованы твердой кутикулой, в сочленениях между ними кутикула более тонкая, эластичная. Наиболее прочная кутикула коготков и пальцев хелицер.

Головогрудной отдел защищен с верхней стороны твердым щитом, между тазиками ножек располагается грудная пластинка или стернум. Тергиты и стерниты брюшка большей частью расчлененные. Однако у некоторых сенокосцев и клещей тергиты срастаются друг с другом и с головогрудным щитом, образуя цельный спинной щит. В других случаях, например у пауков, щиты имеются на головогрудном отделе, а брюшко бывает покрыто кутикулой. Среди низших почвенных и эндопаразитических клещей есть формы с очень тонким покровом, на которых нет щитков. Известно, что кутикула арахнид имеет особые оптические свойства и обладает двойным лучепреломлением. Вследствие этого в поляризационном микроскопе некоторые элементы покрова светятся в темном поле. Французский ученый Ф. Гранжан, впервые обнаруживший это явление у клещей, относит его к особой структуре, названного им актинохитином или лучистым хитином (Олигер М.А., 1996).

Благодаря тому, что арахниды являются хищниками, у них хорошо развита мускулатура в головогрудном отделе.

У пауков весьма разнообразны гиподермальные железы, куда относятся: железы предротовой полости, лобные и анальные, пахучие и пр. Сюда же относят ядовитые и паутинные железы. Первые имеются у скорпионов в концевом членике брюшного отдела, у пауков, у которых открываются на хелицерах, у ложноскорпионов и некоторых видов клещей. Паутинные железы имеются у ложноскорпионов, некоторых видов клещей и пауков. У последних представителей они особенно развиты и открываются многочисленными отверстиями на брюшных паутинных бородавках.

Органы чувств пауков образованы путем дифференциации клеток покровного эпителия. Глаза имеются на просоме в разном числе: до 5 пар у скорпионов, обычно 4 пары у пауков и жгутоногих, 1 - 2 пары у других групп. Глаза построены по типу простых глазков. В них располагается диоптрический аппарат - хрусталик, который образован прозрачным утолщением кутикулы, и стекловидное тело, а под ним слой чувствительных клеток (ретина), связанных волокнами зрительного нерва с отделом мозга. Пара срединных глаз и боковые глаза отличаются морфологически. Зрительные возможности большинства арахнид ограниченны и они воспринимают степень освещенности и движение. Наиболее развито зрение у сольпуг и бродячих пауков. Для пауков-скакунов характерно предметное зрение, но, при этом, они различают форму близких расстояниях.

---

Заключение

В современном мире происходит постоянное возрастание доли антропогенного воздействия на изменение биологического разнообразия, как на уровне Земного шара, так и на региональных уровнях. Данный факт, конечно же, приводит к постепенному сокращению численности популяций, что в конечном итоге приводит к исчезновению подвидов, видов и в целом таксономических групп (семейств, родов и т.д.). Пауки - один из крупнейших отрядов членистоногих, который насчитывает более 46 000 видов. Фауна европейских стран насчитывает около 5000 видов, а Российской Федерации - более 2 000, соответственно (Mikhailov K.G., 2016).

Некоторые эволюционные приспособления, которые позволяют паукам поддерживать свои ареалы и в какой-то мере расширять их. Являясь неспециализированными облигатными хищниками, пауки не зависят в своем распространении от флоры или наличия других субстратов. Как отмечают специалисты, благодаря этому пауки являются идеальным объектом для изучения в зоогеографии, общей, лесной и сельскохозяйственной энтомологии, а также зоологии. Результаты подробных изысканий пауков составляют научную базу для проведения биологической, экологической индикации и мониторинга (Clausen J.H.S., 1986; Cardoso P., 2004; Scott A.G. et al., 2006; Золотарев М.П., 2016).

В настоящее время, не смотря на изученность видового разнообразия, биологии, морфологии и экологии пауков на мировом уровне, в научной и периодической литературе существуют пробелы по подробному анализу разнообразия данной группы членистоногих на территории Казахстана, что и определило новизну нашей работы.

В рамках представленной работы были проведены изыскания в области оценки биоразнообразия пауков (Aranei) Казахстана (Актюбинская область) и реализация методологии и результатов исследований в образовательном поле.

Проведенные исследования позволили выявить представителей шести семейств пауков: кругопряды (Araneidae), пауки - волки (Lycosidae), пауки - охотники (Pisauridae), пауки - кругопряды (Tetragnathidae), пауки бокоходы/крабы (Thomisidae), паук - скакун (Salticus scenicus) (табл. 3.1).

Наиболее многочисленными семействами являются кругопряды и длинночелюстные пауки - кругопряды, где были зарегистрированы по пять видов, а именно: Брюнниха, паук- аса/паук-зебра (Argiope brucnnichi), Крестовик мраморный (Araneus marmoreus), Крестовик обыкновенный (Araneus diadematus), Крестовик квадратный (Araneus quadratus), Циклоза коническая (Cyclosa conica), а также Металлина членистая (Metallina sigmentata), Металлина менгей (Metallina mengei), Металлина мэрианы (Metallina meriana), Тетрагната невооружённая (Tetragnatha dearmata) и Тетрагната вытянутая (Tetragnatha extensa). Самым малочисленным семейством были скакуны, где отмечен только один вид - Heliophanus aeneus.

Сравнительный анализ биотопов, позволяет отметить, что наиболее многочисленными, по видовому составу являются природные экосистемы. Данная ситуация, на наш взгляд объясняется снижением видового состава паукообразных в данных биотопах, антропогенным воздействием (разрушение мест обитания, прямое и побочное воздействие пестицидов, гербицидов и других экотоксикантов).

Таким образом, точечные исследования в окрестностях города Актюбинск позволили выявить 18 видов пауков, относящихся шести семействам. Конечно, для получения более полной картины по видовому разнообразию пауков в области необходимы дальнейшие подробные изыскания, что позволит выявить как доминантные виды, так и редкие для данного региона. В свою очередь, подобные исследования позволят разработать природоохранные мероприятия и программы по защите пауков и мест их обитания. В тоже время, реализация разработанного урока на тему «Биоразнообразие паукообразных и их значение», для учащихся общеобразовательных учреждений, позволит формировать новые знания в области сохранения биоразнообразия на Земном шаре.

---

Список литературы

6. Ажеганова, Н.С. Краткий определитель пауков (Aranei) лесной и лесостепной зоны СССР / Н.С. Ажеганова - Л.: Наука, 1968 - 149 с.

7. Азаркина, Г.Н. Фауна пауков (Aranei) Российского Алтая, часть I: семейства Agelenidae, Araneidae, Clubionidae, Coriniidae, Dictynidae и Eresidae / Г.Н. Азаркина, Л.А. Триликаускас // Евразиатский Энтомологический Журнал - 2012 - Т. 11. № 3. - С. 199-208.

8. Азаркина, Г.Н. Фауна пауков (Aranei) Российского Алтая, часть II: семейства Gnaphosidae, Hahniidae, Linyphiidae, Liocranidae и Lycosidae / Г.Н. Азаркина, Л.А. Триликаускас // Евразиатский Энтомологический Журнал - 2013 - Т. 12. № 1. - С. 51-67.

9. Вагнер, В.А. Тарантул, Trochosa singoriensis (Laxm.) (Биологическая заметка). / В.А. Вагнер // Известия общества любителей естествознания, антропологии и этнографии - 1886 - Т. 50. Вып. 1. - С. 109-140.

10. Вагнер, В.А. Водяной паук (Argyroneta aquatica Cl.), его индустрия и жизнь как материал сравнительной психологии / В.А. Вагнер // Бюллетень МОИП. Новая серия - 1890 - Т.14. Вып. 1-2. - С. 61-174.

11. Вилесов, Е.Н., Науменко, А.А. и др., Физическая география Казахстана. Учебное пособие. - Алмата: Казах университет, 2009.

+ еще 91 источник

---