Отчёт по летней полевой практике по зоологии беспозвоночных

Выполнил: студент 2 курса

Очно-заочного отделения, гр. 04111-ВБ,

биолого-почвенного факультета

Павлов Вадим

Иркутск 2016

Содержание

1. Введение (цели, задачи, сроки проведения)

2. Физико-географическая характеристика районов практики

3. Методы сбора и обработки научных и водных беспозвоночных

4. Основные биотопы. Характеристика

5. Краткая таксономическая характеристика водных и наземных беспозвоночных. Дифференцированный диагноз типов, классов.

6. Заключение.

Введение

Цель практики– закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях; ознакомление с разнообразием беспозвоночных животных в городской среде обитания, с приёмами полевых исследований и камеральной обработки собранных материалов, с основными методами наблюдений и исследовательской работы в природе; получение навыков самостоятельной работы в поле и лаборатории; формирование экологического мышления.

Задачи практики:

• Знакомство с основными группами беспозвоночных и некоторыми группами позвоночных, обитающих в районе проведения практики, и их эколого-фаунистическими комплексами;

• Изучение роли различных беспозвоночных в наземных и водных биоценозах, а также в хозяйственной деятельности человека;

• Освоение основных приёмов и методов научно-исследовательской работы по зоологии беспозвоночных (полевые сборы и камеральная обработка);

• Проведение самостоятельных полевых наблюдений за беспозвоночными и некоторыми позвоночными животными в городских условиях, формирование способности к самостоятельному научному исследованию;

• Ознакомление с приёмами фотографирования и видеосъёмки беспозвоночных и некоторых позвоночных животных, а также ландшафтов и их деталей;

• Приобретение навыков ведения записей (полевого дневника) в полевых и лабораторных условиях.

• Получение навыков анализа материала и составления научного отчёта.

Физико-географические условия местоположения города.

Иркутск - один из крупных административных экономических и культурных центров Сибири. Он расположен в 66 км к западу от оз. Байкал, у впадения в реку Ангару реки Иркут, давшей название городу.

В настоящее время Иркутск занимает площадь в 30637 га, раскинувшись на обоих берегах рек Ангары, Иркута и Ушаковки. Кварталы города растут вдоль Ангары, в сторону Байкала. В последние годы активно застраиваются пустыри и окраины города современными коттеджами.

Территория г. Иркутска находится в переходной зоне от платформенной равнины к Байкальской горной области, к юго-восточной части высокой (400-580 м) всхолмленной эрозионно-денудационной равнины, сложенной юрскими и четвертичными отложениями, низкая прочность и горизонтальное залегание которых определяет преобладание плавных форм рельефа.

Большая часть города находится в пределах высокой поймы и террас рек Ангары, Иркута, Ушаковки, Каи, Топки и других, сложенных аллювием мощностью 515 м, местами перекрытыми склоновыми образованиями.

Склоны речных долин в основном пологие, между реками Ангара и Ушаковка в черте города - очень пологие. Водоразделы в плане вытянутые, в профиле - уплощённые.

Максимальные превышения водоразделов над днищами долин колеблются от 100 до 170 м. Плоские вершины водоразделов - это, по-видимому, остатки очень древней равнинной поверхности, которую в конце третичного периода начали прорезать реки.

Город открыт для северо-западного и юго-восточного воздушного переноса. Строение пойм Иркута и Ушаковки обеспечивает перенос воздушных масс от г. Шелехова (алюминиевый завод) и предместья Рабочее (завод тяжёлого машиностроения) в центр города.

Климат Иркутской области, в т.ч. города Иркутска формируется под влиянием солнечной радиации, поступающей на земную поверхность, циркуляции воздушных масс и влагооборота, а также подстилающей поверхности (рельеф, водная поверхность, характер растительности, цвет поверхности и т.д.). Тесное взаимодействие данных факторов определило формирование резко континентального климата с холодной продолжительной зимой, малым количеством осадков, относительно тёплым и влажным летом, короткими переходными периодами от зимы к лету и наоборот.

Из атмосферных процессов на формирование климата оказывает влияние западный перенос воздушных масс и Азиатский антициклон. Воздушные массы, поступающие на территорию области с запада, приносят осадки и вызывают потепление, с северо-запада - похолодание. Воздушные массы с морей Дальнего Востока не достигают основной части области. Северные воздушные массы, как правило, вызывают похолодание. Тёплые воздушные массы с юга и юго-запада проникают редко и вызывают кратковременное потепление в зимний период. Воздушные массы зимнего Азиатского антициклона отличаются высокой плотностью, прозрачностью, малой подвижностью. Они обуславливают безветренную погоду, сильные морозы, малое выпадение осадков.

По сравнению с территориями в европейской части России, расположенными на тех же широтах, в Иркутске бывает самая длинная зима, рекордное количество часов солнечного сияния, большая абсолютная амплитуда температур воздуха, высокое давление и быстрая смена погоды весной и осенью.

Давление воздуха в Иркутске понижается в летнее время, когда солнечные лучи прогревают земную поверхность и воздух. Однако и это давление остаётся высоким по сравнению с другими областями (719 мм рт. столба). С понижением температур воздуха осенью давление снова повышается.

Микроклиматические особенности местоположения города связаны со строением долин рек Ангары, Иркута, Каи и Ушаковки, с их ориентацией по отношению к преобладающему переносу воздушных масс. Особенности рельефа, его значительная расчленённость, наличие узких водоразделов, пологих склонов и хорошо разработанных долин определяют особенности ветрового режима. Общая ориентация долины реки Ангары с юго-востока на северо-запад обуславливают высокую повторяемость ветров этих направлений -60% в среднем за год.

В долине реки Иркут, ориентированной с северо-востока на юго-запад, а на отдельных участках - с востока на запад, преобладают ветры юго-западного направления - более 50% (ст. Смоленщина). Особенности строения долины реки Кая приводят к увеличению повторяемости ветров южного направления и значительному (более чем на 30%) росту повторяемости штилей (Бояркин, 1995).

Наземные

Лес - сложное сочетание множества разнообразных растений, которые сильно различаются по своим размерам, строению, размножению, типу питания и т. д. Это как бы своеобразный живой механизм, большой и очень сложный, а отдельные растения - его части, детали. Деревья и все другие растения в лесу тесно связаны между собой в своей жизнедеятельности, влияют друг на друга.

Сибирский шелкопряд — бабочка из семейства коконопрядов, гусеницы которой питаются хвоей почти всех хвойных пород, встречающихся в пределах её ареала. Предпочитается лиственница, часто повреждаются также пихта и ель. В меньшей степени повреждаются сосны — сибирская и обыкновенная.

Непарный шелкопряд - бабочка из семейства волнянок. полифаг, повреждает до 300 видов растений, почти все лиственные породы, часть хвойных, многие виды кустарников. Предпочитаемые породы — дуб, берёза, тополь, липа, ива, слива, яблоня. Это типичный лесной вредитель. В период массового размножения сильно объедает деревья на значительных площадях.

Лиственничная серая листовёртка — бабочка семейства листовёрток. Крылья в размахе 20—22 мм. Генерация одногодичная. Весенне-летняя группа насекомых. Распространена в Евразии в пределах ареала лиственницы.

Волнянка ивовая - Средней величины бабочка с блестяще-белыми крыльями (встречается изредка меланистическая аберрация с чёрными краями крыльев). Размах крыльев 44—55 мм. Усики и голени ног чёрные, лапки чёрные с поперечными белыми кольцами. У самцов усики гребенчатые, у самок зазубренные.

Листоед ольховый - Жук длиной от 6 до 7 мм. Тело сверху блестяще-синего или фиолетового цвета, редко зеленоватое, снизу чёрное или тёмно-синее. Усики нитевидные, длиной с половину тела. Ширина грудного щита вдвое больше его длины. Личинки чёрные, волосистые.

Герпетобионты

Среди животных, быстро и адекватно реагирующих на изменения в окружающей среде, особую группу составляют беспозвоночные – герпетобионты. Термин герпетобионты введен В. Д. Догелем редложившим назвать так обитателей поверхности почвы. К. В. Арнольди к герпетобионтам отнес эврибионтных подвижных беспозвоночных, в активном состоянии обитающих на поверхности почвы. В. Г. Мордкович , учитывая размеры крупных животных, уточнил этот термин, добавив слово «мезо» – мезогерпетобионты, подобно мезофауне М. С. Гилярова. В настоящее время к герпетобионтам относят напочвенных (подстилочных) беспозвоночных животных из надкласса многоножки, классов ракообразные паукообразные и открыточелюстные насекомые, населяющих поверхность почвы

Геобионты — животные, постоянно обитающие в почве. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде.

Тип Ratifera

Тип Коловратки - Rotifera (от лат. rota – колесо, ferre – нести). Обычно мелкие и очень мелкие, от нескольких миллиметров до долей миллиметра, в изобилии встречающиеся даже в маленьких пресных лужах. Некоторые живут в морской воде, а несколько видов – эндопаразиты червей, простейших, ракообразных и водных растений. Большинство – одиночные формы, но бывают и колониальные; многие плавают, некоторые ползают, другие ведут прикрепленный образ жизни. Тело состоит из 3 отделов – головы, туловища и ноги. Имеется ресничный коловращательный аппарат, выполняющий функцию передвижения. Кутикула ложная, представляющая собой внутриклеточное уплотнение гиподермы. Мускулатура в виде отдельных продольных и поперечных мышечных пучков. Органы выделения – протонефридии. Развитие с чередованием полового и партеногенетического поколений. Хищники. Подвижные и сидячие.

У всех видов на переднем конце тела присутствует т.н. коловращательный аппарат, образуемый венчиками ритмично бьющих ресничек. К другим важным признакам относятся: отсутствие личиночной стадии; псевдоцель; протонефридии с «пламенными» клетками; покрывающая тело кутикула; спинной нервный ганглий с отходящими от него нервными волокнами; сенсорные органы. Форма тела весьма разнообразна; но для большинства видов характерны ресничный «хохолок» на переднем конце тела, а на заднем – вильчатый хвост с цементными железами, выделяющими секрет, которым червь прикрепляется к субстрату. В глотке находится своеобразное жевательное устройство – мастакс.

Коловратки раздельнополы, но самцы у них карликовые, упрощенные, а у некоторых видов их нет вообще. У самых обычных форм цикл размножения весьма своеобразен. Их «летние» и «зимние» яйца различны. Первые покрыты тонкой оболочкой и развиваются без оплодотворения; из них вылупляются только самки, причем за один сезон – несколько поколений. Наконец, по какой-то неизвестной причине, некоторые самки откладывают мелкие яйца, из которых вылупляются самцы. Происходит спаривание с внутренним оплодотворением. У оплодотворенных «зимних» яиц толстая плотная оболочка, так что они способны выдержать и мороз, и засуху. При наступлении благоприятных условий из них вылупляются самки, вновь откладывающие «летние» яйца. Описано более 1300 видов коловраток.

Представители: Philodina spp. и другие роды и виды в зависимости от характера пробы и особенностей культуры.

В настоящее время коловраток включают в качестве Класса Rotatoria – Коловратки в Тип Nemathelminthes – Круглые черви.

Тип Annelida

Кольчатые черви, или кольчецы, — высшая группа червей. Почти все системы у них усложнились по сравнению с теми же системами плоских и первичнополостных червей и немертин. Большинство их ведет свободный образ жизни в морях и пресных водах, меньшинство обитает во влажной земле. Количество паразитических кольчецов незначительно. Вопрос о происхождении кольчатых червей остается пока неразрешенным, но несомненно, что их предками были черви, не уступающие по уровню организации первичнополостным червям и немертинам и перешедшие к еще более активному хищничеству.

Наружное строение. Тело большинства видов вытянутое, червеобразное. Поперечное сечение его, как правило, сильно уплощено. Длина червей различна: наименьшая — около 0,5 мм, наибольшая — 3 м, обычно она колеблется в пределах 10—150 мм. Микроскопические формы малочисленны.

Тело кольчецов расчленено на головной отдел (простомиум), следующие за ним кольца (или сегменты, или метамеры), число которых, как правило, велико (несколько десятков), и задний отдел (анальную лопасть, или пигидиум). Головной отдел у морских червей, называемых многощетинковыми, хорошо выражен и несет на себе разные придатки: широкие, узкие и т. д. У пресноводных и наземных кольчецов головной отдел выражен слабо. С простомиумом может срастаться несколько передних колец. Сегменты тела, как правило, сходны по своему строению. Такое расчленение называется гомономной сегментацией или гомономией метамерией. Оно не только наружное, но глубоко внутреннее, так как каждый сегмент отделен от соседних перегородками и имеет комплект органов.

Кожный покров состоит из однослойного эпителия и выделенной им тонкой кутикулы. В коже много желез, которые выделяют слизь, облегчающую передвижение червей, и другие секреты (например, вещества, способствующие у раздельнополых кольчецов привлечению самок к самцам, ядовитые для других животных, и т. д.).

Тип Mollusca

Моллюски — крупный по числу видов (130 тыс.) тип животных. Обитают они преимущественно в морях (мидии, устрицы, кальмары, осьминоги), пресных водоемах (беззубки, прудовики, живородки), реже — во влажной наземной среде (виноградная улитка, слизни). Размеры тела взрослых моллюсков разных видов значительно различаются — от нескольких миллиметров до 20 м. Большинство из них — малоподвижные животные, некоторые ведут прикрепленный образ жизни (мидии, устрицы), и только головоногие моллюски способны быстро передвигаться реактивным способом.

Основные характерные черты строения моллюсков следующие:

Тело лишено сегментации, имеет двустороннюю симметрию (двустворчатые и головоногие) или асимметричное (брюхоногие). Отделами тела являются голова с расположенными на ней глазами и 1-2 парами щупалец, туловище, в котором расположено большинство внутренних органов, и нога — мускулистая брюшная часть тела, служащая для передвижения. У двустворчатых моллюсков голова редуцирована.

Тело моллюсков заключено в раковину, защищающую животное и дающую опору для прикрепления мышц. Наружный слой раковины роговой, средний (фарфоровый) и внутренний (перламутровый) — известковые. У брюхоногих моллюсков раковина цельная в виде колпачка или спирально завитой башенки. У двустворчатых она состоит из двух створок, соединенных эластичной связкой, зубцами «замка» и мускулами - замыкателями. Большинство головоногих моллюсков раковину утратили.

Туловище моллюсков покрыто кожной складкой — мантией, эпителий которой выделяет вещество раковины. Между мантией и телом образуется мантийная полость, в которой располагаются жабры, некоторые органы чувств, анальное отверстие, отверстие выделительных органов.

Полость тела вторичная (целом), однако сильно редуцированная и сохранившаяся лишь в виде околосердечной полости и полостей половых желез. Остальное пространство между внутренними органами заполнено рыхлой тканью —паренхимой.

Пищеварительная система состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишки. У большинства моллюсков (кроме двустворчатых) в глотке развит мускулистый язычок, покрытый роговой пластинкой с многочисленными зубчиками — теркой. Ею они активно захватывают и измельчают растительную и животную пищу. В глотку открываются протоки слюнных желез, а в желудок — проток особой пищеварительной железы — печени. Двустворчатые питаются пассивно, отфильтровывая через жабры пищевую взвесь (водоросли, бактерии, детрит), поступающую в мантийную полость с водой через вводной сифон.

Кровеносная система незамкнутая и состоит из сердца и сосудов. Сердце имеет желудочек и 1 -2 (реже 4) предсердия. Помимо сосудов часть пути кровь проходит в щелевидных полостях между органами.

Органы дыхания у водных моллюсков — жабры, у наземных — легкое, представляющее собой участок мантийной полости. В стенке легкого имеется густая сеть кровеносных сосудов, через которые осуществляется газообмен. Легкое открывается наружу дыхательным отверстием — дыхальцем.

Выделительная система представлена 1-2 почками. Они являются видоизмененными метанефридиями. Воронка почки открывается в околосердечную сумку, а выделительное отверстие — в мантийную полость.

Нервная система разбросанно-узлового типа: пять пар крупных ганглиев расположены в жизненно важных органах (голове, ноге, мантии, органах дыхания и внутренностном мешке) и соединены между собой нервными стволами. Из органов чувств наиболее развиты органы химического чувства, осязания, равновесия, а у подвижных хищников — зрения.

Размножение происходит половым способом. Большинство моллюсков — раздельнополые животные, реже — гермафродиты (легочные брюхоногие моллюски). У раздельнополых моллюсков оплодотворение наружное, у гермафродитных — внутреннее , перекрестное. У пресноводных и наземных легочных, а также головоногих моллюсков развитие прямое, у морских двустворчатых и брюхоногих моллюсков — с неполным метаморфозом, т. е. с планктонной личиночной стадией, способствующей их расселению.

Тип Arthropoda

Членистоногие — самый многочисленный (более I млн. видов) тип царства Животные, далекими предками которого были кольчатые черви. Представители типа заселили не только морские и пресные водоемы, но и наземную поверхность, почву и воздушную среду. К жизни в наземной среде приспособились членистоногие трех классов: Паукообразные, Насекомые и Многоножки. Они являются настоящими наземными животными, широко распространенными в самых различных климатических зонах.

Характерные черты организации членистоногих следующие:

Тело сегментировано и дифференцировано на три отдела: голову, на которой размещаются рот и органы чувств, грудь, выполняющую в основном двигательную функцию, и брюшко, заключающее большую часть внутренних органов. У некоторых групп членистоногих голова сливается с грудью.

Покровы тела — многослойная хитинизированная кутикула, выполняющая защитную функцию. У наземных членистоногих ее наружный слой содержит жиро- и воскоподобные вещества, препятствующие потере воды телом животного. Кутикула служит также наружным скелетом, к разным участкам которого прикрепляются пучки поперечнополосатых мышц, что обеспечивает движение различных частей тела и конечностей. Из-за нерастяжимости кутикулы рост членистоногих сопровождается периодической линькой.

Членистые конечности подвижно соединены с телом и представляют собой многочленные рычаги, способные к сложным движениям. Членики конечностей подвижны благодаря наличию суставов. Конечности обеспечивают разнообразные виды движений — ходьбу, бег, прыгание, плавание, а также выполняют ряд других функций — захват и измельчение пищи, дыхание, осязание и др.

Полость тела смешанная, т. е. зачатки целома и остатки первичной полости слиты друг с другом. Целом не выполняет опорной функции, так как развит наружный скелет.

Пищеварительная система имеет три отдела: передний, средний и задний. Передний и задний отделы эктодермального происхождения и изнутри выстланы хитинизированной кутикулой. Ротовые аппараты разных групп членистоногих разнообразны, что позволяет им питаться различными видами кормов. Хорошо развиты пищеварительные железы, ускоряющие процесс пищеварения.

Кровеносная система незамкнутая. Сердце представляет собой расположенную на спинной стороне тела трубку, разделенную перегородками на несколько камер, которые сокращаются последовательно друг за другом, перекачивая гемолимфу.

Органами дыхания являются жабры, а у наземных — легочные мешки и трахеи.

Органы выделения — видоизмененные метанефридии («зеленая» железа раков), у наземных — мальпигиевы сосуды — многочисленные замкнутые короткие эпителиальные трубочки, открывающиеся на границе между средней и задней кишкой. Продукты выделения из полостной жидкости (гемолимфы) попадают в мальпигиевы сосуды, а из них — в заднюю кишку.

Нервная система построена по типу брюшной нервной цепочки кольчатых червей. Ее отличительной чертой является уменьшение числа парных брюшных ганглиев вследствие их слияния друг с другом в связи с укорочением тела или малыми размерами животного. У общественных насекомых значительного развития достигают надглоточные ганглии — «мозг», который служит основой формирования сложных форм врожденного поведения. Хорошо развиты различные органы чувств: осязания, вкуса, обоняния, зрения, равновесия, слуха. 10. Членистоногие —раздельнополые животные, многим из них свойственен половой диморфизм. Оплодотворение внутреннее. Постэмбриональное развитие у некоторых прямое, у большинства — с неполным или полным метаморфозом. Некоторые насекомые приобрели способность на разных стадиях онтогенеза существовать в двух средах — водной и наземной.

Тип Членистоногие подразделяется на четыре подтипа, куда входит ряд классов. Рассмотрим из них три наиболее важных, многочисленных и разнообразных —Ракообразные, Паукообразные и Насекомые.

Заключение

Таким образом, нами апробированы различные методики исследования наземных и водных беспозвоночных, которые являются неотъемлемой частью биоценозов. В ходе практики нами были изучены беспозвоночные , расположенные на острове Юность, в Кайской рощи и т.д. В процессе прохождения практики нами были отобраны пробы зообентоса, выявлена плотность населения и биомасса основных групп; пробы зоопланктона, разобрав которые, нами также выявлена плотность населения.

Для изучения обитателей почвенного яруса нами были проведены послойные почвенные раскопки и определение обнаруженных живых организмов; установлены почвенные ловушки и разобраны пойманные беспозвоночные, обитающие на границе почвенного и травяного ярусов.

Изучение обитателей древесно-кустарникового яруса проводилось нами методом отряхивания деревьев на полог, всего проведено три отряхивания (берёзы, черёмухи, и ранетки); была определена численность основных групп беспозвоночных и их биомасса.

Для изучения обитателей травяного яруса нами проведены укосы энтомологическим сачком в различных биотопах. В камеральных условиях определена численность и биомасса пойманных беспозвоночных

Для каждого яруса своего биотопа определены доминирующие группы беспозвоночных. Установлено положение обнаруженных беспозвоночных в трофической цепи. Мы ознакомились с разнообразием беспозвоночных животных в городской среде обитания, с приёмами полевых исследований и камеральной обработки собранных материалов, с основными методами наблюдений и исследовательской работы в природе; получили навыки самостоятельной работы в поле и лаборатории. Авторы признательны всем преподавателям и лаборантам, участвующим в проведении практики по экологии.

Литература

1. Анищенко А. В., Аров И. В., Башаров Н. И., Дидоренко С. И., Дубешко Л. Н., Окунева Г. Л., Шибанова Н. В., Шиленков В. Г. Зоологические экскурсии по Южному Байкалу. Беспозвоночные. – Иркутск: Изд-во «Прикладные технологии», 2001 – 276 с. илл.

2. Главное управление гидрометеорологической службы при совете министров СССР, Зоологический институт академии наук СССР. Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР (планктон и бентос). – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977 – 512 с.

3. Кузеванов В. Я. Экоплан для Кайской рощи: справ. пособие / В. Я. Кузеванов, С. В. Сизых. – Иркутск : Изд-во ИГУ, 2013. – 113 с.

4. Шиленков В. Г., Аров И. В., Тахтеев В. В., Козлова Н. И., Дубешко Л. Н., Стом Д. И., Тимофеев М. А. Учебная полевая практика по зоологии беспозвоночных. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2012 - 154 с.