Тема 3. Изучение экологической ниши и этологической структуры популяции
Задание 3.1. Колониальный образ жизни и значение рыжих лесных муравьев в лесных биоценозах
Особенности жизненного цикла.
Муравьи относятся к отряду переончатокрылых – насекомые с полным превращением. Это общественные животные, для которых характерен ярко выраженный колониальный образ жизни. Средним по размеру считается муравейник высотой 0,5-0,75 м. В любое время года в гнезде муравейника находятся несколько десятков маток и несколько десятков тысяч рабочих муравьев.
Основу питания почти всех муравьев составляют два компонента – белковый и углеводный. В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом, насекомые. Средняя по своим размерам колония муравьев истребляет в сутки более 10 тыс. насекомых. Муравьи охотятся на них или собирают трупы. Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь – сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок). Тли снабжают муравьев пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносят их на свежие побеги растений. Связь муравьев с тлями (трофобиоз) – один из наиболее ярких примеров симбиоза в мире насекомых.
Таким образом, жизнь муравьев связана с деревьями, на которых они находят насекомых для питания и тлей, сахаристые выделения которых также используются ими для питания. Очень часто таким деревом является береза. От каждого гнезда к деревьям идут муравьиные тропы, длина которых 10-20 м. По стволам тех деревьев, на которых имеются колонии тлей, всегда ходят муравьи, причем у муравьев, спускающихся вниз, брюшко часто сильно раздуто от пади и даже просвечивает. Проследив за маршрутами муравьев, поднимающихся вверх, легко обнаружить тлей на концах тонких веток.
Для смешанных лесов за норму принято наличие 160 муравьиных семей на 1 км2 (1,6 муравейника на 1 га).
Цель работы: показать колониальный образ жизни и значение рыжих лесных муравьев в лесных биоценозах (сосняк, смешанный лес, березняк, ельник).
Материалы и оборудование: компас, рулетка, линейка, пинцет, чашки Петри, лупа.
Ход работы:
1.Определить количество и размер муравейников в различных лесных биоценозах;
2.Определить форму, размер муравейника по высоте и диаметру его купола, характер вала. Рассмотреть и описать строительный материал гнезда. 3.Описать местоположение муравейника: дать характеристику растительности (хвойный, лиственный лес, подлесок и т.п.), назвать основные виды деревьев, кустарников, трав, встречающихся у муравьиных троп;
4.Отыскать муравьиные тропы и обозначить их на плане местности. Отметить деревья, к которым они идут. Направление троп определить по компасу, длину и ширину их измерить рулеткой;
5.На каждой тропе (на расстоянии 2 м от муравейника) в течение 30 мин отлавливать всех возвращающихся муравьев, определить видовой состав их добычи;
6.Определить, что приносят муравьи в муравейник в течение первой половины светового дня. Сделать примерный расчет количества животных, истребляемых муравьями в течение суток, месяца, сезона. Полученные данные занести в итоговую таблицу;
7.Сделать учет количества муравьиных гнезд на исследуемой территории. Учесть действие антропогенного фактора; показать функциональную роль и значение лесных рыжих муравьев для лесных биоценозов.
Таблица 5 - Характеристика муравьиных троп и видовой состав их добычи
№ тропы
|
Растение, к которому ведет тропа
|
Длина тропы, м
|
Ширина тропы, м
|
Направление
|
Добыча
|
|
|
|
|
|
Вид
|
Количество
|
|
|
|
|
|
|
шт. %
|
%
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 3.2. Жизненный цикл ручейников и их роль в функционировании водных биоценозов
Особенности жизненного цикла. Отряд Ручейники относится к отделу насекомых с полным превращением. Во взрослом состоянии все ручейники ведут наземно-воздушный одиночный образ жизни. Это довольно нежные насекомые, похожие на волосатых молей. Отличить ручейников от бабочки легче всего именно по крыльям – у бабочки крылья покрыты чешуйками, а у ручейников волосками. В спокойном состоянии их темноокрашенные крылья складываются кровлеообразно на спине. Взрослые ручейники не питаются, но могут пить воду. Эти в общем малозаметные, невзрачные насекомые летают неохотно и вяло.
После спаривания самки ручейников откладывают в воду студенистые комочки зеленоватых или желтоватых яиц – кладку. Форма кладки разнообразная – мешковидная, шаровидная, в виде кольца. У ряда видов яйца приклеиваются к твердому субстрату клеевидным веществом.
Из яиц выходят личинки. По своему строению и образу жизни личинки ручейников делятся на две экологические группы – камподеовидные и гусеницевидные. После нескольких, не более 6, линек личинки превращаются в куколок, по многим признакам напоминающих взрослых насекомых с длинными антеннами, хорошо развитыми грудными ногами и зачатками крыльев. На конце тела расположены длинные палочковидные анальные придатки, несущие на себе щетинки и шипики. Жизнь куколки легко проследить на примере стенофила. Перед окукливанием личинка прикрепляет чехлик к камню, заплетает его концы так, чтобы в каждом было отверстие для свободного доступа воды. Куколка внутри чехлика все время делает колебательные движения, упираясь в стенку чехлика выростом на основании брюшка. Ко времени созревания она прорывает своими мощными челюстями (непохожими на личиночные, а тем более на практически отсутствующие челюсти взрослых ручейников) передний конец чехлика и, выйдя из него, начинает быстро плавать на спине, как клопы-гладыши, делая гребные движения длинными, снабженными плавательными волосками средними ногами. Добравшись до камня, растения или берега, куколка цепляется за него и выползает из воды.
Отличительные видовые признаки личинок ручейников. Камподеовидные личинки в большинстве - хищники, ведут свободный образ жизни и домика не строят, но личинки некоторых видов относятся к числу пассивных фильтраторов и строят из паутины ловчие сети.
Местообитание – текущая вода, реки, ручьи. Наиболее часто встречаются личинки. Голова личинки небольшая, не согнута по отношению к продольной оси тела. Спинная сторона всех трех грудных сегментов склеротизированная с одинаковыми квадратными темноокрашенными щитками, с черными краями и пятнами. Брюшко покрыто короткими темными волосками. Прицепки сильно развитые, двучленистые. Базальный членик длинный, темноокрашенный, на конце с пучком длинных черных щетинок. Длина личинки 22 мм. Личинки переносной домик не строят. Сооружают ловчую камеру на камнях, упавших в воду сучках, одна сторона камеры образована сетью из правильных прямоугольных ячеек.
Гусеницевидные личинки составляют большинство видов и после вы хода из яйца начинают сразу же строить себе паутинный чехлик из шелковой нити, который инкрустируется подходящими для этой цели мелкими частицами субстрата. В качестве строительного материала для постройки домика используются песчинки, мелкие камешки, детрит, раковины мелких моллюсков, части листьев и стеблей растений. Большинство личинок питается растительной пищей. Личинки многих видов имеют характерные домики, у некоторых видов они варьируют по форме. Домики личинок, которые живут на дне, построены из тяжелого материала, песка или камешков, раковин моллюсков, пропитанных водой кусочков дерева. В противоположность этому, у личинок, живущих среди растений около поверхности воды и способных к непродолжительному плаванию, домики легче или лишь немного тяжелее воды, материалом для них служат листья и стебли растений.
Местообитание – прибрежная растительность, заросшие растениями водоемы.
Цель работы: найти ручейников и описать стадии жизненного цикла. Определить экологическую нишу личинок ручейников различных видов, различных экологических групп в водных биоценозах.
Материалы и оборудование: скребок, сачок для ловли водных животных, линейка, пинцет, чашки Петри, емкости для сбора личинок и куколок, лупа.
Ход работы:
1. Определить скопления ручейников в различных водных биоценозах. Определить их плотность на 1 м2 площади дна. Измерить длину домиков и построить размерные гистограммы;
2. Описать местоположение водного биоценоза, дать характеристику растительности дна, прибрежной части;
3. Определить экологические группы и роды. Рассмотреть и описать строительный материал домиков личинок ручейников. Описать экологические ниши личинок ручейников;
4. Отыскать куколок и взрослых особей. Зарисовать стадии жизненного цикла;
5.Показать функциональную роль и значение личинок ручейников в водных биоценозах.
|
