Ведение дневника и оформление наблюдений

Прежде чем начать любое экспериментальное исследование, необходимо ясно представить себе цель эксперимента. Цель может состоять в проверке гипотезы или в проведении более широкого исследования, например: "Как влияет свет на поведение жужелицы?".

План эксперимента или наблюдения необходимо составить таким образом, чтобы он был выполнимым, а полученные данные были достоверными и могли успешно использоваться для того, чтобы прийти к тем или иным выводам.

Сообщение об эксперименте или его описание должно проводиться в строгой логической последовательности

1 Название, В названии должна быть ясно сформулирована суть исследуемой проблемы. Например: " влияние света на поведенческие реакции жужелицы''. В названии необходимо развернуто сформулировать замысел, который конкретизируется при изложении гипотезы или цели.

2.Гипотеза или цель. Это изложение проблемы или постановка вопроса. Оно может включать перечисление исследуемых переменных и предсказание возможных результатов исследования. Например: "Изучить влияние световых режимов различной интенсивности на скорость перемещения жужелицы в лабиринте".

 

3.Методика или процедура. Это перечень действий, производимых во время выполнения эксперимента. Он должен быть кратким, точным и приводиться в том же порядке, в котором установлены приборы и производятся действия во время эксперимента. Метод нужно описывать в прошедшем времени и не от первого лица. Пользуясь этим описанием, другие исследователи должны быть в состоянии повторить эксперимент.

4.Результаты и наблюдения. Они могут быть качественными или количественными и должны быть представлены как можно яснее в соответствующей форме или формах. Например, в виде словесного описания, таблиц с данными, графиков, гистограмм, карт, диаграмм распределения и т.д. Если при повторных измерениях одной переменной получено несколько числовых значений, то необходимо подсчитать и записать среднее значение этой переменной.

5.Обсуждение. Оно должно быть кратким и проводиться в форме ответов на возможные сформулированные в гипотезе вопросы или же в форме подтверждения цели. Обсуждение не должно быть

словесным повторением результатов. В нем нужно попытаться связать теоретические знания об исследуемых переменных с полученными результатами.

Заключение. Можно делать в том случае, если было получено убедительное подтверждение исходной идеи. Например, в качестве заключения можно привести следующее утверждение: "между скоростью передвижения жужелицы в лабиринте и интенсивностью светового воздействия существует обратная зависимость".

Обсуждение результатов эксперимента должно включать теоретические вопросы.

Представление данных.

После проведения качественных и количественных исследований получают определенные результаты в виде описательных и численных данных. Чтобы получить максимальное количество информации, необходимо тщательно спланировать исследование, а полученные данные всесторонне обработать и внимательно проанализировать.

 

Занятие №1.

Тема: ОНТОГЕНЕЗ

 

Онтогенез - это полный цикл индивидуального развития особи, который начинается с образования зиготы и заканчивается смертью. Эмбриональный период начинается с образования зиготы, окончание этого периода при разных типах онтогенеза связано с различными моментами развития: при личиночном типе с выходом из яйцевых оболочек, при неличиночном - с выходом из зародышевых оболочек, при внутриутробном - с момента рождения. Эмбриональный период делится на стадии: зиготы, дробления, бластулы, образования зародышевых листков, гисто - и органогенеза.

 

Зародыши млекопитающих до образования зачатков органов называют эмбрионом, а в дальнейшем плодом.

Постнатальный (постэмбриональный) период развития начинается после рождения (или выхода из яйцевых и зародышевых оболочек) и заканчивается смертью. Постнатальный период подразделяется на: ювенильный (до полового созревания), зрелый или пубертатный (взрослое половозрелое состояние), старость (период заканчивается естественной смертью).

Ювенильный период может протекать с прямым или непрямым развитием. Прямое развитие характерно для животных с неличиночным и внутриутробным типом развития. Непрямой тип развития характерен для животных с личиночным типом развития.

При прямом развитии новорожденные существа отличаются от взрослой формы преимущественно размерами, а также недоразвитием ряда органов и пропорциями тела.

При непрямом развитии личинка претерпевает превращение, иначе называемое метаморфозом. Личинка может резко отличаться от взрослой формы и иметь не только провизорные органы, но и органы, отсутствующие во взрослом состоянии.

МЕТАМОРФОЗ - характерен для беспозвоночных: кишечнополостных, плоских и круглых червей, моллюсков, членистоногих; и позвоночных: оболочников и земноводных. Развитие с "превращением" появилось как одно из приспособлений к условиям обитания и часто связано с переходом личиночных стадий из одной среды обитания в другую (развитие насекомых и земноводных).

Метаморфоз у насекомых. Все насекомые подразделяются на две категории: 1 - имеющие развитие с полным метаморфозом и 2 - имеющие развитие с неполным метаморфозом.

При полном метаморфозе из лицевых оболочек высвобождается личинка, резко отличающаяся от взрослой особи. У бабочек она называется гусеницей. Личинка по мере роста несколько раз линяет, но для превращения во взрослую форму - имаго она должна пройти стадию куколки. У одних насекомых куколки подвижны, у других - нет. В стадии куколки личиночные органы подвергаются гистолизу - растворений. Гистолиз осуществляют фагоциты. Сохраняются лишь нервная система, зачатки половых желез и особые закладки - имагинальные диски, за счет которых в это же время формируются органы взрослого насекомого, но они остаются в сжатом, свернутом состоянии. В то время, когда взрослая форма покидает покровы куколки, в сжатые имагинальные органы поступает кровь, и они расправляются, после этого начинает заклады­ваться хитин и покровы тела твердеют. У многих видов насекомых продолжительность личиночных стадий значительно превышает срок существования взрослой особи. Иногда личинки накапливают резервные вещества для жизни взрослого насекомого, которое может совсем не питаться или поглощает очень мало питательных вешеств.

При неполном метаморфозе из яйцевых оболочек появляется насекомое, близкое по строению ко взрослому, но гораздо меньших размеров. В результате интенсивного питания оно растет, но хитиновый покров мешает увеличению объема и размеров, поэтому наступает линька, при которой тесный хитиновый покров сбрасывается. Под ним находится новая мягкая кутикула, лежащая складками. После сбрасывания старого покрова кутикула расправляется. Размеры животного увеличиваются. Проделав несколько линек, оно достигает зрелости; появляются крылья, наружные половые придатки, созревают половые железы.

Метаморфоз у земноводных. Личинки земноводных - типичные обитатели водной среды. Головастики имеют на нижней стороне головного конца "присоску" для прикрепления к подводным предметам; более длинный, чем у взрослой лягушки кишечник (по сравнению с длиной тела)

Головастик имеет рыбообразную форму с длинным хвостовым плавником, у него нет пятипалых конечностей, наружных жабер, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза перестраиваются все системы органов: отрастают конечности, рассасываются жабры и хвост, укорачивается кишечник, меняется характер пищи и химизм пищеварения, строение челюстей и всего черепа, кожные покровы, осушествляется переход от жаберного дыхания к легочному, глубокие преобразования происходят в системе органов кровообращения. Метаморфоз регулируется гормонами, секретируемыми специальными железами. ЗАДАНИЕ I:

1. В природной среде выявить примеры развития насекомых с полным и неполным метаморфозом. Провести соответствующие наблюдения, сделать зарисовки и описание наблюдений в дневнике.

2. Исследовать в природной среде метаморфоз у 1 представителя земноводных и пресмыкающихся. Сделать соответствующие зарисовки и описание метаморфоза в дневнике.

 

Занятие №2.

Тема: ФИЛОГЕНЕЗ

 

Филогенез - это процесс исторического развития живой природы. Особенности филогенеза животного мира нашли свое выражение в родословном древе животного мира. Разнообразных представителей животного мира нельзя расположить по одной восходящей линии, начиная с низших и кончая высшими, поскольку эволюции представляют не в виде одного ряда форм, а в виде разветвленного дерева. Нельзя сказать, что морская звезда "ниже" устрицы. Обе эти формы - представители двух главных стволов эволюционного дерева, из которых один дал начало иглокожим и хордовым, а другой червям, моллюскам, членистоногим. Между обеими группами глубокие различия в строении и развитии.

 

ЗАДАНИЕ 1.

ФИЛОГЕНИЯ ЖИВОТНОГО МИРА ПРЕСНОВОДНОГО ВОДОЕМА

В природной среде во время экскурсий на луг, в лес, на пресноводный водоем собрать представителей местной фауны, и затем, в лабораторных условиях определить их место на родословном древе животного мира. При выполнении задания использовать вспомогательный рисунок 1. Отчет представить в виде рисунка, в котором, собранный биоматериал, расположен на родословном древе в соответствующем своей систематической категории месте. Собранных представителей фауны не фиксировать и после проведения необходимых наблюдений выпустить в естественную среду обитания. Для работы использовать определитель, приведенный в приложении

 

ЗАДАНИЕ 2.

основные подразделения живого мира ПРЕСНОВОДНОГО ВОДОЕМА

Во время экскурсии на пресноводный водоем отловить, определить, зарисовать и отпустить обратно в естественную среду обитания представителей пресноводной фауны, распределяя их в два раздела - "первичноротые" и "вторичноротые".

 

 

Занятие№3.

Тема: СИНЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

 

Синэкологическое исследование включает изучение абиотического и биотического компонентов, связанных с естественным сообществом (биотический компонент экосистемы), обнаруженным в определенном географическом районе (или экосистеме), например, в дубовом лесу или на скалистом берегу, где может обитать несколько видов растений и животных и, возможно, содержится несколько типов местообитаний.

 

ЗАДАНИЕ N 1. Синэкологическое исследование флоры и фауны лесостепной части Крыма.

Провести изучение абиотического и биотического компонента в районе п. Аграрное.

При проведении такого исследования необходимо сделать следующее:

1.Начертить план района и местообитания (й) и при необходимости профиль.

 

2.Определить виды и оценить численность каждого из них. 3.Измерить (или собрать и проанализировать) абиотические факторы в пределах местообитания (й).

 

Конечной целью исследования является определение в пределах изучаемого района качественных и количественных связей между популяциями растений и животных и возможных взаимоотношений между ними, а также изучение эдафических, топографических и климатических факторов. Имея эту информацию, можно объяснить природу и значение факторов, регулирующих численность и распределение организмов в пищевой сети, а в случае детального исследования построить пирамиды численности, биомассы и энергии.

Определение и оценка численности организмов по видам.

Для систематического отбора образцов на исследуемой тер­ритории используют сачки и сети с разным размером ячейки, линейные и ленточные трансекты, квадратные рамы и рамы со стержнем. Организмы идентифицируют с помощью определительных таблиц, а их численность либо устанавливают путем прямого подсчета, либо оценивают приблизительно.

Регистрация и представление данных

Данные необходимо заносить в полевой дневник сразу после их получения. В случае проведения синэкологических исследований пресноводных водоемов данные удобно заносить в листы полевого дневника. Эти листы лучше всего прикреплять на доску с зажимами и вместе с карандашом держать в большом полиэтиленовом пакете, чтобы предохранить от дождя. Когда все данные собраны, их необходимо представить в виде соответсвующих диаграмм, в которых будут ясно прослеживаться связи между организмами и характером окружающей среды. Они включают: диаграммы присутствия-отсутствия, кайт-диаграммы распределения, гистограммы и пищевые пирамиды.

Сбор и анализ абиотических факторов

Количество времени, необходимое для проведения этой части синэкологического исследования, зависит от характера изучаемой территории.

 

ЗАДАНИЕ N 2. АУТЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОРЫ И ФАУНЫ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЧАСТИ КРЫМА.

Аутэкологическое исследование включает изучение всех экологических Факторов, влияющих на отдельный вид животного на протяжении одной из фаз или всего жизненного цикла. Целью исследования является, возможно, более точное описание экологической ниши вида. Выбранный для изучения вид должен быть распространенным и доступным. На первой стадии исследования необходимо как можно шире ознакомиться с литературой о выбранном виде. Изучая литературу, необходимо обращать внимание на все аспекты биологии вида, а также на черты, удобные для его практического изучения. Исследование может включать в себя уже вы­полненную другими работу или решать новые задачи.

Удобнее всего составить исчерпывающий список вопросов, для того чтобы, ответив на них, выявить все, что известно об изучаемых видах. Программа частично должна состоять из новых, ранее не проводимых исследований, включающих наблюдения, измерения и эксперименты. Она не должна представлять собой простой перечень сведений, почерпнутых из прочитанных книг и журналов. Сведения об изучаемом виде необходимо собирать в течение всего периода практики.

Аутэкология лягушки. При выполнении задания необходимо дать подробный исчерпывающий ответ на нижеследующие вопросы.

1.Систематическое положение. Как называется вид? Какие другие группы организмов наиболее сходны с ним? Каково сходство и каковы различия между близкородственными видами? Каково его полное таксономическое описание?

2. Местообитание. Где оно находится? Каковы особенности абиотической среды обитания? Как изменяются абиотические факторы в течение года?

3.Морфология. Каково строение взрослой особи? Каковы характерные внешние признаки? Каковы размеры и масса организма?

4.Передвижение. Как перемещается животное? Какие его части принимают участие в движении и каковы функции этих частей?

5.Питание. Чем питается организм? В какое время? Сколько пищи поедает? Каким образом ловит и заглатывает пищу? Какие черты строения способствуют заглатыванию? Обладает ли вид какими-либо особенностями переваривания и всасывания пищи?

6.Дыхание. Где находятся поверхности для газообмена? Как происходит газообмен? Сколько кислорода требуется организму?

Выделение. Каковы конечные продукты обмена? Каким образом они выводятся из организма? Какими специальными органами выделения обладает организм?

8.Размножение. Являются ли особи раздельнополыми? Какие видимые внешние различия существуют между полами? Встречаются ли какие-нибудь формы в поведении ухаживания? Защищает ли животное свою территорию? Как происходит спаривание? Когда происходит спаривание? Как часто животные спариваются? Сколько вырабатывается половых клеток? Где происходит оплодотворение?

9.Жизненный цикл. Сколько времени идет развитие организма? В какой мере родители заботятся о потомстве? Имеется ли личиночная стадия? Когда взрослые особи достигают половозрелого состояния? Чему равна средняя продолжительность жизни индивидуума данного вида?

10.Поведение, Каким образом животное воспринимает раздражители? На какие раздражители главным образом реагирует животное? Как основные органы чувств приспособлены к образу жизни животного? В какой мере животное поддается обучению? Как реагирует животное на неблагоприятные погодные условия? Как общаются животные между собой?

11.Экология. Какова численность популяции? Какие еще животные обитают в данном местообитании? Каким образом различные виды размещены в пределах местообитания? Как изучаемый вид связан с другими видами, населяющими то же местообитание, в пищевых сетях? Является ли животное хозяином, паразитом или симбионтом? Какова экологическая ниша вида?

 

Занятие№4.

Тема: СОЗДАНИЕ Определителя различных видов животных

 

Определить животное (или растение) означает - подыскать для него точное научное название при помощи определительных таблиц. Способ построения таблиц основан на противопоставлении признаков, причем в скобках дается номер, под которым следует искать признак, противоположный приведенному. Определение начинается с первой цифры определительной таблицы. Если признак подходит, то переходим к следующей по порядку цифре. Если - не подходит, то переходим к признаку противоположному, его следует искать под цифрой, приведенной в скобках, и т.д. до определения класса, отряда, семейства, рода или вида животного.

Например:

Тип PROTOZOA

Класс Sarcodinae - Саркодовые

Для саркодовых характерно наличие плазматического тела, окруженного тонкой плазмолеммой или более плотной оболочкой; оно может лежать и внутри различно устроенных раковинок. Ложноножки или псевдоподии, служащие для движения и захвата пищи, у разных групп саркодовых имеют различное строение. Ядро (или ядра) лежит в глубине эндоплазмы, количество различно - один, два или много. В цитоплазме саркодовых видны сократительные и пищеварительные вакуоли.

Для определения представителей отряда раковины амеб (testacida) большое значение имеет изучение строения и формы раковинки. Форма раковинок чрезвычайно разнообразна, но основные ее типы - шапочковидная, грушевидная, яйцевидная, дисковидная. Раковинка может иметь разное количество шипов или игл.

ЗАДАНИЕ N 1. СОЗДАТЬ СОБСТВЕННЫЙ ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ В ВИДЕ ТАБЛИЦ.

ЗАДАНИЕ N 2. ПОДГОТОВИТЬ ОТЧЕТ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ.