III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЧУДЕСНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ГУСЕНИЦЫ В БАБОЧКУ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
Власов Г.А.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Жизнью насекомых я заинтересовался очень давно. В прошлом году я работал над исследовательской работой по теме: «Чудесное превращение гусеницы в бабочку» Я хотел проследить путь превращения бабочки от гусеницы до прекрасного…

« Шевелились у цветка все четыре лепестка.

Я сорвать его хотел, он вспорхнул и улетел».

Актуальность данной работы заключается в том, что с каждым годом красивых бабочек становится меньше, а некоторые совсем пропадают. Так, в Подмосковье исчез аполлон, нежно-кремовый. Теперь этот вид отнесен к исчезающим. Становятся редкостью лимонно-желтый с синими и красными пятнами махаон, такие красавицы, как бархатно-черная траурница, яркий адмирал, павлиний глаз с круглыми фиолетово-голубыми «глазами» на крыльях. Даже не часто можно встретить самую обычную, но тоже очень красивую бабочку-крапивницу.

Это происходит из-за того что людьми вырубаются леса, прокладываются дороги, застраиваются домами и выжигаются огнем (брошенный окурок в лесу или зажженный костер) участки, где росли растения которыми питаются гусеницы – вследствие этого пропадают бабочки, т.к. гусеницам нечем питаться и она высыхает в стадии кокона. Очень грустно, что наш мир с каждый годом становится все беднее, вымирание видов продолжается. Когда начинаешь искать информацию о конкретных видах, оказывается, что многие бабочки уже давно занесены в Красную книгу и их количество продолжает сокращаться.

Животный мир полон красивых и загадочных процессов, один из них – превращение гусеницы в бабочку.

Гипотеза: бабочку можно вырастить в домашних условиях.

Многие из этих гусениц почти столь же впечатляющи, как и бабочки, в которых они потом превращаются. Их яркие отметины и шипы часто служат в качестве защиты, демонстрируя свой ядовитый характер или давая хищникам ложные цели для атаки.

В Индии верят, что если прошептать бабочке свое желание и отпустить, то оно непременно сбудется.

В Риме верили, что бабочки произошли от цветов, оторвавшихся от растений Русское название «бабочка»- уменьшительно-ласкательное от слова «баба»

В Японии бабочку считают символом радости, пара насекомых- супружеское счастье.

Предмет исследования: гусеницы двух видов бабочек дуболистного коконопряда и среднего винного бражника.

Цель исследования:стать свидетелем одного из чудесных превращений в природе. Очень хочется представить себя на месте учёных, которые долгие годы, путём удачных и неудачных экспериментов собирали сведения об ответе на этот вопрос.

Метод исследования: эксперимент, наблюдение.

Задачи:

  • Изучить литературу по данной теме, материалы в сети Интернет, узнать у взрослых, изучить статьи по теме в журналах, газетах;

  • Отобрать материал для проведения опыта, необходимо создать благоприятные условия для эксперимента в домашних условиях.

  • Провести исследовательскую работу по выращиванию бабочки, зафиксировать результаты и сделать выводы;

Ожидаемые результаты:

1. Получение начальных знаний энтомолога;

2. Овладение практическими навыками превращения гусеницы в бабочку, создавая благоприятные условия для проведения эксперимента.

3. Выведение бабочки.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира и зоологии в старших классах. Поможет понять насколько хрупок и необычен окружающий нас мир.

Глава 1. Из истории изучения бабочек

Человеческий разум долгое время не мог понять хода развития насекомых - от яйца к личинке, а затем через куколку, к взрослому насекомому. Ученые долгое время полагали, что гусеница и бабочка - это разные группы насекомых. Дело в том, что раньше насекомых делили на две группы: крылатых и бескрылых. И только в 17 в. голландский энтомолог Ян Сваммердам научно доказал, что гусеница – это стадия развития бабочки. Он изучал внутреннее строение куколки с помощью сильной лупы и понял, что в ней есть зачатки органов бабочки. А то, что гусеницы превращаются в куколок, было уже известно.

Глава 2. От яйца к гусенице

Всякое насекомое начинает свою жизнь с яйца. Внешняя оболочка их довольно прочная и они способны выдержать различные неблагоприятные условия. Их можно, например, заморозить, но после оттаивания, они дадут живых насекомых. Яйцам некоторых видов не страшно даже воздействие сильных кислот. Форма и окраска яиц может быть различной.

Затем из яиц появляются гусеницы. Они имеют вытянутое, членистое тело. Ротовой аппарат грызущего типа. На груди имеются три пары членистых ножек, но они пользуются ими только для захвата пищи и опоры. Для передвижения гусеницы применяют нечленистые мясистые брюшные ложноножки, на подошвах которых имеются мелкие крючочки. Гусеница усиленно питается, растёт. В процессе роста она несколько раз линяет.

Глава 3. Что происходит внутри куколки?

Стадию куколки часто называют неподвижной, но это не верно. Хотя, почти все куколки кажутся безжизненными, под их покровом постоянно происходят перемены. В этот период рождается форма взрослого насекомого.

Мы и сами были удивлены и, даже, немного напуганы, когда взяли в руки куколку, а она, вдруг, зашевелилась. Итак, внутри куколки идёт перестройка всех тканей. Так у куколки бабочки исчезают ноги, которые были на брюшке у гусеницы, а вместо них появляются длинные и тонкие. Жующие ротовые части заменяются сосущими, развиваются крылья. На некоторых этапах большая часть содержимого куколки становится жидким.

Эти превращения уже давно привлекали исследователей, до сих пор этот процесс понятен не полностью. Ученые выяснили, что в формирующейся гусенице заложено два плана роста: один, по которому она продолжает расти, чтобы стать гусеницей, и другой, который вступит в силу лишь тогда, когда гусенице придёт время превращаться в бабочку.

Когда гусеница вступает в стадию куколки, их личиночные клетки начинают отмирать, а вместо них активно размножаются клетки взрослого насекомого.

3.1 Эксперименты учёных

Очень интересные эксперименты ставил в 1942 году молодой биолог из США Кэролл Уильямс. Он работал с павлиноглазкой и понял, что центр управления всеми превращениями находится в передней части насекомого. Если перерезать куколку посередине, то передняя часть будет развиваться и превратится в половину бабочки, а задняя останется куколкой.

Дальнейшие его исследования показали, что повышение температуры воздуха в первые теплые дни весны способствует выработке гормона, который даёт сигнал к началу превращения спящего насекомого. Ученых интересовал и другой вопрос. Что препятствует преждевременному превращению крошечной гусеницы в карликового насекомого? Они обнаружили за мозгом насекомого пару желёз. Эти железы обнаружены у всех насекомых с полным превращением. После удаления этих желёз личиночная жизнь гусениц заканчивается. На какой бы стадии развития ни застала их эта операция, при очередной линьке гусеницы ткут карликовые коконы, из которых выходят миниатюрные взрослые насекомые.

Таким образом, удаление желёз прерываетмолодость насекомого. И наоборот, пересадка желёз зрелой личинке, готовой к окукливанию, омолаживает её. Гусеница до поры до времени задерживает превращение и продолжает расти, пока не превратится в гигантское взрослое насекомое. Считают, что именно такой процесс происходил естественным путем много миллионов лет назад, когда существовали насекомые с размахом крыльев до 75 см.

Глава 4. Наша первая находка

К нам в руки попали две очень интересные гусеницы. Одна мохнатая, крупная, серо-коричневая с ярко-синими «глазами» - полосками, раскрывающимися при движении (фото 1). Нам не удалось отнести её к какому-либо семейству бабочек. Так, как она ползла по дороге, мы предположили, что гусеница могла просто случайно упасть с дерева или, что вероятнее, она искала место для окукливания. От предложенной нами еды она упорно отказывалась, поэтому, придя домой, мы посадили её в банку с землёй и веточками. Наша гостья долго ползала по веткам и, наконец, нашла подходящее место для дальнейшего превращения.

4.1 Сооружение кокона

Работа по сооружению кокона началась. Теперь нам стало понятно, что пойманная гусеница принадлежит к коконопрядам, так как своё временное убежище она плела из паутины (клейкой нити), которую выделяют железы, находящиеся на голове гусеницы. Коконопряды питаются листьями широколиственных или плодовых деревьев. Также стало понятно, что это ночная бабочка, потому, что именно они перед окукливанием, как правило, сплетают кокон. К утру работа была закончена. Кокон стал плотным и непрозрачным (фото 2).Период превращения куколки в бабочку может занимать от 5-10 дней до нескольких месяцев. Обычно он длится 12-15 дней. Так, как кокон из паутины и всё это происходило в начале лета, мы предположили, что насекомое вряд ли будет зимовать в стадии куколки. Следовательно, недели через две, мы сможем увидеть нашу бабочку.

Глава 5. Наша вторая находка

Вторая гусеница попала к нам уже в конце лета. Мы сразу определили, что она принадлежит к семейству бражников.

5.1 Внешний вид

Она была буро-коричневого цвета, очень крупная, с рисунком, напоминающим змеиную кожу (фото 3). Первые три отдела туловища очень маленькие, а на четвертом находились два пятна. Мы заметили, что если гусеница чем-то напугана, она втягивает голову внутрь. При этом отдел с пятнами сильно раздувается, и гусеница становится похожа на змею. Сходство усиливает характерный рисунок её кожи (фото 4).

Ещё одним отличительным признаком гусениц бражников является плотный вырост в виде рога на заднем конце туловища.

5.2 Создание условий для окукливания

Гусеницы бражников живут как на травянистой, так и на древесной растительности. Очень часто русское название соответствует названию кормового растения. Так сосновый бражник питается на сосне, молочайный – на молочае.

Так вот, мы посадили гусеницу в банку с землёй и ветками, как и первую. Но этой гусенице ветки не понравились, нам их пришлось вытащить. Она долго ползала по земле, даже пыталась в неё зарываться. Пришлось помочь, мы вырыли небольшое углубление. Эта ямка пришлась гусенице по душе. Она её заняла и начала плести паутину.

Но и тут гусеницу ждало разочарование! Паутина никак не хотела прикрепляться к комочкам земли, а если и прикреплялась, то они через какое-то время падали в ямку. Пришлось опять помочь. Вокруг углубления мы положили небольшие кусочки кирпича, чтобы гусенице было проще прикреплять к ним свой домик, и они не будут падать вниз.

5.3 Окукливание

Наконец-то всё получилось. Гусеница принялась за дело. Через несколько часов работа была прекращена, но навес получился очень редким, через него даже было видно гусеницу (фото 5). Она сидела неподвижно (во всяком случае, нам так показалось). И лишь через несколько дней мы обнаружили, что под навесом лежит куколка. Мы решили, что эта умная гусеница соорудила себе временный домик на период окукливания. Зимовать она будет в стадии куколки. Придётся содержать её в условиях, близких к природным, иначе бабочка появится слишком рано и погибнет, т.к. не найдёт подходящей еды. Куколки бражников отличаются тем, что на заднем конце у них имеется возвышение в виде рога, но некоторые виды его лишены (фото 6). Мы предположили, что, возможно, нам попалась гусеница среднего винного бражника.

Глава 6. У нас появились бабочки

Когда столь серьёзные преобразования внутри куколки завершаются, и изменённое насекомое готово выйти на свет, происходит последняя линька – сбрасывание кукольной оболочки. Окукливающиеся в коконе ночные бабочки выделяют жидкость, которая размягчает конец кокона.

6.1 Появление первой бабочки

Так произошло и с нашим коконопрядом. Через две недели на конце кокона появилось небольшое отверстие, которое со временем расширилось. Мы с нетерпением ждали выхода бабочки. Какая она будет? К сожалению, само появление бабочки мы проследили, увидели её уже сидящей на ветке. Эксперимент не совсем удался.

Но у нас имеется ещё одна куколка, которая, при благоприятных условиях, появится только весной. Появившаяся бабочка, мало напоминает привычных нам красавиц. Её крылья сморщенные и мокрые. Чтобы бабочка смогла их быстро высушить, она должна появиться на свет в сухую погоду. В противном случае, она легко может стать добычей хищников. К счастью, это происходит довольно редко, ведь, чтобы бабочка начала появляться, куколка должна нагреться до определённой температуры.

Итак, кто же она, наша таинственная гостья? Это - дуболистный коконопряд. Рассмотрим её поближе. Она очень необычная. Сразу можно сказать, что это ночная бабочка. У неё крупное опушённое тело, не такое яркое, как у дневных бабочек. Внешний край крыльев волнистый, хоботок не развит. Когда бабочка сидит, сложив крылья, она очень напоминает сухой лист. Это сходство подчеркивает рисунок на крыльях, который напоминает прожилка листа (фото 7). Самки этого вида крупнее самцов. Так, как хоботок у бабочки не развит, то питаться они не могут и живут недолго, ровно столько, чтобы успеть дать жизнь новому поколению. Своего коконопряда мы отпустили на свободу, как только установилась хорошая погода. Сначала он посидел на дереве, затем быстро-быстро захлопал крыльями, словно пробуя свои силы, и улетел.

6.2 Появление второй бабочки

Если мы не ошиблись, то вторая бабочка – это средний винный бражник. Это будет нарядная бабочка: края крыльев розовые, передние крылья в основании оливковые, задние черные (фото 8). Летают бражники в сумерках. Кстати сказать, бражники лучшие летуны среди насекомых. При сосании нектара, они не садятся на цветок, а повисают в воздухе, удерживаясь на одном месте. При этом их крылья работают как пропеллеры самолёта. Этих бабочек часто сравнивают с колибри.

Заключение

В результате изучения дополнительной информации мы узнали много нового о бабочках, гусеницах. Наш эксперимент находится в процессе завершения, т.к. бабочка среднего винного бражника зимует в стадии куколки. Что касается дуболистного коконопряда, то он зимует в стадии куколки, то мы с успехом справились с поставленной задачей. Нам удалось в домашних условиях увидеть превращение гусеницы в куколку, а затем в бабочку.

Наши наблюдения научили нас быть внимательными к окружающему микромиру и бережно относиться к природе.

Этапы исследования.

дата

действия

 

результаты

29 мая 12 часов дня

Наша первая находка

 

фото1

30 мая 8 часов утра

Кокон

 

фото2

4 августа

Гусеница бражника

.

.

 

фото 3

4 августа

Гусеница превратилась в змею

 

фото 4

5 августа

Временный дом бражника

 

фото 5

9 августа

Куколка бражника

 

фото 6

12 июня 10 часов вечера

Бабочка дуболистного коконопряда

 

фото 7

Середина мая

Бабочка бражника

 

фото8

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Алексеев В. Н. Бабенко В. Г. Бабочки средней полосы России: Дневные и ночные. – М: «Фитон» 2013. – 144 с.

  2. Акимушкин И. И. Мир животных: Насекомые. Пауки. Домашние животные. – М: «Мысль», 1990. – 460 с.

  3. Зенкевич Л. А. Жизнь животных: Беспозвоночные. Том 3. – М: «Просвещение» 1969. – 576 с.

  4. Козлов М. А. Олигер И. М. Школьный атлас-определитель беспозвоночных. – М: «Просвещение» 1991. – 209 с.

  5. Лавров С. Д. Наши гусеницы. Определитель. – М: «Государственное учебно-педагогическое издательство» 1938. – 260 с.

  6. Фарб П. Насекомые. – М: «Мир» 1976. – 195 с.

  7. Бражники -Википедия (электронный ресурс).

http://ru.wikipedia.org/Бражники.