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

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИЗНИ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ
Мишина К.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

На земле и под землёй есть много живых существ, которых мы не замечаем и не подозреваем об их пользе. Вот, например, у нас на даче под старыми бревнами и под опавшей листвой часто можно увидеть дождевых червей. И зачем они нужны? - Если только для приманки на рыбалке. Но оказалось, что польза дождевых червей велика. Именно микроорганизмы, грибы и черви, в том числе дождевые, являются переработчиками почвы. Они принимают участие в образовании перегноя, улучшая тем самым плодородие почвы. В школе мы узнали, что дождевые черви выполняют большую роль в природных экосистемах - они способствуют разложению органических веществ в почве и обогащают землю ценнейшим удобрением – гумусом, поэтому данная работа актуальна.

Объектная область: окружающий мир.

Объект исследования: дождевые черви.

Предмет исследования: жизнь дождевых червей.

Гипотеза: дождевые черви повышают плодородие почвы, потому что, рыхля ее, перемешивают почву с растительными остатками и насыщают почву кислородом.

Цель: изучение особенности жизнедеятельности дождевых червей и их роль в переработке почвы.

Задачи: выяснить роль дождевых червей в перемешивании почвы; выяснить, впадают ли дождевые черви в спячку в домашних условиях; выявить, какой образ жизни дневной или ночной ведут дождевые черви; определить вкусовые предпочтения дождевых червей.

Методы исследования: сравнение, наблюдение, опыт.

Практическая значимость работы: расширение знаний о животном мире и применение полученной информации для сохранения и повышения плодородия почвы.

Используемые инструменты: сантиметровая лента, лупа, две стеклянные банки.

Используемые материалы: песок и земля с приусадебного участка, пять дождевых червей.

Краткий обзор литературы и источников: Для написания теоретической части работы были использованы литературные источники и интернет-ресурсы. Информация о средах обитания, видах, внешнем виде, образе жизни и роли дождевых червей в почвообразовании была взята из следующих источников: Большой энциклопедический словарь, Горбунов В.В. Дождевые черви для повышения урожая, Молис С.А. Книга по чтению по зоологии, Энциклопедия для детей. Т.2. Биология, Энциклопедия. Жизнь животных. Т.1. Простейшие. Пластинчатые. Губки. Кишечнополостные. Гребневидные. Плоские черви. Немертины. Круглые черви. Кольчатые черви.  Щупальцевые. / Под ред. Ю.И. Полянского, Домашняя ферма – выращивание растений и разведение животных – [Электронный ресурс],  Аnimalregister.net. Журнал о животных нашей планеты – [|Электронный ресурс], Natureworld. Сайт о животных и природе – [|Электронный ресурс]. Для исследования особенностей внешнего строения дождевого червя была использована стандартная методика проведения лабораторных работ в курсе биологии, описанную в учебно-методическом пособии Малыгина А.С., Решетникова Т.Б., Старичева Н.И. Методика обучения биологии (раздел «Животные»). Из учебного пособия Практические занятия Никишов А.И., Викторов В. П. была использована методика для наблюдения за почвообразовательной деятельностью дождевых червей.

Автором данной работы были изучены литературные источники и интернет-ресурсы по избранной теме, проведены наблюдения и  исследования, наглядно подтверждена гипотеза, сделаны выводы.

 Поставленные цели и задачи выполнены полностью.

 

 

 

 

 

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Среда обитания и виды дождевых червей

Дождевые (земляные) черви широко распространены во всех уголках нашей планеты за исключением Антарктиды. Дождевые черви живут везде, где есть отмершее органическое вещество и подходящая влажность почвы. В почвах нашей страны их насчитывается около 97 видов (Приложение 1, рис. 1) [10].

По особенностям биологии дождевых червей можно разделить на подстилочных, почвенно-подстилочных, роющих и норных. Подстилочные и роющие черви населяют места с переувлажненными почвами — берега водоёмов, болотистые почвы, почвы влажных субтропиков. В тундре и в тайге обитают лишь подстилочные и почвенно-подстилочные формы, а в степях — только собственно почвенные. Лучше всего дождевые черви себя чувствуют в условиях хвойно-широколиственных лесов: в этих зонах обитают все типы люмбрицид (Приложение 1, табл.1), [2, 9].

1.2. Описание внешнего вида и образа жизни дождевых червей

Взрослые особи дождевых червей достигают 30 сантиметров в длину, хотя встречаются экземпляры и более крупных размеров. Тело дождевого червя скользкое, гладкое, имеет цилиндрическую форму, состоит из сегментов. Подобное строение  и развитая мускулатура облегчает процесс передвижения в почве. Количество сегментов достигает двух сотен. На каждом сегменте червя, кроме самого первого, растёт некоторое количество коротких щетинок, на которые он опирается для продвижения в слоях почвы. Поверхность тела, которую условно можно было бы назвать спиной, выпуклая, брюшная - плоская и более светлая. На теле дождевого червя, там, где завершается его передняя часть, есть утолщение, которое называют пояском. В нём находятся специальные железы, выделяющие клейкую жидкость. При размножении из пояска образуется яйцевой кокон, в нём развиваются яйца (Приложение 1, рис. 3) [2, 4].

Дышат дождевые черви кожей. Во время проливных дождей в земле червям не хватает воздуха, поэтому они выползают на поверхность земли. Так они получили своё название [2].

Дождевые черви не выносят прямого воздействия солнечных лучей: высыхание покровов ведёт к гибели животных. Поэтому в течение дня черви находятся под землёй, а вечером и ночью обычно поднимаются к поверхности, где поедают органические остатки [6].

Дождевые черви всеядны. Они заглатывают огромное количество земли, из которой усваивают органические вещества, точно так же поедают они большое количество всевозможных полусгнивших листьев, за исключением очень твёрдых или обладающих неприятным для них запахом.[2, 7, 9]. Пища, потребляемая земляными червями, сначала перемалывается у них в глотке, а затем передаётся в кишечник. Часть пищи направлена на предоставление червям энергии и способствует их росту. Остальная часть пищи выделяется в виде гранул. Растворимые питательные вещества в этих гранулах более полезны, чем пища, потребляемая червями в самом начале. Эти выделения богаты кальцием, магнием, фосфором и азотом. За сутки каждый червь пропускает через свой кишечник количество земли, примерно равное весу его тела, т.е. 4—5 граммам. Ежегодно дождевые черви выбрасывают на поверхность земли слой экскрементов толщиной 0,5 сантиметра [7].

Зимой земляные черви впадают в спячку. Вследствие того, что заморозки мгновенно убивают земляных червей, они предпочитают зарываться поглубже в землю, куда мороз не проникает. Весной, когда температура достигает подходящего уровня, и земля пропитывается дождевой водой, земляные черви проявляют очень заметную активность.

Жизнь дождевого червя достаточно длинна, при благоприятных условиях черви живут десятилетиями. Опасность для них представляют птицы, кроты и человек. Также серьезную угрозу жизни дождевого червя составляют часто используемые в садоводстве химические удобрения. Много червей погибает в летний период из-за засухи, а зимой при сильных заморозках [1].

1.3. Роль дождевых червей в почвообразовании

Равномерно перемешивая почву и растительные остатки, дождевые черви готовят плодородную смесь, подобно садовнику. Они разрыхляют её так, что не остаётся комочка крупнее, чем они могут проглотить. Затаскивая листья в свои норы, они измельчают их, частично переваривают и смешивают с земляными копролитами. Вследствие роющей деятельности червей поверхностный слой почвы находится в постоянном движении. В результате этого «перекапывания» частицы почвы перетираются друг о друга, новые слои грунта, выносимые на поверхность, подвергаются действию углекислоты и гумусовых кислот, что способствует растворению многих минеральных веществ. Образование гумусовых кислот обусловлено перевариванием дождевыми червями полуразложившихся листьев. Установлено, что черви способствуют увеличению содержания фосфора и калия в почве [1, 2]. Корни растений свободно продвигаются в почве по ходам дождевых червей, находя в них богатый питательный гумус. В рыхлой почве воздух циркулирует значительно лучше и удерживается влага, что тоже способствует росту и хорошему развитию растений. Питательные вещества из глубоко лежащих слоев почвы стараниями земляных червей попадают в верхние слои, где с легкостью впитываются растениями.

Вывод

Изучив литературу, мы пришли к выводу, что: дождевые черви широко распространены во всех уголках нашей планеты; дождевые черви разделяются на типы и виды по внешнему виду и образу жизни; строение тела  и развитая мускулатура червей облегчают процесс передвижения  в почве; дождевые черви всеядны. А также дождевые черви играют важную роль в почвообразовании  - они повышают плодородие почвы, рыхля ее и перемешивая с растительными остатками.

 

 

 

Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Для изучения дождевых червей в конце августа 2016 г. мы взяли пять дождевых червей на приусадебном участке под старым бревном в Кадуйском районе Вологодской области (Приложение 2, рис.3).

Мы исследовали особенности внешнего строения дождевого червя по стандартной методике проведения лабораторных работ в курсе биологии [3].

Для наблюдения за почвообразовательной деятельностью дождевых червей мы воспользовались следующей методикой: две стеклянные литровые банки наполнили одной частью песка и двумя частями земли. (Приложение 2, рис.4) [5]. В одну из банок поместили пять дождевых червей. Вторую оставили для сравнения в итоге исследования. Песок и земля были взяты на том же приусадебном участке, что и исследуемые черви.

Для определения вкусовых предпочтений червей мы предлагали им разнообразную пищу: листья яблони, кабачок, яблоко, чёрный хлеб, колбаса, сыр, чай, сырое мясо курицы, чеснок, кожура банана, банан, виноград, варёный картофель, сырой картофель. Результаты опыта представлены таблицей 2 (Приложение 3).

В результате исследования был описан внешний вид дождевых червей, изучено поведение, образ жизни, вкусовые предпочтения и их роль в перемешивании почвы.

Глава III. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Описание внешнего вида дождевых червей

В ходе исследовательской работы мы рассмотрели и описали внешний вид и поведение одного из дождевых червей (Приложение 3, рис.5). Тело дождевого червя длиной 7см 3мм, разделено на множество сегментов. С помощью лупы мы подсчитали количество сегментов, их оказалось 168 штук. Тело покрыто слизким веществом, к которому прилипают маленькие частички земли. С одной стороны тело дождевого червя утолщено, с другой заужено. Зауженным концом червяк двигается вперёд - значит это передний конец или «голова» червя. В близком расположении от переднего конца находится уплотнительное кольцо. Червь не находился на месте и пытался спрятаться или зарыться в землю - значит ему не комфортно находиться на открытом участке. Перед тем как зарыться в землю, дождевой червь оставил на поверхности земли копролиты.

С помощью рисунка 1 приложения 1 мы отнесли по внешнему виду трёх червей к обыкновенным дождевым червям (наземным) и двух - к красным калифорнийским.

После помещения дождевых червей в банку, на поверхность земли поместили сухие листья яблони. Черви сразу же зарылись в землю. На второй день опыта можно было наблюдать тоннели дождевых червей и самих дождевых червей у стенок банки (Приложение 2, рис.6).Два раза в неделю в мы поливали поверхность земли в банке водой из пульверизатора и кормили червей.

3.2. Определение вкусовых предпочтений дождевых червей

Для определения вкусовых предпочтений червей мы предлагали им разнообразную пищу. Наибольший интерес дождевые черви проявляли к кабачкам и листьям яблони. Данный вид пищи быстро ими съедался (Приложение 3, рис. 7). А также черви делали в норках запасы кабачка и листьев (Приложение 3, рис. 8). Ещё дождевые черви съедали бананы, кожуру бананов, яблоки, чай. (Приложение 3, табл.2). В результате можно сделать вывод, что дождевые черви предпочитают пищу природного происхождения без острых запахов, мягкую, которую легко оторвать, чтобы проглотить или утащить в норку.

В ходе опыта один червяк вылез на поверхность земли и два дня находился без движения. Мы сделали вывод, что он умер, но решили его не трогать и понаблюдать. На третий день увидели, что червь был частично зарыт в землю. Тело червя было мягким, подсушенным, тусклым и не подавало признаков жизни. Значит, сам он не смог бы залезть в землю, и его туда затащили другие дождевые черви. В результате можно сделать вывод, что дождевые черви падальщики.

 

3.3. Наблюдение за образом жизни дождевых червей

Для определения времени, когда дождевые черви питаются и вылезают на поверхность земли, был проведен следующий опыт. Утром плотно утрамбовывали поверхность земли в банке. Затем сверху на землю положили кусочки кабачка. В результате было замечено, что днём и вечером ни вокруг кабачков, ни под кабачками структура земли не изменилась. На утро следующего дня у кабачков и под ними были обнаружены норки и копролиты дождевых червей (Приложение 4, рис. 9). Такие наблюдения можно было делать при каждом кормлении червей. В результате можно сделать вывод, что дождевые черви появляются на поверхности земли и питаются в ночное время суток.

В течение всего времени проведения опыта - с конца августа по конец февраля - дождевые черви регулярно питались (о чём свидетельствуют лунки на поверхности земли в банке). Это говорит о том, что черви не впали в зимнюю спячку. Следовательно, можно сделать вывод, что положительная температура окружающей среды и наличие пищи способствуют активному образу жизни дождевых червей и отсутствию у них состояния зимней спячки.

Во время опыта банка с дождевыми червями находилась в плотной картонной коробке, не пропускающей свет. И банку доставали только для поливки и кормления червей. При этом иногда можно было наблюдать появление червей у стенок банки или на поверхности земли (Приложение 3 рис. 7, рис. 8).

При попадании на дождевых червей дневного света, они сразу же пытались спрятаться, зарываясь в землю. В данных случаях можно было наблюдать, как двигается дождевой червь. Сначала он вытягивал передний конец тела и раздвигал им землю, потом «спина» червяка сокращалась, как гармошка, и задний конец подтягивался к переднему. Такие движения дождевой червь делал очень быстро. В результате наблюдения можно сделать вывод, что обтекаемая и цилиндрическая форма дождевых червей и гибкость тела позволяют им легко и быстро передвигаться под толщей земли.

3.4. Выяснение роли дождевых червей в перемешивании почвы

В течение трёх месяцев мы наблюдали тоннели, оставленные дождевыми червями у стенок банки на уровне земли. В четвёртом месяце опыта появились червячные тоннели на уровне песка (Приложение 4, рис. 10). На пятом месяце опыта на уровне земли стали появляться песочные полоски, граница между песком и землей стала более размытой (Приложение 4, рис. 11). Это наглядный пример перемешивания слоев земли дождевыми червями. За шесть месяцев опыта в банке с дождевыми червями земля изменилась. Внешне земля в банке с дождевыми червями выглядела лучше, чем земля в банке без них: она стала рыхлая, мягкая, перемолотая и без комочков (за исключением копролитов), более тёмного цвета (Приложение 5, рис. 12, табл. 3).

Мы воткнули в обе банки по одинаковой деревянной палочке. В банку с дождевыми червями палочка легко вошла в почву, а в банку без них – с применением небольшого усилия. Можно сделать вывод, что в разрыхлённой дождевыми червями почве корням растений легче расти, чем в плотной грубой почве.

Листья яблони, кабачки и другие продукты питания дождевых червей были ими съедены или зарыты в землю. А на поверхности почвы дождевые черви оставляли копролиты.

В результате можно сделать вывод, что перемешивая почву, дождевые черви улучшают её состояние и делают пригодной для роста на ней растений. А отсутствие в почве червей может привести к ухудшению её состава и структуры. Поэтому необходимо бережно относится к такому полезному животному как дождевой червь. Тем самым мы подтвердили нашу гипотезу.

Вывод

В результате проведенного исследования, было  наглядно изучено строение тела, способ передвижение, питание и поведение дождевого червя. Также была  подтверждена  выдвинутая  в начале исследования гипотеза, что перемешивая почву, дождевые черви улучшают её состояние.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённой работы мы выполнили поставленные цель и задачи.

Проведённые опыты позволили наглядно изучить строение тела, способ передвижение, питание и поведение дождевого червя.

Подтвердили, что дождевые черви появляются на поверхности земли и питаются в ночное время суток и предпочитают пищу растительного происхождения без острых запахов, мягкую, которую легко оторвать, чтобы проглотить или утащить в норку. Также узнали, что дождевые черви являются падальщиками.

Сделали вывод, что положительная температура окружающей среды и наличие пищи способствуют активному образу жизни дождевых червей и в зимний период.

Наглядно подтвердили выдвинутую в начале исследования гипотезу, что перемешивая почву, дождевые черви улучшают её состояние, обогащают органикой и делают пригодной для роста на ней растений, а отсутствие в почве червей может привести к ухудшению её состава и структуры.

Данная работа помогла нам расширить знания о животном мире, научила решать поставленные задачи, искать теоретический материал, проводить опыты, делать выводы.

По окончанию работы была изготовлена брошюра, наглядно рассказывающая о жизни дождевых червей.

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Большой энциклопедический словарь. Биология. – М.: Большая Российская энциклопедия,  1999г. – 252с.

2. Горбунов В.В. Дождевые черви для повышения урожая. – М.: АСТ, 2013г. – 192с.

3. Малыгина А.С., Решетникова Т.Б., Старичева Н.И. Методика обучения биологии (раздел «Животные»): учебно-методическое пособие. – Саратов, 2014. – 46 с.

4.Молис С.А. Книга по чтению по зоологии: Пособие для учащихся. – М: Просвещение, 1981г. – 224с.

5. Никишов А.И., Викторов В. П. Биология. 8 класс. Практические занятия. Учебное пособие. – М.: Владос, 2013. – 152 с.

6. Энциклопедия для детей. Т.2. Биология.- 5-е издание, переработанное и дополненное. – М: Аванта, 2005г. – 704с.

7. Энциклопедия. Жизнь животных. Т.1. Простейшие. Пластинчатые. Губки. Кишечнополостные. Гребневидные. Плоские черви. Немертины. Круглые черви. Кольчатые черви.  Щупальцевые. / Под ред. Ю.И. Полянского. – 2-е издание, перераб. – М.: Просвещение, 1987г. – 448с.

8. Домашняя ферма – выращивание растений и разведение животных – [Электронный ресурс] - URL: http://ferma-biz.ru/jivotnovodstvo/ch/dozhdevye-chervi.html#c1 (дата обращения 01.02.2017).

9. Аnimalregister.net. Журнал о животных нашей планеты – [|Электронный ресурс] - URL: http://animalregister.net/d/dozhdevyie-chervi.html (дата обращения 01.02.2017).

10. Natureworld. Сайт о животных и природе – [|Электронный ресурс] - URL: http://natureworld.ru/dikie-zhivotnyie/dozhdevyie-chervi-lumbricina.html (дата обращения 01.02.2017).

 

 

 

Приложение 1

 

Рис. 1. Распространенные виды дождевых червей

(Источник: http://natureworld.ru/dikie-zhivotnyie/dozhdevyie-chervi-lumbricina.html)

 

Таблица 1

Типы дождевых червей по особенностям биологии

(составлена Мишиной К.А. по информации с http://animalregister.net/d/dozhdevyie-chervi.html)

ТИПЫ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ

Черви, питающиеся на поверхности почвы

Черви, питающиеся в почве

Подстилочные черви

(живут в слое подстилки и ни при каких обстоятельствах (даже при пересыхании или промерзании почвы) не опускаются в землю глубже 5—10 см)

Роющие черви

(живут в глубоком горизонте почв)

 

Почвенно-подстилочные черви

(проникают в почву глубже 10—20 см, но только при неблагоприятных условиях)

Норные черви

(имеют постоянные ходы, однако питаются в гумусовом горизонте)

Норные черви

(делают постоянные глубокие ходы (до 1 м и более), которые они обычно не покидают, а при питании высовывают на поверхность почвы только передний конец тела)

 

 

Рис. 2. Внешнее строение дождевого червя

(Источник: http://ferma-biz.ru/jivotnovodstvo/ch/dozhdevye-chervi.html#c1)

Приложение 2

      

                Рис. 3. Дождевые черви в банке             Рис. 4. Стеклянные банки, наполненные  

                              (начало опыта)                                          песком и землёй (начало опыта)

                              (Мишина К.А.)                                                       (Мишина К.А.)    

 

 

 

      

       Рис. 5. Изучение дождевого червя                 Рис. 6. Дождевые черви и их тоннели

          (начало опыта) (Мишина К.А.)                    (второй день опыта) (Мишина К.А.)

 

Приложение 3

 

Запасы кабачка

Запасы

листьев яблони

                                        

Рис. 7. Запасы пищи в норках дождевых червей (Мишина К.А.)

 

Рис. 8. Поедание кабачка дождевым червем (Мишина К.А.)

Таблица 2

Определение вкусовых предпочтений дождевых червей (Мишина К.А.)

Продукт

Листья яблони

Кабачок

Яблоко

Банан

Черный хлеб

Колбаса

Сыр

Чай

Сырое мясо курицы

Чеснок

Кожура банана

Банан

Виноград

Вареный картофель

Сырой картофель

Предпочтение

да

да

да

да

нет

нет

нет

да

нет

нет

да

да

да

да

нет

 

Приложение 4

    

Рис. 9. Определение, в какое время суток дождевые черви появляются на поверхности земли (слева - утрамбованная земля в банке, справа – лунка на поверхности земли и копролиты, оставленные дождевым червем) (Мишина К.А.)

 

 

 

    

  Рис. 10. Тоннели дождевых червей в песке      Рис. 11. Перемешивание песка и земли

                       (Мишина К.А.)                                          дождевыми червями (Мишина К.А.)

 

Приложение 5

    

Рис. 12. Сравнение земли в банках в начале опыта (слева) и шесть месяцев спустя (справа)

(Мишина К.А.)

 

 

Таблица 3

Сравнение состояния почвы в банке с дождевыми червями и в банке без них

(Мишина К.А.)

Показатель

Стеклянная банка с землёй, песком и дождевыми червями

Стеклянная банка с землёй и песком

Уменьшение объёма земли за время опыта

На 1см

На 1см

Цвет земли

Чёрный

Серый

Перемешивание земли с песком

Наблюдается

Нет

Состояние земли

Рыхлая, наличие тоннелей дождевых червей, влажная

Плотная, сухая

Поверхность земли

Мягкая, без комков, наличие копролитов дождевых червей

Плотная, наличие сухих комков земли