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

МЕТАМОРФОЗ БАБОЧКИ КРАСНОХВОСТА.
Поточкина А.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

По классификации учёных-зоологов бабочки - беспозвоночные животные, они относятся к типу Членистоногих и классу Насекомых. Среди насекомых они образуют один из самых крупных отрядов - отряд Чешуекрылых. Бабочек легко узнать по очень крупным крыльям, покрытым множеством чешуек, уложенных подобно черепице на крыше здания [1]. Каждая бабочка в своём развитии проходит стадии яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого. Все эти этапы составляют ее жизненный цикл. Проследить некоторые этапы развития бабочки: превращение гусеницы в куколку, а затем увидеть, как из серой невзрачной куколки рождается бабочка, очень увлекательно и интересно. Нам представилась такая возможность, так как летом была найдена неизвестная гусеница, предположительно бабочки. Определить, кто же это на самом деле, конечно, было актуально и интересно, тем более, что сведений о чешуекрылых Вологодской области явно недостаточно.

Цель работы: проследить за стадиями метаморфоза бабочки и определить её вид.

Задачи:

  • Определить кормовое растение для найденной гусеницы

  • Пронаблюдать за образом жизни гусеницы

  • Пронаблюдать за образом жизни выведшейся бабочки

  • Определить половую принадлежность бабочки

  • Определить семейство и вид бабочки, познакомившись с классификацией бабочек

  • Исследовать продолжительность стадий развития бабочки краснохвоста

Сроки проведения работы: 2016 год.

Объект исследования: гусеница и имаго бабочки краснохвоста.

Предмет исследования: развитие бабочки из гусеницы.

Методы исследования: наблюдение, сравнение, описание.

Практическое применение: знакомство с классификацией бабочек и навыки работы с атласом - определителем, даёт возможность определять семейство и видовую принадлежность бабочек, установления их научных названий и индивидуальных особенностей. Многие виды бабочек нуждаются в охране, поэтому полученные знания, помогают определять, какие виды бабочек отнесены к охраняемым видам насекомых. Результаты данного исследования служат первой ступенью в последующем изучении бабочек, так как эти насекомые являются не только праздником души, но и праздником ума.

Новизна работы: в результате проведения исследований получены новые для нас данные о бабочке краснохвосте.

Гипотеза исследования: можно предположить, что гусеница превратится в бабочку.

Материал для работы и методы исследования:

Для изучения метаморфоза бабочек 29 августа 2016 года на территории деревни Патино в саду, расположенному по адресу: ул. Центральная д.27, на листе ремонтантной малины в качестве объекта исследования была взята гусеница (приложение 1, рис.5). В ходе исследования мы рассмотрели и описали внешний вид бабочки, в различных стадиях развития – личинки, куколки и взрослого насекомого – имаго, сравнили её описание со сведениями, приведёнными в литературных источниках, провели наблюдение за изменениями, происходящими в процессе развития и образом жизни бабочки.

Для проведения наблюдений были использованы:

  • Оборудование: изготовлен контейнер для гусеницы, вот его описание.

Пластмассовый параллелепипед: длина 75 мм, ширина 50 мм, высота 80 мм, с откидывающейся крышкой. В таком контейнере у гусеницы есть пространство, чтобы можно было двигаться. Прозрачные стены и крыша позволяют следить за изменениями в развитии гусеницы, и в то же время не позволяют гусенице убежать. В стенках параллелепипеда просверлено 27 отверстий для воздуха. Откидывающая крышка позволяет кормить гусеницу. Такой контейнер просто чистить. В домик положили листья малины и ватный диск, смоченный водой, так как гусеницы достаточно чувствительны к влажности (рис.1)

  • Материалы: заготовлены листья малины, которые служили:

  1. кормовым растением для гусеницы;

  2. подстилкой на дно контейнера, так как собирали на себя экскременты гусеницы;

  3. убежищем, в котором находилась куколка бабочки.

Листья малины помещены в целлофановый пакет, хранились в холодильнике.

  • Измерительный инструмент: линейка.

Для поддержания влажности, так как большинство гусениц предпочитают несколько влажную окружающую среду использовались:

  • ватные диски, смоченные водой,

  • пульверизатор, который использовался для периодического опрыскивания контейнера.

Рис. 1. Контейнер для гусеницы и имаго краснохвоста

Обзор литературы

Отряд чешуекрылые представлен в Вологодской области почти 50 семействами. К настоящему времени на территории области известны 489 видов, относящихся к 23 семействам [9]. Чешуекрылые региона изучены недостаточно, более полные сведения имеются только о группе булавоусы [9].

В соответствии с таблицей: Структура фауны чешуекрылых Вологодской области, семейство Волнянки Lymantriidae включает 9 видов [9].

Прежде, чем определять бабочек, нужно познакомиться с их строением. Тело бабочки делится на три отдела: голову, грудь и брюшко. Ротовые органы у бабочек сосущие. Они представляют собой сильно вытянутые челюсти, образующие сосущую трубочку (в покое спирально свернутую) – хоботок, которым бабочка сосёт нектар из цветков [6].

Перелетая в поисках нектара с цветка на цветок, бабочки могут переносить на себе пыльцу и тем самым способствуют перекрестному опылению растений. Сбор нектара производится различными видами чешуекрылых в разное время суток. Одни летают днём, другие в сумерках или даже ночью. Дневной образ жизни характерен прежде всего для так называемых дневных или булавоусых бабочек [4].

В отличие от бабочек, летающих в дневные часы, виды, питающиеся нектаром в сумерках или ночью, обладают иным типом окраски. Верхняя сторона их передних крыльев всегда окрашена под цвет субстрата, на котором они сидят днём. Окраска задних крыльев чаще всего однотонная, неяркая [4].Эта большая группа бабочек, называемых ночными, летает в сумерках и ночью, а днём скрывается в укромных местах [5].

С обеих сторон головы находится по одному сложному глазу. Каждый глаз состоит из тысяч крошечных глазков, поэтому бабочка хорошо видит всё вокруг себя [7]. Усики разнообразны. У самцов более развиты.

Грудь состоит из трёх сегментов и несёт две пары крыльев и три пары членистых ног. Крылья бабочек покрыты чешуйками. Отсюда и название отряда – Чешуекрылые, на латинском языке Lepidoptera (lepis- чешуйка и ptero – крыло) [6].

Жилки крыльев – это полые трубочки, образующие каркас крыла. По жилкам течёт гемолимфа («кровь насекомых»).

У бабочки – самки в брюшке развиваются яйца [7].

Метаморфоз (от греч. Metamorphosis – превращение). У животных метаморфоз - это глубокое преобразование строения организма, в процессе которого личинка превращается во взрослую особь. Если в онтогенезе происходит резкое разделение основных функций (питание в стадии личинки, расселение и размножение во взрослой стадии), то говорят о полном превращении [2].

Превращение (метаморфоз) у бабочек полное, так как личинка совершенно не похожа на взрослое насекомое и переход личинки во взрослую форму осуществляется на стадии куколки. Личинку обычно называют гусеницей. Она червеобразная, с грызущими ротовыми органами и с шелкоопределительной железой на нижней губе. Тело гусеницы состоит из 3 грудных и 10 брюшных сегментов [6].

Гусеницы изо рта выделяют секрет, застывающий на воздухе в шелковые нити. На этих нитях они летают, спускаясь с больших высот, ими же многие оплетают себя перед окукливанием [5].

Волнянки (Lymantriidae, Orgyidae) семейство ночных бабочек [2]. Так называют семейство крупных или средних размеров бабочек, своим неуклюжим волосистым телом напоминающих коконопрядов. Окраска крыльев чаще всего – белая, желтоватая, серая, реже зелёная. Хоботок короткий или рудиментарный [4].

Глава 1. Характеристика района исследования

Вологодская область протягивается вдоль параллели 60° северной широты, которая делит её на две, почти равные - северные и южные части. Протяжённость области с запада на восток 650 км, в два раза больше, чем с севера на юг (250-380 км) (рис. 2).

Рис. 2. Район исследования. Вологодская область

Территория области равнинна и представляет сочетание возвышенных участков с низменностями, с преобладанием высот от 150 до 200 метров над уровнем моря. Её современная поверхность сформировалась в основном под влиянием оледенений и текучих вод. Наибольший след в ландшафтах области оставило последнее по времени оледенение, покрывавшее её северо-западные районы. Из-за обилия озёр – наследия ледникового времени – эту территорию называют «Вологодским Поозерьем». На месте приледниковых озёр сформировались обширные, самые большие в Европе верховые болота [9].

На климат области повлияли её положение на севере, относительная близость к Атлантическому океану и частая смена различных по свойствам воздушных масс. Умеренная континентальность с чётко выраженными сезонами, превышением количества осадков над испарением - таковы особенности её климата. При характерном для всех северных территорий дефиците тепла в период вегетации Вологодская область всё же обладает более благоприятными агроклиматическими условиями по сравнению со своими северными соседями.

Растительность и животный мир области в целом типичны для европейских провинций таёжной зоны. Около 75% её территории занято лесами, в прошлом хвойными елово-сосновыми, сейчас преимущественно хвойно-мелколиственными [9]. В составе фауны ориентировочно встречается около 12-15 тысяч видов, в основном беспозвоночных животных [9].

Деревня Патино располагается на юго-западе Вологодской области, в Нелазском сельсовете Череповецкого района (рис. 2). Именно в данном населённом пункте в саду нам удалось обнаружить объект своего исследования (рис. 3).

Рис.3. Место обитания гусеницы - сад на территории деревни Патино

Глава 2. Результаты исследования и их обсуждение

Летом в саду была обнаружена очень интересная, но неизвестная и никогда раньше не встречавшаяся нам гусеница (приложение 1, рис. 5, 6). В ходе исследования мы рассмотрели и описали внешний вид гусеницы.

Описание гусеницы: гусеница длиной 50 мм, лимонно-жёлтого цвета, густо покрыта волоскам. На теле имеются кисточки из волос на спине. На первом сегменте нет кисточек или пучков из волосков, направленных вперёд. На 4-7 сегментах расположены торчащие «щёточки», т.е. как бы подрезанные пучки жёлтых волосков, сидящие на спинной стороне тела. На конце тела на 11 сегменте имеется малиново-красная кисть длинных торчащих волосков - своеобразный хвостик. Между кисточками находятся только бархатисто-чёрные поперечные полоски (приложение 1, рис.5).

По описанию, данному в Биологическом энциклопедическом словаре, под редакцией М.С. Гилярова, данная гусеница была отнесена к личинке бабочки Краснохвост (Dasychira pudibunda), принадлежащей к семейству волнянок. Вот её описание в словаре: гусеница длиной до 50 мм, волосистая, на спине 4 щётки, на конце тела длинный пучок красноватых ядовитых волосков (отсюда название) [2].

Такое же описание даёт и Большая Советская энциклопедия под ред. А.М. Прохорова. Гусеница волосистая, длиной 5 см, желтовато-зелёная. На спине 4 ярко-жёлтые щетки, на конце тела длинный пучок красных ядовитых волосков (попадая на кожу человека, они могут вызвать дерматит) [3].

Гусеница была обнаружена на листьях ремонтантной малины. Так как ранее такой гусеницы никогда не находили в саду, то было сделано предположение, что скорей всего длинноволосая гусеница расселилась при содействии ветра.

Каждый вид бабочек приспособлен к какому-то определённому виду пищи. В ходе исследования мы предположили, что кормовым растением для

гусеницы, могут быть определены листья ремонтантной малины, так как многие гусеницы открыто сидят на кормовом растении. Данные вкусовые предпочтения гусеницы подтвердились, она относится к фитофагам, т. е. к растительноядным гусеницам. Гусеница имеет хорошо развитые челюсти, очень прожорлива: в день съедает до 3 листьев ремонтантной малины. Она набрасывается на растения и с поразительной скоростью управляется с ними, съедая их полностью. Так как в основном именно в этой стадии происходят рост и накопление всего необходимого для формирования бабочки, поэтому основная задача гусеницы - интенсивно питаться, запасая питательные вещества для последующего развития.

3 сентября 2016 года гусеница начала окукливаться. Для этого гусеница соорудила маленькое убежище из свёрнутого листа малины, оплетённого внутри шелковиной. Закончив развитие, личинка бабочки покрылась твёрдой оболочкой и превратилась в куколку. Куколка не питалась и не двигалась. В это время в её организме происходит очень важный и даже таинственный процесс: одни клетки уничтожают практически все органы и ткани гусеницы, а другие создают органы взрослой бабочки [1].

22 сентября 2016 года в 21 час оболочка куколки прорвалась и на свет появилась взрослая бабочка, поражающая своей несхожестью с прожорливой гусеницей (приложение 2, рис. 7, 8). В этот момент бабочка совсем беспомощная и ручная. Она спокойно переползает на палец. Она сидит неподвижно, но превращение продолжается. Под давлением крови, протекающей в трубчатые жилки, крылья растягиваются и, наконец, вот они в полном расцвете, но пройдёт ещё час-два, прежде чем они затвердеют, и бабочка получит способность летать [8].

В ходе исследовательской работы мы рассмотрели и описали внешний вид бабочки.

Описание бабочки: длина переднего крыла - 26 мм. Размах крыльев составляет 54 мм. У сидящей бабочки хорошо заметна передняя пара сильных, покрытых беловатыми волосками, ног. Передние крылья окрашены в желтовато-серые цвета с бурым опылением и двумя волнистыми более тёмноокрашенными поперечными полосками. Задние крылья беловатые. Усики с короткими гребешками, тело мощное, покрыто волосками (приложение 2, рис.9).

Сверившись с рисунком 11 в Таблице 77 Школьного атласа - определителя бабочек М.П. Корнелио, мы определенно можем утверждать, что наши предположения подтвердились: гусеница превратилась в бабочку, и была дана правильная классификация бабочки, ещё на стадии личинки. Это действительно бабочка краснохвост (Dasychira pudibunda), бабочка семейства волнянок.

Если судить по размеру и окрасу крыльев, можно предположить, что эта бабочка самка, так как самцы значительно мельче самок.

Наше предположение нашло своё подтверждение: 24 сентября бабочка отложила яйца серо-синего цвета, несколько кладок, сложенных отдельными плоскими кучками. Стало понятно, что даже в домашних условиях стадия имаго предназначена для размножения.

Судя по довольно неяркой окраске, бабочка краснохвост ведёт ночной образ жизни.

Бабочки приспособлены к питанию жидкой пищей, каковой в большинстве случаев служит нектар цветков. Для выяснения вкусовых предпочтений, мы предложили бабочке персиковое пюре из баночки детского питания и мёд, разведённый водой. Однако из наших наблюдений следует, что бабочка не притронулась ни к одному из угощений.

Бабочка совершала полёты по комнате, пыталась спрятаться в укромном месте, но в то же время любила сидеть на пальце в характерной позе, вытянув вперёд себя лапки, покрытые множеством волосков (приложение 2, рис. 10).

5 октября 2016 года бабочка уснула, закончив свой жизненный цикл.

Мы подсчитали, что в стадии куколки бабочка провела 20 дней, а в стадии имаго – 13 дней (рис.4).

Рис. 4. Соотношение продолжительности стадии личинки и стадии имаго

В результате проведённой работы мы достигли поставленной цели:

мы проследили за стадиями метаморфоза бабочки, рассмотрели и описали внешний вид бабочки в различных стадиях развития – личинки, куколки и взрослого насекомого, а также определили её, используя сведения из атласов–определителей и других литературных источников, как бабочку краснохвост (Dasychira pudibunda), принадлежащую к семейству волнянок.

Наглядно подтвердили выдвинутую в начале исследования гипотезу, что гусеница превратится в бабочку.

Выводы

  • В качестве кормового растения для найденной гусеницы были использованы листья ремонтантной малины.

  • Основная задача гусеницы - интенсивно питаться, запасая питательные вещества для последующего развития. Гусеница набрасывалась на растения и с поразительной скоростью управлялась с ними.

  • Мы пронаблюдали за образом жизни выведшейся бабочки. Стало понятно, что даже в домашних условиях стадия имаго предназначена для размножения. Бабочка краснохвост отложила яйца, несколько кладок.

  • По внешнему виду и способности откладывать яйца мы смогли определить половую принадлежность бабочки: самка.

  • Вид бабочки: Краснохвост, семейство: Волнянки.

  • Продолжительность стадий развития бабочки краснохвоста: куколки – 20 дней, имаго – 13 дней. Стадия куколки оказалась продолжительнее стадии имаго.

Список литературы и использованных источников

  1. Алексеев В.Н., Бабенко В.Г. Атлас бабочек.- М.: ООО «Издательство «РОСМЭН-ПРЕСС»,2003.-127 с.

  2. Биологический энциклопедический словарь/Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварзин и др. – М.: Сов. Энциклопедия, 1986. – 831 с., ил., 29 л. ил.

  3. Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах). Гл. ред. А. М. Прохоров. Изд.3-е. М., «Советская Энциклопедия», 1973.

  4. Жизнь животных. В 7-ми т./Гл. ред. В.Е. Соколов. Т.3. Членистоногие: трилобиты, хелицеровые, трахейнодышащие. Онихофоры/Под ред. М.С. Гилярова, Ф.Н. Правдина.- 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение,1984.- 463 с., ил., 32 л. ил.

  5. Козлов М.А. Живой мир/Серия «Мир ребёнка»/Оформление Н.А. Флоренской. - СПб.: ООО «Издательство «Золотой век», ООО «Диамант», 2000.- 624 с., ил.

  6. Корнелио М.П. Школьный атлас-определитель бабочек: Кн. Для учащихся.-М.: Просвещение, 1986.- 255 с., ил.

  7. «Мир на ладони» Пчёлы, бабочки, стрекозы ООО «Издательская Группа Аттикус»- обладатель товарного знака Machaon

  8. Мурзин В.С. Бабочки.- М.: Тропа, 1993.-48 с.: ил.

  9. Природа Вологодской области //Главный ред. Г.А. Воробьев.- Вологда: «Издательский Дом Вологжанин»,2007.- 440 с.

Приложение 1

Рис. 5. Объект исследования – гусеница.

Рис. 6. Объект исследования - гусеница

Фото Поточкина Ася Александровна

Приложение 2

Рис. 7. Бабочка. Первое появление

Рис. 8. Бабочка краснохвост в контейнере

Рисунок 9. Бабочка краснохвост. Окраска крыльев

Рис. 10. Бабочка краснохвост. Характерная поза

Фото Поточкина Ася Александровна