Изучение влияния температуры воды на рост и развитие личинок и куколок комаров

ЮРКИНА Марина Евгеньевна

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ВОДЫ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ

ЛИЧИНОК И КУКОЛОК КОМАРОВ.

 Научный руководитель: Новоселова Ирина Анатольевна,

учитель биологии МОУ СОШ №86

Содержание.

Введение.                                                                                стр.2

1.Основная часть:                                                                         стр.4

1.1. Изучение биологических особенностей  комаров,  личинок и

куколок рода Culex.                                                                  стр.4

1.2. Влияние температуры воды на рост и развитие

личинок и куколок  комаров.                                                              стр.6

Заключение.                                                                                стр.7

Список литературы.                                                                        стр.8

Приложения.                                                                                стр.9

Введение.

Комары… Кто не страдал от этих надоедливых насекомых? Большую часть года они досаждают местным жителям и отдыхающим. В нашем городе в последние 2-3 года активизировалась работа, направленная на предотвращение распространения комаров. Проводятся акции по выпуску в водоемы рыбки гамбузии, по посадке эвкалиптов. С чем это связано? На протяжении многих веков территория Сочи была зоной распространения малярийных комаров и очагом тяжелого инфекционного заболевания малярии. В  1921 г. была создана противомалярийная станция  в Сочи. С 1923 г. заведующим Сочинской противомалярийной станцией стал доктор С.Ю. Соколов. Он  поставил перед собой очень трудную задачу: ликвидировать саму причину заболевания малярией. Осушались заболоченные местности, проводилось опыление "парижской зеленью" (составом на основе медного купороса) и покрытие поверхности стоячих водоемов тонкой пленкой керосина, была завезена  гамбузия, в огромных количествах уничтожающая в водоемах личинок малярийного комара. По всему городу высаживались эвкалипты, которые прекрасно осушали почву.[4] В 1956г. с малярией в Сочи было покончено. С тех пор заболевания малярией не были зафиксированы на Черноморском побережье. Но, однако, количество   комаров остается огромным. И. возможно, среди них встречаются малярийные комары. Страшно представить, что может произойти новая вспышка малярией, если  комар укусит заболевшего, человека-носителя инфекции, и перенесет инфекцию на других людей.

В последнее время  большое внимание уделяется такой проблеме как глобальное потепление. Ознакомившись с учебным пособием «Климатическая шкатулка»,  я обратила внимание на информацию о взаимосвязи распространения инфекций и изменения климата на планете. «Изменение климата негативно сказывается на здоровье человека. Распространяются опасные инфекционные заболевания (например, энцефалит, малярия) в тех районах, где их никогда раньше не было, и увеличивается период потенциально инфекционной опасности… при потеплении климата граница распространении зоны, опасной с точки зрения передачи малярии, сдвинется к северу, и «малярийный  сезон» - тот период, в течение которого вспышки заболевания наиболее часты, - станет более продолжительным»[9, стр.156] В средней полосе России этот период составляет 50 дней, а с потеплением он увеличится на 10-15 дней»[9, стр.156].

А ведь малярия это не единственное заболевание, в распространении которого участвуют комары. Как установлено в настоящее время, комары могут переносить свыше 50 вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний.  Anopheles заражает человека всеми формами малярии. Culex распространяет возбудителей птичьей малярии, переносят японский энцефалит, туляремию. Один вид Aеdes argenteus, или Stegomyia, заражает человека желтой лихорадкой. Другие виды Aedes - переносчики туляремии, японского энцефалита, лимфоцитарного хориоменингита, лихорадки Денге, сибирской язвы. У всех трех родов личинки и куколки живут в воде. [10, 11].  (Приложение  1 )

Меня заинтересовал вопрос, каким образом повышение температуры воды может повлиять на распространение переносчиков этого инфекционного заболевания? Была выдвинута гипотеза: повышение температуры воды ускоряет развитие личинок и куколок комаров и способствует распространению инфекционных заболеваний.

Мы с преподавателем  решили провести эксперимент, и цель работы определили так: изучить влияние температуры воды на рост и развитие личинок и куколок комаров.

Комариных личинок и куколок обнаружили в стоячих водоемах вблизи дома. И поскольку было непонятно, к какому роду комаров они относятся, первой задачей было определить их родовую принадлежность. (Приложение  2 )

Задачи:

1. Определить принадлежность используемых в эксперименте комаров к определенному роду.

2. Изучить биологические особенности комаров.

3. Изучить особенности размножения и стадий развития комаров.

4. Провести эксперимент по влиянию температуры воды на рост и развитие личинок и куколок комаров.

5. Сделать выводы о значении температуры на развитие личинок и куколок комаров.

        Актуальность моей работы заключается в том, что изучение переносчиков – распространителей инфекционных заболеваний является жизненно важным для современного человека, особенно в условиях меняющегося климата. Знания о переносчиках заболеваний помогут человеку создавать эффективные средства защиты от болезней и  вовремя реагировать на опасность возникновения эпидемий.

1. Основная часть.

1.1. Изучение биологических особенностей  комаров,  личинок и куколок рода Culex.

        Рассмотрев выловленных личинок и куколок под микроскопом, изучив их положение относительно поверхности воды, я отнесла их к роду Culex. (Приложение  3 )

Комар (Culex) принадлежит к отряду двукрылых (Diptera), является представителем обширного семейства комариных (Cullcidae). Небольшое насекомое  (6-7 мм) с большой грудью, длинным узким брюшком и одной парой узких крыльев. Самец отличается от самки по более развитым усикам. Нападают на людей и животных и питаются их кровью исключительно самки, у которых хоботок имеет колющие щетинки. Самцы питаются соками растений. [3]

        Самки комаров зимуют, спрятавшись в  дуплах, подвалах и других укромных местах. Весной они вылетают и ищут еду. Нападают на людей и животных (мелких и крупных животных, голых птенцов птиц) только самки. Самка сосет кровь от 0,5 до 2 минут и выпивает крови больше, чем весит ее тело (до 3 мг). Напившись крови, самки улетают в затемненное место, где сидят 2-12 суток, переваривая пищу. В это время их легче всего найти в жилище человека и помещениях для скота. Только в присутствии крови в их телах могут созревать яйца.[3,6] После созревания яиц самка мигрирует к водоему. Откладывает яйца на лету или же, садясь на водяные растения. Первую кладку яиц весной производят перезимовавшие самки. Значительно позже начинают откладывать яйца весенние и летние самки. Отложив яйца, они вновь летят на поиски пищи, сосут кровь и после созревания яиц снова откладывают их в водоем. Таких циклов может быть несколько.[10]         

После откладывания яиц в водоемы самки  комаров заканчивают свою жизнь. Яйца способны выдержать высыхание и промораживание. Поэтому яйца комаров могут зимовать в пруду. Из яиц появляются личинки. Личинки кормятся на дне водоема. Пищей  им служат микроскопические животные: бактерии, инфузории, личинки других комаров, водоросли, частицы ила. [6]    (Приложение  4 )     

 Личинки развиваются очень быстро. Считается, что чем теплее вода, тем быстрее развивается личинка. Наблюдая за перемещением личинок и изучив их под микроскопом я увидела, что движению их в воде помогают плавательные волоски, которые пучками сидят на члениках тела. Самый большой пучок имеется на последнем хвостовом членике. Если не дать возможность личинке всплыть, то она задохнется. Личинки дышат атмосферным воздухом, запас которого в теле требует постоянного пополнения. Они, поднимаясь на поверхность, выставляют из воды свою хвостовую дыхательную трубку и набирают воздух в трахеи. Дыхательная трубка - длинный, косо отходящий отросток, его хорошо видно в микроскоп. (Приложение  5 )

        Личинку комара обыкновенного легко отличить от личинок других беспозвоночных – она как-будто висит в воде под углом (40°-60°) вниз головой. [6] Ее удерживает поверхностное натяжение жидкости, образующее упругую пленку, которую личинка прокалывает своим дыхательным отростком и к которой подвешивается снизу. [3,6]    Личинки движутся вверх изгибаясь как червячок, а вниз падают отвесно, так как слишком тяжелы. Личинка развивается и по ходу развития трижды линяет, а затем превращается в куколку, которая совершенно не похожа на личинку. (Приложение  6 )

У самой поверхности воды плавают куколки, похожие на запятые: у них большая головогрудь (т.к. голова и грудь покрыты общей оболочкой) и узкое изогнутое брюшко. Передвигаются они, скачками опускаясь в глубину. Но долго на глубине куколка не остается: она очень легкая и всплывает сама собой. В воде куколка принимает иное положение, чем личинка. Подвешиваясь к поверхности, она выставляет из воды не задний, а передний конец своего тела. На спинной стороне передней части туловища у нее имеется пара дыхательных трубочек, которые различимы невооруженным глазом и напоминают маленькие рожки, придавая животному очень своеобразный вид. Эти рожки куколка и выставляет из воды при дыхании. [1]

Куколки, так же как и личинки, ныряют в воду, но двигаются иначе: ударяя по воде брюшком, которое оканчивается плавничками, они кувыркаются через голову; продержавшись некоторое время у дна, куколки вновь всплывают, держась рожками вверх и пассивно поднимаясь на поверхность, так как их тело легче воды, имея внутри обширную воздушную камеру. Куколка не принимает никакой пищи. Чем  старше куколка, тем она темнее. Перед вылуплением она из светло-коричневой становится почти черной. Созревшая куколка лопается на поверхности воды. [3,6] (Приложение  7 )

Комар покидает оболочку, за края которой он придерживается, пока крылья его не расправятся и не просохнут, и он не взлетит на воздух. (Приложение  8 )

Обычная продолжительность развития обыкновенного комара (при температуре в 15-20°) — около месяца, а в стадии куколки насекомое живет в среднем примерно 2-5 дней.

1.2. Влияние температуры воды на рост и развитие личинок и куколок  комаров.

        Для изучения влияния температуры на развитие личинок и куколок комаров были собраны куколки и личинки в водоеме со стоячей водой, разделены на одинаковые   по количеству группы и помещены в колбы. (Приложение  9 )

1-я колба была помещена на подоконник  и содержалась  при  комнатной температуре.

2-я колба находилась в холодильнике.

В 3-ю колбу был помещен водонагреватель с ограничением температуры воды до + 30⁰ .

4-я колба подверглась промораживанию в морозильной камере и после находилась при комнатной температуре.

        В каждую колбу был помещен термометр, показания которого отмечались каждый день. Так же отмечали дату появления комаров (имаго). Результаты отмечали в  таблице. (Приложение  10 )

        Наблюдения за развитием личинок проводились ежедневно на протяжении 1 месяца. Время проведения эксперимента – октябрь 2016г.

Результаты исследования.

1-я  проба. Средняя температура воды составила  +21⁰. Количество личинок в колбе – 7. Первые комары появились на восьмой день эксперимента, в количестве 2 шт., остальные 5 появились на 10, 12, 14 день.

2-я проба. Средняя температура воды составила +10⁰. Количество личинок в колбе – 2, куколок -6. Первые комары появились спустя 2 дня в количестве 3 шт. Остальные на 4-й и 6-й день.

3-я проба. Средняя температура воды составила +29⁰. Количество личинок в колбе – 8, куколок - 4. Первые комары. 3 шт. появились на 5-й день, остальные на 6-й и 7-й день.

4-я проба после полного  промораживания находилась в комнатных условиях. Средняя температура воды составила +19⁰. Количество личинок в колбе – 16, куколок - 4. Первые комары появились на 7-й день, остальные на 14-й и 15-й день. (Приложение  11 )

Заключение.

В результате эксперимента цель работы была достигнута частично. В эксперименте использовались личиночные формы и куколки комара разных возрастов.  Поэтому фиксирование даты появления комаров из куколок в разных пробах является относительным. Однако, исследование   температуры воды на развитие личинок и куколок комаров дало интересный результат: самый короткий срок до появления комаров прошел в той пробе, которая подверглась промораживанию и последующему оттаиванию – 2 дня. Одинаковое время для появления последнего комара оказалось в пробе, где происходило промораживание, а также в пробе с максимальной температурой +29⁰ (6 и 7 дней соответственно). В пробах с температурами +19⁰ и +21⁰ срок появления первого комара – 7 и 8 день. Средние показатели появления последних комаров  оказались и у проб с  температурой +19⁰ и +21⁰ – 15 и 14 день соответственно. (Приложение  12 )

Выводы.  Вероятно, промораживание вызывает ускорение  процесса созревания личинок и куколок. Эта гипотеза требует доработки и постановки дополнительных опытов. Дело в том, что время проведения эксперимента - октябрь – не является временем, в котором комары активны. В это время они готовятся к периоду покоя. На зиму личиночные и имагинальные формы самок впадают в состояние диапаузы. Диапауза - торможение развития на одной из стадий жизненного цикла, приспособленной к зимовке. [10]  Поэтому я планирую провести повторный эксперимент в начале весны, когда в водоемах начнут появляться личинки комаров.

Список литературы.

1. Акимушкин И. Причуды природы. М.Мысль.1981
2. Алексеев В.Н. Членистоногие. Насекомые. М.Дрофа.2004
3. Вербицкий В.Б. Подзеркалье, или Таинственный мир водоема. М.Дрофа. 2002.
4. Гордон К.А. Старый Сочи конца XIX - начала XX веков (воспоминания очевидца). Сочи. 2004.
5. Королев В.А. Руководство к лабораторным занятиям по биологии. Киев. Вища школа. 1986
6. Плавильщиков Н.Н. Юным любителям природы. М.Детская литература.1975
7. Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.1956.
8. Спилсбери Р. Все живое из яйца. Жизненный цикл насекомых. Мнемозина.2009.
9. «Климатическая шкатулка», пособие для  школьников  по теме «Изменение климата», М.2014
10. Класс насекомые. Отряд двукрылые (Diptera)/  http://bonoesse.ru/blizzard/A/Posobie/Bio/Diptera_nasekomie.html
11. Комары Anopheles, Culex и Aedes/ http://www.zoofirma.ru/knigi/kurs-zoologii-t-1-abrikosov/3187-komary-anopheles-culex-i-aedes.html
12. Чем опасны укусы комаров./ http://taiafilippova.ru/chem-opasny-ukusy-komarov