Мастер-класс

«Интеграция как средство внедрения передовых педагогических технологий»

Нарушение экологического баланса

Если ты выберешь этот кейс, то ты сможешь подробнее познакомиться с тем, как люди могут управлять природной экосистемой, и узнать о биологическом понятии « Инвазии». Тебе предстоит выявить инвазивные виды в своем регионе и предложить план мероприятий по компенсации влияния инвазивного вида на экосистему. Итогом твоей работы станет схема контроля за карантинным( инвазивным) видом для раннего оповощения  уровнем его в экосистеие.

Предмет: экология

Тип урока: интегрированный, обобщение знаний.

Типология кейса: аналитический (сюжетный, прогностический и текстовый макро-кейс), метод дискуссий (симпозиум).

Раздел: Нарушение экологичского баланса.

 Тема: Влияния инвазивного  вида на экосистему.

Способ создания проблемной ситуации: организация  межпредметных связей. Побуждение учащихся к выдвижению гипотез, предварительных выводов, обобщений; сталкивание жизненных представлений учащихся с фактами, для объяснения которых у них не хватает знаний.

Проблема:

Инвазивные виды назвали основной причиной вымирания растений и животных. Могут ли люди  управлять природной экосистемой?  Всегда ли  возможно компенсировать влияние инвазивных видов на экосистему?

Общая структура кейса:

– Название: Нарушение экологичского баланса.

- Контекст

Инвазио́нный вид, или инвази́вный вид (от лат. invasio — «нашествие, нападение, набег; насилие; насильственный захват») — распространившийся в результате деятельности человека биологический вид, распространение которого угрожает биологическому многообразию. Первоначальная причина их распространения — задуманная или непреднамеренная интродукция организмов за пределы мест их естественного обитания.

В русскоязычной литературе термин «инвазионный» не всегда представляет собой синоним термина «неаборигенный» или «чужеродный». В большинстве случаев «инвазионным» принято называть вид, который попал в новые биотопы путём самостоятельного расселения как после предшествующей его интродукции, так и без таковой, то есть это вид, который демонстрирует инвазию в узком смысле. Также в решении 6-й Конференции сторон конвенции по биологическому разнообразию (2002) определение «инвазионный» применимо лишь к таким чужеродным видам, чья интродукция и/или распространение угрожает собой биологическому разнообразию (местным видам, местам обитания или экосистемам).

Группа №1

Испанский  слизень Arion vulgaris — моллюск  из рода Арион (Arion), который относится к брюхоногим моллюскам отряда легочных улиток. Длина тела такой взрослой особи достигает 12 сантиметров, а окрас варьируется от коричневого до ярко-оранжевого..

Это «главный вредитель Европы», который не имеет естественных врагов в природе, поэтому беспрепятственно размножается и уже вплотную подобрался к домам жителей стран Центральной Европы, Прибалтики и Скандинавии.

Биологи сходятся во мнении, что испанский слизень проникает на территории государств вместе с посадочным материалом. Он уже включен в список 100 наиболее опасных инвазивных видов Европы и признан одним из худших вредителей, влияющих на экономику, экологию и здравоохранение разных стран. По сообщениям СМИ, в Латвии, Эстонии и Финляндии ситуация с распространением слизней критическая.

«Нашествие испанского слизня опасно и для человека. За счет своих пищевых пристрастий слизень становится переносчиком различных инфекций, в числе которых кишечная палочка, а также гельминтов и нематод», - отмечает Мария Цикура.

По ее словам, моллюск практически всеяден и питается растениями, падалью, дождевыми червями. Он даже может поедать себе подобных.

– Случай (это определенная вещь, которая нас интересует и как она связана с главным вопросом исследования).  https://youtu.be/orTQPkTWSEU 

Подмосковные дачники этим летом забили тревогу, обнаружив на участках небывалое количество огромных рыжих слизней. Всего за одну ночь прожорливые вредители способны уничтожить капустную грядку, цветочную клумбу или ягодный куст. Биологи бьют тревогу – до Московского региона добрался вредитель, который уже много лет терроризирует Европу. 

– Факты (объективная информация (статистика, отрывки из документов, результаты анкетирования, экспертные мнения, фото и пр.)).

Факт 1. Инвазивные виды стали единственной причиной 126 из 935 (или 13 процентов) всех случаев вымирания растений и животных, зафиксированных с 1500 года, подсчитали авторы статьи в журнале Frontiers in Ecology and the Environment. Для 25 процентов растений и 33 процентов животных, вымерших за это время, инвазивные виды стали по крайней мере одной из причин вымирания, что делает их лидирующим фактором в этом процессе.

Факт 2. Инвазивные (также употребляется термин «инвазионные») виды попадают в экосистемы в результате деятельности человека: это может происходить как случайно, например, с балластными водами судов (благодаря которым гребневик обосновался в Черном море) или деревянными ящиками для грузов (так распространились азиатский усач и ясеневая изумрудная узкотелая златка), так и намеренно, как, например, это было с мозамбикской тиляпией Oreochromis mossambicus, популярным в аквакультуре видом рыб, или борщевиком Сосновского. Очень часто в новом месте инвазивные виды полностью или почти полностью вытесняют естественных конкурентов.

Факт 3. Московское лето в этом году уже стало рекордсменом по осадкам. И этот влажный климат очень полюбили нежданные гости из Европы – во всем регионе нашествие ядовитых испанских слизней. Вредители попали к нам случайно, но быстро адаптировались. А теперь добрались до столичных садов, где начали уничтожать редкие растения. у них нет природных врагов, которые их уничтожают в природе.

Птицы слизней не едят. Специально завозили ежей, но они к этому деликатесу тоже не притронулись, слишком токсичная слизь.

Обычные химикаты не действуют. Слизь эти животных содержит в себе яйца паразитов. В частности, бычий цепень, поэтому брать их в руки без защитных перчаток нежелательно. Биологи говорят, что эти моллюски будут размножаться в московском регионе до тех пор, пока не восстановится экосистема или не наступит настоящая суровая зима, которая сократит популяцию. А пока самый действенный способ – собирать слизней вручную.

– Вопросы к кейсу (при решении макро - кейса школьникам предлагается самостоятельно выбрать наиболее интересный для них кейс, а и из предложенного списка ответить на 3 вопроса. При этом оговаривается, что вопросы, предполагающие разработку практического решения, создания проекта, ответы оцениваются выше и имеют дополнительные бонусы (баллы).

 Кейс 1 (a). Группа: Экологи

Каковы причины появление инвазивных видов в вашем регионе?

Можно ли считать экологическую ситуацию в Московской области «неблагополучной» в свяэи с  внедрением в природные экосистемы испанских  слизней  Arion vulgaris ?

Каким образом появление карантинного вида повлияет на биологическое разнообразие экосистем Московского региона?

Какие меры, на ваш взгляд, могут кардинально изменить экологическую ситуацию в Московской области, связанную с появлением испанских  слизней  Arion vulgaris — моллюске из рода Арион (Arion)?

Создайте  схему контроля за карантинным (инвазивным) видом для раннего оповощения  его появления в экосистеме.

Группа №2: Химики – биологи

Контекст.

Гигантские моллюски китайских беззубок из рода синанодонта (научные названия — Sinanodonta lauta и Sinanodonta woodiana) — раковины которых могут достигать размера суповой тарелки (20–25 см в диаметре). Факты инвазий были подтверждены в ходе экспедиций 2017–2019 годов и анализа собранных материалов. 

Новые для отечественных пресноводных экосистем виды моллюсков, по всей видимости, были завезены из бассейна реки Янцзы, из Сунгари, китайского притока Амура вместе с рыбопосадочным материалом предприятиями, занимающимися разведением рыбы.

Случай ссылка на видео: https://youtu.be/SpLJDOTa5f4 

Двустворчатые моллюски родом из Китая захватили экосистему Нижней Волги. Беззубки диаметром до 25 см используют рыб для воспроизводства и распространения своих личинок (глохидий), прикрепляя их к жабрам и телу обитателей реки. Это приводит к асфиксии у молоди и ухудшению общего состояния взрослых рыб. Кроме того, «чужие» вытесняют местных беспозвоночных животных, приводя к изменению биологического разнообразия и сокращению кормовой базы обитающих в Волге рыб.

факт.1. Пресноводные двустворчатые моллюски на ранней стадии развития паразитируют на рыбах. Глохидии (их личинки) крепятся к жабрам или к телу рыб и таким образом могут массово мигрировать в естественной среде обитания. Особенностью инвазивных беззубок является быстрое развитие глохидий и способность использовать широкий спектр рыб-хозяев.

факт.2. Большое скопление глохидий на жабрах может привести к банальной асфиксии рыб, — глохидии нарушают процесс естественного поглощения кислорода из воды, и молодь гибнет от этого в первую очередь, а взрослые рыбы испытывают определенный дискомфорт, глохидии, в большом количестве оседая на теле рыб, также являются фактором беспокойства, проявляя себя как внешний паразит.

факт.3.По мнению ученых, молодь из зараженных хозяйств нельзя использовать для переселения в незараженные реки, в которых чужеродные беззубки отсутствуют. Одним из основных путей распространения инвазии по стране могут служить массовые выпуски молоди с целью компенсации экологических ущербов. Нужны обязательные проверки рыбы на заражение личинками беззубок в рыбоводных хозяйствах и водоемах России.

Кейс:

1. Каковы причины появления гигантских моллюсков в Волге?

2. Как появление нового вида моллюсков повлияло на биологическое разнообразие экосистемы реки Волги?

3. Как паразитируют личинки инвазивных беззубок?

4. Предложите способы сокращения распространения и контроля инвазивных видов моллюсков в реках России.

5. Задание «Это интересно»: Слюнные железы некоторых хищных брюхоногих моллюсков содержат 2% -4% серную кислоту.

каким образом они ее используют? можно ли воссоздать подобный процесс в виде эксперимента?

(проведение химического опыта с раствором серной кислоты и кусочком мела – карбоната кальция. Соблюдая требования техники безопасности при работе с химическими реактивами.)