Черноморские переселенцы.
план-конспект занятия (7 класс) на тему

Тема: «Черноморские переселенцы»

(интегрированный урок с элементами практической работы)

Автор: Новоселова Ирина Анатольевна,

учитель биологии МОУ СОШ №86 г.Сочи, 

методист  МОУ ЭБЦ  им. С.Ю.Соколова г.Сочи

Тема: Черноморские переселенцы.

Цель: познакомить учащихся с опасными и полезными для экосистемы Черного моря животными - переселенцами из других регионов планеты.

Ход работы.

1. Вводный (теоретический) этап урока.

1.1.  Исторический экскурс – формирование Черного моря.

Более 200 млн. лет назад Черное море было частью гигантского океана Тетис. В результате тектонической деятельности и образования горных хребтов океан Тетис распался (5-7 млн. лет назад), а на месте Чёрного, Каспийского и Аральского морей, образовалось замкнутое, пресноводное Сарматское море - озеро. Оно существовало на протяжении 2-5 млн. лет и в нем развились флора и фауна,  характерные для пресноводных водоемов.

Спустя 2-3 млн. лет воды Сарматского моря смешались с водами океана, и образовалось соленое Меотическое море, с многочисленными морскими обитателями. Ученые находят огромные остатки китообразных, которые населяли воды этого моря.

Примерно 20 тыс. лет назад на месте Чёрного моря существовало почти пресное Новоевксинское озеро-море, отграниченное от Средиземного моря Босфорским перешейком. Уровень озера-моря был несколько ниже уровня Средиземного моря. Соленость Средиземного моря также была выше. В результате подвижек земной коры и, вероятно,  сильного землетрясения, воды Средиземного моря огромными волнами-цунами хлынули в чашу будущего Черного моря. Как считают ученые, произошел «Черноморский потоп» (Black Sea Deluge hypothesis). Обитатели  побережья – люди и животные – все ушло под воду. А Босфорский перешеек превратился в пролив Босфор  длиной 30 км, наименьшей глубиной - 32 м, наименьшей шириной - 750 метров.[1]

Таким образом,  вода Черного моря менялась неоднократно: из пресной она превращалась в соленую и наоборот. А последствия изменения солености воды отразились на черноморских обитателях.

2. Черноморские переселенцы. Практический этап урока.

2.1. Черноморские реликты.

Черное море существует миллионы лет. За это время в нем сформировался особый мир живых существ. Среди нынешних обитателей встречаются и  реликтовые формы (их сейчас называют понтическими, или сарматскими). Это азово-черноморские осётры.  Эти реликты смогли выжить только благодаря тому, что при изменении солености воды прятались в устьях рек, впадающих в Черное море.

Давайте назовем реки, которые несут свои воды в Черное море, и укажем их на карте. Учащиеся называют реки, названия появляются на экране.[1]

А в каких реках, протекающих по Черноморскому побережью, могли прятаться древние рыбы? Назовите реки, названия которых совпадают с населенными пунктами (реки Сочи, Хоста, Кудепста, Аше, Дагомыс, Мацеста, Шепси, Туапсе, Агой, Джубга).

2.2. Рапаны- ужас Черного моря.

Большинство нынешних обитателей Черного моря (около 80%) появились после появления Босфорского пролива. Вспомните, ребята, когда образовался пролив Босфор. Подсказку вы увидите на диаграмме.

В середине 19 века, скорее всего на днищах кораблей в Черное море забрались морские жёлуди или усоногие раки балянусы. Сейчас они встречаются  повсеместно, например, на других переселенцах – рапанах. 

Рапан (Rapana venosa)  относится к  классу  брюхоногих моллюсков. Родиной его является Японское море и другие моря Тихоокеанского региона.[5]

В Черном море впервые обнаружили рапана в 1947 году в Цемесской бухте  г. Новороссийска. Как вы думаете, как удалось моллюску добраться до Черного моря? Учащиеся высказывают предположения: прикрепившись к днищу корабля, вместе с балластными водами в морских судах, оказавшись  среди рыбы, которую выловили рыбаки.

А теперь давайте проложим путь моллюска из Тихого океана в Черное море. Сделаем мы это с помощью карты. Учащиеся называют моря и океаны, через которые пролегает путь – Японское, Желтое, Восточно-Китайское моря, Индийский океан, Красное море, Суэцкий канал, Средиземное море, Эгейское море, пролив Дарданеллы, Мраморное море, пролив Босфор. Или другой путь – с Индийского океана вокруг Африки, через Атлантический океан, пролив Гибралтар, Средиземное море, пролив Дарданеллы, Мраморное море, пролив Босфор.

В Черном море нет естественных врагов рапана – морских звезд, поэтому он беспрепятственно размножается. Это прожорливый хищник,  он уничтожил почти всех двустворчатых  (гребешков и устриц) в Черном море. Что позволяет рапану  уничтожать  других моллюсков?    Ответ учащихся: особый способ питания.

Рапан прикрепляется к своей жертве ногой и просверливает языком-фрезой маленькую дырочку в теле своей жертвы. В эту дырочку рапан впрыскивает яд, который парализует мускулы - замыкатели створок раковин двустворчатых моллюсков. Когда жертва раскрывает створки, рапан съедает ее.[5]

Рапаны размножаются в самый теплый сезон – в середине лета. Самка прикрепляет необычную, в виде трубочек, собранных в пучки, икру на камни, водоросли или другие подводные предметы. Из икринки появляется личинка, она плавает, питается планктоном, а после оседания на дно превращается в маленького рапана. [5]

Кроме освоения черноморских вод рапан активно внедряется в пресные участки Средиземного моря – Коринфский и Венецианский заливы, Адриатическое побережье Черногории. Что позволяет этому моллюску беспрепятственно распространяться по акватории Средиземного моря? Учащиеся высказывают предположения: отсутствие естественных  врагов, перенос личинок рапана ветровыми течениями.

Практическая работа.

1) Рассмотреть кладку яиц рапана, определить особенности, позволяющие им перемещаться на дальние расстояния. Учащиеся исследуют личинок рапана с использованием лупы.

Выводы: личинки обладают воздушными камерами, которые позволяют им держаться на плаву и перемещаться по направлению черноморских течений. Следовательно, личинки рапана являются планктоном.

2) Рассмотреть раковины рапана, по ежегодным наростам (в виде выступающих бугорков) определить возраст рапана. У каких организмов можно аналогичным образом посчитать количество прожитых лет? (у  деревьев – по годовым кольцам, у рыбы – по чешуе)

        Чем  рапану удалось нарушить экологическое равновесие в Черном море? Рапан практически лишил черноморскую воду мощного очистителя – мидии. Одна  средних размеров мидия за сутки прокачивает через себя до 6 куб. м воды, очищая ее от всех органических остатков. Потеря такого  очистителя воды не могла не сказаться на общем состоянии Черного моря, что мы и наблюдаем в последние годы.[5]

Но неужели все так плохо? Неужели рапан  непобедим  и способен уничтожить всех черноморских  двустворчатых моллюсков?  Учитель комментирует мнения учащихся.

Личинки рапана стали пищей для песчанки — небольшой черноморской рыбки, численность которой после вселения рапаны  возросла.   Другая рыба, хищный морской карась - ласкирь, питающийся до вселения рапана  мелкими ракообразными, теперь  переключился на песчанку.  Выиграли  и раки-отшельники — диоген и клибанарий. После расселения рапана отшельники стали занимать их пустые раковины. И соответственно, стали вырастать до  больших размеров, чем раньше.

Используя раздаточный материал на магнитной основе [6], учащиеся составляют пищевую цепочку с указанными животными:

фитопланктон----зоопланктон (веслоногие рачки)----мидии----рапан;

фитопланктон---зоопланктон----личинки рапана------песчанка----карась-ласкирь----дельфин.

Считается, что рапан — ближайший родственник тех самых исчезнувших моллюсков, из раковин которых древние финикийцы получали свой знаменитый пурпурный краситель.[5]

2.3.Гребневики.

Гребневики  – животные, похожие на медуз, но не являющиеся их родственниками. Тело гребневиков студенистое,  очень прозрачное, снабженное щупальцами, округлой или мешковидной формы; на одном конце помещается рот. Вдоль тела гребневика проходят 8 рядов гребных пластинок, при помощи которых он передвигается. Гребневики - самые крупные светящиеся животные в Черном море. [2]

Мнемиопсисы выедают икру рыб, креветок, пожирают рыбьи личинки, мальков и всех мелких животных, которыми питаются медузы, молодь рыб и целый ряд беспозвоночных обитателей Чёрного моря.

Гребневик  мнемиопсис  появился в Черном море в начале 1980-х годов.  В  конце 1988г. произошел всплеск рождаемости этого  гребневика,  он заполнил весь черноморский бассейн. Так как основой пищи гребневика является планктон, количество планктонных организмов резко уменьшилось.  Гребневик  лишил пищи хамсу и шпроты, которые питаются планктоном. Это стало причиной уменьшения количества хищных рыб и дельфинов.

Вопрос для учащихся: как вы  думаете, что стало причиной массового развития гребневиков в Черном море? Предполагаемые ответы учащихся: причиной массового развития мнемиопсиса стало отсутствие хищников, способных контролировать их численность. 

В  1990х годах - в Чёрном море появился другой гребневик - берое (Beroe ovate), родиной которого является Атлантический океан. Берое питается мнемиопсисом, проглатывая его целиком.

Долгое время берое также считался вредным животным, выедающим планктон и нападающим даже на мальков рыб. Однако такое мнение не было подкреплено фактическими данными. Изучая биологию гребневиков, проф. М. М. Камшилов обратил внимание на одно очень важное обстоятельство в строении берое. Этот гребневик малоподвижен и лишен ловчих щупалец и лопастей. Как же он ловит быстрых и вертких рачков, а тем более рыбок? Изучение содержимого желудка берое не дало никаких результатов — остатков рачков обнаружено не было. Тогда стали предлагать берое, помещенным в аквариум, самую разную пищу. Но снова неудача — гребневики отказывались от предложенных им рачков и других планктонных организмов. Более того, оказалось, что, если искусственно ввести рачка в желудок берое, он вскоре выбрасывает его через рот, причем рачок продолжает спокойно плавать — пищеварительные соки берое на него не действуют. В одном из опытов в сосуд, где содержался берое, был помещен гребневик болинопсис. Тогда поведение берое резко изменилось, он не спеша подплыл к болинопсису, широко раскрыл рот и проглотил гребневика, величина которого была почти такой же, как величина самого хищника. Оказалось, что берое питаются исключительно другими гребневиками. Таким образом, они не только не являются конкурентами планктоноядных рыб, но, наоборот, их следует считать полезными животными, так как они интенсивно истребляют действительно вредных гребневиков.[2,4]

В результате исследований оказалось, что берое служит пищей крупным медузам, различным рыбам (например, пикше, треске).

        Как вы, ребята, считаете, появление берое в черноморских водах явилось полезным вселением или таким же вредным, как и появление мнемиопсиса? Предполагаемые ответы: вселение берое явилось полезным, так как он уничтожает прожорливого мнемиопсиса и является пищей для других черноморских обитателей.

        Это правильно: в Черном море снова стало больше медуз (в годы вспышки численности мнемиопсиса - их было в несколько раз меньше), есть свидетельства рыбаков  о  восстановлении количества хамсы, ставриды. Количество веслоногих рачков (зоопланктонных организмов) вернулось к временам до вселения мнемиопсиса. Т.е. берое стал полноценной частью планктонного сообщества.

Следующий этап работы – составление пищевой цепочки с участием гребневиков:

Фитопланктон ---- зоопланктон (рачки) ----- гребневик мнемиопсис---гребневик берое----треска----дельфин

 3. Выводы. 

Современная экосистема Черного моря очень чувствительна к внешним воздействиям. Поэтому мы можем стать свидетелями изменений, как полезных, так и опасных для его биологической структуры. Большую роль в изменениях экосистемы моря играет человек, который своими необдуманными действиями, осознанно или неосознанно, нарушает хрупкий мир Черного моря. Как  вы думаете, ребята, можем ли мы с вами нарушать экологическое равновесие в море? Каким образом мы можем это делать? Предполагаемые ответы учащихся: загрязняя пляжную полосу, реки, текущие в море, отрывая мидий с  подводной части волнорезов и т.п.

        Что должен каждый из нас сделать для того, чтобы Черное море радовало нас чистой водой?  В первую очередь необходимо задуматься, могут ли «мои личные» действия нанести вред. Во-вторых, объяснять и своим сверстникам, и родителям, и  младшим братьям и сестрам необходимость бережного отношения к Черному морю. В-третьих, принимать активное участие в ежегодных акциях, посвященных Дню Черного моря, а возможно, и самим организовать в школе и классе подобные мероприятия.

4. Закрепление изученного материала.

Ребята, для того, чтобы не забыть тех животных, с которыми мы с вами сегодня познакомились, давайте разгадаем кроссворд.[7]

По горизонтали.

1. Самая распространенная  рыба Черного моря, другое название анчоус.
2. Морская стайная рыба с «клювом», рыба-стрела.
3. Опасный гребневик – вселенец, нарушивший экологическое равновесие в Черном море.

По вертикали.

1. Веслоногий рачок, морской желудь.
2. Морской карась, хищник.
3. Гребневик, пожиратель мнемиопсиса.
4. Фильтратор черноморской воды, основная добыча рапана.

Список литературы для учителя:

1. Вершинин А. «Жизнь Черного моря»/ М.: «Макцентр. Издательство», 2003.
2. Гребневик - вселенец маленький, последствия большие. http://kimmeria.com/crimea/black_sea_37.htm
3. Жизнь животных: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией профессоров Н.А.Гладкова, А.В.Михеева. 1970.
4. Тип гребневики. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology/1239/
5. Ужас Чёрного моря — рапаны. http://dabber.ru/znanie/536-rapana.html
6. "Шкатулка Черного моря", комплект методических материалов (проект ПРООН «Каждая  капля имеет значение») / М.: «РА ИЛЬФ», 2012.        
7. http://blacksea-education.ru.

Список литературы для учащихся:

1. § 21. Класс Брюхоногие моллюски. http://www.tepka.ru/biologia/27.html
2. Вершинин А. «Жизнь Черного моря»/ М.: «Макцентр. Издательство», 2003.
3. Гребневик - вселенец маленький, последствия большие. http://kimmeria.com/crimea/black_sea_37.htm
4. Жизнь животных: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией профессоров Н.А.Гладкова, А.В.Михеева. 1970.
5. Тип гребневики. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology/1239/
6. Ужас Чёрного моря — рапаны. http://dabber.ru/znanie/536-rapana.html
7. "Шкатулка Черного моря", комплект методических материалов (проект ПРООН «Каждая  капля имеет значение») / М.: «РА ИЛЬФ», 2012.        
8. http://blacksea-education.ru.