Заняття гуртка на тему «Особливості біології та просторової структури рудої мурашки»

Заняття гуртка на тему «Особливості біології та просторової структури рудої мурашки»

Мета:

навчальна – закріпити знання про різноманітність комах у природі, ознайомити учнів із життям рудої мурашки; визначити особливості будови та просторової структури рудої мурашки; навчити учнів відрізняти колонію мурашок від федерації та різні сім’ї мурашок (моногінні, олігогінні полігінні,);

виховна – виховувати бережливе ставлення до мурашок – санітарів лісу;

розвивальна – розвивати інтерес до вивчення суспільних комах, увагу та спостереження.

Методи навчання: евристичний, пояснювально-ілюстративний, репродуктивний, метод проблемного викладу.

Основні поняття: мурашки, колонії, федерації, материнські мурашники, дочірні мурашники, просторова структура комах, моногінна, олігогінна, полігінна сім’ї.

Обладнання: бінокуляр, лінійки, пінцети, картки із завданнями, колекція мурашок Formica rufa.

 Структура заняття

І. Організація учнів до заняття.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

III. Мотивація навчальної діяльності.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

V. Узагальнення і закріплення матеріалу.

VІ. Підсумок заняття.

VІІ. Домашнє завдання.

Хід заняття

І. Організація класу до заняття.

Створення психологічного клімату.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1.     Назвіть представників перетинчастокрилих.
2.     Чи можуть жалити мурашки? Чому?
3.     Як ви гадаєте, яке позитивне значення мурашок у житті людини?
4.     Назвіть негативне значення мурашок у житті людини.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Ми вже з вами розглядали чимало різних представників комах. Сьогодні ми поговоримо про мурашок. Отже, настав час дізнатися кілька цікавих фактів про них.

Навряд ви знали, що мурашки − це одні з найстаріших видів комах на планеті. Це неймовірно, але вчені знаходили скам’янілі рештки цих комашок віком більш, аніж 100 мільйонів років! І що найцікавіше – мурашки, яких ви можете побачити зараз, не надто відрізняються від своїх прадавніх родичів.

Більш того, наразі на Землі існують 8800 різноманітних видів мурашок. Трохи більше існує видів птахів – 9000. Існують як дуже маленькі мурашки, розмір яких не перевищує кількох міліметрів, так і досить великі − до 4 см у довжину. Цікаво, що мурашки існують практично повсюди (звісно, окрім Антарктиди і Арктики, а також кількох островів).

Ці комахи можуть їсти фактично що завгодно, вони нападають на здобич, з якою можуть справитися, а також харчуються рештками інших комах. Мурашки можуть становити неабияку небезпеку не тільки для тварин, але й для людини: в Африці та Америці є так звані войовничі мурашки, які вбивають все живе на своєму шляху.

Існує чимало приказок про працелюбність мурашок, але це не зовсім відповідає правді, адже зовсім не всі мурашки постійно працюють. Вчені виявили, що в мурашнику працюють (чистять житло, збирають їжу) лише 80% особин, а інші − нічим не зайняті. Ця частка «лінивців» залишилася незмінною навіть тоді, коли дослідники забрали частину «робочих» мурашок.

У мурашок, як і в усіх комах, по шість ніг, а кожна нога складається з трьох суглобів. Якби людина мала настільки ж сильні ноги, які мають мурашки, то могла б бігати зі швидкістю скакуна. Ще цікавий факт: деякі види мурашок можуть пролежати під водою кілька днів, і оживають, якщо їх перемістити у сухе тепле місце.

Напевно, вам доводилося чути, що мурашки дуже сильні. Це справді так − мурашка може підняти вагу, яка майже у сто разів важча за його власну масу!

На сьогоднішньому занятті ми з вами поглибимо ваші знання про цих комах.

Відкриваємо зошити, записуємо дату та тему сьогоднішнього заняття.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

1.     Біологія рудої лісової мурашки (Formica rufa)

Руда лісова мурашка (Formica rufa) – це вид середніх за розміром мурашок роду форміка (Formica) з підродини форміціни (Formicinae) родини Formicidae.

Сім'я мурашок – багаторічне, чітко організоване співтовариство індивідів, що складається зі статевих особин (самців і самок), а також робочих мурашок, які є недорозвиненими, безплідними в звичайних умовах самками. Роль самців зводиться до запліднення молодих крилатих самок. Самці зазвичай з'являються в мурашнику незадовго до шлюбного періоду і незабаром після спарувування гинуть. Самка запліднюється один раз і отримує при цьому величезний запас сперми, яка в її організмі витрачається поступово протягом усього життя. Тривалість життя мурашиної самки максимальна для світу комах – до 20 років. Запліднені самки скидають крила або засновують нову сім'ю, або залишаються у своєму мурашнику. Іноді молодих самок приймають в інші, вже існуючі, сім'ї свого виду.

Таким чином самки виконують три основні функції:

1.     розселювальну (під час шлюбного польоту),
2.     заснування нових сімей, і, в зрілих сім'ях,
3.     функцію відтворення.

Робочі особини живуть 1-3 роки, виконуючи функції догляду за потомством і самками, будівництва гнізда, забезпечення їжею, захисту від ворогів тощо.

Залежно від числа самок (цариць) в гнізді сім’ї мурашок можна підрозділити на:

1.     моногінні (одна цариця),
2.     олігогінні (кілька цариць),
3.     полігінні (до декількох тисяч цариць).

Полігінна сім'я найбільш велика, з найбільш складною соціальною структурою. Оліго- і полігінні сім'ї виникають внаслідок спільного створення гнізда кількома самками або внаслідок прийняття в сім'ю молодих запліднених самок.

Усі ви напевно у своєму житті бачили мурашники. Розкажіть, який вигляд він має і з якого будівельного матеріалу він складається?

Типовий мурашник, в якому мешкає сім’я рудих лісових мурашок, має складну багатокамерну будову. У такій споруді можуть жити до півтора мільйони мурашок. Зазвичай мурашник збудований з голок і гілочок. Функції захисту житла, ремонту, оновлення виконують робочі особини.

2.     Просторова структура мурашок

Перед тим як ми почнемо розглядати просторову структуру мурашок, скажіть, що собою являє просторова структура популяцій? (Просторова структура популяції — просторове розташування організмів популяції).

Для мурашок описані різні форми територіальної організації, відповідні рівням розвитку сім'ї. З ростом і розвитком сім'ї ускладнюється структура кормової ділянки, з'являються додаткові її елементи – мережа фуражувальних доріг, підземні тунелі. Різні функціональні ділянки закріплюються за постійними групами фуражирів: відбувається так званий вторинний поділ території. У багатьох видів останнім етапом ускладнення структури кормової ділянки є полікалія, тобто використання сім'єю допоміжних гнізд, які виконують різні функції (вирощування молоді, забезпечення сім'ї їжею і т.п.). Подальший розвиток структури сім'ї призводить до утворення колоній.

Колонії – це групи сімей спільного походження, пов'язаних між собою обмінними відносинами. Основною функцією колонії є вирощування нових мурашників. Структура кожної колонії на будь-якому етапі її існування продовжує відображати насамперед стан і структуру материнського мурашника. Значення колонії як ефективного шляху розмноження сімей та розселення мурашок важко переоцінювати. Саме завдяки колоніальності ряд видів отримав можливість заселяти величезні території і підтримувати стабільно високу щільність поселення.

Федерація – це утворення кількох колоній з населенням до сотні мільйонів особин. У федерації кожна колонія зберігає свою структуру з домінуванням материнського мурашника.

В результаті всього змінюються і форми міжсімейних взаємодії. У простому випадку кормова ділянка сім'ї не охороняється, за винятком пригніздової зони. Прояв вторинного поділу території супроводжується розсуванням охоронювальних кордонів, які тепер збігаються з межами кормових ділянок. У найбільш складних випадках охороняються кордони колонії чи федерації в цілому, при цьому сім'ї, що входять в одну колонію, мають індивідуальні охоронювані території.

А зараз я вам запропоную попрацювати з картками (Картка №1).

3.     Міжсімейна мінливість забарвлення та розмірів в комплексах гнізд мурашок

Відомо, що забарвлення робочих особин мурашок є тісно пов'язаним із їхніми розмірами. Чим крупніша мурашка, тим її забарвлення світліше. Розміри, в свою чергу, можуть визначатися безліччю різних факторів, пов'язаних як з внутрішніми закономірностями росту і розвитку сім'ї, так і з зовнішніми умовами.

Відомо, що розміри робочих особин в сім'ї мурашок – тісно пов'язані з віком та станом сім'ї. А. О. Захаров запропонував визначати стан сім'ї (зростаюча, зріла або згасаюча) за розмірами робочих (лялечок). Зростаючі і згасаючі сім’ї продукують переважно великих робочих, зрілі – більш дрібних. Чим ближче розміри робочих до середньовидових, тим кращий стан сім’ї.

Для того, щоб підтвердити наведені вище фактори, я вам пропоную розглянути мурашок з різних за розмірами мурашників. Для цього розгляньте картку №2 та виконайте завдання.

V. Узагальнення і закріплення матеріалу.

1. Яких комах ми називаємо суспільними? Наведіть приклади.

2. Назвіть характерні ознаки рудої лісової мурашки.

3. Що собою являє просторова структура мурашок?

5. Яка різниця між мурашиною колонією і федерацією?

7. Поміркуйте, що може спричинити зміну просторової структури поселень мурашок?

VІ. Підсумок заняття

Підведення підсумку заняття.

VІІ. Домашнє завдання

Підготувати повідомлення на одну із тем:

1.     Історія вивчення рудої мурашки
2.     Сезонна і багаторічна мінливість забарвлення робочих особин в сім'ях рудих лісових мурашок

Картка №1

Карта №1: «Просторова структура поселень Formica rufa у 2011 р.»

Карта №2: «Просторова структура поселень Formica rufa у 2013 р.»

Дати відповіді на такі запитання:

1. Що за об’єднання сімей зображено на картах (колонія чи федерація)?
2. Які зміни відбулися з мурашниками?
3. Скільки зникло мурашників?
4. Скільки з’явилося нових мурашників?
5. З якими материнськими мурашниками тісно пов’язані дочірні молоді мурашники?
6. З чим на вашу думку пов’язані такі зміни?

Картка №2

За допомогою бінокуляра розгляньте рудих мурашок, які були зібрані з різних за розмірами мурашників. За допомогою лінійки виміряйте розміри мурашок.

Дайте відповіді на такі запитання:

1.     Чи підтверджується гіпотеза: «Чим крупніша мурашка, тим її забарвлення світліше»? Обґрунтуйте.
2.     Порівняти розміри мурашок з малих та великих мурашників.
3.     Чи згоджуєтесь ви, що зростаючі і згасаючі сім’ї продукують переважно великих робочих, зрілі сім'ї – більш дрібних?