Южный федеральный университет

Педагогический институт

Факультет естествознания

Кафедра ботаники и зоологии

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ:

«СИСТЕМАТИКА И ТАКСОНОМИЯ»

Ростов-на-Дону

2008

Лабораторные работы по курсу «Систематика и таксономия». – Ростов-на-Дону, - 2008. – 51 с.

Данное пособие является руководством к лабораторным работам по курсу «Систематика и таксономия» и включает в себя модульное изложение практической части курса. В пособии изложены основные материалы, необходимые для выполнения работ. Даны примеры выполнения заданий, формы таблиц для заполнения в тетрадях. Пособие предназначено для студентов 1 курса факультета естествознания, составлено в соответствии с программой.

Составители: Барабашин Тимофей Олегович, Чередников Сергей Юльевич

Рецензент: Утянская Софья Владимировна

Введение

Систематика и таксономия представляет собой один из важных системных предметов в биологическом образовании студентов. Этот курс дает общие положения и понятия систематизации самых различных материалов, учит студентов самостоятельному мышлению, анализу фактов и основам биологических систем. В лабораторном курсе по предмету представлены 4 основных модуля программы. Каждый модуль позволяет приобрести необходимые практические навыки работы в основных разделах систематики и таксономии, а также дает предметную наполняемость основных понятий данной дисциплины. В курсе лабораторных работ, помимо традиционных методик изучения и систематизации биологических материалов, применяется инновационный подход, связанный с применением новейших мультимедийных пособий. Кроме того, успешность выполнения заданий по курсу и приобретение необходимых навыков позволяет в дальнейшем студентам решать как узкобиологические задачи, например, связанные с коллектированием или определением растений и животных, так и задачи общего характера, связанные с описанием предметов и явлений, а также построением систем различного ранга. Помимо этого, учащимся прививаются азы общебиологической культуры, традиционно связанной с латинским языком, что необходимо для формирования компетентных бакалавров естественнонаучного образования.

Все задания лабораторных работ подразумевают в результате своего выполнения появление определенного навыка и закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях. Помимо прочего, основные понятия, особенности выполнения необходимых манипуляций с биологическим материалом, основы описания биологических объектов и построения систем, а также основы научной латыни входят в общий тестовый контроль по предмету, согласно модульной системе построения.

Модуль 1. Общие принципы и понятия систематики и таксономии

Тема практического занятия: Основные принципы систематики

Цель: научиться пользоваться основными принципами систематики и строить простейшие системы на основе определенных признаков.

Ход работы: Занятие проходит в 2 этапа. 1 часть проходит на экскурсии, где учащиеся записывают все увиденные ими объекты живого и неживого происхождения, а так же собирают листья основных пород деревьев и травянистых растений (по 4-5 видов).

На втором этапе в аудитории все увиденные объекты студенты распределяют по группам и строят систему окружающего мира:

Задание 1. Составить систему окружающего мира и определить признаки, по которым происходит разделение объектов.

Пример системы окружающего мира

Признаки (студенты формулируют самостоятельно):

1 – основные отличия живого и неживого

2 – происхождение

3 – тип метаболизма

4,5,6 – покровы тела

7, 8, 9 – строение стебля

В каждой группе отмечается один или несколько основных объектов.

Задание 2. Разделение видов внутри групп. По строению листьев определяется видовая принадлежность внутри каждой группы, деревья и травы отдельно. Определяются основные части листа и типы строения листьев, согласно схемам:

Тема практического занятия: Методы описания объектов

Цель: научиться правильно описывать предметы, находить отличия и сходство, определять закономерности развития и его возможные движущие силы.

Ход работы: Занятие проходит в 2 этапа, которые включают в себя описательную часть и анализ.

Задание 1. Описать какой либо простой предмет (например, карандаш, ручку, стул или стол) своими словами. Сравнить описания между собой. Выявить их отличия и сходства.

Задание 2. Описать этот же предмет согласно плану:

1. Форма, в сравнении с основными геометрическими фигурами

2. Размеры, относительно частей тела человека и метрическими единицами

3. Определить строение предмета, составляющие детали и их расположение

4. Выделить наиболее характерные черты и детали строения

5. Описать цвет и особенности поверхности предмета

6. Сравнить описания

Задание 3. Определить и записать основные формы предметов данного типа, показать их многообразие. Затем определить возможные линии эволюции предмета в процессе использования человеком. Определить основные движущие силы эволюции и построить схему временных изменений в виде дерева.

Тема практического занятия: описание зоологических и ботанических объектов

Цель: научиться описывать представителей животного и растительного мира

Оборудование: гербарные листы с цветковыми растениями, цилиндры с влажными препаратами животных, коллекция насекомых, чучела птиц.

Ход работы:

Задание 1. Согласно плану составить описание объектов.

Растения (рис. 1):

1. Строение и форма стебля

2. Строение и форма листьев

3. Строение и форма корня

4. Особенности биологии, согласно строению органов ( местообитание, экологическая форма и пр.)

Рис. 1

Беспозвоночные (рис. 2):

1. Покровы тела

2. Строение основных органов

3. Строение конечностей

4. Особенности структуры тела

Рис. 2

Птицы (рис. 3):

5. Окраска различных частей тела

6. Расположение глаз

7. Строение клюва

8. Строение лап

9. Особенности формы тела

Рис. 3

Задание 2. Сделать рисунок, соответствующий объекту и описанию. Указать на рисунке основные характерные черты объекту.

Модуль 2. Выделение систематических признаков и определительные ключи

Тема практического занятия: Выделение систематических признаков у моллюсков. Ключи.

Цель: Научится выделять основные систематические признаки на примере моллюсков. Научится составлять ключи и пользоваться ими.

Оборудование: коллекция раковин моллюсков.

Ход работы:

Задание 1. Выделить основные признаки в строении раковин моллюсков. Заполнить таблицу:

№	Название	Признак 1	Признак 2	Признак 3	Признак 4	Признак 5	Признак 6	Признак 7	Признак 8
1		+	+	-	-	+	-	+	-

Название заполнять после выполнения задания 5!!!!

Задание 2. Согласно выделенным признакам, разделить раковины на группы, расположив их отдельно друг от друга. Пример показан на схеме.

Задание 3. Построить схему деления раковин по признакам, цифрами указав признак, по которому происходит разделение группы, как показано на примере:

Задание 4. Составить «шведский ключ» используя полученную схему.

Пример:

1 (8) Раковина состоит из 2-х створок

2 (3) Раковина имеет светлую окраску……….

3 (2) Раковина имеет темную окраску

4 (5) Форма раковины овальная…….8

5 (4) Форма раковины треугольная

6 (7) Раковина имеет выраженный конек – I

7 (6) Раковина конька не имеет – II

Задание 5. С помощью ключа для определения моллюсков найти видовые названия для всех раковин и записать их в таблицу. Отметить тип ключа.

Ключ для определения раковин моллюсков:

1 (60). Раковина закручена спирально или имеет вид шапочки, цельная, нестворчатая (рис. 4). Голова обособлена.

Класс Брюхоногие Gastropoda

2 (47). Устье раковины не закрывается крышечкой. Дыхание легочное.

Отр. Легочные моллюски — Pulmonata

3 (6). Раковина в виде шапочки или щита, без завитка, с заостренной, слегка загнутой назад верхушкой.

Сем. Чашечки — Ancyllidae

4 (5). Раковина округло-овальная, шапочковидная. Верхушка ближе к заднему концу раковины, не­сколько склонена вправо. Отверстие широкое, яйцевидное, иногда почти округлое. Длина 7 мм, ширина 5 мм, высота 4 мм.

Речная чашечка — Ancylus fluviatilis (рис. 4, А).

5(4). Раковина удлиненная, в виде щита. Верхушка склонена влево. Отверстие овальное или эллипти­ческое, расширенное кпереди. Длина 7,5 мм, ширина 3-3,5 мм, высота 2-3 мм.

Озерная чашечка — Acroloxus (Ancylus) lacustris (рис. 4, Б).

Рис. 4. Чашечки:

А — речная (Ancylus fluviatilis); Б — озерная (Acroloxus (Ancylus) lacustris) : / — сбоку; 2 — сверху; X — передний конец.

6 (3). Раковина завита спирально.

7 (26). Раковина завита в одной плоскости. Завиток или совсем не возвышается над устьем, или поднимается очень мало. Устье неокруглое.

Сем. Катушки - Planorbidae.

8 (9). Раковина крупная, массивная, с 4-5 оборотами, темно-коричневого цвета. Последний оборот более выпуклый и крупнее остальных: Устье почко­видное, высота его больше ширины. Диаметр раковины до 35 мм, высота до 14 мм

Роговая катушка — Cpretus (Planorbis) Corne­lls (Рис. 5).

9 (8). Раковина меньших размеров.

10 (19). На последнем обороте раковины киль (рис. 6).

11 (14). Диаметр раковины более 10 мм, высота до 3 мм. Стенка толстая не просвечивает.

12 (13). Раковина темно-коричневая, матовая, с 5—6 оборотами, выпуклыми сверху и плоскими снизу, с глубоким швом. Устье косое, яйцевидное. На нижней стороне последнего оборота нитевидный киль. Диаметр раковины 12—20 мм.

Окаймленная катушка Planorbis planorbis (maigiiialus) (рис. 6 а).

Рис. 5. Схема измерения

А-Б — диаметр раковины; В—Г — высота раковины; Ц—Ж — высота устья; Б—Е — ширина устья.

13 (12). Раковина светло-коричневая, с 4-5 оборотами, равномерно выпуклыми с обеих сторон. Последний оборот вдвое шире предпоследнего, по его середине тянется острый киль. Устье косое, остроугольное. Диаметр раковины 14—17 мм

Килевая катушка – Planorbis carinatus (рис. 6 б).

Рис. 6.

14 (11). Диаметр раковины менее 10 мм. Стенка тонкая, просвечивающая.

15 (16). Раковина матово-желтая, с 6—7 оборотами. На последнем широком обороте ниже его середины тянется острый киль. Снизу поверхность оборо­тов плоская, сверху – слегка выпуклая. Диа­метр раковины 9—10 мм, высота 1,5 мм..

Катушка завиток – Anisus (Planorbis) vor-Dех (рис. 6 в).

16 (15). Раковина блестящая, желтоватая или коричневатая, с 4-5 оборотами. Последний значительно шире остальных. Сверху обороты выпуклые, сни­зу – вогнутые или выпуклые. Диаметр раковины до 7 мм.

17 (18). Раковина чечевицеобразная, блестящая, светло-розового цвета с килем посередине последнего оборо­та. Устье острояйцевидное. Диаметр раковины 4-6 мм высота 0,8 мм

Сплюснутая катушка – Hippeutis (Planor­bis) complanata

18 (17). Раковина сверху выпуклая, снизу плосковогнутая, с глубоким пупком, коричневая. Обороты просвечивают. Киль идет по нижней стороне последнего оборота. Устье косо-сердцевидное. Диаметр раковины 4,5 мм, высота 1,5 мм

Блестящая катушка — Segmentina (Pla­norbis) nitida

19. (10). На последнем обороте раковины нет киля.

20. (25). Обороты без резкой угловатости и без резко выраженных поперечных полос.

21 (22). Высота оборотов больше их ширины. Сверху они плоские или слегка вогнутые, хорошо видны; снизу раковина имеет глубокую впадину, и по­следний оборот почти закрывает все остальные. 7-8 оборотов навиваются плотно и равномерно, как у свернутого ремня. Диаметр раковины 5-6 мм, высота 2 мм.

Скрученная катушка — Anisus (Planorbis) contortus.

22 (21). Высота оборотов не больше их ширины. Низ раковины плоский, верх выпуклый.

23 (24). Раковина желтоватая, блестящая. 7-8 слегка угловатых оборотов; высота и ширина их почти одинакова. Устье косое. Диаметр раковины до 9 мм

Семиоборотная катушка — Anisus (Planor­bis) septemgyratus (рис. 7 а).

24 (23). Раковина светло-розовая. 5 округлых, неугловатых оборотов. Устье овальное. Диаметр раковины 6-7 мм

Спиральная катушка — Anisus (Planorbis) spirorbis (рис. 7 б).

25 (20). Обороты угловатые, с острыми и поперечными

ребрышками. Раковина матовая, светлая и прозрачная 3-4 оборота сверху плоские, снизу глубокая впадина. Диаметр 3-4 мм.

Гребнистая катушка — Armrger (Planor­bis) crista (рис. 7 в).

26 (7). Раковина завита в виде башенки или конуса с большим или меньшим количеством оборотов.

27. (42). Раковина завита вправо

Рис. 7.

27. (29). Раковина прозрачная, тонкостенная, светло-желтого цвета, блестящая, в виде пузыря. Последний оборот сильно вздут. Край мантии у живого мол­люска обволакивает почти всю раковину. Завиток слабо возвышается над краем устья. Высота раковины 10—15 мм

Слизистая плащеноска - Amphipeplea glutinosa.

29 (28). Раковина слабо-прозрачная в виде башенки или уха. Мантия не обволакивает раковины.

Сем. Прудовики — Limnaeidae.

30 (35). Высота завитка меньше высоты устья (рис. 8-10)

31 (32). Раковина округло-уховидная, светло-желтого цвета, высота и ширина ее приблизительно равны.

32 (31). Последний оборот очень сильно вздут. Ширина устья почти равна его высоте (17—23 мм). Высота раковины 25—40 мм, ширина 20—30 мм.

Ушковый прудовик — Radix (Limnaea) auricularia.

32 (31). Раковина продолговато-овальная, высота ее больше ширины. Ширина устья меньше его высоты (рис. 45, 46).

Рис. 8. Овальный прудовик Рис. 9. Вытянутый Рис. 10. Малый

А - с низким и Б - с высоким завитком. прудовик прудовик

33 (34). Раковина тонкостенная, яйцевидная, светло-желтая, иногда с темными пятнышками. Завиток низ­кий, высота его не более ¹/_i высоты раковины. Устье удлиненно-яйцевидное, высота его почти в два раза больше ширины. Высота раковины 20-26 мм, ширина 9—15 мм

Овальный прудовик — Radix (Limnaea) ova­ta (рис. 8).

34 (33). Раковина обычно толстостенная, удлиненно яйцевидная, темно-желтого цвета. Завиток кону­совидный, относительно высокий, около 1/3 вы­соты раковины. Устье овальное, высота его в 1,5 раза больше ширины. Высота раковины 7—20 мм, ширина 5—13 мм.

Вытянутый прудовик — Radix (Limnaea) pe­reger (рис. 9).

35 (30). Высота завитка или равна высоте устья, или больше ее.

36 (37). Высота завитка равна высоте устья или слегка больше. Последний оборот сильно вздут, широкий; завиток острый, конусовидный. Раковина грязно-желтого или темно-коричневого цвета, блестящая. Устье овальное или яйцевидное. Высота раковины до 60 мм

Обыкновенный прудовик - Limnaea stagnalis

37 (36). Высота завитка больше высоты устья. Последний оборот вздут не очень сильно.

38 (39). Раковина с 5—6 оборотами, сильно выпуклыми и расположенными уступами. Устье яйцевидное, сверху поугловатое. Раковина коническая, тонкостенная, серовато-желтого цвета. Высота ее до 10 мм

Усеченный, или малый, прудовик – Galba (Limnaea) truncatuja (рис. 10).

39 (38). Раковина с 6-7 оборотами, слабо выпуклыми, не образующими уступов. Устье сверху с острым углом. Высота раковины более 20 мм.

40 (41). Раковина твердостенная, конусовидная, коричневая или почти черного цвета, снаружи с попе­речными и продольными тонкими штрихами, из­нутри розовато-фиолетовая, блестящая. Высота завитка приблизительно в 1,5 раза более высоты устья. Обороты слегка выпуклые. Устье остро-яйцевидное. Высота раковины до 35 мм.

Болотный прудовик — Galba (Limnaea) раlustris.

41. (40). Раковина тонкостенная, башенковидная, цилиндрическая, темно-желтого цвета. Высота завитка в 2 раза больше высоты устья. Высота раковины до 18 мм. Высота устья до 5 мм

Гладкий прудовик — Galba (Limnaea) glab­ra

42. (27). Раковина завита влево

43. (46). Раковина прозрачная, блестящая, желтого цвета, вздуто-яйцевидная, высота ее до 15 мм. Завиток низкий, его длина не более высоты устья. У жи­вого моллюска пальцевидные лопасти мантии за­вертываются на последний оборот раковины.

Сем. Физы — Physidae

44 (45). Завиток тупой, слабо выдается над устьем

Рис.11. Речная живородка

Пузырчатая физа — Phvsa fontinalis

45 (44). Завиток острый, значительно выдается над устьем.

Заостренная физа — Physa acuta

46. (43). Раковина в виде веретена, коричневого цвета, блетящая, высота ее до 14 мм. Завиток высокий, в два раза длиннее высоты устья.

Аплекса — Aplexa hypnorum

47 (2). Устье раковины закрывается крышечкой. Дыхание жаберное

Отр. Переднежаберные моллюски — Prosobranchia.

48 (51). Раковины высотой до 45 мм, зеленовато-коричневого цвета, с 3 темными продольными полосами на последнем обороте.

Род Живородки—Лужанки — Viviparus

49 (50). Обороты сильно выпуклые, с глубоким швом и острой верхушкой. Высота раковины до 43 мм,ширина до 35 мм

Болотная живородка — Viviparus contectus

50 (49). Обороты слабо выпуклые, с неглубоким швом и тупой верхушкой. Высота раковины 25 мм, ширина до 26 мм

Речная живородка — Viviparus viviparus (рис. 11).

51 (48) Раковина высотой до 14 см, светло-коричневого цвета, с ярко-выраженными зубцами на завитках. Изнутри устья раковины обычно блестящее. Один из обычных видов Черного моря.

Рапана – Rapana thomasiana (рис. 12).

Рис. 12. Рапана

Рис. 13. Перловица

А - наружная сторона легой створки; Б — внутренняя сторона левой створ­ки; П — передний конец; 03 — основные зубы; В — верхушка; БкЗ — бо­ковые зубы; Р — задний конец.

60 (1). Раковина состоит из двух створок (правой и левой). Голова не обособлена

Класс Пластинча­тожаберные — Lamellibranchiata.

61 (62). Раковина трехгранная (треугольная), зеленовато-желтая, с коричневыми полосами. Замок состоит из одного центрального зуба. Пучок нитей – биссус. Длина раковины 3—5 см

Дрейссена — Dreissena (рис. 14).

62 (61). Раковина овальная или яйцевидная. Зубов нет или замок состоит из основного и боковых зубов. Биссуса нет.

63 (66). Раковина более 4 см и вытянута в длину. Вершина смещена к переднему более широкому краю. Ок­раска темная. Сифонов нет.

64 (65). Раковина без зубов, тонкостенная. Вершина узкая, не выступающая. Поверхность глянцевитая, темно-зеленого цвета с коричневым оттенком. Длина 7—20 см

Беззубка — Anodonta (рис. 15)

65 (64). Раковина с основным и боковыми зубами (рис. 56, Б) толстостенная. Вершина выпуклая.

Перловица – Unio (рис. 13)

66 (63). Раковина светло-окрашенная, округлой или неправильно-округлой формы.

67 (68). Раковина имеет четко выраженные концентрические ребра, идущие от центра к краю (рис. 16)

Мия — Mya arenaria

Рис. 16. Мия

68 (67). Раковина имеет продольные ребра, сходящиеся на вершине раковины.

69 (70). Поверхность раковины неровная, бугристая, ребра выражены слабо (рис. 17).

Устрица - Ostrea taurica

Рис. 17. Устрица

70 (69). Поверхность раковины более-менее ровная, ребра четкие, правильной формы.

71 (72). У вершины раковины есть четко выраженные выросты в виде «ушек» (рис. 18)

Гребешок - Flexopecten ponticus

Рис. 18. Гребешок

72 (71). Ушек у вершины раковины нет

73 (74). Раковина толстостенная, изнутри матово-белая. Замок в виде «гребешка» (рис. 19)

Кунеарка - Cunearca coronea

Рис. 19. Кунеарка

74 (73). Раковина тонкостенная, изнутри бежевая или темная, замок с зубами (рис. 20).

Кардиум – Cardium

Рис. 20. Кардиум