Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы фаунистики. Учебно-методические рекомендации для магистров
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Ульяновский государственный педагогический университет
имени И.Н. Ульянова»
(ФГБОУ ВО «УлГПУ им. И.Н. Ульянова»)
Артемьева Е.А.
МЕТОДЫ ФАУНИСТИКИ
Учебно-методические рекомендации
Ульяновск
2017
1
УДК 574 (075.8)
ББК 28.085я73
А 86
Печатается по решению редакционноиздательского совета ФГБОУ ВО
«УлГПУ им. И.Н. Ульянова»
Составитель:
Артемьева Е.А. – доктор биологических наук, профессор кафедры географии и
экологии Ульяновского государственного педагогического университета имени
И.Н. Ульянова.
А 86 Артемьева Е.А.
Методы фаунистики: учебно-методические рекомендации для магистров
направления подготовки 44.04.01 Педагогическое образование. Профиль: Геоэкология и
химия окружающей среды, для бакалавров направления подготовки 44.04.01 Педагогическое
образование (уровень бакалавриата), 050100 Педагогическое образование: профиль
География с дополнительным профилем Экология (очная форма обучения), 050100
Педагогическое образование: профиль География (заочная форма обучения), 44.03.05
Педагогическое образование по профилю География с дополнительной специальностью
Иностранный язык (очная форма обучения), для бакалавров направления подготовки
06.03.01 Биология: профиль Экономика природопользования (очная форма обучения),
020400.62 Естественнонаучное образование: профиль «Биология» 020400.62 «Биология»
(очная форма обучения), 050100 Педагогическое образование: профиль Биология с
дополнительной специальностью Химия (очная форма обучения), 44.04.01 Педагогическое
образование (уровень бакалавриата), 050100 Педагогическое образование: профиль
География с дополнительной специальностью Биология (очная форма обучения),
Квалификация (степень) выпускника: магистр (заочная форма обучения), бакалавр (очная и
заочная формы обучения). / Артемьева Е.А. – Ульяновск: ФГБОУ ВО «УлГПУ им.
И.Н. Ульянова», 2017. – 178 с.
6+
Учебно-методические рекомендации предназначены оказать методическую помощь
магистрам и бакалаврам в изучении дисциплин «Экология животных», «Общая экология», «ОВОС»,
Методы биологического контроля окружающей среды», «Мониторинг природных экосистем»,
«История и методология экологии и природопользования», «Методика эколого-географических
исследований», «Современные проблемы экологии и природопользования», «Глобальные и
региональные антропогенные изменения экосферы», «Охрана уникальных природных объектов»,
«Охрана уникальных памятников природы», «Методы фаунистики», «Зоология беспозвоночных»,
«Зоология позвоночных», «Биогеография животных», «Стратегия охраны биоразнообразия».
УДК 574 (075.8)
ББК 28.085я73
© Артемьева Е.А.
© ФГБОУ ВО «УлГПУ им. И.Н. Ульянова»
2
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие методические рекомендации по изучению дисциплины…….
4
2. Методические рекомендации по подготовке к практическим
занятиям и организации самостоятельной работы студентов при
изучении отдельных тем дисциплины……………………………………
6
3. Полевая практика по экологии животных и региональной фауне…..
85
4. Экскурсии в природу
160
5. Литература
168
3
1. Общие методические рекомендации по изучению дисциплины
Понятие о фауне
Понятие о фауне. Фауна – богиня лесов и полей, покровительница диких
животных и стад.
Фауна – это исторически сложившийся комплекс животных
определенного географического региона. Складывается из различных
фаунистических комплексов, которые проникали на данную территорию в
разное историческое время. Происхождение фаунистических комплексов
устанавливают по совпадению ареалов видов, из которых он слагается, по
связям с флористическими сообществами, по связям с определенными
ландшафтами.
Фаунистические комплексы – тундровый, таежный, лесной, степной,
полупустынный, пустынный, пантропический, палеотропический, др.
Виды-автохтоны (происхождение связано с данным регионом) и виды-
иммигранты (проникшие позже из пограничных областей) составляют
незначительный процент – до 10% в региональной фауне.
Фауна – часть биоты. Биота включает в себя флору и фауну (Биота –
флора и фауна). Биота – часть биома. Биом включает в себя биоту, природный
ландшафт и климатические условия местности (Биом – биота, ландшафт,
климат). Биом – зональный тип экосистемы.
Географический элемент (ареальные группы) и географо-
генетические группы (группы таксонов, имеющие общий географический
генезис).
Эндемики и реликты. Вид, имеющий ограниченный ареал и
встречающийся только в пределах какой-либо области, называется эндемиком.
Эндемичность может изменяться со временем. Вид или группа, возникшие в
данном месте, называются автохтонами, а само место – центром
происхождения. Часто виды-эндемики являются и автохтонами. Виды и
группы, издавна обитающие в данной местности, называются аборигенами
(коренными видами). Вид, сохранившийся до наших дней из прошлых
геологических эпох, называется реликтом.
Фауны зависят от типа растительности, климата, рельефа, истории
развития региона. Фауны всегда гетерогенны. Этот принцип универсален в
формировании фаун (Артемьева, Масленникова, 2014).
Основные понятия экологи животных
Экология – наука о взаимоотношении организма с внешней средой, о
влиянии внешней среды на организм, сообщество организмов.
Объект (предмет) изучения экологии – организм, популяция, вид,
биоценоз, экосистема и их взаимоотношения с внешней средой.
Отрасли экологии: факториальная экология, популяционная экология,
прикладная экология, экология человека, демэкология, синэкология, общая
экология, мониторинг и биоиндикация, др.
Различают разделы экологии: экология особей, популяций, сообществ.
4
Методы экологии: математический, моделирование систем,
популяционный, др.
Основные понятия: экосистема, экологическая ниша, экологическая
группа, жизненная форма, популяция.
Факторы окружающей среды (лимитирующие факторы):
Абиотические – температура, освещенность, влажность, давление,
рельеф, содержание кислорода, соленость, др.
Биотические – конкуренция, трофические связи, хорические связи, др.
Антропические – распашка земель, выжигание травостоя, урбофакторы,
замусоривание, загрязнение отходами производства, др.
Трофические группы животных:
Монофаги, олигофаги, полифаги.
Фитофаги (филлофаги, ризофаги, ксилофаги, карпофаги, антофилы),
зоофаги (хищники, энтомофаги), микофаги, сапрофаги (детритофаги,
сапротрофы), копрофаги, некрофаги, экто- и эндопаразиты, паразитоиды.
Оптимальные условия среды обитания видов определяют дисперсию,
оптимум и пессимум популяций.
Эврибионтность и стенобионтность:
1. Эври-, стенобатные виды.
2. Эври-, стеногалинные виды.
3. Эври-, стенотермные виды.
Стрессирующие условия среды и тренды развития. Флуктуирующая
асимметрия как проявление шума развития и отражение влияний условий
развития. Значение учета фенодевиаций и асимметричных особей при
проведении мониторинга и биоиндикации среды обитания. Значение
признаков-маркеров и тест-объектов в мониторинге природных популяций.
Экологические типы (группы) и жизненные формы. Адаптивные
признаки – приспособление к определенной среде обитания.
Основные среды жизни: водная (пресноводная и морская), наземная,
воздушная, почвенная, живые организмы (растения и животные).
Цепи питания, трофические (пищевые) связи. Трофические
пирамиды.
Уровни экологической пирамиды: продуценты, консументы (I-II-III-IV-
порядков), редуценты.
Понятия: биотоп, стация, популяция, вид, ареал, природная зональность,
зональный тип экосистем (биом), биота (флора и фауна).
Устойчивость природных сообществ, стабильность экосистем. Сукцессия.
Климаксное сообщество.
Биосфера (+ 20 км до – 11 км) – живая оболочка планеты. Почва –
биокосное тело. Учение Вернадского о биосфере: ноосфера – сфера разума.
Органогенные вещества: кислород, азот, водород, углерод. Биогенный
круговорот веществ – основа жизни на Земле.
Области жизни в морях и океанах: литораль, плейстон, нейстон,
планктон, нектон, бентос, абиссаль.
5
Природные зоны. Основные типы биомов (зональных типов
экосистем) Земли:
Арктические пустоши.
Тундра, лесотундра.
Тайга.
Смешанные леса.
Мелколиственные леса.
Широколиственные леса.
Степи, лесостепь.
Пустыни, полупустыни.
Вечнозеленые жестколистные леса.
Высокогорья.
Саванны и редколесья.
Субэкваториальные муссонные леса.
Экваториальные дождезеленые леса.
Болота, луга, солончаки, мангры.
Пресные водоемы.
Моря и океаны, коралловые рифы.
2. Методические рекомендации по подготовке к практическим занятиям
и организации самостоятельной работы студентов
при изучении отдельных тем дисциплины
Изучение биоразнообразия беспозвоночных животных
Многообразие голых амеб. Амеба бородавчатая – Amoeba verrucosa.
Размеры 80–350 нм. Клетка покрыта пелликулой. Часто неподвижна.
Псевдоподии короткие, широкие, складчатые. Поверхность клетки
бородавчатая. На водных растениях, во мху. Питается нитчатыми водорослями.
Развивается в рисовой культуре.
Амеба зеленая – Amoeba polypodia (= viridis). Мельче предыдущего вида.
Полупрозрачна, заметны вакуоли. Большое количество прозрачных коротких
игловидно-лопастевидных псевдоподиПсевдоподии резко различны по
размерам. Малоподвижна. В культурах с одноклеточными водорослями
становится зеленой. Развивается в рисовой культуре.
Амеба радиальная – Amoeba radiosa. Размеры менее 100 нм.
Псевдоподии тонкие, длинные, игловидные. Форма клетки звездчатая. Болота,
на водных растениях. В рисовых культурах редка.
Амеба лимакс – Amoeba limax. Размеры 200 нм. Форма клетки
вытянутая. Псевдоподия одна. Передвигается достаточно быстро. Развивается в
рисовой культуре.
Амеба протей – Amoeba proteus. Размеры 300–2000 нм. Крупная,
подвижная. Псевдоподии хорошо выражены. Одноядерная форма. Развивается
в рисовой культуре.
6
Амеба пеломикса – Pelomyxa sp. Размеры 200–2000 нм. Крупная,
малоподвижная, многоядерная. Форма клетки неправильная. Ложноножки
слабо выражены. Развивается в сенной культуре.
Приготовление культур простейших. Дрожжевая культура. Развести
до консистенции молока пекарские дрожжи, добавить 1–2 капли в пробирку с 5
мл отстоянной воды. Заселить 5–6 каплями из старой культуры. Подкармливать
2 раза в месяц.
Молочная культура. Довавить 2–3 капли снятого молока в пробирку с 5
мл отстоянной воды. Заселить 5–6 каплями из старой культуры. Подкармливать
2 раза в месяц.
Рисовая культура. Рис обварить, но не кипятить. Рисинки разложить в
чашки Петри по 3–4 шт. и залить отстоянной водой. Через 2–3 суток заселить
5–6 каплями из старой культуры. Рис лучше брать длиннозерный. Пересевать
через 2–3 месяца.
Моховая культура. Сухой мох (сфагнум, кукшкин лен, др.) замочить
отстоянной водой. Просмотреть в микроскоп через 4–5 суток. Аналогично
заложить культуру на лишайнике и березовых ветках, наблюдать для
сравнения.
Навозная культура. 200 г свежего конского навоза измельчить, залить 1
л кипятка. Долить 0,5 л отстоянной воды. Через 4–5 суток заселить из старой
культуры.
Уход за культурами: по мере необходимости доливать отстоянной водой
до определенного уровня; делать отверстия в образующейся на поверхности
пленке для аэрации, проводить подкормку и пересев.
Смена групп беспозвоночных в культурах: голые амебы раковинные
амебы солнечники жгутиковые инфузории ресничные черви
нематоды и коловратки пресноводные кольчецы водные клещи.
Методика просмотра культур простейших:
Для просмотра дрожжевой и молочной, навозной культур, заложенных в
пробирках, перенести пипеткой с поверхностой пленки 2–3 капли каждой
культуры на предметные стекла. Рисовую культуру просматривают при малом
увеличении микроскопа непосредственно в чашках Петри. Для просмотра
моховой культуры берут 2–3 капли из различных е участков.
Культуры просматривают не реже 1 раза в 2 недели. Стаят даты
просмотра, отмечают изменения в составе видов, указывают их количество.
Наблюдения фиксируют в специальном дневнике. Наблюдают за
развитием культуры, ее кульминацией и постепенным угасанием.
Характеристика состояния культур простейших:
Провести качественный анализ культур. Указать встреченные виды
простейших и других беспозвоночных, степень их активности, число
пищеварительных вакуолей в клетках, наличие делящихся форм.
Провести количественный анализ культур. Указать число особей каждого
вида, находящихся в поле зрения при определенном увеличении микроскопа,
степень встречаемости каждого вида: редок (+), обычен (++), массовый (+++).
Отметить приуроченность каждого вида к определенному участку культуры.
7
Зарисовать встреченные виды, соблюдая их относительные размеры.
Сфотографировать, снять на видео внешний облик культуры и ее обитателей.
Многообразие инфузорий в культурах. Paramecium caudatum –
инфузория туфелька. Относится к Равноресничным инфузориям. Хорошо
культивируется в сенной, навозной, молочной культурах. Культура
закладывается за 2–3 недели до начала занятий. Через 4–5 суток культуру
заселяют инфузориями. Молочную культуру заселяют сразу же после закладки.
Paramecium aurelia. Относится к Равноресничным инфузориям.
Встречается в культурах совместно с инфузорией туфелькой; отличается от нее
меньшими размерами и слегка бобовидной формрй клеток.
Litonotus sp. – литонотус. Относится к Равноресничным инфузориям.
Развивается в культурах с опавшей листвой, настоях молодых березовых веток,
рисовой культуре. Размеры крупные (400–1000 нм). Форма клетки
кушнообразная. Окраска фиолетовая, лиловая. Реснички расположены рядами,
движение плавное. Заметна работа околоротовых ресничек. Сократительная
вакуоль крупная в задней части клетки. Пищеварительные вакуоли округлые,
многочисленные.
Spirostomum sp. – спиростомум. Относится к Разноресничным
инфузориям. Развивается в старых культурах на опавшей листве, в старых
аквариумах. Размеры крупные, до 2000 нм. Форма клетки вытянутая,
червеобразная. Движение плавное, изгибающееся. Развито предротовое
углубление с крупными ресничками. Ядро длинное четковидное.
Сократительная вакуоль крупная, занимает 1/5 часть клетки, расположена в
задней части клетки.
Stylonychia sp. – стилонихия. Относится к Брюхоресничным
инфузориям. Развивается в культурах совместно с инфузорией туфелькой.
Характерны ползание и прыжки за счет развитых цирр (хвостовых, краевых,
лобных, брюшных, анальных). Форма клетки уплощенная. Характерно
мерцание спирально расположенныхоколоротовых ресничек, округлая
пищеварительная вакуоль. Сократительная вакуоль у заднего края
предротового углубления, приводящий канал направлен вперед.
Euplotes sp. – эвплотес. Относится к Брюхоресничным инфузориям.
Клетки округлые, прозрачные. На заднем конце клетки, в центральной части
выражены реснички. Выражена продольная исчерченность. Способны плавать
и ползать.
Urostyla sp. – уростила. Относится к Брюхоресничным инфузориям.
Размеры 400 нм. Развивается в гниющих культурах, рисовой культуре, в старых
аквариумах. Клетки удлиненные, закругленные с концов. Окраска черноватая,
фиолетовая. Выражен венчик плотных ресничек на переднем конце клетки,
вокруг ротового отверстия. Развиты длинные реснички на заднем конце клетки.
Движения изгибающиеся. Хищные формы.
Vorticella sp. – сувойка. Относится к Кругоресничным инфузориям.
Развивается в молодых навозных и рисовых культурах, на листьях и стеблях
хризантем. Развиты околоротовые крупные мембранеллы (движутся против
часовой стрелки). Крупная прозрачная сократительная вакуоль. Мелкие
8
пищеварительные вакуоли. Заметен макронуклеус. Развит стебелек,
втягивающий клетку при раздражении. Имеет бродяжек (цилиндрические,
реснички на обоих концах клетки).
Askenasia sp. – аскеназия. Относится к Малоресничным инфузориям.
Размеры мелкие (50 нм). Форма клеток шарообразно-овальная. На переднем
конце клетки развит венчик ресничек. Движение скачкообразное. Держится в
поверхностых слоях культуры.
Биоразнобразие инфузорий Европейской части России (Ульяновской
области)
Планктонные инфузории. Как правило, приспособлены к парению в
толще воды. Имеют обтекаемую форму тела, венчик ресничек, мембранелл.
Для бассейна среднего течения р. Волги характерны: Tintinnidium fluviatile,
Strombidium viride, Codonella cratera, Strombidium velox, Tintinnopsis cylindrata,
Phscolodon vorticella, Stokesia vernalis, Ulotricha pelagica, Mesodinium pulex,
Coleps hirtus, Paradileptus elephantinus, Carchesium pectinatum, Epistylis rotans,
Tintinnidium pusillum, Vaginicola crystallina, Halteria grandinella, Vorticella
anabaena.
Эпибионтные инфузории. Прикрепленные инфузории имеют
приспособления к сидячему образу жизни, – бокаловидное тело, ротовое
отверстие, окруженное венчиком ресничек или мембранелл на переднем конце
тела, редукцию соматической цилиатуры, стебелек или подошву, подвижные
расселительные стадии. Часто образуют древовидные колонии или выделяют
на поверхности защитную раковину. В зависимости от субстрата различают
эпифитные формы (поселяются на высших растениях, водорослях) и эпизойные
формы (поселяются на активно передвигающихся беспозвоночных животных).
Для бассейна среднего течения р. Волги характерны эпифиты (рядом указан
субстрат) Cothurnia imberbis – Spirogyra, Epistylis – Aphanisomenon flos-aquae,
Opistostyla – Melosira, Rhabdostyla – Melosira, Vaginicola crystallina – Melosira,
Vorticella anabaena – Anabaena spiroides – A. scheremetievi, Vorticella fasciculata
– Uroglenopsis americana, V. pelagica – Melosira, V. sphaerica – Asterionella
formosa; эпизойные формы: Сothurnia canthocampti – Canthocamptus staphylinus,
Epistylis anastatica – Cyclops vicinus, E. diaptomi – Diaptomus gracilloides,
Opercularia – Chironomus plumosus, Podophrya cyclopum – Cyclops, Rhabdostyla
bosminae – Bosmina coregoni, R. congregata – Brachionus caliciflorus, R. conipes –
Daphnia pulex, Sphaerophrya stokesii – Stokesia vernalis, Tocophrya cyclopum –
Cyclops, T. quadripartita – Epistylis rotans, Vorticella campanula – Dreissena
polymorpha, V. conochili – Conochilus unicornis.
Бентосные инфузории. Определяющим фактором при формировании
сообщества является характер донного осадка. На песчаных грунтах
развивается псаммофильное сообщество, на илистых и детритных –
сапробионтное.
Псаммофильное сообщество характеризуется приспособлениями к жизни
в тонких капиллярных пространствах: высокая сократимость тела, лентовидное
или нитевидное тело, сильно обособленный передний конец тела.
9
Сапробионтное сообщество может быть анаэробным и аэробным, в
зависимости от отношения инфузорий к содержанию кислорода и сероводорода
в среде.
Представители анаэробов: Caenomorpha medusola, Discomorphella
pectinata, Epalxella striata.
Представители аэробов: Lacrymaria olor, Loxodes rostrum, Chilodonella
uncinata, Colpoda inflata, Colpidium colpidium, Glaucoma scintillans, Cinetochilum
margaritaceum, Stylonichia putrina, Spirostomum teres, Paramecium caudatum.
Сообщество инфузорий, связанное с разложением органики в кислой
среде, представлено обитателями сфагновых болот и торфяников.
Эвритопные инфузории. В некоторых местообитаниях формируются
производные сообщества, состоящие из эвритопных видов. Почвенные формы –
Colpoda, Chilodonella, Colpidium. Виды, обитающие в грунтовых водах –
Colpoda, Glaucoma. Инфузории временных водоемов и местообитаний –
Paramecium, Ulotricha, Litonotus, Stylonichia. Обитатель пенных гнезд цикад –
Colpoda steini.
Исследование водных таксоценозов простейших
Оборудование: пробирки, стеклянные банки, пинцеты, длинные и
короткие пипетки, блокнот, простой и восковой карандаши.
Цель: исследование видового состава простейших водоемов города и его
окрестностей.
Задачи: собрать материал (пробы воды и грунта, водных растений из
различных водоемов) в отдельные пробирки; исследовать пробы в лаборатории
под микроскопом; выделить доминирующие группы для каждого из
исследованных водоемов; оценить видовое разнообразие; определить
характерные особенности каждого из иследованных сообществ простейших.
Простейшие, в частности, инфузории – одна из наиболее доступных и
информативных групп беспозвоночных, обитающих в чертенаселенных
пунктов. Для каждого водоема характерен свой таксоценоз инфузорий
(комплекс таксонов, связанных общей средой обитания).
Сообщество инфузорий в водоеме можно разделить на три крупных
экологических комплекса.
Исследование водоема на сапробность
Оборудование: предметные стекла, металлические или пластиковые
решетки, шелкие нитки, ножницы, блокнот, простой карандаш, пробирки.
Цель: определить степень загрязненности водоемов на территории
населенного пункта и его окрестностей.
1. Собрать пробы воды и грунта из разных водоемов в отдельные
пробирки.
2. В лаборатории исследовать материал под микроскопом, определить
видовой состав инфузорий (других простейших), выделить доминирующие
виды.
3. Выделить из водоема методом обрастания инфузорий (и других
простейших), колонизирующих предметные стекла. Для этого предметные
стекла подвесить или разместить на решетках на глубине 0,5 м на течении и на
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]