Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экология животных. Учебник
.pdf
141
по всей жидкости. Если же раствор токсичен или его концентрация значительно
выше оптимальной, то они сразу же резко изменят поведение, быстро удаляясь
от проникающего в их среду солевого раствора в более отдаленные части капли, а после выравнивания концентрации солевого раствора в обеих кашлях жи-
вотные скоро прекратят движения и погибнут.
4. Исследовать описанным способом реакцию подопытного вила про-
стейших на все приготовленные солевые смеси и растворы и сделать выводы о
наиболее благоприятных условиях солености солевого состава среды для этого
вида, внося при этом поправку на разведение солевого раствора в два раза —
каплей среды.
Сделать выводы о влиянии солености среды на поведение простейших.
Практическая работа 2.5. Влияние солености среды
на выживаемость водных животных
Материалы и оборудование: банки стеклянные (кристаллизаторы), по-
варенная соль, солевая смесь Вант-Гоффа (так называемая морская соль) или
компоненты для ее приготовления, весы с разновесом, мерный сосуд, дистиллированная или чистая дождевая вода, корм для животных (дафнии или другие
рачки для рыб и личинок тритонов и т.д.), животные — мелкие пресноводные
рыбы, личинки земноводных (головастики), моллюски или другие.
Общие указания. Влияние солей на водные организмы сложно и много-
образно. Выполняя задачу, можно ограничиться изучением двух вопросов:
1) показать токсическое действие чистых солевых растворов (например, пова-
ренной соли) и нетоксичности некоторых солевых смесей (например, морской
соли и др.) при той же концентрации растворов и 2) изучить влияние осмотиче-
ского давления, т.е. концентрации солевых растворов на выживаемость водных
организмов.
Для решения этих вопросов необходимо поставить две серии опытов: одну серию с разными концентрациями морской соли (уравновешенной солевой
смеси Вант-Гоффа) и вторую — с теми же концентрациями чистой поваренной соли.
Солевая смесь Вант-Гоффа состоит из следующих компонентов:
NaCl = 237,5 г MgCl2 = 34,2 г КСl = 7,5 г MgSO4 = 21,0 г СаСl2 = 5,1 г,
142
которые растворяют в 2,75 литрах дистиллированной воды для получения
10-процентного раствора. Необходимые для опытов концентрации солевых
растворов готовят, разбавляя этот раствор дистиллированной водой.
В качестве подопытных животных можно брать мелких пресноводных —
личинок земноводных, мальков или мелких взрослых рыб, моллюсков, рачков
и т.д. Эти виды животных обладают разной чувствительностью к солевым рас-
творам; поэтому опыты с солевыми смесями и концентрациями следует прово-
дить на животных одного вида и возрасти.
Подробности опыта (размер сосудов и количество воды для содержания
животных, характер содержания и кормления и т.д.) определяются видом под-
опытных животных.
Порядок работы [4]
1. Приготовить стеклянные банки и растворы NaCI и «морской соли» для
помещения экспериментальных животных, причем изготовляют 3–5 концентраций растворов каждой соли (от 1–2 промилле до 40–50 промилле) в дистил-
лированной и чистой снеговой или дождевой воде. В каждый сосуд помещают
по 3–5 или больше животных и, записав время начала опыта, наблюдают за поведением и временем отмирания животных в отдельных сосудах. Наблюдения
записывают в форме протокола, учитывая время отмирания животных в каждом
из сосудов.
2. Опыт продолжают до тех пор, пока в живых останутся животные толь-
ко в одном из сосудов, именно в сосуде с оптимальной концентрацией и нетоксичным составом солевого раствора. Окончив опыт, делают выводы о наиболее
благоприятном составе и концентрации солевого раствора для нормальной
жизнедеятельности данного вида.
При учете результатов могут быть обнаружены значительные индивиду-
альные различия между животными в их отношении к разным концентрациям
и составу солевых растворов. Эти различия могут иметь разную природу, и для
их выяснения желательно поставить специальную серию опытов, пронумеровав, взвесив, измерив каждое подопытное животное. Затем учитывают судьбу
каждого отдельного животного и по результатам делают выводы о характере
различий между животными в их отношении к испытанным солевым растворам.
3. Приводим примерную схему протокола опыта по изучению влияния
солености на выживаемость водных организмов (табл. 3).
143
Таблица 3
Схема протокола опыта по изучению влияния солености
на выживаемость водных организмов
Название животных
Состав
солевого раствора
Концентрация солевого
раствора, %
Дата и время
начала опыта
Число животных
в опыте
Время гибели
Первого
животного
Время гибели второго
и следующих животных
Время гибели
последующего животного
Процент погибших
животных за время опыта
Время выживания
животных в опыте
(от ____
до ____)
Сделать выводы о влиянии реакции среды на выживаемость животных,
а также об оптимальных величинах солености для нормальной жизнедеятель-
ности животных.
Практическая работа 2.6. Определение предпочитаемой
солености некоторыми животными
в условиях градиента солености почвы
Материалы и оборудование. Плоский открытый ящик с почвой, матери-
алы и оборудование для определения солености почвы поваренная соль
(или солевые смеси), подопытные животные (дождевые черви, улитки или др.).
Общие указания. Предпочитаемую соленость почвы можно определять
только для животных, которые в естественной обстановке касаются почвы открытыми, влажными участками поверхности тела, имеющими органы химиче-
ского чувства (черви, улитки, слизни, земноводные и др.).
Для опыта в плоский длинный ящик накладывают участками почву так,
чтобы участки располагались в порядке возрастающей солености вдоль ящика.
На всех участках поверхности почвы равномерно распределяют подопытных животных и наблюдают за их поведением на каждом из участков. Через 2–
4 часа или более учитывают распределение животных в ящике и по преоблада-
нию животных на каком-либо из участков делают выводы о предпочитаемой
данным видом солености. Для большей точности результатов опыт повторяют
2–3 раза, всякий раз выпуская в ящик одновременно не менее 20–30 животных.
144
Порядок работы [4]
1. Приготовить ящик и разместить в нем участки почвы разной солености
для образования градиента солености вдоль ящика. Толщина слоя почвы —
в зависимости от вида подопытного животного должна быть от 4–5 до 8–10 см.
Различие в солености участков обеспечивается предварительной добавкой
к ним разных количеств поваренной или иной соли и тщательным размешива-
нием почвы с солью. Еще лучше соль растворить в воде в разных концентрациях и этой водой полить почву участков, выливая на каждый из них равное ко-
личество раствора, чтобы влажность участков была одинаковой.
Перед опытом из подготовленных участков берут пробу почвы для точного определения содержания растворимых солеи в каждом.
2. Подготовив участки почвы и создав градиент солености, на каждый
участок помешают — в зависимости от величины животных и участков — но
5–10 или более животных и наблюдают за их поведением. Основные данные —
процентное содержание соли в каждом участке, вид животных, их количество,
время начала и окончания опыта заносят в протокол.
3. Учет распределения животных по участкам лучше производить 2–3 ра-
за в течение опыта, через каждые 30–60 мин. В перерывах между записями или
в конце опыта определяют соленость почвы на каждом из участков.
4. По окончании наблюдений точно подсчитывают животных, располо-
женных как на поверхности, так и в толще почвы каждого из участков, определяют изменение в сравнении с первоначальным размещением животных (в про-
центах) и делают вывод о предпочитаемой данным видом солености почвы.
5. Приводим схему протокола для записи опытов по определению предпочитаемой животными солености почвы (табл. 4).
Таблица 4
Схема протокола опыта по изучению влияния солености
на выживаемость водных организмов
Номера
участков
Процент-
ное
содержа-
ние солей
Количество
выпу-
щенных
животных
Количество животных
на поверхности почвы
Общее количество
животных на участке
Через
30
минут
Через
60
минут
Через
90
минут
В абсо-
лютных
числах
В % к перво-
начальному
количеству
живых
мертвых
живых
мертвых
живых
мертвых
145
Сделать выводы о предпочитаемой солености некоторыми животными
в условиях градиента солености почвы.
Практическая работа 2.7. Определение предпочитаемой
некоторыми животными реакции среды
в условиях градиента рН почвы
Материалы и оборудование. Плоский, открытый ящик с почвой или
песком, материалы и оборудование для определения рН, органическая кислота
и щелочь, подопытные животные (дождевые черви, наземные улитки, слизни или др.).
Общие указания [4]. Задачу выполняют как и предыдущую, но вместо
градиента солености в ящике обеспечивают градиент рН почвы. Этот градиент
создается добавлением разных количеств кислоты или щелочи к участкам поч-
вы с последующим определением их рН по Михаэлису.
Так как рН богатых перегноем черноземных почв из-за их буферности
изменять трудно, то лучше брать суглинистые или песчаные почвы (или чистый
песок).
Порядок работы
Величину рН каждого участка следует определять спустя 1–2 ч после по-
лива его раствором, беря пробы в момент проведения опыта. В остальном порядок работы, наблюдения и их запись те же, что и в предыдущей задаче.
На основании полученных результатов сделать соответствующие выводы.
Сделать выводы о предпочитаемой некоторыми животными реакции
среды в условиях градиента рН почвы.
Практическая работа 2.8. Определение влажности,
предпочитаемой роющими животными
Материалы и оборудование. Металлическая или деревянная коробка
с почвой, длинная металлическая клетка или акватеррариум для грызунов, почвенные стаканчики (бюксы), сушильный шкаф, весы с разновесом, корм и гнез-
довой материал (вата), подопытные животные: лучше дождевые черви, мыши,
полевки.
Общие указания. Задача сводится к созданию горизонтального градиен-
та влажности почвы в ящике, клетке или сосуде с последующим определением
влажности каждого участка с целью установить влажность, наиболее предпочи-
таемую тем или иным животным.
146
Для опытов с червями можно использовать длинный ящик или коробку,
в которую насыпают ровным слоем в 3–5 см участки почвы (лучше чернозема)
с разной влажностью. Почву для разных участков в приборе можно либо
увлажнить в отдельном сосуде до желаемой степени, либо непосредственно
смачивать почву в приборе (ящике), доливая разное количество воды на от-
дельные ее участки.
Для опытов с грызунами необходим просторный акватеррариум или ме-
таллическая клетка с крышкой и одной стеклянной стенкой для наблюдения
за животными. Гигроградиент — приборы с почвой и животными устанавливать в лаборатории так, чтобы другие факторы (свет, температура, а для грызунов также шумы и наличие людей) не влияли на поведение животных.
Порядок работы [4]
1. Приготовить ящик с тонким слоем (4–5 см) разрыхленной почвы.
2. Обеспечить градиент влажности этой почвы от совершенно сухого
участка с одной стороны ящика до полужидкой грязи на другом его конце.
Участки почвы с разной влажностью разделить метками на стенке ящика
и пронумеровать, взять пробы почвы в почвенный стаканчик и определить
их влажность.
3. На каждый участок почвы положить одинаковое число червей (по 5–
10 шт.) и наблюдать за их поведением.
4. Спустя 3–5 часов подсчитать червей как на поверхности почвы каждого
из участков, так и зарывшихся в нее. Для этого, начав с одного конца, осторожно выбирают почву из ящика или передвигают ее мелкими порциями в сторону,
чтобы не пропустить ни одного животного.
Результаты опыта записать. После определения влажности почвы в каж-
дом из участков прибора сделать выводы о предпочитаемой червями влажности почвы в данных условиях опыта (температуры, солености почвы и т.д.).
Темы «Экология популяции животных», «Динамика популяции»
Практическая работа 2.9. Решение задач на определение плотности,
численности, смертности и возрастной структуры популяции
Цель. Закрепить знания по вопросам характеристики и структуры попу-
ляций, научиться решать экологические задачи.
Задание. Используя материалы лекций и практической работы решите
задачи и сделайте выводы.
147
Задача 1. Динамика плотности популяции.
Условие: при учете популяции дикого голубя в первый год было выявле-
но 130 особей/га. За период размножения (1 раз/год) из одной кладки яиц
в среднем выживает 1–3 птенца (плодовитость). В данной популяции равное
соотношение самцов и самок. Смертность голубя — стабильная величина,
удельная смертность составляет 27 % в год.
Задание: на основании этих данных и приведенных ниже формул опре-
делите, как будет меняться плотность популяции голубя в течение ближайших
5 лет. Сделайте соответствующие выводы и заполните таблицу.
Решение.
1. Рождаемость = плотность самок × плодовитость.
2. Смертность = общая плотность популяции × удельная смертность.
3. Р
n + 1
= Рn + Рождаемость – Смертность,
где Р
n + 1
— плотность популяции за n + 1 год,
Р
n
— плотность популяции за n-ый год.
4. Динамика основных показателей популяции (табл. 5).
Таблица 5
Динамика популяции
Показатели
Годы жизни
1 2 3 4 5
Плотность
Рождаемость
Смертность
Задача 2. Определение плотности популяции.
Условие: на территории площадью 100 км2 на момент организации запо-
ведника было отмечено 50 лосей, через 5 лет — 650, через 10 лет — 90, после
чего численность лосей стабилизировалась.
Задание: определить плотность лосей: а) на момент создания заповедника; б) через 5 лет; в) через 10 лет. Объясните числовые изменения численности
и плотности лосей.
Задача 3. Определение численности популяции.
Условие: на станции кольцевания птиц было отловлено и помечено
100 дроздов-рябинников. Через 10 дней отлов повторили — было поймано
120 птиц, из которых 20 уже были с кольцами.
148
Задание: определить численность дроздов на исследуемой территории
(1 га), принимая во внимание, что меченные в первый раз птицы равномерно
распределились по территории.
Решение.
Применяется индекс Линкольна: N = n1 × n2/n,
где N — численность популяции; n1 — число животных первого улова; n2 —
число животных второго улова; n — число животных с меткой во втором улове.
Задача 4. Определение смертности популяции.
Условие: изучались две популяции малого суслика во время спячки.
В первой популяции плотность составила 160 особей/га, выжило — 80. Во второй популяции плотность составила 90 особей/га, выжило 56.
Задание: подсчитать смертность в количественном и удельном (в %) вы-
ражении для 2 популяций. Сделать соответствующие выводы.
Задача 5. Определение возрастной структуры популяции.
Условие: в одном из степных заповедников на площади 250 га насчиты-
валось 370 особей сурков-байбаков. Из них новорожденных — 118, годовалых — 48, двухлетних — 50, трехлетних и старше — 153. Спустя два года популяция насчитывала 488 особи, из них новорожденных — 123, годовалых —
83, двухлетних — 78, трехлетних и старше — 204.
Задание: определите, изменилась ли возрастная структура популяции
и какова ее дальнейшая судьба? Постройте график возрастной структуры в 1-й
и 2-й год: по оси Х — количество особей, по оси У — возрастная группа.
Тема «Отношения организмов в биоценозах»
Практическая работа 2.10. Решение логических и тестовых задач
Цель. Закрепить знания по теме.
Задание. Используя материалы лекций, выполните задания.
1. Поясните приведенные ниже факты и на их основании сделайте
вывод о результатах вмешательства человека в природные биоценозы:
а) вселение американской норки на Европейский континент отрицательно
повлияло на численность европейской норки;
149
б) попытка акклиматизации каспийской севрюги в бассейне Арала не уда-
лась, но при этом завезен жаберный сосальщик, который послужил причиной
массовой гибели эндемичной (местной) рыбы — аральского шипа;
в) интродукция коз на острове Святой Елены привела к уничтожению
33 эндемичных видов растений;
г) в Северную Америку для борьбы с эрозией почв был ввезен кустарник
тамариск, за 45 лет он распространился по всем юго-западным штатам и продолжает вытеснять местную растительность;
д) вселение благородного оленя в Новой Зеландии привело к уничтожению подлеска и как следствие — к падению численности нелетающего совиного попугая-какапо.
2. Закончите определение. Экосистема — это:
а) совокупность организмов и неорганических компонентов на определенной территории, в которой поддерживается круговорот веществ;
б) совокупность взаимосвязанных организмов разных видов, обитающих
на определенной территории;
в) совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной
территории;
г) совокупность организмов, обитающих на определенной территории,
и неорганических компонентов.
3. Выберите четыре необходимых компонента экосистемы:
бактерии, животные, консументы, грибы, климат, редуценты, растения,
биогенные вещества, продуценты, вода.
4. Заполните пропуски названиями компонентов экосистемы
и царств живых существ.
Организмы, потребляющие органическое вещество и перерабатывающие
его в новые формы, называют … (а) … . Они представлены в основном видами,
относящимися к … (б) … миру. Организмы, потребляющие органическое вещество и полностью разлагающие его до минеральных соединений, называют …
(в) … . Они представлены видами, относящимися к … (г) … и … (д) … . Орга-
низмы, которые потребляют минеральные соединения и, используя внешнюю
энергию, синтезируют органические вещества, называют … (е) … . Они представлены в основном видами, относящимися к … (ж) … миру.
150
5. Вставьте пропущенные слова. Сообщество организмов разных видов,
тесно связанных между собой и населяющих более или менее однородный уча-
сток, называют … (а) … . В его состав входят: растения, животные … (б) … и
… (в) … Совокупность организмов и компонентов неживой природы, объединенных круговоротом веществ и потоком энергии в единый природный комплекс, называют … (г) … или … (д) … .
6. Кто из перечисленных организмов относится к продуцентам? Вы-
берите ответ:
а) корова;
б) белый гриб;
в) клевер луговой;
г) человек.
7. Какова роль редуцентов в экосистемах? Выберите правильный ответ:
а) уничтожают организмы;
б) обеспечивают продуцентов минеральным питанием, поддерживают
круговорот элементов;
в) обеспечивают продуцентов водой, тем самым поддерживают кругово-
рот воды;
г) поставляют в экосистему органические вещества и энергию;
д) трансформируют вещество из одного состояния в другое.
8. Выберите из списка названия животных, которых можно отнести
к консументам II:
серая крыса, слон, тигр, дизентерийная амеба, скорпион, паук, волк, кролик, мышь, саранча, ястреб, морская свинка, крокодил, гусь, лисица, окунь, антилопа, кобра, степная черепаха, виноградная улитка, дельфин, колорадский
жук, бычий цепень, кенгуру, божья коровка, белый медведь, медоносная пчела,
кровососущий комар, стрекоза, яблоневая плодожорка, тля, серая акула.
9. Выберите из списка названия организмов, которых можно отнести
преимущественно к редуцентам:
дуб, норка, клоп-черепашка, нерпа, пшеница, гнилостные бактерии, жу-
желица, гриб пеницилл, кокосовая пальма, росянка, опята, лишайник оле-
ний мох.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]