Экология и география стрекоз. Лабораторный практикум (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГОУ ВПО КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Х. М. БЕРБЕКОВА

УДК: 591.5-91-596.733

ББК: 28.681-26.685-28.691

,

Экология и география стрекоз

Лабораторный практикум

Нальчик, 2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГОУ ВПО КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Х. М. БЕРБЕКОВА

Практические занятия призваны к углублению теоретических знаний, полученных в ходе обучения. Без эксперимента и навыков лабораторного исследования невозможно получение цельного представления об особенностях жизнедеятельности организмов. Во время таких занятий студенты должны приобрести навыки изучения животных, в результате чего они получают необходимые практические навыки экологических наблюдений и научных исследований.

Одной из интересных задач, в ходе прохождения лабораторных занятий является ознакомление с морфологией, анатомией, экологией, биологией личинок, некоторыми научно-исследовательскими методиками сбора, изучения и воспитания нимф, что способствует в целом привлечению студентов специализирующихся на кафедре зоологии к исследовательской работе и выполнению квалификационных работ по специализации «Зоология».

Нальчик, 2007

Введение

Стрекозы – массовый компонент многих водных и наземных экосистем. По типу питания – это активные хищники как в личиночной, так и имагинальной фазах. Вносят существенный вклад в круговорот вещества и трансформации энергии в биогеоценозах.

Несмотря на древность, данная группа животных обладает многими чертами биологического прогресса, такими как всесветное распространение, видовое многообразие (около 6000 рецентных видов), обилие в водных и околоводных биогеоценозах умеренных и южных широт. Стрекозы почти безраздельно занимают экологическую нишу воздушных хищников, играя важную для человека роль в снижении численности кровососущих насекомых.

Стрекозы служат модельным объектом для разнообразных биологических исследований. При работе с ними были получены многие интересные результаты в области экологии и физиологии животных, этологии, зоогеографии и целого ряда других научных дисциплин. Изучение стрекоз открывает широкие перспективы для использования особенностей их строения и функций в решении инженерных задач. Данные о составе и распределении комплексов видов стрекоз служат важным источником информации при биоиндикации качества природных вод. Следует отметить и роль стрекоз как носителей уникального генофонда, что побудило взять под охрану редкие виды этих насекомых и включить их в международную и многие региональные Красные книги (в том числе и красную книгу КБР) (Кетенчиев, Козьминов, 2001).

В настоящее время в составе кавказской одонатофауны зарегистрировано 86 видов и 27 подвидов. Надо отметить, что список этот далеко не полный и можно ожидать пополнения кавказской одонатофауны еще по крайней мере десятком видов (Кетенчиев, Харитонов, 1998).

1. Теоретический материал к выполнению лабораторных работ

Морфологическое строение личинок стрекоз

Отряд стрекоз подразделяется на два подотряда: Zygoptera (равнокрылые стрекозы), Anisoptera (разнокрылые стрекозы) и Caloptera. Они отличаются как по строению имаго, так и личинок. Личинки равнокрылых стрекоз имеют стройное удлиненное тело (до 3 см). На конце тела имеются три удлиненные листовидные жаберные лопасти, густо пронизанные сетью дыхательных трубочек - трахей. Личинки разнокрылых стрекоз имеют более "коренастое" телосложение и более крупные размеры (до 6 см и более); жаберные лопасти на конце тела отсутствуют (рис. 1, 2). Личинки стрекоз имеют зеленоватую, коричневую или темно-серую окраску, часто с поперечными полосами. Личинки разнокрылых стрекоз часто обрастают нитчатыми водорослями и перифитоном, что помогает им при охоте среди водных растений и на дне водоема.

Рис. 1. Внешнее строение личинок стрекоз:

А – личинки равнокрылых стрекоз, Б – личинки разнокрылых стрекоз.

У личинок стрекоз голова большая, широкая, плотно сросшаяся с туловищем. На голове легко различимы следующие отделы: глаза (в), лоб (л), наличник (н), щеки (щ), антенны (ант), темя (т), затылок (з), постокулярная лопасть (пcл) и ротовые органы (рис. 3).

А Б

Рис. 2. Тело личинки стрекозы рода Аnax.

А — со спинной стороны; В — с брюшной стороны стороны. анп - анальная пирамида; ант - антенны; бдх - брюшные дыхальца; бед - бедро; бпл - боковые пластинки; вгу - верхняя губа; вр - вертлуг; г - глаза; г - голень; грд - грудь; грдх - грудные дыхальца; з - затылок; зг - заднегрудь; ког - коготки; кч 1 - верхние крыловые чехлы; кч 2 - нижние крыловые чехлы; л - лоб; лап - лапка; лат - латеральные шипы; м - маска; н - наличник; пг - переднегрудь; псл - постокулярная лопасть; сг - среднегрудь; тз - тазик; яц - яйцеклад.

Рис. 3. Схема верхней части головы личинки;

ант — антенны; вг — верхняя губа; г — глаза; гл — глазки; з — затылок; л — лобные щитки (лоб); н—наличник; псл—постокулярные лопасти; т — темя; щ — щеки.

У личинки имеется пара больших ячеистых сильно выдающихся сложных глаз, расположенных по бокам головы, и три простых глазка. Последние расположены на темени в виде трех точек, хорошо видимых у Zygoptera и едва заметных у Anisoptera. 3атылком называется та часть головы, которая расположена за глазами немного покато вниз. На поверхности затылка, в центре или во внешних углах его, находятся иногда выступы в виде округлых точек или довольно острых шипов.

Спереди к затылку примыкает темя, расположенное на верхней стороне головы между глазами и лбом; перед теменем находится лоб, имеющий вид небольшой ясно видимой пластинки, снабженной иногда выступом, носящим название лобного рожка. Ко лбу спереди примыкает наличник в виде вытянутой в длину прямой пластинки; к его переднему краю прикреплена верхняя губа, а по бокам находятся щеки. Между щеками и затылком, с нижней стороны глаз, непосредственно примыкая к последним, расположены небольшие выдающиеся пластинки (постокулярные лопасти), снабженные иногда некоторым количеством сильных и крепких шипов.

На границе между теменем и лбом на обеих сторонам головы расположены усики, или антенны, которые у личинок бывают 4-, 6-, 7-и 8-члениковые. Антенны относятся к категории нитевидных.

Отличительной особенностью личинок стрекоз от других водных животных является своеобразное строение ротового аппарата (маска). Если посмотреть на голову любой личинки стрекозы снизу, становится хорошо заметна плоская широкая пластинка с двумя когтями на переднем крае. Это и есть маска (рис. 4). Она длинная и членистая, способна разворачиваться и выбрасываться далеко вперед, хватая добычу.

Рис. 4. Маска личинок стрекоз;

А — голова и грудь личинки; Б — голова личинки с выброшенной наполовину маской. ант — антенны; бл — боковая лопасть маски; вг — верхняя губа; вче — верхняя челюсть; м — маска; н—наличник; нче — нижняя челюсть; п — подбородок; пк — подвижный крючок; пп — подподбородок.

Подбородок снабжен (за исключением личинок Aeschninae и Comphinае) на внутренней стороне некоторым числом щетинок, называемых подбородочными щетинками. Их расположение, число и величина варьируют. Кроме подбородочных щетинок, подбородок может нести еще ряд грубых и коротких щетинок, расположенных на месте сочленения его с боковыми лопастями или же в заднем разделе подбородка по краям, или позади подбородочных щетинок.

Боковые лопасти образованы нижнегубными щупиками. Они присоединяются подвижно к передне-внешним углам подбородка. На боковых лопастях различают две стороны: внешнюю и внутреннюю, и три края: внешний, внутренний и дистальный. Внешний край простирается от внешнего угла основания до подвижного крючка; он обыкновенно утолщен и часто вооружен шипами. Внутренний край тянется от внутреннего угла основания до вершины; он бывает длинным или коротким, прямым, вогнутым или выпуклым, гладким или зазубренным, с шипами или без них. Дистальным краем называется пространство, расположенное между внешним и внутренним краями или между вершиной и подвижным крючком.

Различают два типа масок: плоскую и выпуклую, или шлемовидную. Плоская маска, более древняя, прикрывает рот только снизу и служит для схватывания большой и крупной добычи. Шлемовидная маска свойственна личинкам Libellulidae и Cordulegasteridae и в менее развитом виде — Coenagrionidae. Маска имеет вид шлема или ложки и более приспособлена для схватывания мелких животных; в состоянии покоя она прикрывает собой рот сверху, спереди и снизу.

В состоянии покоя маски подподбородок приложит к нижней поверхности груди между основанием ног и направлен назад, а подбородок лежит снаружи его и вершиной направлен вперед, так что дистальный конец его приходится прямо подо ртом. При схватывании добычи подподбородок стремительно выпрямляется, подбородок откидывается вперед, лопасти раскрываются и пойманная добыча крепко зажимается крючками лопастей и подносится ко рту, а маска снова складывается в прежнее положение.

Грудь у личинок состоит из трех ясно различимых сегментов: переднегруди, среднегруди и заднегруди; на каждом сегменте различают спинку (верхняя, или дорсальная часть), грудку (нижняя или вентральная часть) и боковые части, или плевры, pacположенные между дорсальной и вентральной частями; каждый сегмент несет пару ног, а средне - и заднегрудь – зачатки крыльев (рис. 2, А). Переднегрудь у личинок стрекоз хорошо развита, ясно отделима от средне - и заднегруди. Поверхность ее, особенно сверху, часто бывает покрыта шипами, бугорками и многочисленными тонкими волосками. У личинок Aeschninae на переднегруди над тазиками передней пары ног находятся по два выдающихся выроста (боковые выросты), играют большую роль при определении личинок. Средне - и заднегрудь срослись между собою, образуя один общий отдел (синторакс), который, так же как и переднегрудь, нередко покрыт шипами пли волосками. От синторакса отходят зачатки крыльев, в виде четырех отростков, или крыловых чехлов (рис. 2, А); от среднеспинки отходят чехлы передней пары крыльев, от заднеспинки — чехлы задней пары крыльев. Зачатки крыльев появляются в виде треугольных отростков после третьей или четвертой линьки и постепенно увеличиваются в длину и ширину после каждой последующей линьки.