Методические особенности изучения темы "Водомерки - представители отряда полужесткокрылых" на уроке биологии

Урок-лекция.

Водомерки - насекомые, представители отряда полужесткокрылых, или, попросту, клопов. Как и другие их сородичи, они имеют колюще-сосущий ротовой аппарат (хоботок) и внешнее пищеварение, т.е. при питании твердой пищей вводят в тело жертвы парализующие и разлагающие ткани вещества, а потом всасывают обратно готовый "бульон". Для разных видов клопов "жертвой" может быть как животное, так и растение (например, для клопа-черепашки). Но водомерки - хищники, и основная их пища - случайно упавшие на поверхность воды насекомые. Если добыча достаточно велика, ею могут пообедать сразу несколько водомерок. Но обычно эти клопы предпочитают разыскивать еду и трапезничать в одиночку.

Собственно говоря, "водомерками" называют представителей не одного, а нескольких семейств клопов, приспособившихся к обитанию на поверхности водного зеркала. Но особенно интересны, конечно, представители настоящих водомерок - Gerridae. Это семейство насчитывает около 300 видов, которых можно встретить на поверхности любых водоемов, начиная с временных луж и кончая просторами океана. Кстати, морские водомерки (род Halobates) - единственные насекомые, по-настоящему приспособившиеся к жизни в море. Их можно встретить за тысячи километров от берега.

Морские водомерки - тропические насекомые. Да и вообще большинство этих клопов - жители теплых районов земного шара. Тем не менее и на территории бывшего СССР можно встретить около двух десятков видов настоящих водомерок.

В основном водомерки невелики по размерам, длина их тела обычно не превышает 10 мм, хотя большая водомерка (Limnoporus rufoscutellatus), живущая и у нас в России, достигает порой 13-17 мм. Это, конечно, не считая расставленных в стороны длинных ног.

Опираясь о поверхностную пленку лапками, кончики которых покрыты жесткими щеточками несмачиваемых волосков, водомерка способна скользить по поверхности воды подобно тому, как конькобежец скользит по льду. Впрочем, тело водомерки покрыто специальным чешуйчатым покровом, также защищающим от смачивания. Но вот если начинается дождь, то водомерке, чтобы не утонуть, приходится покидать водную поверхность и искать укрытие.

Движется водомерка, широко расставив две пары длинных и тонких ног, - среднюю и заднюю. Более короткие передние ноги используются клопом для удержания добычи. Поворачивается водомерка, двигая своими "гребущими" ногами в разные стороны, подобно тому, как поступает человек, когда разворачивает лодку с помощью весел. Если на пути насекомого встречается препятствие, например веточка или листик, водомерка делает мощный скачок и преодолевает преграду.

Осенью, с наступлением холодов, водомерки покидают водоемы и находят себе убежища под корой старых пней или во мху.

Среди настоящих водомерок есть как крылатые, так и бескрылые виды. Летающие формы могут преодолевать по воздуху многие километры, расселяясь или просто покидая пересохший водоем. После зимовки водомерки теряют способность к перелетам, так как их летательные мускулы рассасываются, обеспечивая насекомым первичный запас энергии для охоты и размножения.

Водомерки неплохо видят, а также могут получать информацию, основываясь на характере колебания водяной пленки - за счет эластичных мембран, расположенных между сегментами лапок. Даже незначительные вибрации позволяют насекомому узнать, с какой стороны грозит опасность или где находится потенциальная жертва.

Если, используя зрение и сенсорную информацию, водомерка решает приблизиться к месту возмущения водной поверхности, она разворачивается и скользит в ту сторону, останавливаясь примерно каждые пять секунд, чтобы откорректировать курс.

Тонко воспринимая характер колебаний водной поверхности, водомерки могут и сами вызывать такие колебания, подавая те или иные сигналы сородичам. В первую очередь такая коммуникация используется для взаимодействия между противоположными полами. Когда самец водомерки находит уютное брачное ложе - это может быть неподвижный или плавающий объект, например водное растение или кусочек коры, - он хватает и удерживает его с помощью лапок или замирает рядом и начинает подавать призывные сигналы, ударяя ногами по поверхности воды. Каждый такой сигнал начинается на весьма высокой частоте 23-29 Герц (т.е. ударов в секунду), затем стабилизируется до 18-20 Гц и заканчивается на низкой частоте 10-17 Гц. Самец посылает около 15 подобных серий сигналов.

Если ощутившая их самка решает ответить, она движется к самцу, подавая ответные сигналы - с меньшей амплитудой, но с довольно высокой частотой, 22-25 Гц. Услышав ответ, самец начинает посылать в сторону самки аналогичные сигналы и иногда скользит ей навстречу.

Затем он возвращается к обнаруженному им брачному ложу, а самка следует за ним и помогает поддерживать находку. Тут же происходит копуляция, занимающая около минуты, после чего самка приступает к откладыванию яичек, проделывая отверстия в "брачной постели". Самец же в это время посылает особые посткопуляционные сигналы, охраняя таким образом свою территорию с находящейся на ней самкой от вторжения чужих самцов. Но если какая-то незадачливая водомерка мужского пола все-таки приблизится на расстояние около 10 см, то хозяин нападет на нее.

Решите кроссворд.

По горизонтали:

3. Как можно одним словом назвать вшей, блох и клопов по отношению к человеку и животным? (Паразиты) 4. Превращение у насекомых. (Метаморфоз) 5. Как называется взрослое насекомое? (Имаго) 8. Как называется личинка? (Гусеница) 10. Хищные жуки, живущие в воде. (Плавунцы) 11. Как называется последовательная цепь рефлексов в сложном поведении насекомых или других животных? (Инстинкт) 12. Как называются небольшие отверстия по бокам брюшка насекомых? (Дыхальца) 14. К какому отряду относится божья коровка? (Жесткокрылые)

По вертикали:

1. Отряд, к которому относится тля. (Равнокрылые) 2. Назовите вещества, которые выделяют самки для привлечения самцов. (Феромоны) 6. Красящее вещество, придающее окраску бабочке. (Пигмент) 7. Органы дыхания насекомых. (Трахеи) 8. Какой ротовой аппарат у кузнечиков? (Грызущий) 9. Стадия развития насекомого после личинки. (Куколка)

Тестовые задания.

1. У насекомых ног:

а) 4;

б) 6;

в) 8;

г) 10;

д) 12.

2. У насекомых усиков:

а) 2;

б) 4;

в) 6;

г) 8.

3. Насекомые - это:

а) тип;

б) семейство;

в) класс;

г) отряд;

д) вид.

4. Восьминогие - это:

а) раки;

б) жуки;

в) мухи;

г) пауки.

5. Шестиногие - это:

а) раки;

б) жуки;

в) мухи;

г) пауки.

6. У насекомых крылья крепятся к:

а) груди;

б) брюшку;

в) головогруди;

г) груди и брюшку.

7. Какие животные на рис.30 отмечены цифрами 1, 3, 5?

8. Какие животные на рис.30 отмечены цифрами 2, 4, 6?

Рис.30

9. Какие животные на рис.30 отмечены цифрами 3, 4, 7?

(1 - стрекоза (красотка); 2 - водомерка; 3 - водяной скорпион; 4 - стрекоза (коромысло); 5 - гладыш; 6 - большой усач; 7 - бражник)

Рис.31

10. Что отмечено на рис.31 цифрами 1, 3, 5, 7?

11. Что отмечено на рис.31 цифрами 2, 4, 6, 8?

(1 - пищевод; 2 - желудок; 3 - кишка; 4 - мальпигиевы сосуды; 5- окологлоточное кольцо; 6 - нервные узлы; 7 - трахеи; 8 - яичник)

12. Укажите насекомых с неполным превращением:

а) саранча;

б) мухи;

в) бабочки;

г) комары;

д) жуки;

е) тли;

ж) пчелы.

Литература

1. Станек В.Я. Иллюстрированная энциклопедия насекомых. - Прага.: Артия, 1977.

2. Горностаев Г.Н. Насекомые. Энциклопедия природы России. - М.: ABF, 1998.

3. Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. М., Высшая школа, 1970.

4. Акимушкин И.И. Мир животных. Рассказы о насекомых. М., Молодая гвардия, 1975.

5. Акимушкин И.И. Пауки-волки и осы-охотники, - Юный натуралист, 1970, № 7,Блон Жорж. Шестиногие агрессоры. - Юный натуралист, 1974, № 6.

6. Истомин В. Можно ли сконструировать бабочку - Юный натуралист, 1979, № 2.

7. Ковалев В. Ферма шестиногих - Юный натуралист, 1972, №2.

8. Макрушин В. Как зимовали раки. - Юный натуралист, 1973, №2.

9. Мариковский П.И. Друзья-насекомые. М., Детская литература, 1974.

10. Мариковский П.И. Юному энтомологу. М" Детская литература, 1969

11. Плавильщиков Н.Н. Юным любителям природы. М., Детская литература, 1975.

12. Прокофьев О.Н. Удивительное рядом. М., Просвещение, 1973.

13. Сабунаев В. Занимательная зоология. Л., Детская литература, 1976.

14. Герасимов В.П. Беспозвоночные животные, изучение их в школе. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. Моллюски. М., Просвещение, 1978.

15. Герасимов В.П. Беспозвоночные животные, изучение их в школе. Членистоногие. Иглокожие. М., Просвещение, 1978.

16. Гриффин Д., Новик Эл. Живой организм. М., Мир, 1973.

17. Литинецкий И.Б. Бионика. М., Просвещение, 1976.

18. Мамаев Б.М., Медведев Л.Н., Прав дин Ф.Н. Определитель насекомых европейской части СССР. М., Просвещение, 1976.

19. Насекомые в природе и хозяйстве, - Человек и природа. 1972, № 9.

20. Никишов А.И. Уроки по изучению членистоногих. - Биология в школе, 1977, № 4, с.53.

21. Павлов И.Ф. Агротехнические и биологические методы защиты растений. М., Россельхозиздат, 1976.

22. Панфилов Д.В. В мире насекомых. М., Лесная промышленность, 1977.

23. Пайкин Д.М. Зеленый крест. М., Советская Россия, 1974.

24. Плавильщиков Н.Н. Краткая энтомология. М., Учпедгиз, 1961. Фабр Ж. Жизнь насекомых. М., Учпедгиз, 1963.

25. Халифман И.А. Операция лесные муравьи. М., Лесная промышленность, 1974.

26. Талызин Ф.Ф., Феддер М.Л. Наши шестиногие враги. М., Знание, 1976, № 8.

27. Шовен Р. От пчелы до гориллы. М., Мир, 1965, гл.1, 2,3.