Аквариум в школе
Шрифт:
Поденок из быстрых ручьев, живущих под камнями (рис. 26), содержать в аквариумах в личиночной форме трудно. Только что выловленные из ручьев и помещенные в банку, они тут же начинают гибнуть.
Для содержания в аквариумах подходят плавающие формы со стройным телом и хвостовыми нитями, густо усеянными волосками. Различают три способа плавания личинок. Медленное — за счет движения жаберных листиков; среднее — сочетание первого способа с легкими волнообразными движениями тела и нитей; быстрое — мощными изгибами тела в вертикальной плоскости и за счет сильных ударов хвостовых нитей. Эти личинки чаще всего встречаются в уловах и хорошо живут годами в банках-аквариумах, постоянно находятся на виду (рис. 27).
В уголке живой природы можно наблюдать способ дыхания личинок. Каждый сегмент брюшка имеет пару листочков — наружных трахейных жабер (форма их различна и служит видовым признаком при определении). Жабры постоянно двигаются, личинка ритмично взмахивает ими либо синхронно — одновременно у одних видов, либо волнообразно — у других, как будто волна пробегает по листочкам от передней пары к хвосту. Наряду с трахейными жабрами есть и кровяные (сравнить с личинками люток), их роль выполняют хвостовые нити, в которые подается кровь, а оттекает от них обратно близко от поверхности покровов нитей и при этом обогащается кислородом.
Поденки питаются растительным детритом, водорослями, различными разлагающимися остатками водных животных, мелкими живыми обитателями воды; реофильные личинки обычно хищники. В банке с личинками поденок, где на грунте из песка есть заиленные участки, а по стенкам ползают мелкие улитки, кормить личинок поденок практически нет надобности. Личинки поденок почти все время едят, жуют (для сравнения вспомним, что прожорливые личинки стрекоз большую часть времени проводят подкарауливая свои жертвы). Такое непомерное потребление пищи имеет свое объяснение и свою биологическую целесообразность, о чем будет сказано ниже.
В аквариуме возможны наблюдения за развитием и ростом поденок. Их личинки живут в воде до трех лет, растут спорадично при каждой линьке. Всего бывает 19 — 22 линьки, в зависимости от принадлежности к определенному виду.
По завершении цикла развития личинка становится малоподвижной, перестает есть и сквозь ее покровы поблескивают пузырьки газа. Этот газ и поднимает утерявшую подвижность личинку к поверхности воды: наступает момент выхода взрослого насекомого.
Появление взрослых форм поденок в аквариуме вполне возможно, но следует предупредить учащихся, что, в отличие от стрекоз, личинка поденки выходит за несколько секунд. У реофильных личинок, которые для превращения выходят на берег, надводные камни и стебли, опасность не столь велика и темп превращения не такой быстрый.
У всплывающей личинки вода скатывается со спинки и сухая спинка, оказавшаяся на воздухе, тут же лопается, и за несколько секунд из образовавшейся щели выходит насекомое. Три — пять секунд — и насекомое, взмахивая крыльями, взлетает над водой. В природе оно взмывает в воздух, в закрытом аквариуме садится на стенку над водой. Но это еще не поденка. Хотя и у этих насекомых, как и у стрекоз, тоже неполное превращение — нет стадии куколки, у них есть уникальная фаза — полувзрослое насекомое. Взрослая фаза насекомого носит название имаго, а полувзрослая — субимаго — тусклая, серая, с толстыми мутными крыльями и толстыми ножками. Вскоре субимаго сбрасывает шкурку и наконец появляется во всем великолепии настоящая поденка.
Взрослые поденки живут около 12 ч, иногда 2 — 3 дня. Если выход из личинок совпал с плохой погодой, могут прожить и 2 — 3 недели. Поденки-однодневки превращаются в имаго из полувзрослой стадии через несколько минут после выхода из личиночной оболочки (хотя и не так быстро, как выход из личинки). Живущие дольше могут пробыть 12 ч и более в стадии субимаго, имеющего недоразвитые рот и пищеварительный тракт и не питающегося. Функция взрослых насекомых: взлететь, встретиться, оплодотвориться и отложить яйца. Самцы погибают сразу после копуляции в воздухе; самки либо сбрасывают мешочки с яйцами в воду и затем гибнут, либо гибнут с мешочками на конце брюшка на пути к воде.
Здесь следует обратить внимание на два любопытных момента биологии поденок. Желудочно-кишечный канал этих насекомых не работает по своему прямому назначению, а заполнен газом и играет роль аэростатического аппарата. Он облегчает насекомому парение в воздухе. Учителю следует привлечь внимание к этому оригинальному факту перемены функций органа (сравнить с многофункциональностью прямой кишки у личинок стрекозы), а при изучении общей биологии этим фактом проиллюстрировать явление биологического регресса. Из органа пищеварения желудочно-кишечный тракт, утеряв свои первоначальные функции и способность химически перерабатывать пищу, превратился по существу (хотя и инертно) в орган движения.
Второй любопытный момент биологии поденок — несоответствие огромной затраты энергии — на два превращения, полеты, копуляцию, откладку яиц — полному отсутствию ее пополнения. За счет чего живет насекомое в эти краткие часы полкой движения жизни? Оказывается, за счет накопленной впрок энергии: непомерное обжорство личинки позволило накопить в ее теле жировой запас, он, естественно, переходит и во взрослое насекомое. Вся длительная жизнь взрослой поденки происходит за счет сжигания энергии, полученной из этих запасов. Насекомое живет как бы поедая само себя и, исчерпав запасы, погибает, исчерпав свой жизненный ресурс полностью. Поэтому И. И. Мечников назвал поденок классическим примером естественной смерти организма, т. е. такой, при которой смерть определяется исключительно самим организмом, а не какими-либо внешними обстоятельствами или случайностями, что, конечно, не исключает гибели миллионов поденок от случайностей — в пасти хищников, например. Но те, которые погибли «своей смертью», погибают потому, что они выполнили свое назначение и жизнь каждой из них уже не нужна, нужна жизнь вида в целом, а ее насекомые обеспечили, спарившись и отложив яйца. Этим примером в курсе общей биологии можно проиллюстрировать некоторые положения учения о биологическом прогрессе вида, показать соотношение между постоянно существующим и развивающимся видом в целом и дискретными его образующими популяциями, индивидуумами, чья жизнь кратковременна и задача заключается в сохранении и развитии вида в целом. При наблюдениях за поденками юннатов-семиклассников разворачивать подобные рассуждения рано, но следует обратить их внимание на своеобразное «разделение труда» в онтогенезе поденки: личинка растет, ест и накапливает потенциальную энергию; имаго запускает и тратит эту энергию, но за счет ее израсходования обеспечивает продолжение вида.
В плане охраны природы можно обратить внимание на все сокращающиеся масштабы массовых вылетов поденок. Описан такой взлет в 1932 г. на Иртыше. Стаи поденок наблюдались на сотни километров, полоса их трупов сохранялась по берегам до осени. Есть немало красочных описаний лёта поденок в Европе, сделанных авторами в XVIII — XIX вв. Промышленное загрязнение рек в Европе привело к резкому сокращению популяций этих насекомых и сегодня в Западной Европе массовый вылет поденок уже не встречается.
В связи с этими обстоятельствами необходимо привлечь внимание учащихся к созданию всех необходимых условий жизни поденок в уголке живой природы и бережному отношению к ним, как, впрочем, и ко всем обитателям живой природы.
Отряд полужесткокрылые. Группа водяных клопов — вторично водные животные (предки их жили на суше), но ими освоены практически все основные биотопы пресных стоячих и слабо текущих вод. Прибрежное мелководье, заросли водной растительности у поверхности воды заселены водяным скорпионом; приповерхностные стебли растений в отдалении от берега освоены ранатрой; в зарослях растений и на тенистом дне мелководья скапливаются кориксы и другие клопы-гребляки; среди подводных лесов охотятся плавты и плеи; в открытой воде бесчинствуют гладыши; они же охотятся у поверхностной пленки воды снизу; сверху, на поверхности открытой воды, то же проделывают водомерки; среди полузатопленных растений береговой зоны — палочковидные водомерки; поверхность быстро текущих вод населяют велии; дно быстрин — офелохирусы.