Научная работа по экологии Вредитель леса (непарный шелкопряд)

Архипов негізгі мектебі" ММ
ГУ "Архиповская основная школа"

2012-оқушылардың ғылыми жобаларының аудандық сайысы.
Районный конкурс научных проектов школьников - 2012.

Направление - здоровая природная среда - основа реализации стратегии «Казакстан - 2030» секция: экология

Тақырыбы:«Орманның нұсаны»
Тема: «Вредитель леса»

Орындаушы: Чуйков Иван - 9 сынып
Исполнитель: Чуйков Иван - 9 класс

Жетекшісі: Колодяжная Н.П.. - география мұғалімі
Руководитель: Колодяжная Н.П.. - учитель географии

2012 год

Оглавление

Абстракт …………………………………………………………………. 3
Введение …………………………………………………………………. 4

Глава 1. Характеристика отряда чешуекрылых (Lepidoptera)…….….. 6
1.1. Внешнее строение чешуекрылых…………………………………… 7

1.2. Внутренние строение чешуекрылых………………………………. 12

Глава 2. Развитие непарного шелкопряда (Lymanria dispar L)……….. 17

2.1. Экология непарного шелкопряда………………………………….. 17

2.2. Распространение на территории Казахстана……………………… 22

2.3. Наблюдение за развитием непарного шелкопряда………………. 27

2.4. Использования изученного материала в школе……………….….. 28

3. Заключение…………………………………………………………….. 29

4. Список использованной литературы……………………………..…. 30

Абстракт

Целью данного проекта является изучение особенности популяционной динамики непарного шелкопряда и меры борьбы с ним. Я поставил перед собой задачи; 1проследить, изучить и описать особенности жизнедеятельности непарного шелкопряда на разных стадиях развития (яйцо, личинка, куколка, имаго), 2 Выявить область распространения непарного шелкопряда, 3 Оценить вред нанесенный вредителем лесу, 4 Определить меры борьбы с ним. Предположил что, своевременная организация мер борьбы с непарным шелкопрядом позволит сохранить лес. Провел несколько этапов исследования; изучение литературных источников и средств массовой информации, изучил очаги пораженные непарным шелкопрядом (Леса, сады, парки), использовал ручной сбор гусениц и кладок яиц, наблюдал за циклом развития, фиксировал измерения записывая в дневник, составил коллекции. Личными интересами является: найти пути защиты лесов и садов от вредителя. На этапе изучения имелась возможность наблюдать и изучать происходящие процессы. Новизна исследований заключается в том, что данная тема является актуальной в этом году. Собран системный, объёмный материал о развитии шелкопряда и мерах борьбы с ним.
Наработанный материал можно использовать в темах зоологии, биологии, на уроках географии - экологические проблемы села, экологические классные часы, также можно устраивать зимние экскурсии, или давать летние задание - «проследить за развитием непарного шелкопряда». В ходе моего исследования была сделана коллекция, которая может послужить нужным и полезным наглядным учебным пособием.

Введение

Тема: Вредитель леса

Проблема: В Костанайской области сотни деревьев поражены опасным карантинным вредителем - непарным шелкопрядом.

Цель: изучить особенности популяционной динамики непарного шелкопряда и меры борьбы с ним
Задачи:

1. Проследить, изучить и описать особенности жизнедеятельности непарного шелкопряда на разных стадиях развития (яйцо, личинка, куколка, имаго).

2. Выявить область распространения непарного шелкопряда
3. Оценить вред нанесенный вредителем лесу

4. Определить меры борьбы с ним.

Гипотеза:

Своевременная организация мер борьбы с непарным шелкопрядом позволит сохранить лес.

Этапы исследования:

1.Подготовительный: изучение литературных источников и средств массовой информации
2. Исследовательский: изучил очаги пораженные непарным шелкопрядом (Леса, сады. парки)
3. Практический: ), использование ручного сбора гусениц и кладок яиц, наблюдения за циклом развития бабочек, фиксирования, измерения, записи в дневник, фиксирование гусениц расправление уснувших бабочек и составление коллекции. Провидение экспериментов над гусеницами и куколками.

Обоснование проекта

Личные интересы. Найти пути защиты леса от вредителя.

Регион распространения. Леса, сады, огороды, поля.

Сложность и трудоемкость: простота и доступность мероприятия

Соответствие материально технической базы: фотоаппарат, средства массовой информации, интернет, принадлежности для опыта.

Творческая самостоятельность: самостоятельно изучают и апробируют наблюдая за растениями и объектом наблюдения, интервью с лесниками.

Возможность реализации открытий проекта: у учащихся имелась возможность наблюдать и изучать происходящие процессы природы
Методы решения проблемы:

Теоретическое наблюдение материала

Практическое- наблюдение в период развития непарного шелкопряда

Открытия

Новизна исследований заключается в том, что данная тема является актуальной в этом году. Собран системный, объёмный материал о развитии шелкопряда и мерах борьбы с ним.

Глава 1. Характеристика отряда чешуекрылых

Бабочки Lepidoptera (от lepi -- «чешуйка», ptero - «крыло») считаются одним из самых молодых отрядов насекомых, развитие, которого шло параллельно с эволюцией цветковых растений. Все найденные останки, относящиеся к периоду палеогена, очень близки к существующим ныне 140 тысячам видов чешуекрылых, населяющих все континенты, за исключением Антарктиды. По форме усиков основное количество всех представителей чешуекрылых можно разделить на два подотряда: булавоусые (Rhopalocera), или дневные, и наиболее многочисленный - разноусые (Heterocera), или ночные бабочки.

1.1Внешнее строение чешуекрылых

Тело взрослой бабочки состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. На голове располагаются усики, которые являются важными сенсорными органами, помогающими этим созданиям балансировать при полете и распознавать запахи. У дневных бабочек такие «антенны» имеют на концах утолщение в виде булавы, а у ночных - гребенчатую или перистую форму. Глаза сложные (фасеточные) хорошо развиты, крупные, почти полусферические. Ротовой аппарат сосущего типа. Верхняя губа отсутствует. Жвал, нет у представителей большинства семейств; только у некоторых низших бабочек они имеются или сохранились их остатки. Челюсти сильно выдвинуты, образуя хоботок. Уряда видов он укорочен или почти отсутствует. Челюстные щупики обычно очень малы и едва заметны, но у многих низших групп развиты хорошо и торчат. Нижнегубные щупики трехчленные. Хоботок бабочки очень эластичен и подвижен; он прекрасно приспособлен к питанию жидкой пищей, каковой в большинстве случаев служит нектар цветов. Длина хоботка того или иного вида обычно соответствует глубине расположения нектара в тех цветках, которые посещают бабочки. Так, на Мадагаскаре произрастает одна интересная орхидея (Angraecum sesquipedale) с глубиной венчика 25-30 см. Она опыляется длиннохоботным бражником (Macrosila morgani), имеющим хоботок длиной около 35 см. В некоторых случаях источником жидкой пищи чешуекрылых могут служить вытекающий сок деревьев, жидкие экскременты тлей и другие сахаристые вещества. У некоторых бабочек, которые не питаются, хоботок может быть недоразвит или совсем отсутствовать (тонкопряды, некоторые моли и др.).

Грудь состоит из трех сегментов: передне-, средне- и заднегруди. Каждый несет по паре ног. Нога бабочки состоит из: тазика, вертлуга, бедра, голени и лапки (рис.5.). Хотя в большом семействе нимфалид (Nymphalidae) и у ряда других бабочек передняя их пара сильно редуцирована и не используется для локомоции. Средне- и заднегрудь несут по паре крыльев.

Крылья - важнейший систематический признак отряда: они покрыты чешуйками, от структуры и расположения которых зависит причудливость окраски. Поэтому бабочек и называют чешуекрылыми. Чешуйки представляют собой измененные волоски. В этом легко убедиться, если внимательно рассмотреть чешуйчатый покров бабочки. По краю крыла находятся очень узкие чешуйки, почти волоски, ближе к середине они расширены, но концы их остры, и, наконец, еще ближе к основанию крыла сидят широкие чешуйки в виде сплюснутого, полого внутри мешочка, прикрепленного к крылу посредством тонкого короткого стебелька. Чешуйки располагаются на крыле правильными рядами поперек крыла: концы чешуек обращены к боковому краю крыла, а их основания прикрыты черепицеобразно концами предыдущего ряда. Окраска чешуйки зависит от находящихся в ней пигментных зерен; наружная поверхность ее ребристая. Помимо таких пигментных чешуек, у многих видов, особенно тропических, крылья которых отличаются переливающейся металлической окраской, имеются чешуйки иного типа - оптические. В таких чешуйках отсутствует пигмент, а характерная металлическая окраска возникает благодаря разложению белого солнечного луча на отдельные цветные лучи спектра при прохождении его через оптические чешуйки. Это разложение лучей достигается преломлением их в скульптуре чешуек, обусловливающим перемену цвета при изменении направления, по которому падают лучи. Особый интерес представляют пахучие чешуйки, или андроконии (рис.3.), встречающиеся преимущественно у самцов некоторых видов бабочек. Это измененные чешуйки или волоски, связанные с особыми железками, выделяющими пахучий секрет. Андроконии располагаются на разных частях тела - на ногах, крыльях, на брюшке. Распространяемый ими запах служит приманкой для самки, обеспечивая, таким образом, сближение полов; часто он бывает приятным, напоминающим в ряде случаев аромат ванили, резеды, земляники и т. д., но иногда он может быть и неприятным, например вроде запаха плесени. Следует подчеркнуть, что для каждого вида бабочек характерны и форма, и оптические и химические свойства находящихся на крыльях чешуек. В редких случаях чешуйки на крыльях отсутствуют, и тогда крылья кажутся совершенно прозрачными, как это имеет место у стеклянниц.

Обычно у чешуекрылых развиты все четыре крыла; однако у самок некоторых видов крылья могут недоразвиваться или совсем отсутствовать. Передние крылья всегда больших размеров, чем задние. У многих видов обе пары крыльев сцепляются друг с другом при помощи особой зацепки, или «уздечки», представляющей собой хитиновую щетинку или пучок волосков, одним концом прикрепленных на верхней стороне переднего края заднего крыла, а другим концом входящих в карманообразный придаток на нижней стороне переднего крыла. Могут быть и другие формы оценочных механизмов, соединяющих переднее и заднее крыло. Не менее характерным признаком, чем структура крыльев и покрывающих их чешуек. Жилкование крыльев имеют большое систематическое значение. Жилок немного, в большинстве они продольные. Различают: костальную, или переднекрайнюю жилки (вдоль переднего края крыла), субкостальную жилку (первая жилка, выходит из корня крыла свободно, не ветвится, иногда связана со следующей жилкой, редко сливается с ней и исчезает), радиальную жилку (выходит из корня крыла ветвится на передних крыльях на 5 жилок, обозначаемых - 1-я радиальная, 2-я радиальная и т.д.). На задних крыльях радиальная жилка дает полное ветвление только у низших форм, у высших же обычно имеются только одна ветвь. Далее следуют жилки: медиальная или средняя (состоит из трех ветвей, выходит из общего края, обычно основание жилок исчезает, остаются только концы ветвей, упирающихся в край крыла), кубитальная, или локтевая жилка (состоит из двух ветвей) и анальная жилка (их три, все выходят из корня, большей частью 1 - 2-я из них исчезают или сильно укорочены, у высших форм нет 1-й анальной жилки). Поперечными являются дискоидальные. Между 4-й, радиальной и кубитальной жилками расположены серединная ячейка, замкнутая поперечной жилкой и иногда разделена вдоль. Бывают еще и дополнительные ячейки. Важно помнить, что ветви срединной жилки могут присоединяться то к радиальной жилки, то к кубитальной, и тем затрудняет подсчет ветвей этих жилок (радиальная жилка выглядит тогда пятиветвистой, тогда как она только четырехветвистая, кубитальная выглядит трехветвистой, хотя она всегда только двуветвистая). Чтобы не ошибиться в распознавании жилок, следует вести их подсчет не от радиальной, а от кубитальной, которую не трудно узнать так как она является первой ветвящейся жилкой при их подсчете от заднего края крыла. (Рис. 4.)

Брюшко примерно цилиндрическое и состоит из 10 сегментов, из которых два или три последних преобразованы в наружные половые придатки (рис.5.).

Развитие бабочек с полным превращением. Личинок бабочек называют гусеницами. В большинстве случаев они червеобразной формы; тело состоит из четко обособленной жесткой головы, 3 грудных и 10 брюшных колец. В отличие от взрослых чешуекрылых их гусеницы всегда имеют грызущий ротовой аппарат и простые глаза. Помимо трех пар грудных членистых ног с концевым коготком каждая, у гусениц имеются еще так называемые «ложные», или «брюшные», ножки, которых бывает до 5 пар; они помещаются обычно на третьем-шестом и девятом брюшных сегментах. Брюшные ножки не расчленены, и их подошвы усажены хитиновыми крючочками. Специфичной физиологической особенностью гусениц является наличие у них пары трубчатых прядильных, или шелкоотделительных, желез, открывающихся общим каналом на нижней губе. Они представляют собой измененные слюнные железы, у которых основная функция слюноотделения заменена выработкой шелка. Выделения этих желез быстро затвердевают на воздухе, образуя шелковую нить, при помощи которой одни гусеницы скрепляют свернутые в трубку листья, другие повисают в воздухе, спускаясь с ветки, третьи окружают себя и ветви, на которых они сидят, паутиной. Наконец, у гусениц шелковая нить используется для построек кокона, внутри которого происходит окукливание. У преобладающего числа видов бабочек гусеницы являются фитофагами; значительно реже встречаются случаи питания продуктами животного происхождения: шерстью, воском, роговыми веществами. Есть среди гусениц хищники и даже паразиты. По образу жизни гусениц можно разделить на две группы: 1) гусеницы, ведущие свободный образ жизни, которые живут более или менее открыто на растениях; 2) гусеницы, ведущие скрытый образ жизни. Свободноживущие гусеницы обитают как на травянистых, так и на древесных растениях, питаясь листьями, цветками и плодами. Переход к скрытому образу жизни представляет обитание в переносных чехликах, которые гусеницы сплетают из шелковистых нитей. Передвигаясь по растению, гусеницы таскают на себе свой чехлик, прячась в него при опасности. Так поступают, например, гусеницы бабочек-мешечниц. Такое же промежуточное положение между указанными двумя биологическими группами занимают листоверты. Так называют гусениц, строящих убежища из листьев, свертывая их и скрепляя свернутые части шелковистой нитью. При постройке такого убежища используется один или несколько листьев. Для многих гусениц характерно свертывание листа в сигарообразную трубку. Гусеницы, живущие «обществами», обычно устраивают специальные, иногда сложные гнезда, оплетая паутиной ветви, листья и другие части растений. Крупные паутинные гнезда образуют гусеницы яблонной горностаевой моли (Hyponomeuta malinellus), являющиеся опасными вредителями садов и лесов. Большими группами живут в паутинных гнездах гусеницы походных шелкопрядов (семейство Eupterotidae), отличающиеся своеобразным поведением: в поисках пищи они отправляются «в поход» стройными рядами, следуя гуськом друг за другом. Так ведут себя, например, гусеницы дубового походного шелкопряда (Thaumetopoea processionea), изредка встречающегося в лесах Юго-Западной Украины.

Куколка бабочки неподвижна, имеют разнообразную форму. Так, куколки ночных и семерочных бабочек имеют цилиндрическо-коническую форму, спереди усеченную, а сзади утонченную, и бывают бурава цвета различных оттенков. Форма и окраска куколок дневных бабочек гораздо разнообразнее: многие из них угловатые или, снабжены коническим выступами, другие снабжены перехватом, некоторые имеют двураздельную голову, у иных голова заостренная или, наоборот, усеченная и прочие. Одни из куколок бабочек помещаются свободно над землей, прикрепляясь к различным предметам задним концом тела и вися головой вниз или же располагаясь головой кверху, укрепляясь при помощи особого пояса; другие окружают себя в коконами и помещают себя между листьями, которые они связывают паутинными нитями, или на ветвях; в коконах и без них покоются в земле.

Самки бабочек откладывают яйца разными способами: поодиночке, группами, кучками, рядами или спиральной линей вокруг ветки дерева на стволе какого-нибудь растения или на листе. Форма яиц очень разнообразна: шарообразные, эллиптические, сплюснутые.цвет их также очень различен:

1.2 Внутренние строение чешуекрылых

Полость тела имеет смешанное строение: мезодермальные сомиты (первичные спинные сегменты), в которых развиваются вторичные (целомические), полости, есть только у эмбрионов, впоследствии они распадаются на отдельные клетки, в результате вторичная полость тела сливается с остатками первичной, а все пространства между внутренними органами свободно сообщаются друг с другом.

Мышечная система образована пучками поперечнополосатых волокон. Общее число мышц достигает 1,5-2 тыс., они способны сокращаться до 1000 раз в секунду. Такая высокая скорость достигается благодаря тому, что на один нервный импульс мышца отвечает несколькими сокращениями. Скелетные мышцы крепятся к хитиновым пластинкам через особые нити - тонофиламенты. Пищеварительная система начинается ротовой полостью, образованной верхней губой и другими органами ротового аппарата. В задней части ротовой полости открываются протоки 1-3 пар слюнных желез. У гусениц бабочек слюнные железы преобразованы в прядильные. Ротовая полость соединена с трубчатой глоткой. Далее пищеварительный канал продолжается передней кишкой, состоящей из пищевода и зоба. В средней кишке происходит окончательное переваривание и всасывание пищи, в ее начале могут впадать пилорические придатки - выпячивания кишечника, которые увеличивают всасывающую поверхность. Эпителий средней кишки выделяет перитрофическую мембрану, через которую переносятся ферменты и продукты пищеварения, кроме того, она защищает эпителиальные клетки. Не переваренные остатки пищи выводятся через заднюю кишку. Задняя кишка играет также роль органа выделительной системы. На границе средней и задней кишки отходят мальпигиевы сосуды, где всасываются продукты обмена в виде солей мочевины, которые кристаллизуются, внутри сосудов, а освобождающаяся при этом вода всасывается обратно в гемолимфу. Наиболее интенсивно всасывание воды идет в задней кишке и ее придатках - ректальных железах. Кристаллы мочевой кислоты выводятся вместе с не переваренными пищевыми остатками. Кровеносная система бабочек незамкнута. Текущая по ней жидкость называется гемолимфой. Над органами пищеварительной системы находятся аорта и сердце. Сердце расположено в брюшке и представляет собой трубковидный орган, задний конец которого слепо замкнут. Оно поделено перегородками на несколько камер (обычно 8), каждая снабжена парой остий, через которые в сердце засасывается гемолимфа. Передний конец сердца продолжается в мускульную аорту. Около мозга она заканчивается отверстием, через которое гемолимфа вновь попадает в полость тела. Кровообращение происходит за счет работы мышц сердца, аорты и парных крыловидных мышц, соединенных с верхней диафрагмой - тонкой перегородкой, которая отделяет сердце от полости тела. При сокращении мышц диафрагма опускается, гемолимфа устремляется в околосердечную полость (перикардиальный синус) и поступает через остии в сердце, а затем в аорту и снова в полость тела. Основная функция кровеносной системы - перенос питательных, регуляторных веществ и продуктов метаболизма, а также защитная функция, но значение гемолимфы в переносе кислорода и углекислого газа невелико. Это связано с развитием трахейной системы. Дыхательная система представлена совокупностью трахей. Трахея - сосуд, внутренние стенки которого покрыты хитиновой выстилкой. Она образует спиральные утолщения, препятствующие спаданию стенок сосуда и придающие ему эластичность. Трахея многократно ветвится, и каждая ее веточка заканчивается концевой клеткой с радиально расходящимися отростками. В них проходят конечные канальцы трахеи, которые доставляют кислород к отдельным клеткам организма. На средне- и заднегруди и на 8 сегментах брюшка расположены дыхальца (стигмы) - отверстия, снабженные замыкательным аппаратом. Через стигмы воздух поступает в поперечные канальцы, которые соединяются в продольные трахейные стволы, а от стволов кислород доставляется к клеткам по более тонким трахеям. Замыкательные аппараты необходимы для снижения потерь воды в процессе дыхания. Центральная нервная система состоит из надглоточного и подглоточного нервных узлов (ганглиев), а также ганглиев брюшной нервной цепочки. Надглоточный нервный узел функционально соответствует головному мозгу. Он делится на три части. Впереди располагается протоцеребрум, который снабжает нервами глаза и имеет хорошо заметные оптические доли. С протоцеребрумом связаны грибовидные тела, являющиеся высшими ассоциативными центрами. За передней частью головного мозга находится дейтоцеребрум, иннервирующий усики. Крошечный тритоцеребрум отвечает за головную капсулу и верхнюю губу. Подглоточный нервный узел регулирует работу верхних и нижних челюстей, он связан с головным мозгом (надглоточным ганглием). Брюшная нервная цепочка начинается тремя крупными грудными нервными узлами; далее располагаются брюшные нервные узлы, число которых может доходить до 11, но чаще они объединяются. У большинства насекомых есть 8 брюшных ганглиев, и последний из них несет следы слияния. Нередко сливаются даже грудные нервные узлы. У некоторых насекомых этот процесс приводит к образованию единой ганглиозной массы в груди, а в брюшке остаются только отходящие от объединенной структуры нервы. Почти все отделы центральной нервной системы содержат нейросекреторные клетки. Синтезированные ими гормоны поступают по аксонам в расположенные над кишечником железы внутренней секреции кардиальные и прилежащие тела, а далее - в гемолимфу. Нейросекреты регулируют деятельность всех желез внутренней секреции. Основой большинства органов чувств являются так называемые сенсиллы. Сенсилла состоит из одной или нескольких чувствительных клеток, от каждой отходит центральный отросток к нервной системе и периферический, который продолжается в видоизмененный жгутик, он отличается отсутствием в системе микротрубочек двух центральных единиц. Сверху сенсилла покрыта хитиновым слоем. Такое строение имеют механорецепторные сенсиллы. При изменении положения волоска под воздействием какого-либо фактора в чувствительной клетке возникает возбуждение, передающееся по центральному отростку в нервную клетку. Немного иначе устроены так называемые хордотональные сенсиллы, их периферический отросток и жгутик окружены плотной оболочкой, а сверху зафиксированы хитинизированной поверхностью шапочной клетки. Чаще всего такие сенсиллы прилегают к внутренней поверхности хитиновых пластинок в местах соединения и служат для восприятия низкочастотных вибраций. Часть хордотональных сенсилл погружена в полость тела на тонких мембранных трубках, натянутых между двумя участками хитиновых пластинок. Скорее всего, они фиксируют изменения внутреннего давления и механического напряжения. Обонятельные сенсиллы, расположенные на усиках и челюстных щупиках, отличаются пористостью хитинового слоя. Через поры пахучие вещества попадают внутрь сенсиллы и контактируют с рецепторными клетками. Каждая вкусовая сенсилла содержит чувствительные клетки, реагирующие на разные вкусовые раздражители, и одну механорецепторную клетку. Хитиновый слой вкусовой сенсиллы тоже пронизан порами. Половая система. Половые железы самок - яичники - парные образования. Яичник состоит из нескольких яйцевых трубок, имеющих общий выводной канал - яйцевод. В слепом конце яйцевой трубы - зачатковые клетки, далее труба расширяется и формирует ряд яйцевых камер. В них расположены крупные ооциты (женские половые клетки), окруженные фолликулярными клетками (необходимы для питания и накопления желтка, для защиты и регуляции развития ооцита). Вместе они образуют фолликул - структурную и функциональную единицу яичника. По мере созревания фолликулы попадают в яйцевод, а в дальнем конце яйцевой трубы из зачатковых клеток образуются новые. Яйцеводы сливаются во влагалище, соединенное с придаточными железами, мускульной совокупительной сумкой и семяприемником, в котором сперматозоиды могут жить в течение достаточно долгого времени. Половая система самцов состоит из пары дольчатых семенников, отходящих от них семяпроводов, которые сливаются в семеизвергательный канал, придаточных желез и совокупительного органа. Чаще всего самки насекомых гомогаметны, т. е. имеют половые хромосомы одного типа (XX), а самцы - гетерогаметны (XY, XO; в последнем случае нет мужской половой хромосомы). У некоторых бабочек соотношения обратные.

Глава 2. Развитие непарного шелкопряда

В 1869 году французский астроном Л. Трувело, занимавшийся изучением чешуекрылых, привез к себе домой, в штат Массачусетс, некоторое количество яиц непарного шелкопряда. Несколько яиц или гусениц было потеряно. Они-то и положили начало одной из крупнейших вспышек массового размножения этого вредителя в штате. з.еречных перевязооричневых, большей чистью размытых,поперечных перевязок_

Гусеницы уничтожили листву деревьев в лесах, садах и плодовых насаждениях. К 1944 году непарный шелкопряд оккупировал всю Новую Англию, несмотря на проводимую с ним борьбу, затем были завезены морским путем гусеницы из Канады и США на Дальний Восток

2.1Экология непарного шелкопряда

Непарный шелкопряд латинское его название Lymanria dispar L. Карл Линней определил его как "диспар" из-за резкого различия самок и самцов. Этот вид служит идеальным примером для иллюстрации явления полового диморфизма, означающего различие половых партнеров по внешним признакам: маленький серенький невзрачный самец и роскошная крупная красавица белокрылая самка. Незнающие люди принимают их за разные виды бабочек.

Самка в размахе крыльев от 40 до 82мм, с толстым массивным брюшком. Густые желто-коричневые волоски покрывают конец брюшка. На передних грязновато-белых крыльях четыре зигзагообразные черные линии, которые выражены у отдельных особей в разной степени, а иногда полностью исчезают. Между первой и второй линиями имеется пятно в виде черной точки. Задние крылья без рисунка. На крыльях в основании густые желтоватые волоски.

Самец в размахе крыльев от 32 до 58 мм с тонким коническим брюшком. Передние крылья буровато-серые с широкими прерывистыми зигзагообразными темными полосами; бахрома с темными пятнами по краю. Задние крылья бурые с темным краем и светлой бахромой. Детали рисунка и цвет крыльев очень изменчивы. Самец непарного шелкопряда мало привлекателен, но усики у него необыкновенные - пышные, похожие на перо (сильногребенчатые). Они выполняют функцию обоняния и осязания. Юркий быстрый самец, орудуя усиками, как антеннами, настраивает свои радары на поиск подруги, улавливая следы запаха самки на расстоянии в несколько километров, сохранившиеся даже с прошлого года. Эту особенность непарного шелкопряда люди используют для мониторинга и контроля численности его популяций.

Лет бабочек непарного шелкопряда в разных районах его ареала происходит в разные сроки. В на севере Казахстана лет бабочек начинается в середине июля, и продолжался до начала августа, затем произошла массовая гибель бабочек. Суетливый самец летает зигзагами, резко меняя направление и скорость движения. Тяжелая самка летит медленно, но поймать ее во время полета непросто. Она без всякого усилия набирает высоту и поднимается высоко в кроны деревьев. Полет неоплодотворенной самки может быть довольно продолжительным.

Бабочки активны днем, но в сумерках интенсивность лета увеличивается. В населенных пунктах они привлекаются светом фонарей. Во время массового размножения столбы, освещенные поверхности оказываются сплошь облепленными флегматичными самками и их яйцекладками.

Кладки яиц напоминают кусочек войлока темно- или светло-коричневого цвета. В твердой на ощупь кучке находятся яйца шаровидной формы, чуть уплощенные, гладкие и блестящие.

Сначала они розоватые, со временем желтые и серые. Размер их 0,8 Х 1,25мм. Плодовитость непарного шелкопряда зависит от эколого-популяционных и географических условий. Средние показатели числа яиц в кладке колеблются от 234 до 400 яиц. Есть сведения о регистрации невероятно плодовитой самке непарного шелкопряда, которая отложила 1500 яиц. Собранных мной трех кладках было насчитано 371, 435 и 636 яиц, в среднем 479 штук. А в кладках собранных студентами 314 и 311 групп на зимней полевой практике в конце февраля в начале марта было насчитано в среднем от 147 до 967 яиц.

Большая часть яиц зимует выше линии снежного покрова, подвергаясь многодневному воздействию низких температур. При этом массовой гибели яиц от морозов обычно не наблюдается.

Бабочки не имеют ротового аппарата и не питаются. Вся тяжесть обеспечения энергетическим материалом других стадий развития непарного шелкопряда - яйца, куколки, взрослой особи - лежит на гусенице. Отсюда и такой длительный период питания гусениц - 2-2,5 месяца. Формирование гусениц начинается осенью в яйце. Выход перезимовавших под оболочкой яйца гусениц приурочен к среднесуточной температуре воздуха 4-16°С. Основная их масса "отрождается" синхронно с появлением листвы и хвои на кормовых породах. По всему телу гусеницы торчат пучки длинных волосков, сидящих на бородавках. Эти волоски называют аэрофорами, потому что они создают эффект парусности и поддерживают гусениц в вихре воздушных потоков. Первой пищей для гусениц являлась оболочка яиц, так они могут просуществовать 4-5 дней в ожидании благоприятных для миграции. Восходящие потоки нагретого воздуха, возникающие над участками концентрации яйцекладок, поднимают скопления аэрофорных гусениц и переносят их на большие расстояния.

Пассивно мигрирующие гусеницы оседают в насаждениях. Они поразительно многоядны и прожорливы. Перечень растений, которыми может питаться непарный шелкопряд, насчитывает около 300 видов. В списке значатся и древесные, и кустарниковые, и травянистые растения. Но в отдельных частях ареала непарный шелкопряд предпочитает лишь немногие кормовые растения.

Экологические различия между географическими расами непарного шелкопряда

Название расы

Предпочитаемые кормовые

породы

Летные способности самок

Способности гусениц 1 возраста к перелетам

Предпочитаемые места откладки яиц

Восточная Европа

Дуб, липа

Совершено не значительные перелеты

Перелеты случайны и незначительны

Комлевые части стволов кормовых растений

Кавказ

Дуб

Стволы деревьев

Западная Сибирь

Береза, осина

Совершают перелеты на сотни метров или километров

Пролет на небольшие расстояния

Комлевые части стволов

Восточная Сибирь

Лиственница, береза

Способны к активным перелетам на десятки километров

Обычно пролетают большие расстояния до начала питания

Скальные обнажения вне леса, комлевые части стволов

Дальний Восток

Дуб монгольский, осина, лещина, лиственница

Совершают перелеты на сотни метров или километров

Обычно пролетают небольшие расстояния

Листья кормовых деревьев

Но в связи с увеличением численности непарного шелкопряда можно было встретить на иве, тополях, березе, плодово-ягодных, хвойных деревьях, кустарниках и даже на траве.

Увеличиваясь в размере, гусеницы несколько раз линяют. Число линек тесно связано с половым диморфизмом: особи, превращающиеся в самцов, линяют 4 раза, то есть проходят 5 возрастов; гусеницы, которые дают самок, имеют дополнительный 6-й возраст. Длина тела гусениц I возраста 3-7 мм, последнего 32-75 мм. Возрастные отличия гусениц проявляются и в окраске, рисунке и ширине головных капсул.

Гусеницы младших возрастов серого цвета с матово-черной головой и шестью продольными рядами бородавок. У средневозрастных и взрослых гусениц есть характерный и постоянный признак - наличие на спине цветных волосистых бородавок: первые пять пар окрашены в синий цвет, следующие шесть - в красный. По бокам тела более мелкие, также волосистые бородавки.

Молодые гусеницы питаются днем, для них характерны суточные миграции в пределах кроны. У гусениц старших возрастов при устойчивой теплой погоде преобладает ночное питание. В очагах массового размножения гусеницы активны и в дневное время суток.

Продолжительность периода развития гусениц зависит от разных факторов: наличие благоприятного корма, погодных условий, плотности популяции. Закончившие питание гусеницы образуют скопления (до 20 и более штук) на стволах, нижних ветвях, в кронах деревьев и кустарников, где и превращаются в куколок. Куколки длиной 18-37 мм, темно-коричневые, почти черные, покрыты пучками ржаво-бурых коротких волосков. Кремастер удлиненный, конический, с глубокими продольными морщинами, несет многочисленные крючковатые щетинки. Окукливание основной массы гусениц обычно происходит с середины до конца июля. Срок куколочного развития около полумесяца.

Непарный шелкопряд относится к группе видов насекомых, для которых характерны периодические вспышки массового размножения на значительных площадях. Представители этой группы обладают высокими экологической пластичностью, уровнем полиморфизма, плодовитостью. Они чутко реагируют на изменения условий окружающей среды - влажности, температуры, кормовых свойств, древесных растений - и стремительно увеличивают численность популяций. Активные миграции способствуют быстрому расселению насекомых-фитофагов в периоды подъема численности.

В настоящее время мы переживаем период так называемой - «волны жизни», колебания (или флюктуации) численности особей в популяции. Термин введён русским биологом С. С. Четвериковым в 1915. Подобные колебания численности могут быть сезонными или несезонными, повторяющимися через различные промежутки времени; обычно они тем длиннее, чем продолжительнее цикл развития организмов. Часто волны жизни сопровождаются колебаниями ареала популяций. Четвериков указал на эволюционное значение волны жизни в качестве фактора, могущего изменять направление и интенсивность отбора, а также концентрации генов, содержащихся в популяциях. Впоследствии термин "волны жизни" был заменён понятием популяционные волны (один из 4 элементарных эволюционных факторов - мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор). Основное значение волн жизни сводится к случайным изменениям концентраций (особенно невысоких) различных мутаций и генотипов, содержащихся в популяциях, а также к ослаблению давления отбора при увеличении и его усилению при уменьшении численности особей в популяции. Под термином "волны жизни" иногда (советский геолог Б. Л. Личков и некоторые др.) также подразумевают этапы развития растительного и животного мира, примерно соответствующие смене геологических циклов.

2.2. Распространение на территории Казахстана

В 2006-2008 гг. непарный шелкопряд нанес большой урон лесам Северного Казахстана. Тогда едва удалось его остановить, но в 2010 г. сильно были повреждены лесозащитные полосы по трассе Алматы - Шелек, по прогнозам специалистов, в 2011 г. вредоносность непарного шелкопряда будет усиливаться.

В 2010 году в Енбекшиказахском районе Алматинской области отмечена вспышка массового размножения непарного шелкопряда (азиатская раса). Очаги размножения вредителя находились в районе сел Актоган и Ащисай и вдоль реки Шелек.

В Казахстане это явление проходит с периодичностью в 20 лет и протяжностью 3 - 5 лет.

В Северо-Казахстанской области по периметру границы с Российской Федерацией (Курганская область) и Костанайской областью отмечается массовое расселение вредителя лиственных растений - непарного шелкопряда, сообщили ИА Новости-Казахстан в управлении природных ресурсов и регулирования природопользования региона.
«Расселение шелкопряда зафиксировано в Жамбылском, Мамлютском, Кызылжарском, Айыртауском, Есильском районах, что позволяет сделать вывод о появлении очагов на очень больших территориях», - отметил собеседник агентства.

Динамика вспышек массового размножения непарного шелкопряда на севере Казахстана в 1990-2000 годы

Леса Костанайской области буквально атаковали гусеницы непарного шелкопряда. Вспышку активности вредителей в регионе специалисты объясняют мобильностью этого вредителя.
- Дело в том, что шелкопряд к нам идет из Челябинской области. Там с каждым годом очаг поражения становится больше. А прошлогодние пожары в России и вовсе стеснили шелкопряда к югу. В 2011 гусеницы дважды там объедали лесные массивы. От вредоносных гусениц пострадали плодовые деревья в садах, посадки на дачах и в огородах, - рассказывает начальник отдела карантина растений Костанайской областной территориальной инспекции Комитета государственной инспекции в агропромышленном комплексе Министерства сельского хозяйства РК Константин ЯНЕНКО. В этом году шелкопряд массово перебрался и в сторону Казахстана. Леса вблизи российско-казахстанской границы буквально оголяются. Всю листву поедают эти гусеницы.
- Можно сказать, мы прозевали это дело и сейчас пожинаем плоды, - горестно вздыхает он.
В 2011 году карантинная территория по шелкопряду, которая обрабатывается за счет государства, в Костанайской области обозначена небольшая - всего 210 гектаров. Это в Сарыкольском, Узункольском и Мендыкаринском районах. Но начальник отдела карантина растений не исключает, в следующем году эта территория будет увеличена в разы.
- Практически везде шелкопряд есть. Мы провели уже обследования совместно с лесниками. Но большая ясность наступит ближе к осени. Когда произойдет яйцекладка. Но однозначно, что химических препаратов мы будем заказывать больше, - говорит Константин Яненко.
В результате обследования лесоохранными учреждениями Костанайской области, площадь действующего непарного шелкопряда составила почти 8 тысяч гектаров. Причем, прогноз объедания этих мест специалисты оценивают в 70-80 процентов.

Заселенность в среднем на одно дерево в 2011 году составляла 230-300 гусениц, в некоторых местах численность возросла до 700-800 гусениц.

В МЕНДЫКАРИНСКОМ районе сотни деревьев поражены опасным карантинным вредителем - непарным шелкопрядом. Последствия его нашествия вызывают ужас во всей Костанайской области.
В данный момент в Мендыкаринском районе поражено 4 тыс. гектаров леса. Почему прозевали вредителей? Почему защитники растений допустили распространение вредителей на столь обширных территориях? Обрабатывать пораженную местность сейчас уже поздно, это нужно было делать в период активного питания гусениц. Если не принять должные меры, в следующем году вредителя может быть больше в разы, а леса, с побуревшими листьями, словно после пожара ,может и не стать совсем. Это настоящее биологическое оружие!
Мы обратились к сотрудникам Боровского ГУ по охране лесов и животного мира и ГУ «Мендыкаринская районная территориальная инспекция МСХ РК» с просьбой прокомментировать ситуацию. Специалисты в свою очередь объяснили это тем, что государством в 2010 году было запланировано выделение средств на решение данной проблемы всего на 100 га леса, что по словам сотрудников является «каплей в море». Кто должен был вовремя отреагировать, забить тревогу и предотвратить сложившуюся ситуацию, неизвестно. Самое обидное, что нашествие гусениц не было неожиданным, оно прогнозировалось. Прошлым летом лесники зафиксировали очаги поражения непарным шелкопрядом. Самым эффективным методом борьбы с лохматым «обжорой» стала бы 100-процентная обработка пораженных участков.
Спад численности непарного шелкопряда связан с активизацией естественных врагов. Из птиц наиболее яркий пример кукушка. Из насекомых - красотел пахучий (Colosota sycophanta) за летний период жук уничтожает 200 - 300 гусениц, личинка 40 - 50 гусениц и 15 - 20 куколок. Также разные виды наездников их насчитывают от 30 до 80 видов, которые откладываю свои яйца в тело гусеницы.

Непарный шелкопряд имеет и социальное значение, как причина аллергических заболеваний глаз, кожи и дыхательных путей. Ядовитые волоски гусениц, вызывающие эти заболевания, надолго остаются в местах окукливания гусениц в кронах и на стволах деревьев и разносятся ветром на большие расстояния. Этот аспект проблемы непарного шелкопряда, несмотря на актуальность, остается практически неизученным.

2.3 Наблюдение за развитием непарного шелкопряда

Был произведен ручной сбор гусениц непарного шелкопряда на листьях берёзы.
Поместил в банку , предварительно положив листьев березы.

- 22.06.2011г.- вечером поменял корм гусеницам.

- 23.26.2011г. - утром поменял корм. Гусеницы активно передвигаются по банке, питаются хорошо. Вечером снова сменил корм.

- 24.06.2011г. - утром и вечером поменял корм и вычистил банку. Изменений не произошло, гусеницы также активны.

- 25.06.2011г. - поменял корм. Измерил длину - 24мм и гусеница, развивающаяся в самку - 27мм.

- 26.06.2011г. - утром поменял корм. Гусеница, развивающаяся в самку перестала питаться сидела неподвижно на ветке - готовится к линьке. Гусеница, развивающаяся в самца без изменений.

- 27.06.2011г. - утром заглянув в банку, чтобы поменять корм застал линьку гусеницы, из которой должна вылупится самка непарного шелкопряда. Вторая гусеница была без изменения. Хорошо питалась, активно двигалась. Поменял корм.

- 28.06.2011г. - обнаружил экзувей на дне банке. Гусеница, развивающаяся в самку увеличилась на 3мм (30мм) стала ярче окраска и гусеница снова начала активно питаться. Вторая гусеница перестала питаться и сидела неподвижно на ветке. Поменял корм и почистил банку.

- 29.06.2011г. - поменял корм. Обе гусениц стали активно питаться. На дне банке лежал линочный экзувий гусеницы из которой должен вылупится самец непарного шелкопряда. Гусеница, развивающаяся в самца увеличился на 4мм (28мм).

- 30.06.2011г. - поменял корм. Гусеницы без изменений.

- 1.07.2011г. - гусеницы активно двигаются, хорошо питаются. Поменял корм, почистил банку.

- 2.07.2011г. - изменений не произошло.

- 3.07.2011г. - гусеницы перестали питаться, сидели неподвижно на ветках. Поменял корм. Вечером заглянул в банку, заметила, что гусеницы стали плести паутинные гнезда.

- 4.07.2011г. - куколки были в шелковых коконах, рядам находились шкурки оставленные гусеницами после последней линьки перед окукливанием.

- 15.07.2011г. - из одной куколки вылупился самец непарного шелкопряда. Вторая куколка без изменений.

- 16.07.2011г. - из второй куколки вылупилась самка непарного шелкопряда.

- 18.07.2011г. - самка отложила яйца.

- 20.07. 2011г. - самец погиб.

- 21.07.2011г. - погибла самка.

На данное время яйца находятся в банке

Также проводил опыты над гусеницами, изменял степень освещенности, ставил банку с гусеницей в более темное место. Результат опыта показал то, что на развитие гусениц влияет окружающая среда. Стадия куколки прошла за 7 дней, а это на 4 дня меньше обычного, и окраска бабочки была бледной.

2.4. Использование изученного материала в школе

Выбранная мною тема («Вредитель леса») в школьной программе не отводиться отдельных часов. Но наработанный материал можно использовать в более обобщенных темах, например, в зоологии «развитие насекомых» 7 класс, в общей биологии «волны жизни» 9-11класс, на уроках географии - экологические проблемы села, экологические классные часы, также можно устраивать зимние экскурсии, или давать летние задание - «проследить за развитием непарного шелкопряда».

В ходе моего исследования была сделана коллекция, которая может послужить нужным и полезным наглядным учебным пособием.

3.Заключение

Непарный шелкопряд повреждает все древесные породы на своем пути - от лиственных до хвойных. Он страшно прожорлив. Распространяется на территории очень быстро - бабочки перелетают с дерева на дерево, а гусеницы переносятся ветром. Поэтому если сегодня он появился в Мендыкаринском районе, то завтра может появиться в Костанайском и произвести опустошения в зеленых насаждениях города и на дачных участках.

В 2011 году государственным учреждением «Костанайский областной филиал фитосанитарной диагностики и прогноза» в АПК МСХ РК согласно «Плану мониторинговых мероприятий по выявлению карантинных объектов и вредителей». Проведено обследование участков государственного лесного фонда в ведении акимата Костанайской области в объеме 2000 га, в том числе 1000 га в весенний период и 1000 га в осенний.

К концу мая 2012 года на территории четырех районов специалистами РГП «Фотосанитария» с участием представителя территориальной инспекции сельского хозяйства, запланирована химическая обработка лесных массивов на площади 210,5 га. В том числе: в Мендыкаринском - 100 га, Узынкольском - 55 га авиационная химическая обработка. В Алтынсаринском- 5,5 га,Сарыкольском - 50 га наземная химическая обработка.

Согласно Постанавлению Правительства РК от 10 декабря 2002 года № 1295 непарный шелкопряд (Lymanria dispar L) входит в «Перечень карантинных объектов, борьба с которыми осуществляется за счет средств республиканского бюджета».

Список использованной литературы.

1.Биологическая защита растений Бондаренко Н.В. - Л.: Колос. Ленингр. отд.-ние, 1978. - 256с.

2.Жизнь животных в 6 томах / 3 том под ред. Зенкевича Л.А, М:. «Просвещение» 1969. - 578с.

3.Зоология беспозвоночных Шарова И.Х.: учебник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002. - 592с.

4. Филлиповский И.А. «Экология Казахстана» г. Алма-Ата 2011г. с.48 «Шелкопряд нападает на леса»

5. Нигматуллина Н., Республиканский педагогический журнал. Внеклассная работа в школе №7 г. Астана ТОО «Педагогика - Пресс» 2010г., с.24 «Берегите природу»

6. Чернова Н.М «Экология Казахстана» г. Алма-Ата 2008г. с. 207 «Основы экологии»

7. «Костанайские Новости» 22июня 2011г. с. 10 «Шелкопряд напал на березы»

8. ИА "Новости-Казахстан" 16 сентября 2011г « Массовое расселение шелкопряда зафиксировано на севере Казахстана»

9. «Мендікара үні» 21.06.2011г. с.4 «Шелкопряд наносит удар»

10 .cjmpiexbs.ru

11.greenmedia/info

12.krudosvet.ru

13.millionreferatov.ru

14.ntv.ru

15.sibbio.ru

16.каzakh.kz

32