Введение

Этот жук относится к семейству жуков-плавунцов (Dytiscidae). Длина его 35–40 мм. Встречается плавунец окаймленный по всей Европе, Средней Азии, в Сибири.

О том, что плавунец ведет водный образ жизни, можно догадаться по его внешнему виду. Задние ноги жука, выполняющие функцию весел, плоские, с длинными щетинками. Эти щетинки увеличивают гребущую плоскость ноги-весла.

Тема курсовой весьма актуальна, так как вместо обычного урока, здесь применяется урок – исследование.

Моя курсовая работа посвящена изучению отряда жесткокрылых на примере жука плавунца.

1. Отряд жесткокрылые

У всех жуков ротовые части грызущего типа. Личинки бывают двух типов: более примитивные камподеоидные (названы так по сходству с бескрылым насекомым камподеей) — уплощенные, подвижные, с длинными ногами и хвостовыми придатками — церками, и эруковидные — малоподвижные, толстые, иногда изогнутые. У личинок, живущих в воде, могут быть пронизанные трахеями выросты — жабры и колющие жвалы, через которые в жертву впрыскивается пищеварительный сок и затем всасывается переваренная пища, как у личинок сетчатокрылых.

Различают два подотряда жуков: плотоядных (т.е. хищных) и разноядных. В первом подотряде хищников больше и личинки камподеоидные.

Из плотоядных хорошо известны жужелицы —мелкие, средние и крупные (до 80 мм) хищные жуки, питающиеся в основном другими насекомыми, а также слизнями и червями. Многие из них полезны, растительноядных мало (хотя просяная и хлебная жужелицы вредят посевам хлебных злаков).

Другие плотоядные жуки ушли в воду. Таковы плавунцы, чьи хищные личинки образно называются "саблезубыми тиграми мира насекомых". Они и взрослые жуки нападают и на мальков рыб. Все вы на поверхности спокойной воды прудов и заводей, наверное, видели мелких черных жуков — вертячек, описывающих в поисках пищи круги и причудливые вензеля.

Подотряд разноядных жуков включает большое число семейств, представители которых питаются самой разнообразной пищей. Одни из них хищники и трупоеды: жуки-могильщики, мертвоеды, стафилины с как бы обрубленными надкрыльями, не прикрывающими брюшка. Другие перешли на питание растениями и даже древесиной. Иные паразитируют на личинках других насекомых.

Представителей огромной группы пластинчатоусых жуков узнать можно сразу: 3—6-концевые членики их усиков листовидно сплющены. Обычно они сложены, но жук их может раскрывать, как листы книги. На этих члениках — органы обоняния жука: раскрывая их, он "принюхивается". В эту группу входят семейства рогачей (жуков-оленей), личинки которых живут в гнилой древесине, навозников, зарывающих яйца в навоз как прокорм для будущих личинок. (Один из видов навозников — священный скарабей обожествлялся в Древнем Египте: навозный шар, который он катит к месту, удобному для рытья норки, считался воплощением солнца, движущегося по небесному своду.) Опасные вредители, личинки которых подгрызают корни деревьев и сельскохозяйственных культур,— хрущи (майский жук, жуки-кузьки. В середине лета в цветах роз можно встретить красивых, с металлическим отливом бронзовок. Это все — пластинчатоусые.

У семейства мягкотелок покровы тела мягкие (их никто не ест, потому что у них ядовитая гемолимфа). Близкое семейство светляков хорошо известно способностью ярко светиться в темноте.

Если взять за конец брюшка жука-щелкуна из одноименного семейства, он начинает щелкать отростком переднегруди, а положенный на спину, он щелчком подпрыгивает и переворачивается на ноги. Жесткие, похожие на куски провода личинки щелкунов ("проволочники") — часто опасные вредители культурных растений. Огненный щелкун тропических лесов Америки светится так ярко, что 2—3 жука, посаженных в банку, могут заменить карманный фонарик.

Всем известны яркие божьи коровки. У них окраска предостерегающая, так как гемолимфа их ядовита. Сами коровки и их хищные личинки - наши друзья, уничтожающие массу тлей, паутинных клещиков и прочих вредителей. Но растительноядные коровки — бахчевая и картофельная вредят на бахчах Средней Азии и картофельных полях Дальнего Востока.

Огромное (25 тыс. видов) семейство листоедов питается листьями разнообразнейших растений. Личинки осинового, тополевого и ольхового листоедов порой оставляют от листьев соответствующих растений только скелетные жилки. Но самый опасный из листоедов — колорадский жук. У себя на родине, в штате Колорадо, он мирно жил на диких пасле новых, но, когда там стали сажать картофель, атаковал его, после чего расселился по всему свету. За лето развивается 2 3 поколения вредителя; во втором поколении потомство одной самки составляет 250 тыс. и уничтожает больше тонны картофельной ботвы. Борьба с колорадским жуком очень трудна, тем более что в Европе у него нет естественных врагов. Отличить его от других насекомых легко по десяти полоскам на оранжевых надкрыльях; яйца и старшие личинки оранжево-морковного цвета, так как накапливают каротин из съеденных листьев.

Серьезными сельскохозяйственными вредителями считаются также крошечные листоеды —- крестоцветные и свекловичные блошки. Среди 40 тыс. видов мелких жучков — долгоносиков, или слоников, с вытянутой в трубку головой также немало вредителей (клубеньковые, долгоносики, яблоневый цветоед, амбарные долгоносики и многие другие).

Плавунец окаймленный (Dytiscus marginalis)

Этот жук относится к семейству жуков-плавунцов (Dytiscidae). Длина его 35–40 мм. Встречается плавунец окаймленный по всей Европе, Средней Азии, в Сибири.

О том, что плавунец ведет водный образ жизни, можно догадаться по его внешнему виду. Задние ноги жука, выполняющие функцию весел, плоские, с длинными щетинками. Эти щетинки увеличивают гребущую плоскость ноги-весла.

Хотя плавунец живет в воде, жабр у него нет и дышит он атмосферным воздухом. Всплыв на поверхность воды, жук выставляет из нее задний конец брюшка и набирает воздух в полость, находящуюся между брюшком и жесткими надкрыльями. По краям брюшка у него находятся дыхальца, в которые и поступает воздух. А зимой подо льдом плавунец либо использует те пузырьки кислорода, которые выделяют водные растения, либо поступает следующим образом: выпускает из-под надкрыльев пузырь воздуха, а через некотрое время втягивает его обратно. Пока пузырь бедного кислородом воздуха граничит с водой, в него переходит кислород, растворенный в воде. Но такой способ дыхания возможен только зимой, при низкой температуре, когда жук малоподвижен и расходует мало кислорода.

Регулируя количество воздуха в полости под надкрыльями, жук может плавать у поверхности воды или заплывать глубоко под воду.

Жук-плавунец – хищник, способный нападать на жертву, в несколько раз превосходящую его по размерам. Обычно он поедает различных водных беспозвоночных, иногда – мальков, но может нападать и на десятисантиметровых рыб, на тритонов. Рыба или тритон могут резкими движениями сбросить жука, но из нанесенной им раны сочится в воду кровь и другие жуки-плавунцы, почуяв ее, тут же набрасываются на жертву. Так что если в водоеме много жуков-плавунцов, судьба пораненной жертвы предрешена. Поедает плавунец окаймленный и мертвых рыб, лягушек и других мертвых животных, попавших в воду.

Поселившись в какой-нибудь луже, жук живет в ней, питается, но если лужа пересохнет или если в ней иссякнет пища, плавунец улетает в поисках другого водоема. Жук-плавунец – прекрасный летун. Перед полетом он вылезает из воды на какой-нибудь предмет или на берег, опорожняет свой кишечник и начинает усиленно дышать, заполняя воздухом специальные воздушные трахейные мешки и уменьшая таким образом свой удельный вес.

Самки плавунца очень плодовиты – откладывают, надрезая яйцекладом стебельки водных растений, до 1000 яиц.

У личинки жука-плавунца – тоже хищной и очень прожорливой – наблюдается явление наружного пищеварения. Ее серповидные челюсти полые, в них проходит канал, по которому в ткани жертвы впрыскивается пищеварительный сок. Он растворяет ткани, превращая их в бульон, который личинка жука выпивает через те же каналы в челюстях. Укусы личинок плавунцов очень болезненны.

В длину личинка плавунца окаймленного достигает 6 см, в ширину, в самом широком месте, 1 см или чуть больше. Личинка, как и взрослый жук, дышит атмосферным воздухом, чуть выставляя из воды кончик брюшка. Живет личинка два-три месяца, линяя за это время всего лишь два раза.

Окукливается личинка на суше. Перед окукливанием она делает из земли колыбельку. Через неделю после того, как сделана колыбелька, личинка окукливается, и через две-три недели из куколки появляется жук. Только что вышедший из куколки, он белого цвета, его покровы очень нежны, черные у него только глаза, а ноги коричневые. Со временем покровы затвердевают, и жук приобретает свой обычный вид.

Личинки плавунца окаймленного, как и взрослые жуки, если они встречаются в рыборазводных прудах в больших количествах, могут приносить существенный вред, поедая мальков рыб.

2. Методические разработки по теме "Отряд жесткокрылые. Плавунец". Урок – исследование. Плавунец

Кому не известен этот большой водный жук с плоским телом овальной формы и красивой темнозеленой спиной, по краю которой проходит опоясывающая грудной щиток и надкрылья желтоватая каемка. Захваченный в водный сачок, он энергичными прыжками старается освободиться из неволи и прежде всего возбуждает внимание обрадованного своей удачею ловца.

Плавунцы обитают в стоячих водоемах, предпочитая более глубокие и хорошо заросшие растительностью, с богатым животным населением, которое в состоянии обеспечить им достаточный запас пищи.

Движения. Энергия, с которой жук вырывается из рук ловца и протискивается у него между пальцев, отталкиваясь ногами, указывает на незаурядную силу жука. Пустите его в достаточно просторную банку с водой и вы убедитесь, как хорошо приспособлен этот подводный пловец к существованию в водной стихии.

Главным орудием плавания служит пара задних ног, которая расширена наподобие весел и густо усажена волосками, что в совокупности дает весьма значительную гребную поверхность. Обладая такими совершенными ногами-веслами, жук плавает с такой быстротой, что может поспорить с рыбой. Плоское, гладкое, закругленное тело рассекает воду наподобие подводной лодки.

Жук часто всплывает на поверхность, причем может подниматься до уровня воды без всяких активных усилий, так как его тело легче воды. Напротив того, спуск ко дну требует с его стороны энергичных движений. Чтобы держаться на дне, жуку необходимо уцепиться за какой-нибудь подводный предмет, что он и делает при помощи двух пар передних конечностей, из которых каждая снабжена на конце двумя острыми крючками — зацепками.

У самцов плавунцов есть на передней паре ног по тарелкообразному расширению, которое служит им для прикрепления к гладким поверхностям (камню, стеклу аквариума). Кроме того, эти диски имеют значение при копуляции, давая возможность самцу прикрепиться к самке. Эти расширения представляют собою не что иное, как сложно устроенный присасывательный аппарат, состоящий из множества отдельных круглых дисков. Полагают, что эти присоски действуют при помощи выделения особой клейкой жидкости, которая не растворяется в воде и при помощи которой они очень плотно приклеиваются к гладким поверхностям.

Самки, у которых отсутствуют присасывательные диски, отличаются от самцов своими сильно бороздчатыми надкрыльями, причем иногда встречаются самки и с гладкими надкрыльями, как у самцов (диморфизм самок).

Изредка случается встречать плавунцов и на суше, где-нибудь на дороге, обыкновенно недалеко от водоема. Объясняется это тем, что плавунец, как и все остальные упоминаемые здесь водные жуки, имеет хорошо развитые крылья и вылетает по временам из водоемов, особенно по ночам.

Дыхание, Поднимаясь на поверхность воды, жук выставляет из воды задний конец своего тела и некоторое время остается висеть в этой позе совершенно неподвижно.

Воздух поступает через дыхальца, открывающиеся на спинной стороне его брюшных колец. Вскоре жук опять ныряет в глубину, унося с собой под надкрыльями пузырек воздуха, который, впрочем, служит жуку не столько для дыхания, сколько в качестве гидростатического аппарата. Израсходовав запас кислорода, жук вновь всплывает на поверхность водоема. Таким образом, дыхание совершается с перерывами, через определенные промежутки времени, причем, в среднем, жук всплывает через каждые 8 минут.

Питание. Плавунец является одним из самых прожорливых водных хищников. Он не ограничивается поеданием мелких водных животных, но нападает и на более крупную добычу — тритонов и рыб, т. е. животных, которые значительно превышают его по размеру тела. Наблюдали случаи, когда, жук завладевал рыбами до 10 см в длину. В неволе он охотно ест сырое мясо, дождевых червей и тому подобный корм.

Защитные приспособления. Поймав плавунца, возьмите его в руки и слегка сдавите. При этом из-под грудного щита жука выступит беловатая, несколько похожая на молоко, жидкость, которая обладает очень едкими свойствами. Благодаря этому, жука не трогают крупные рыбы и другие водные хищники.

Кроме того, защитное значение имеет и окраска жука, хорошо имитирующая темный фон поверхности стоячего водоема. Когда жук висит в воде у самой ее поверхности, выставив из воды задний конец своего тела, его защитная окраска делает его малозаметным для водоплавающих птиц.

Размножение и развитие. Плавунцы размножаются при помощи яиц, которые самки откладывают, вбуравливая яйца поодиночке в ткань живых растений. Рассматривая в мае — июне подводные части растений, в особенности стебли и листья частухи, стрелолиста, ежеголовки, касатика, белокрыльника и других водных растений, можно заметить на ткани растения небольшие желтоватые рубчики. Это есть не что иное, как следы укола яйцеклада самки, которые остались после внедрения яйца- Если осторожно расщепить в этом месте растительную ткань, то можно обнаружить и само яйцо — сравнительно больших размеров, продолговатой формы, по внешнему виду несколько напоминающее плод банана.

Из яйца выходит личинка, которая быстро растет и к концу своего развития достигает весьма значительных размеров. Как и взрослый жук, она дышит атмосферным воздухом, выставляя из воды задний конец своего тела. Три пары плавательных ног, густо опушенных волосками, дают ей возможность быстро передвигаться в воде. Кроме того, при плавании помогает опушенный волосками задний конец продолговатого тела, который действует наподобие сильного плавника. Резко изгибая тело и ударяя задним концом брюшка по воде, личинка делает сильные скачки, убегая от преследования или нападая на добычу.

По своим хищническим инстинктам личинка не уступает взрослому жуку, скорее превосходит его. Личинки плавунцов нападают даже на довольно больших рыбок. Достаточно бросить взгляд на ее саблевидно изогнутые, острые, как иглы, челюсти, чтобы понять, насколько это страшный снаряд, не безопасный даже и для кожи человека: будучи неосторожно взята в руки, личинка может больно укусить.

Как взрослые жуки, так и личинки играют немалую роль при истреблении рыбных богатств водоемов, уничтожая мальков различных рыб. В этом отношении плавунца следует отнести к вредным животным и оберегать от него рыборазводные пруды.

При питании личинка не пожирает, а высасывает свою жертву, причем роль сосательного прибора играют ее серпообразные челюсти, которые имеют вдоль внутреннего края глубокий канал-желобок, служащий для поступления жидкой пищи в кишечник.

Таким образом, мы видим у личинок плавунца замечательный способ питания, при котором пища переваривается вне тела, при помощи выделяемого личинкой сока, по свойствам напоминающего желудочный, а затем уже в переваренном виде всасывается в кишечный канал.

Врагами плавунца, так же как и других представителей этого семейства, являются мелкие водные наездники из родов Prestwichia и Caraphractus, которые развиваются за счет яиц этих жуков. Зараженные этими паразитами яйца плавунцов содержат личинок, а затем куколок, из которых выходят взрослые наездники. Перед выходом этих последних зараженные яйца нетрудно отличить от здоровых по темному цвету.

Этих любопытных наездников нетрудно вывести, если набрать яиц плавунцов, расщепляя для этого ткани водных растений (в особенности частухи и стрелолиста).

3. Задания развивающего характера по теме "Отряд жесткокрылые. Плавунец"

Объясните второе название отряда Жуки, исходя из особенностей их внешнего строения.

Предположите, почему жуки имеют разную окраску надкрыльев.

В чем отличие ротового аппарата вшей и жуков?

Объясните, что значит выражение: "Развитие организма идет без полного превращения".

Правильно ли составлена схема развтия с полным превращением?

Изучив текст параграфа, сделайте вывод о том, какие особенности внешнего и внутреннего строения жуков позволили им освоить все среды жизни.

Соотнесите приведенные примеры приспособлений для защиты от врагов и насекомых, их использующих:

Рассмотрите жуков, изображенных на рисунке 57 учебника. Каких из этих жуков вы наблюдали в вашей местности? Напишите, где они встречаются.

Что из перечисленного характерно для насекомых отряда жуков:

В чем различие между жуками и бабочками?

Литература

Фабр Ж.-A. Инстинкты и нравы насекомых. – М: Терра, 1993.

G.Halffter, W.D.Edmonds. The nesting behavior of dung beetles (Scarabaeinae). Institute de Ecology. Mexico, 1982.

Nature Australia. 1999–2000. V. 26. № 7.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Шовен Р. Мир насекомых. М., Мир, 1970.