Изучаем фауну России. Водяной паук-серебрянка

Александр Кулев

Форма: Статья
Жанр: Проза (другие жанры)
Объём: 24709 знаков с пробелами
Раздел: "Научно-методические статьи"

Понравилось произведение? Расскажите друзьям!

В процессе проведения кружковых занятий по биологии педагог имеет возможность существенно расширить знания школьников о различных представителях фауны России. В данной статье учитель найдет необходимую информацию для этих занятий, а также разнообразные составленные автором вопросы и задания, многие из которых нацелены на развитие мышления у школьников. Приведенные материалы могут фрагментарно использоваться педагогом и на уроках биологии.

Важным направлением работы учителя биологии является формирование у школьников любви к природе своего края; стремления и умения изучать жизнь животных, обитающих на территории России. В настоящее время, учитывая остроту экологических проблем, данная идея приобретает особую актуальность. Познавательные задачи при этом гармонично и естественно объединяются с задачами патриотического воспитания подрастающего поколения.

ОБЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАНЯТИЯ

Занятие начинается с формулирования его темы, цели и основных задач. После этого биологический текст, предназначенный для учащихся, поочередно зачитывается несколькими школьниками и, в случае необходимости, сопровождается краткими комментариями со стороны педагога. Значительная часть информации подается в научно-популярном и научно-художественном стилях, что соответствует возрастным психологическим особенностям подростков.

После прочтения текста учащиеся задают собственные вопросы о том, что оказалось для них непонятным либо вызвало особый интерес; отвечают на вопросы, сформулированные в заключительной части статьи, а также выполняют приведенные в ней задания. Методический аппарат статьи нацелен не только на проверку качества первичного усвоения школьниками озвученных фактов и идей, но и на осуществление разнообразной мыслительной деятельности.

Очень желательно, чтобы в процессе проведения занятий на экране или интерактивной доске появлялись изображения его «героев» - представителей тех видов животных, о которых идет речь. В конце занятия учащимися при помощи педагога подводятся итоги, формулируются необходимые выводы. В качестве домашнего задания учитель может предложить школьникам дополнить свои знания о данном биологическом объекте информацией из литературных источников. Кроме того, дети получают от педагога приведённую в статье инструкцию для изучения животных с использованием кинофрагментов из сети Интернет. Данное задание может быть выполнено дома или в школе (в кабинете биологии либо в компьютерном классе, во внеурочное время).

СОДЕРЖАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ТЕКСТА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

Присядем летом у берега пруда и вглядимся внимательно в его обитателей, плавающих среди зарослей водных растений. Если повезёт, можно увидеть среди их веточек белые образования величиной с лесной орех. Они похожи на маленькие «воздушные колокола», прикреплённые к растениям. Оказывается, их соорудил водяной паук. Давайте, познакомимся с ним поближе…
Серебрянка - единственный представитель пауков, ведущий настоящий водный образ жизни. В воде протекает вся жизнь паука: в ней он ловит свою добычу – мелких членистоногих, поедает её, в ней откладывает яйца и выводит потомство. Несмотря на это, в отличие от водных насекомых, серебрянка почти не имеет морфологических адаптаций к жизни в воде, и его приспособления к этим своеобразным условиям идут по линии изменений в поведении.

Внешний облик

По вешнему облику водяной паук почти ничем не отличается от прочих пауков. Тело у него делится на головогрудь и брюшко, отделённое глубоким перехватом. Обе части тела нечленистые. У серебрянки четыре пары длинных членистых ног. На головогруди паука, в передней её части, находится несколько пар простых (не фасеточных) глаз. Интересно, что некоторыми из них паук может двигать. Как отмечает М.Д. Махлин, одни из них ночные, а другие – дневные, с разной светочувствительностью. Имеются две пары челюстей: первая пара называется хелицерами и служит для схватывания и умершвления добычи. Она когтеобразна и снабжена ядовитой железой. Вторая пара называется педипальпами, играет роль челюстных щупалец. С их помощью серебрянка придерживает добычу, поворачивает ёеё.

Самцы у серебрянок обычно крупнее самок и достигают размеров 14-18 мм. Самки мельче (11-12 мм). Обычно у других видов пауков всё наоборот. Молодые животные желтовато-серого или желто-коричневого цвета, старые – гораздо темнее молодых, иногда почти чёрные. Взрослые самки отличаются от самцов светло-серой окраской задней части тела. Кроме того, у самцов брюшко более вытянуто.

В воздушной среде серебрянка имеет тёмную матовую поверхность тела, в воде же паук серебрится, как пузырёк воздуха. Это связано с тем, что поверхность тела животного покрыта многочисленными не смачиваемыми водой волосками и, уходя под воду, он уносит с собой между волосками запас воздуха. Этим воздухом паук и дышит под водой. Дыхание атмосферным воздухом указывает на то, что предками водяных пауков были сухопутные пауки. Интересно, что воздушный пузырёк по-разному облекает тело самца и самки. У самки воздух окружает всё брюшко и часть головогруди, у самца же верхняя часть брюшка остаётся свободной от воздуха. В силу этого воздушный пузырёк самца меньше по объему, не столь сильно тянет его кверху и даёт ему возможность совершать в воде более ловкие движения и плавать не только головой вниз, как плавают самки, но и держась горизонтально.

Дыхание

Для дыхания паук поднимается к поверхности воды, высовывает из неё задний конец брюшка, а затем, работая всеми восемью ногами, как вёслами, уходит вглубь. Волосяной покров брюшка серебрянки, как уже указывалось выше, не смачивается, на нём паук уносит в воду необходимый запас воздуха. При этом он серебрится, словно капля ртути.

При дыхании воздух проводится в лёгочные мешки, которые находятся на нижней стороне брюшка и открываются парными дыхательными отверстиями. У серебрянки всего одна пара лёгких. Кроме того, у этого паука имеется и система трахейных трубочек, которые открываются двумя отверстиями на нижней части брюшка. Трахейная система, кроме обеспечения процесса дыхания, играет роль гидростатического аппарата, уменьшая удельный вес паука. Установлено, что у водяного паука кожное дыхание преобладает над легочным.

Существуя в подводном воздушном колоколе или перенося пузырь с воздухом на себе, фактически паук живёт в воздушной среде, как и его сухопутные предки, только часть этой среды он постоянно носит на себе. Дом его – это «кусочек» атмосферы, перенесенный под воду.

Постройка воздушного колокола

В случае содержания этого паука в домашних условиях очень интересно провести наблюдение над интереснейшей особенностью его поведения – постройкой под водой воздушного колокола, служащего местом постоянного пребывания серебрянки. Этот паук хорошо переносит неволю и даже строит в аквариуме свои знаменитые гнёзда в виде подводного колокола. Для наблюдений следует поместить паука в аквариум с водными растениями.

Вскоре он приступит к постройке своего домика в виде горизонтально натянутой сети, под которую постепенно и многократно приносит с поверхности воды воздух, отчего сеть начинает выпячиваться в виде колокола. Развернувшись брюшком кверху у поверхности воды, паук плотно прижимает задние ноги к своему телу. Затем с помощью остальных ног, держащихся за стебель растения, паук делает резкий рывок вниз. В этот момент поверхностная плёнка прогибается и у брюшка образуется воздушная воронка. Взмах задними ногами – и серебрянка смыкает воду над воронкой, отрезает находящийся в ней воздух от поверхности. Такой запас воздуха не донести вплавь, и паук ползёт вниз, находя колокол по ведущей к нему паутине. Пузырёк за пузырьком таскает паук в своё жилище, пока не наполнит воздухом весь колокол. Время, необходимое для построения подводного колокола, нередко равняется нескольким часам. Однако М.Д Махлин утверждал, что этот процесс может идти и значительно быстрее – приблизительно два часа, причём паук за это время поднимается к поверхности 50-70 раз. Воздушное гнездо серебрянки имеет форму и размеры голубиного яйца. В этом домике и протекает жизнь паука.

Нужное для постройки колокола паутинное вещество у серебрянки выделяется, как и у других пауков, из прядильных желёз, открывающихся на паутинных бородавках, которые, в числе двух пар, помещаются на заднем конце брюшка. Выпускаемая ими жидкость быстро твердеет на воздухе и в воде, образуя прочные прозрачные нити.

Если паук здоров и сыт, то его колокол велик и хорошо заполнен воздухом. У голодающих, слабых животных колокол постепенно разрушается. Больные пауки постепенно теряют даже способность облекать своё тело воздухом, начинают смачиваться водой и тонут.

Охота и питание

От колокола тянутся ловчие нити, но паук-серебрянка чаще преследует свою будущую добычу, чем ловит в сети. Он охотится за рачками, личинками комаров и другими мелкими водными животными. Завидев ещё издали, например, мотыля – червеобразную личинку комара-звонца, паук начинает осторожно спускаться по стеблю водного растения и, приблизившись на расстояние скачка от жертвы, приостанавливается, будто обдумывая план нападения. Затем он очень медленно приближается и резким движением схватывает мотыля, который начинает извиваться и выворачиваться, что нередко ему удаётся. Но серебрянка повторяет свои нападения и в конце концов овладевает своей жертвой.

Тактика охоты может быть и другой. Добычу хищник поджидает, сидя в колоколе: брюшко в воздушной среде, головогрудь и ноги – в воде. Обнаружив, например, водяного ослика, паук-серебрянка стремительно «вылетает» из колокола и схватывает добычу, затем столь же стремительно возвращается с ней в колокол.

Нападая на добычу, серебрянка опутывает её паутиной и лишь затем её высасывает. При этом паук пускает в ход свои когтеобразные хелицеры, которыми и впивается в жертву, отравляя её выделениями своих ядовитых желёз. Пищеварение наружное, оно состоит из трёх последовательных процессов: 1) выделение пищеварительного секрета; 2) разжижение ткани жертвы; 3) всасывание переваренной пищи. Пойманную добычу серебрянка поедает обычно в колоколе. Пищеварительный секрет паука действует только в воздушной среде, а в воде размывается. Поэтому паук забирается в колокол и там ложится на спину. При таком положении секрет постоянно находится в области рта и не стекает вниз. Но действует он только на те участки рачка, которые соприкасаются с ним. С помощью педипальпов паук периодически вертит добычу, прижимая ко рту всё новые участки. Большого водяного ослика паук обрабатывает и высасывает за 2-3 часа, на маленьких уходит около часа. Остатки пищи паук выносит из колокола и бросает в стороне от него.

При содержании этих пауков в условиях неволи их можно кормить естественными природными кормами: водяными рачками (осликами и бокоплавами), мотылём (личинками комара звонца), бросать на поверхность воды полуживых мух или других насекомых.

Другие особенности поведения

Находясь в воздушном колоколе, серебрянка постоянно расчёсывает волоски на своём теле, смазывает их прозрачным секретом, который выделяется в хелицерах. Это действие приводит к тому, что волоски не слипаются.

Чаще всего водяной паук встречается в стоячих или медленно текущих водах, богатых растительностью. Будучи выхвачен сачком из родной стихии, водяной паук пытается спастись бегством и сразу выдаёт себя наблюдателю.

На суше он передвигается очень быстро и ловко, не хуже многих сухопутных пауков. Неплохо и плавает, действуя всеми ногами, как вёслами. При содержании серебрянки в условиях неволи аквариум с ними нужно плотно закрывать крышкой с мелкими отверстиями для дыхания, через которые паук не сможет вылезти. Иначе он выберется из этого искусственного водоема и отправится в путешествие посуху. Очевидно, в природе серебрянки таким образом заселяют новые территории.

Размножение и развитие

М.Д. Махлин пишет, что между разнополыми особями серебрянки часто складываются миролюбивые отношения. Н.Ф. Золотницкий, наоборот, указывает на склонность серебрянок к внутривидовым конфликтам и каннибализму. Поэтому, как пишет этот автор, в природе водяные пауки стараются не строить свои воздушные жилища рядом. Однако это правило может быть нарушено в весеннее время. Тогда самец отваживается построить своё жилище рядом с жилищем самки, а затем соединяет эти подводные дома воздушной галереей. Затем, пройдя внутри этой галереи, самец пробивает стенку гнезда самки и бросается в её объятия… Приём, оказываемый непрошенному гостю, не всегда бывает одинаков. Случается, что его встречают весьма враждебно. Тогда самец вынужден немедленно обратиться в бегство. Но чаще всего, однако, его встречают весьма ласково, и временный «брак» заключается… В ближайшие два или три дня самка откладывает ярко-оранжевые яйца в подводный колокол, предназначенный для размножения. Он напоминает по характеру постройки обыкновенный колокол, но стенки его гораздо плотнее. Яйца (до 160 штук) закладываются в вершину колокола и закрепляются паутинными нитями. В свободной части колокола самка остаётся охранять кладку.

Из отложенных яиц через неделю или две выходят крошечные паучки. Вышедшие из яиц молодые животные несколько дней сидят «дома» под охраной матери, дважды линяют, но затем приобретают самостоятельность и начинают строить себе маленькие подводные логова, напоминая взрослых пауков. С этого момента паучиха может употреблять своё потомство на обед. В книге Н.Ф. Золотницкого находим информацию о том, что, найдя мёртвую личинку стрекозы, водяного клопа или какого-нибудь другого водяного обитателя, «новорождённые» паучки теребят его, как собаки кусок мяса. Чаще же всего, не находя подходящей пищи, они начинают истреблять друг друга. В этой связи при содержании серебрянок в аквариумах данный автор рекомендовал рассаживать их по разным искусственным водоёмам, чтобы избежать характерного для них каннибализма. Но в литературе встречаются и иные мнения. Например, М.Д. Махлин считал возможным содержание нескольких взрослых особей пауков этого вида в одном большом аквариуме.

Зимовка

На зиму серебрянка остаётся либо в своём подводном колоколе, оплетая его паутиной снизу, либо устраивает себе наполненное воздухом убежище в пустой раковине, заклеивая наружный вход тонким слоем паутины. Часто, найдя пустую раковину, паук натаскивает в неё столько воздуха, что она всплывает на поверхность. Раковина паутинными нитями прикрепляется к плавающим на поверхности водным растениям. Такие плавающие раковины-коконы можно видеть под осень на поверхности водоемов. Достаточно вскрыть раковину, чтобы обнаружить её обитателя. С наступлением холодов водные растения опускаются на дно водоёма и вместе с собой погружают и серебрянку в раковине. Весною растения всплывают, и убежище перезимовавшего паука вновь выносится на поверхность, освобождая пленника. Как отмечает М.Д. Махлин, нередко эти раковины вмерзают в лёд, но обычно без вреда для находящихся в них серебрянок. После оттаивания пауки просыпаются, вылезают из раковин и сразу же начинают строить свои подводные колокола. В условиях природы неожиданное для наблюдателя оживление серебрянок по времени обычно совпадает со второй половиной марта, когда лучи весеннего солнца начинают прогревать воду.

Н.Ф. Золотницкий отмечал тот факт, что серебрянки даже в аквариуме могут впадать в зимнюю спячку, длящуюся иногда несколько недель. В это время паук из раковины совсем не вылезает. Замечено, что такой спячке подвергаются в аквариуме только старые пауки, молодые же продолжают жить активно, как и летом, строя колокол, ползая по дну и даже линяя.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

1. Какие животные являются ближайшими родственниками паука-серебрянки?
2. Почему паук-серебрянка, живя в воде, дышит атмосферным воздухом?
3. Чем отличаются друг от друга по строению органы зрения паукообразных и ракообразных?
4. Чем внешне отличаются друг от друга самки и самцы пауков-серебрянок.
5. Каково значение волосков, покрывающих тело водяного паука?
6. Какие органы воздушного дыхания имеются у паука?
7. Кто является объектами питания водяного паука?
8. В чём состоит тактика охоты паука-серебрянки?
9. Каковы этапы процесса питания у пауков?
10. Каково значение воздушного колокола в жизни серебрянок?
11. Как удаётся водяному пауку построить воздушный колокол под водой?
12. Почему воздушный колокол серебрянки не поднимается к поверхности воды?
13. За какое время водяной паук может построить воздушный колокол?
14. В каком случае серебрянка может утонуть?
15. Почему водяной паук много времени проводит, расчёсывая конечностями волоски на своём теле?
16. Почему пауки-серебрянки не встречаются в быстротекущих водоемах, а предпочитают селиться в стоячих? Выскажи свои предположения.
17. Каким образом серебрянки заселяют новые водоемы?
18. Проанализируй известную тебе информацию и дай ответ на вопрос: «От каких условий может зависеть степень внутривидовой агрессивности пауков-серебрянок в природе?»
19. Может ли внутривидовой каннибализм играть положительную роль в жизни серебрянок? Если да, то какую именно? Свой ответ обоснуйте.
20. В чём проявляется забота о потомстве у водяных пауков?
21. Как зимуют серебрянки?

22. Ознакомьтесь с приведенным ниже текстом. Объясните, в чем заключается ошибочность некоторых имеющихся в нём фактов или идей, внесите необходимые исправления или уточнения.

«Я с детства интересовался жизнью животных. Вспоминаю себя ещё мальчишкой, сидящим дома около маленького аквариума. А в нём кипит жизнь. Мой шестиногий питомец – водяной паук, невероятно привлекающий своим поведением и одновременно отпугивающий жутковатой внешностью, активен и деловит. Он бегает по нитям паутины, плавает, зависает у самой поверхности воды. «Какое же удивительное насекомое живёт в моём аквариуме» - подумал я! Вот серебрянка захватывает задними ногами пузырёк воздуха и, придерживая его с боков коготками лап, аккуратно, словно воздушный шарик, который готов лопнуть, переносит его к своему подводному колоколу. Так повторяется много раз. Подводное сооружение постепенно заполняется газом, необходимым для дыхания, увеличивается в размерах. Вот он уже таков, что может вместить в себя тело своего хозяина. Вероятно, уставший от тяжёлой работы, паук забирается внутрь колокола и замирает в нём. Снаружи видны только периодически поворачивающаяся в разные стороны голова, высматривающая возможных будущих жертв, и передние ноги. Бросаю в аквариум красную личинку комара, которая называется мотылём. Она постепенно опускается на дно. Паук явно заинтересован. Он приближается к личинке, разворачивается, неожиданно хватает добычу задними ногами и уносит её к ближайшему водному растению. Там, удобно устроившись на веточке, паук постепенно высасывает содержимое тела своей жертвы, и смотреть на это мне – еще мальчишке – было, честно говоря, страшновато. Но вот слышу: мама зовёт меня обедать. Заканчиваю наблюдение за серебрянкой и с радостью бегу к столу, чтобы последовать примеру своего аквариумного питомца – плотно подкрепиться. Ощущаю себя почти пауком, и это одновременно веселит и пугает…»

23. Сочините собственные небольшие тексты об изученных на этом занятии животных. Включите в них как верную информацию, так и биологические ошибки. Прочитайте эти тексты своим товарищам, предложите им найти ошибки и внести необходимые исправления.

КРАТКИЕ ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ И ОБРАЗЦЫ ПРАВИЛЬНО ВЫПОЛНЕННЫХ ЗАДАНИЙ

Ближайшие родственники серебрянки – другие пауки, а также иные представители класса Паукообразные, к которым относятся сенокосцы, скорпионы, клещи, сольпуги (фаланги). У ракообразных глаза сложные, фасеточные, а у пауков они простые. Находясь в воздушном колоколе, паук-серебрянка дышит, питается, отдыхает, расчесывает волоски на своём теле, откладывает яйца, защищает их от врагов. Серебрянка может утонуть, если потеряет способность смазывать свои волоски особым секретом, и тогда они будут склеиваться, или если паук по какой-то причине не сможет долгое время подниматься к поверхности воды для захвата новой порции воздуха. В стоячих водоемах вода хорошо прогревается, в ней много теплолюбивых и быстро растущих при высоких температурах возможных жертв паука. Поскольку здесь нет сильных потоков воды, ничто не мешает серебрянке построить воздушный колокол. По этой же причине нет необходимости в больших затратах энергии для подъёма к поверхности воды или опускания на дно, в нужное пауку место. В небольших стоячих водоемах мало или совсем нет крупных хищников, которые могут быть опасными для самого паука. Возможно, это является основными причинами того, что серебрянки живут именно в стоячих или слабо текущих водоемах. Можно предположить, что внутривидовая агрессивность серебрянки возрастает при длительном голодании; при наличии рядом особей, размеры тел которых гораздо меньше, чем тело агрессора; при острой конкуренции за место для строительства воздушного колокола, при конкуренции самцов за самку в период размножения, при неполной готовности самки к размножению в сочетании с навязчивостью самца. Внутривидовой каннибализм может быть полезен виду в целом. Ведь таким образом решается проблема питания для многих его особей (в случае временного ухудшения кормовых условий). Осуществляется естественная регуляция численности особей своего вида. Происходит естественный отбор, в результате которого преимущественно выживают наиболее приспособленные к борьбе за собственную жизнь пауки данного вида. Временное уменьшение количества серебрянок в конкретном водоеме (происходящее в случае их активно проявляющегося каннибализма) позволяет будущим жертвам пауков размножиться и восстановить свою численность. Это - один из примеров естественной саморегуляции в живой природе. Следовательно, каннибализм, являющийся злом для конкретной особи, может быть полезен для вида в целом, или даже для всего многовидового природного сообщества организмов.

В предложенном для обсуждения тексте имеются следующие ошибки и неточности: у пауков не шесть, а восемь ног; голова серебрянки плотно соединена с грудью, и поэтому она не может самостоятельно поворачиваться в разные стороны; паук – не насекомое; атмосферный воздух переносится серебрянкой не с помощью конечностей, а с участием волосков, покрывающих его тело; питается водяной паук не на побеге растения, окружённом водой, а внутри воздушного колокола.

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКАМИ БИОЛОГИИ ПАУКА СЕРЕБРЯНКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КИНОФРАГМЕНТОВ ИЗ СЕТИ ИНТЕРНЕТ

1. Найди в сети Интернет несколько кинофрагментов о водяных пауках серебрянках.
2. Посмотри эти кинофрагменты. Обрати внимание на неизвестные тебе ранее биологические особенности этих животных.
3. Кратко запиши факты и идеи, которые вызвали у тебя интерес и дополнили твои биологические знания.
4. Подготовь устное или письменное сообщение о том, что тебе удалось выяснить. Для этого составь план изложения информации в нужной логической последовательности.
5. Не забудь сформулировать выводы или подвести итоги своего маленького «исследования».
6. Обсуди с учителем возможность своего выступления перед другими учащимися на уроке биологии или очередном заседании биологического кружка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Жизнь животных. В 7 т. Том 3. Членистоногие: трилобиты, хелицеровые, трахейнодышащие. Онихофоры / Под ред. М.С. Гилярова, Ф.Н. Правдина – М.: Просвещение, 1984.
2. Золотницкий Н.Ф. Аквариум любителя. – М.: Терра, 1993.
3. Козлов М.А., Олигер И.М. Школьный атлас-определитель беспозвоночных. – М.: Посвещение, 1991.
4. Красная Книга природы Санкт-Петербурга. – СПб: Профессионал, 2004.
5. Махлин М.Д., Солоницына Л.П. Аквариум в школе: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1984.
6. Молис С.А. Книга для чтения по зоологии: Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1981.
7. Нидон К., Петерман И., Шеффель П., Шайба Б. Растения и животные: Руководство для натуралиста. – М.: Мир, 1991.
8. Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. – М.: Учпедгиз, 1956.
9. Суматохин С.В. Чтение и понимание текста при обучении биологии // Биология в школе. – 2012. - №6.
10. Суматохин С.В. Виды чтения при обучении биологии // Биология в школе. – 2012. - № 7.
11. Фролова Е.Н. , Керр Е.Ф., Щербина Т.В. Полевая практика по зоологии беспозвоночных: Методическое пособие. – Л. : Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1970.
12. Яхонтов А.А Зоология для учителя: Введение в изучение науки о животных. Беспозвоночные. – М.: Просвещение, 1982.

© Александр Кулев, 2020
Дата публикации: 07.07.2020 20:45:44
Просмотров: 1817

Если Вы зарегистрированы на нашем сайте, пожалуйста, авторизируйтесь.
Сейчас Вы можете оставить свой отзыв, как незарегистрированный читатель.