курсовая шмели. Курсовая работа Влияние антропогенных факторов на численность и жизнедеятельность шмелей Исполнитель
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ» Факультет биологии и экологии Кафедра биохимии Курсовая работа Влияние антропогенных факторов на численность и жизнедеятельность шмелей Исполнитель: студентка 2 курса специальности Биология 1-310101 (Биоэкология 1-33-0101) Шимоволос Инна Александровна Научный руководитель: Рязанова Маргарита Юрьевна Гродно 2021 Оглавление Введение……………………………………………………………...…...3 ГЛАВА 1. Обзор литературы……………………………………............5 Систематическое положение шмелей…..……………………....5 Внешнее строение шмелей……………………………………...6 Видовое разнообразие шмелей, обитающих на территории РБ………………………………………………….……………....8 Влияние антропогенных факторов на численность и жизнедеятельность шмелей…………………………....………..12 Заключение………………………………………………………………16 Библиография…………………………………………………………… ВВЕДЕНИЕ В этой работе мы особенно хотели бы рассмотреть антропогенное влияние на жизнедеятельность шмелей. Шмель — это членистоногое насекомое, которое относится к подклассу крылатые насекомые, инфраклассу новокрылые насекомые, надотряду насекомые с полным превращением, отряду перепончатокрылые, подотряду стебельчатобрюхие, семейству пчелы настоящие, роду шмели (лат. Bombus). Шмели относятся к великому отряду пчелиных. По способу жизни они занимают что-то среднее между одиночными пчелами и пчелиными сообществами. Свое название шмель получил благодаря издаваемому во время полета звуку. Общеславянский корень кем- или чем- обозначал «гудеть, хрипеть». От него путем звукоподражания возникло древнерусское слово «чьмель». Со временем это слово преобразовалось в «шмель». Шмель насекомое социальное и подчинено жизни рода, в котором существует своя иерархия: матка, рабочие самки и самцы-оплодотворители. Среди рабочих особей тоже имеется свое разделение. Одни обустраивают гнезда, другие их защищают. Есть самки, отвечающие за сбор еды, и те, кто кормит личинок. Для человека наибольший интерес представляет опылительная деятельность шмелей. Некоторые виды специализируются на определенный круг кормовых растений, другие приспособились собирать корм с цветков целого ряда растительных видов. В настоящее время (еще в конце 80-х годов) в связи с развитием тепличного хозяйства при выращивании овощей, в основном томатов и перца, появились новые возможности использования шмелей. Они в отличие от медоносных пчел хорошо приспособлены к ограниченному пространству, и так опыляют томаты, что увеличивают их урожай на 50%. Поэтому возрос интерес к изучению этих полезнейших насекомых. Интерес к ним проявляют и селекционеры, и защитники природы, пытающиеся восстановить фауну в различных регионах на рекультивируемых землях. ГЛАВА 1. Обзор литературы . Систематическое положение шмелей Царство: Animalia (Животные) Подцарство: Eumetazoa (Эуметазои или настоящие многоклеточные) Раздел: Bilateria (Двусторонне-симметричные, билатеральные) Клада: Nephrozoa (Нефрозоа) Подраздел: Protostomia (Первичноротые) Клада: Ecdysozoa (Линяющие) Клада: Panarthropoda Клада: Tactopoda Тип/Отдел: Arthropoda (Членистоногие) Подтип/Подотдел: Hexapoda (Шестиногие) Класс: Insecta (Насекомые ) Отряд/Порядок: Hymenoptera (Перепончатокрылые насекомые) Подотряд/Подпорядок: Apocrita (Стебельчатобрюхие) Надсемейство: Apoidea Семейство: Apidae (Пчелиные, настоящие [благородные] пчёлы) Подсемейство: Apinae Триба: Bombini Род: Bombus (Шмели) 1.2. Внешнее строение шмелей Шмели — довольно крупные, красивые, яркоокрашенные насекомые. Самки крупнее самцов. В среднем длина тела самки — от 13 до 28 мм, размер шмеля самца варьируется от 7 до 24 мм. Некоторые виды, такие как шмель степной (лат. Bombus fragrans), вырастают до 35 мм в длину. Вес матки шмеля может достигать 0,85 г, рабочие особи весят от 0,04 до 0,6 г. При этом насекомые могут переносить количество пыльцы, равное их собственному весу.  Туловище шмеля толстоватое и тяжелое. Крылья насекомого относительно небольшие, прозрачные, состоящие из двух синхронно движущихся половинок. (Рис. 1) Шмель машет крыльями со скоростью около 400 взмахов в секунду. Траектория движения каждого крыла напоминает овал, который движется под большим углом. При каждом взмахе крылья шмеля переворачиваются, занимая немного другое положение: когда крыло идет вниз, его верхняя часть направлена вверх, и наоборот. Скорость шмеля достигает 3-4,5 метров в секунду (10,8-16,2 км/ч).Рис.1. Крылья шмеля Голова самки слегка удлиненная, широкозакругленная на затылке. У самца она треугольная или почти округлая, с хорошо заметной пунктирной линией на темени и лицевой части. Шмели имеют хоботок, при помощи которого они собирают нектар. (Рис. 2) У разных видов он имеет различную длину: например, у малого земляного шмеля (лат. Bombus lucorum) его длина равна 7-10 мм, а у садового (лат. Bombus hortorum) — 18-19 мм. Такие размеры хоботка позволяют шмелям добывать нектар с цветов, имеющих глубокий венчик, таких, как цветы клевера.  Рис. 2. Хоботок шмеля Шмели обладают мощными, перекрывающимися при сближении, челюстями-жвалами, которые используют для перегрызания растительных волокон и формирования сот. Насекомое может кусаться, используя челюсти для защиты. Глаза шмеля голые, не покрытые ворсинками, расположены по прямой линии. Усики самцов длиннее, чем у самок (Рис. 3).Рис. 4. Глаза и челюсти шмеля Брюшко шмелей не подогнуто к вершине. В конце брюшка у самок находится жало. У самца жала нет, на его месте располагаются темно-коричневые, сильно хитинизированные гениталии. В спокойном состоянии жало шмеля не видно. Оно полое внутри и, в отличие от пчелиного, гладкое, без зазубрин. (Рис. 4) При укусе самка шмеля прокалывает кожные покровы врага, выпускает капельку яда и вытаскивает жало обратно. Таким образом, шмель может жалить многократно и без вреда для себя. При этом жало пчелы остается в теле укушенного, а сама она погибает.  Шмели имеют 6 лапок. (Рис. 4) У самки на гладкой наружной поверхности задних голеней есть «корзиночка» для сбора пыльцы — площадка, окруженная жесткими прямыми волосками. У самца задние голени обычно расширены на вершине, и, в зависимости от вида, их наружная поверхность более или менее густо опушена и выпукла.Рис. 4. Жало и лапки шмеля Волоски, которыми покрыто тело шмеля, имеют черный, белый, желтый, оранжевый, красноватый или серый цвет. Окрас насекомого обычно полосатый. Редко встречаются полностью черные шмели. Считается, что расцветка напрямую связана с балансом между маскировкой и терморегуляцией тела. У каждого вида шмеля своя, строго определенная окраска, по которой его легко отличить. 1.3. Видовое разнообразие шмелей, обитающих на территории РБ По разным данным в мире существует около 300 разновидностей шмелей. В Республике Беларусь насчитывается небольшое количество особей. Также в РБ есть 2 вида, занесенных в Красную Книгу Республики Беларусь:
 Категория охраны: III КАТЕГОРИЯШмель Шренка Описание: Шмель средних размеров, длиной до 23-25 мм. Сверху спинка, первые 2 сегмента брюшка и голова покрыты темно-рыжими волосками; середина и вершина брюшка в чередующихся перевязях из черных и светло-желтых волосков; грудь по бокам в белых или светло желтых волосках; ноги в черных волосках. Длина хоботка самок в среднем 11 мм. Обитает в низинных и заливных лугах вдоль небольших рек, сырых лесных полянах и опушек. Численность и тенденция ее изменения: На неосвоенных территориях в сев. части республики иногда встречается в значительном количестве, в вост. и центр. частях - редок. По мере хозяйственного преобразования территории численность сокращается Основные факторы угрозы: Осушение пойменных земель и заболоченных участков леса, использование пестицидов, сенокошение, выпас скота, выжигание сухой растительности.
 Категория охраны: III КАТЕГОРИЯШмель моховой Описание: Шмель средних размеров, длиной до 23-25 мм. Самки имеют длину 18-22 мм, рабочие — 10-15 мм и самцы — 12-15 мм. Окрашен в ярко-золотисто-желтый цвет, спинка оранжевая. Некоторые особи однотонные — светло-коричневые. Брюшко светлее груди. На спинке ровно «подстриженная» шерстка. Ноги в светло-желтых волосках. Длина хоботка самок около 13 мм. Этот вид строит гнезда наземного типа, представляющие собой полую кочку из стеблей травы диаметром 20-25 см. Обитают на лугах, преимущественно пойменных, лесных опушках и обширных полянах, агроценозах клевера. По мере освоения территории численность сокращается. Основные факторы угрозы: Осушение пойменных земель, использование пестицидов, сенокошение, выпас скота. Остальные виды, не входящие в Красную Книгу:  Шмель степной (лат. Bombus fragrans)Шмель степной Это очень крупное насекомое: длина тела самок составляет 32-35 мм, самцов — 21 мм. Щёки насекомого почти квадратные. Опушение короткое, равномерное. Цвет шмеля бледновато-серовато-желтый с черной перевязью между крыльями. Степной шмель живет в равнинных, предгорных и горных степях, на лугах лесостепной зоны. Гнезда устраивает в норах грызунов в земле.  Шмель подземный (лат. Bombus subterraneus)Подземный шмель Теплолюбивое насекомое с удлиненным телом и длинным хоботком. Самки достигают 19—22 мм, рабочие особи вырастают до 11—18 мм, самцы — до 14—16 мм. Желтый цвет в окрасе насекомого тусклее, чем у шмелей других видов, темные полосы убывают к концу брюшка, переходя в грязно-белый цвет. Это один из четырех видов шмелей, завезенных из Великобритании в Новую Зеландию для опыления клевера. Свое название этот вид шмелей получил из-за того, что устраивает гнезда в заброшенных норах грызунов. Самки с зимовки вылетают в конце мая.  Армянский шмель (лат. Bombus armeniacus)Армянский шмель Это редкий вид шмелей, занесённый в Красную книгу России и Украины. Обитает на равнинных, предгорных и горных степях, лесостепях, на окраинах сосновых лесов. Встречается в Восточной Европе. Длина тела шмеля составляет 21-32 мм. Насекомое имеет коричневые крылья и сильно удлиненные щеки. Голова, перевязь на спинке между основаниями крыльев, задний сегмент брюшка и ноги шмеля черные, остальные части тела светло-желтые. Армянский шмель опыляет бобовые и сложноцветные растения.  Шмель каменный (Bombus lapidarius) Шмель каменный До 26 мм в длину. Летает с апреля до сентября.Самки 20—23 мм, рабочие 12—16 мм и самцы 14—16 мм. Самки чёрные с красно-оранжевым кончиком брюшка. У самцов клипеус и грудь с желтоватыми волосками. Усики самок и рабочих 12-члениковые, у самцов 13-члениковые. Гнёзда часто устраивает под старыми кучами камней. Гнёзда могут включать до 300 или 400 шмелей. Летает с апреля до сентября. 1.4. Влияние антропогенных факторов на численность и жизнедеятельность шмелей Шмелей на нашей планете остается все меньше, а в последние десятилетия они исчезают с пугающей быстротой. Видовой состав шмелей в городах гораздо беднее, чем в природных ландшафтах. Последствия могут быть катастрофическими для всего человечества, так как шмели крайне важные опылители для многих культурных растений. Шмели проводят тип опыления, который не могут производить пчёлы: они используют свои челюсти, чтобы трясти цветки и тем самым отделяют пыльцу из них. Этот процесс очень важен для томатов, черники, клюквы, садовой земляники, перцев, баклажанов и картофеля. Приведем пример: Большие резервы высоких урожаев заложены в более полном использовании потенциальных возможностей насекомых – опылителей растений. По оценкам специалистов, из-за слабого развития службы опыления наша страна за год теряет до 50% урожая семян и плодов сельскохозяйственных культур. Использование для этого медоносных пчел и шмелей – самый дешевый способ повышения урожайности энтомофильных культур и улучшения качества семян. Так, исследователями установлено, что использование пчел на опылении культур в защищенном грунте позволяет повысить их урожайность до 40 кг с 1 м2. Это касается и таких овощных культур, как томаты, огурцы, перцы и баклажаны. В последнее время для их опыления часто используют шмелей. Как только колония достигает 70–100 рабочих особей, ее переносят в теплицу, естественно, вместе с улейком. Некоторые колонии затем используют для вывода молодых самцов и маток, которых искусственно осеменяют, следя за тем, чтобы не было близкородственного спаривания. Самки зимуют при температуре 4°С, их активизация происходит за три месяца до начала опыления. Если на 1000 м2 теплицы приходится одна колония пчел либо шмелей, насекомые опыляют приблизительно равное число цветков огурца, к примеру. В зависимости от агротехники и стадии развития растений оптимальная норма семей медоносных пчел при работе на опылении культуры огурца в теплицах равна 10–15 ульям на 1 га. Если в опылении заняты шмели, то необходимо 13–15 колоний на 1 га. Что является большим количеством особей. Следует учесть, что активная посещаемость цветков насекомыми-опылителями сама по себе не гарантирует высокой урожайности культуры. У шмелей каждая рабочая особь придерживается ограниченной фуражировочной территории. Условия теплиц в целом неблагоприятны для нормального процесса опыления растений, а также и для жизнедеятельности пчелиных семей, отчего они работают в таких условиях недостаточно продуктивно. Основные факторы, влияющие на летную активность насекомых-опылителей, — это влажность и температура. Следует заметить, что шмели могут работать при самой низкой освещенности, поскольку они обладают хорошим зрением в ультрафиолетовой области, хорошо находят цветки с полностью созревшей пыльцой, не пропуская ни одного. Большие размеры тела и масса шмеля обеспечивают лучший перенос пыльцы, более того, при посещении цветка они производят и так называемое «вибрационное опыление». Эта эксплуатация шмелей на благо опыления растений влияет сугубо негативно на пчелиное семейство. К сожалению, очень часто шмелям наносит вред и человек своим вмешательством в окружающую природу. При современном развитии науки и техники можно уничтожить что угодно и «научно обосновать» необходимость более эффективного использования природы, не учитывая при этом возможные последствия. Даже безобидная на вид рекультивация земель способна разрушить пищевые цепочки того или иного вида шмелей и привести к сокращению популяции в данной местности или к полному исчезновению вида. Классическим примером негативного вмешательства человека является ежегодное выжигание сухой травы в местах, где могут находиться гнезда не только шмелей, но и некоторых птиц. Еще одним неблагоприятным влиянием на популяцию шмелей является их импорт. Уже несколько лет, наблюдая за разными видами насекомых-опылителей, особое внимание уделяю шмелям. При изучении истории этих насекомых, начала вырисовываться ситуация, происходящая на Британских островах, где шмели опыляют около 80% важных сельскохозяйственных растений. К примеру, коротковолосый шмель в свое время был популярен в южной Англии, но после 1988 г. все эти шмели вымерли. Потеря коротковолосого шмеля вероятнее всего была вызвана резким сокращением диких лугов, которое наступило после Второй мировой войны. Считается, что 97% богатых ценными медоносами пастбищ, необходимых как пчелам, так и шмелям в качестве источников питания, перестали существовать за последние 70 лет. С той поры в Великобритании возникла необходимость почти ежегодно импортировать шмелей. После повторного расселения шмелей в 2000 г. ситуация повторилась вновь. Предполагается что это связано с отсутствием генетического разнообразия и с отсутствием приспособления к местным условиям среды. Не исключено также влияние болезнетворных факторов. После долгого перерыва попытались вновь развести шмелей в Великобритании. Импортированные в 2009 г. из Новой Зеландии, куда в свое время они были завезены для опыления клевера из той же Англии, шмели все снова вымерли. По информации д-ра Nikki Gammans – руководителя проекта возрождения поголовья шмелей – проект предполагал первоначально импорт шмелиных маток из Новой Зеландии, поскольку именно в Новой Зеландии оставались еще потомки вымерших видов. Другая часть проекта предполагала восстановление пищевой базы с помощью местных жителей. Но оказалось, что импорт шмелей дополнительно привносит и паразитарную инфекцию, что создает дополнительные хлопоты в «процессе адаптации» шмелей. Согласно высказыванию д-ра Marka Browna из Школы биологических наук, шмели изучались с точки зрения наличия у них 4-х основных опасных паразитов, которые могли бы ослабить их иммунитет перед выпуском их на плантации. Главной причиной таких исследований является опасение, что эти паразиты могут быть перенесены из Швеции в Великобританию. Это является другой попыткой заселения коротковолосого шмеля в Англию. Согласно сообщениям, переданных BBC Nature, импорт шмелей из Европы составляет угрозу для разного рода местных пчел и шмелей на территории Великобритании. Ученые утверждают, что ввозимые шмели оказываются инфицированными разными паразитами. Из сообщений прессы удалось выяснить, что каждый год в Англию для опыления ввозится до 40-50 тыс. колоний шмелей. Наблюдения за шмелями в естественных условиях могут быть полезны для их охраны, поскольку численность этих насекомых в последние десятилетия заметно уменьшилась. Однако некоторые виды шмелей могут успешно обитать даже в больших городах. В 2000–2002 гг. под руководством сотрудника Института зоологии О.Мороза мы наблюдали за шмелями (Bombus) в Киеве — крупном промышленном населенном пункте. Всего, по материалам коллекционных фондов, зоологами отмечено в его окрестностях до 18 видов шмелей. Однако большинство имеет незначительную численность, а некоторые попадались в единичных экземплярах (шмель-магнум B.magnum). Фауна шмелей меняется в разные годы. Это зависит от погоды и других условий. Так, из-за дождей в начале лета 2000 г. очень редко встречался B.silvarum — лесной шмель . Немного его было и в 2001 г. Но в это время заметно увеличилась численность шмеля шренка B. schrenkii и каменного B. lapidarius, последний предпочитает более теплую погоду. В 2002 г. (с дождями в июне и сильной жарой в июле) численность шмелей заметно упала. Где же предпочитают селиться шмели в городских условиях? Они выбирают места с обилием разнообразных растений-медоносов, где не ведется хозяйственная деятельность и сохраняется дикое некошеное разнотравье. Это ботанические сады, территории промышленных цветоводческих хозяйств, кладбища, сады и цветники, пустыри и т.д. Сохранение дикого некошеного разнотравья тут очень желательно. Так, скашивание диких трав возле оград Ботанического сада Академии наук в Киеве и посадка на их месте культурных растений привели к заметному уменьшению числа видов шмелей в этих местах. С конца августа, когда отцветают многие дикие растения, основной кормовой базой в городе становятся цветочные клумбы с бархатцами, космеями, георгинами, львиным зевом. Посадки декоративных цветов, бедных на нектар, махровых гвоздик, канн, уменьшают число шмелей на клумбах, обедняют их кормовую базу перед зимовкой. На окраинах города — в массивах леса или сухого луга, регулярно скашиваемого, — численность шмелей малая — насекомые рассеяны на большой территории отдельными видами, их меньше, чем в оптимальных биотопах в черте города, где они концентрируются. Заключение Из данной работы можно увидеть как меняется величина популяции в зависимости от территориального расположения: • Наиболее богат видовой состав шмелей городов лесостепной зоны. • Видовой состав шмелей в городах гораздо беднее, чем в природных ландшафтах. • В городах преобладают виды с наземным гнездованием (на поверхности почвы в парках, скверах и на газонах) и надземным (чердаки, крыши домов, деревья, балконы), реже встречаются подземногнездящиеся виды шмелей. • Численность шмелей в старых обжитых районах города выше, чем в районах новостроек и на городских окраинах, ввиду богатой травянистой, кустарниковой и древесной растительности. • Шмели в городах способны выдерживать сильный шум, вибрацию почвы, небольшие загрязнения атмосферы. Однако вблизи химических предприятий в связи с загрязнением атмосферы оксидами азота растительность обеднена и шмели отсутствуют. Шмели — биологические индикаторы для выявления уровня загрязнения воздушной среды. • Шмели в городах имеют достаточно удобные места для гнездования и обеспечены кормовыми растениями в течение всего летного периода. В городах отмечается расширение круга трофических связей за счет культурных растений. • Города в настоящее время могут рассматриваться как постоянные резервации шмелей, в которых они зимуют, размножаются и устойчиво существуют год за годом. Таким образом, при бережном отношении к природе совсем нетрудно сохранить даже в большом городе участки для существования шмелей. Прежде всего не следует скашивать разнотравье вдоль оград садов, парков, аэродромов, кладбищ, воинских частей и полигонов, цветоводческих хозяйств — естественных заповедников диких пчелиных в городах в начале лета. Растительность на этих территориях — основная кормовая база шмелей в этот период. Частичное выкашивание зопников, собачьей и глухой крапивы желательно делать не ранее третьей декады июня, когда начнут развиваться многие шмелиные семьи, которые уже легче найдут себе корм. Благоприятно сказывается на развитии шмелиных семей расширение посадок нектароносных растений при озеленении населенных пунктов, в частности лип и поздноцветущих цветов-нектароносов на клумбах. Шмелям удобнее посещать цветки растений на твердых, крепких цветоножках, устойчивых и не гнущихся под весом насекомых на цветке. Это бархатцы, цинии, георгины, львиный зев, космеи. Информация о поведении шмелей в населенных пунктах и конкретных условиях для существования может помочь сохранить благоприятные места обитания этих насекомых. |