CC BY
14УДК 37
Екатерина Олеговна Новикова1, Наркас Байрасовна Гибадуллина2, Галия
3
Миниахметовна Мухаметова
12 3
, , Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, Уфа,
Россия
1rina199846@gmail. com
2narkas.gibadullina2013@mail.ru
3g_mukhametova@mail. ru
Автор, ответственный за переписку: Екатерина Олеговна Новикова, rina199846@gmail. com
РАЗРАБОТКА ШКОЛЬНОГО ПРОЕКТА ПО ИЗУЧЕНИЮ ИЗМЕНЧИВОСТИ МЕЛАНИЗИРОВАННОГО РИСУНКА КЛОПА-СОЛДАТИКА (PYRRHOCORIS APTERUS) В АНТРОПОГЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Аннотация. В статье рассматривается особенности организации проектной деятельности школьника на примере изучения изменчивости меланизированного рисунка клопа-солдатика в антропогенный условиях. Цель исследования - разработать школьный проект по биологии для дальнейшего использования его в работе с учащимися. Предмет исследования: меланизированный рисунок переднеспинки клопа-солдатика. Результат исследования: знакомство и использование метода биоиндикации при проведении со школьниками проекта по биологии. Повышение практических навыков школьника, а также качество исполнения проектов.
Ключевые слова: клоп-солдатик, биоиндикация, школьный проект, изменчивость признаков, Республика Башкортостан, переднеспинка, фенотипическая изменчивость, Pyrrhocoris apterus.
12 3
Ekaterina O. Novikova , Narkas B. Gibadullina , Galia M. Mukhametova
12 3
, , Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla, Ufa, Russia
1rina199846@gmail.com
2narkas.gibadullina2013@mail.ru
3g_mukhametova@mail.ru
Corresponding author: Ekaterina O. Novikova, rina199846@gmail.com
DEVELOPMENT OF A SCHOOL PROJECT TO STUDY THE VARIABILITY OF THE MELANIZED PATTERN OF THE SOLDIER BED (PYRRHOCORIS APTERUS)
UNDER ANTHROPOGENIC CONDITIONS
Abstract. The article discusses the features of the organization of project activities of a schoolchild on the example of studying the variability of the melanized pattern of a soldier bug in anthropogenic conditions. The purpose of the study is to develop a school project on biology for further use in working with students. Subject of study: melanized pattern of the pronotum of the soldier bug. The result of the study: acquaintance and use of the bioindication method when conducting a biology project with schoolchildren. Improving the practical skills of the student, as well as the quality of project execution.
Keywords: soldier bug, bioindication, school project, trait variability, Republic of Bashkortostan, pronotum, phenotypic variability, Pyrrhocoris apterus.
Введение. В современных условиях для более эффективного процесса обучения школьников необходимо внедрять и использовать новые методы. Один, из которых метод
©НовиковаЕ.О., Гибадуллина Н.Б., Мухаметова Г.М., 2022
проектов. Актуальность применения данного метода в педагогической практике обусловлена не только его инновационностью, но и многофункциональностью: возможностью интегрирования знаний и умений обучающихся, формирования и развития компетенций многостороннего развития личности школьника. Выше обозначенные показатели являются приоритетными задачами современного образования, закрепленными в нормативных актах федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования [3]. Мы глубоко убеждены в том, что обязательным условием профильной подготовки на ступени школьного образования является их стабильный интерес к изучаемому предмету, его практикоориентированная направленность, приближенность научных исследований к образовательному процессу в общеобразовательном учреждении [5]. Проводя обучение с помощью проектов, необходимо учитывать актуальность выбранной темы, раскрывать теоретическую сторону вопроса и помочь учащимся определить план достижения результатов. Для более эффективного и наилучшего результата проект должен иметь четко поставленный план работы.
В настоящее время актуальными являются наблюдения за изменениями состояния окружающей среды, вызванными антропогенными причинами. Среди многочисленных современных методов оценки влияния различных факторов на биологические и геологические объекты в последнее время все большее распространение получают экспресс методы биоиндикации качества окружающей среды, основанные на получении объективных данных о комплексном воздействии экологических факторов на основе использования биоиндикаторных свойств определенных видов [1].
Биоиндикация - оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях. Для учета изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов - биоиндикаторов. Биоиндикаторы - виды, группы видов или сообщества, по наличию, степени развития, изменению морфологических, структурно-функциональных, генетических характеристик которых судят о качестве воды и состоянии экосистем [6]. Многочисленность популяций многих видов насекомых, быстрая смена их генераций, высокий темп протекания метаболических процессов обеспечивают высокую скорость ответных реакций на воздействие различных факторов среды, из которых в современных условиях наиболее существенными являются антропогенные [8].
Чтобы предотвратить дальнейшее развитие негативных процессов среды, улучшить экологическую ситуацию и обеспечить потребности населения в природных ресурсах, необходимо иметь достоверные данные о состоянии природных систем и их антропогенных изменениях.
Биоэкологические исследования позволяют научиться прогнозировать последствия воздействия на природу, намечать пути и способы решения локальных экологических проблем, принимать активное участие в их решении. Необходимо уже со школьной ступени помогать учащимся в познании их роли в защите окружающей природной среды.
Материалы и методы исследования. Проведенное нами исследование может стать основой для школьного проекта по теме «Изменчивость меланизированного рисунка переднеспинки клопа-солдатика (PYRRHOCORIS APTERUS) в антропогенных условиях. В работу могут быть вовлечены как и один школьник, так и группа учащихся. Большое привлечение заинтересованных лиц, способствует сбору большого количества биологического материала.
Проводить выборки материала для исследования можно в сельской и городской местности, т. к. влияние антропогенной нагрузки на экосистемы будет разной. Можно выделить контрольную группу, которая находится далеко от проезжей части, а так же всякого рода загрязнителей. Необходимое число особей для исследования не менее 100 штук.
Всего в данной работе было собранно 700 особей клопа-солдатика. Это число распределилось по 7 точкам сбора материала для исследования в Республике Башкортостан.
Сбор происходил с мая по август 2019 года. Далее представлена информация, в которой, в ходе собственного наблюдения были составлены краткие характеристики мест обитания клопа солдатика в собранных точках.
Популяция № 1 была собрана в Белебеевском районе в селе Аксаково. Клопы солдатики обитали на липах и ограждении на частном участке.
Популяция № 2 - город Уфа, сад имени Салавата Юлаева. Материал для исследования был отобран с тротуара вблизи дороги, в опавших листьях на тротуаре.
Популяция № 3 - г. Уфа, территория Уфимского государственного авиационного технического университета, корпус 8. В данной точке сбора клопы солдатики были обнаружены на бордюре тротуара, а также в елях вблизи университета.
Популяция № 4 - Калтасинский район, село Калтасы. В данном месте биологический материал был собран на обочине проселочной дороги, на берегу ручья.
Популяция № 5 - Белебеевский район, село Аксаково. Аксаковское почтовое отделение. Клопы-солдатики встречались около обочины тротуара, вблизи главной дороги и около клена возле почтового отделения.
Популяция № 6 - город Уфа, станция Правая Белая Башкирского региона Куйбышевской железной дороги.
Популяция № 7 - город Стерлитамак, район «Сода». Клопы - солдатики были обнаружены на одиночном дереве березы, около обочины дороги.
Во все точках сбора было собрано по 100 штук.
Материал для исследования собирался вручную. При обнаружении объект помещался при помощи пинцета в стеклянную банку. После сбора нужного количества клопов -солдатиков умерщвляли. Затем объекты подвергались высушиванию. Далее материал был приклеен на картонные пластинки клеем ПВА, на которых указанны данные по месту сбора, а также в последующем были написаны и встречаемые фены переднеспинки.
Элемент меланизированного рисунка переднеспинки определяли при использовании каталога, составленного Е.Н. Хорольской, И.В. Батлуцкой, В.А. Глотовым [9]. В научной литературе элемент имеет обозначение - «П». В ходе работы для определения некоторых вариаций переднеспинки использовался каталог, составленный П.С. Нефредьевым, А.В. Зубченко. [8].
При помощи телефона марки Samsung, а также линзы для макросъемки были получены фотографии переднеспинки клопов-солдатиков. Ниже представлены фотографии фенов- П6 (по классификации П.С. Нефредьеву), П12, П13, которые встречались единично.
Рисунок 1. Рисунок переднеспинки клопа-солдатика
Результаты и обсуждения. Результаты изучения рисунка на переднеспинке клопа-солдатика в городской и сельской местности Республики Башкортостан представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Частота встречаемости фенов клопа-солдатика(%)
Фен Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 Точка 5 Точка 6 Точка 7
П1 37 31 18 48 16 19 13
П2 2 - - - - - -
П5 6 2 1 5 6 3 -
Пб - 1 1 - 1 - 2
Пц 4 14 13 4 15 19 19
П12 - - - - - 1 -
П13 - - 1 - - - -
П15 - 3 1 - - - -
П16 2 13 7 7 26 - 3
П17 16 10 27 14 15 20 42
П18 13 9 15 10 6 22 8
П20 5 5 6 1 2 6 7
П21 - - - - - - 1
П26 15 11 10 11 3 10 5
П28 - 1 - - - - -
П37 - - - - 1 - -
В ходе исследования всего было обнаружено 16 вариантов фенов переднеспинки клопа-солдатика. В городской среде на переднеспинке было обнаружено 14 фенов: П1, П5, П6 (по классификации П.С. Нефредьеву), П11, П12, П13, П15, П16, П17, П18, П20, П21, П26, П28. Шесть фенов присутствуют во всех точках г. Уфы и г. Стерлитамака, при этом отмечена частота встречаемости более 20% для фенов П1, П17 , П18 , для фена П11 зафиксирована вариабельность в интервале от 10% до 20%. Фены: П16, П20, П26 представлены с частотой до 10 %. Фены П5 и П6 (по классификации П.С. Нефредьеву) определены в трех точках, фен П15 присутствует только в двух. Фены П12, П13, П21, П28 зафиксированы единично в одной из городских точек, их частота встречаемости не превышает 1%.
В точках 1, 4, 5 материал для исследования собирался в сельской местности. На переднеспинке было обнаружено 11 вариантов фенов: П1, П2, П5, П6, П11, П16, П17, П18, П20, П26, П37. Во всех точках присутствует вариация рисунка П1, частота его встречаемости от 16% до 48%. Частота фенов П16 и П17 составляет от 7 до 26 % .Вариабельность фенов П5, П11з П18, П20, П26 в пределах от 1 % до 15%. Фены П2, П6, П37 присутствуют только в одной точке[7].
Выводы. Разработанный проект для школьников включает как теоретические, так и практические знания и умения, на которых идет знакомство с основными методиками изучения качества среды обитания с помощью биологических объектов. Выбор биоиндикации как основного метода проектной деятельности школьников обусловлен доступность используемых методов. Разработанный научно-исследовательский проект использует такие способы организации полевых и лабораторных исследований, которые не требуют использования дорогостоящего оборудования и химических реактивов. Использование клопа-солдатика в качестве биоиндикатора позволяют на основе легко сопоставимых морфологических признаков сделать выводы о влиянии факторов среды на популяционную структуру вида с помощью полиморфизма, рассматриваемого как проявление биологического разнообразия на популяционном уровне.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Батлуцкая И.В. Экологический и морфологический анализ изменчивости меланизированного рисунка покрова насекомых: автореф. дис...д-ра биол.наук.- Ульяновск, 2004.-32 с.
2. Батлуцкая И.В. Применение МAИ для биоиндикаторной оценки изменчивости меланизированного рисунка покровов насекомых из различных наземных экосистем / Батлуцкая И.В. //Науч.вед. серия экология.- №1(21). Вып.ЗБелгород, 2005- с. 30-37.
3. Белоусова НА. Особенности организации эффективной проектной деятельности на уроках биологии:/ Белоусова НА., Тупикова М.Н., Мальцев В.П // Aзимут научных исследований: педагогика и психология, 2018 № 1 (22). Электрон. верс. печат. публ. https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-organizatsii-effektivnoy-proektnoy-deyatelnosti-na-urokah-biologii/viewer .(Дата обращения: 02.04. 2021).
4. Ляшенко O.A., Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды: учебное пособие/Ляшенко O.A.// СПб ГТУРП.-СПб., 2021.- 67с.
5. Малафеева Е.Ф. Использование биоиндикационных методик в организации исследовательской деятельности школьника: / Малафеева Е.Ф., Марина A3. // Научно-методический журнал Исследователь/Researcher №3-4, 2013 С.111-122 Электрон. версия печат. публ http://issledovatel-researcher.ru/
6. Мукминов М.Н. Методы биоиндикации: учебно-методическое пособие/ М.Н. Мукминов, ЭА. Шуралев/. Казань: Казанский университет, 2011. - 48с
7. Новикова Е.О. Изменчивость рисунка переднеспинки клопа-солдатика (Pyrrhocoris apterus) в антропогенных условиях:/ Новикова Е.О., Яковлева Т.И. // Вестник Башкирского государственного педагогического университета им. М. Aкмуллы № S1(54), 2020, c б2-б7.
В. Нефредьев П.С. Биоиндикация окружающей среды города Барнаула по характеру меланизированного рисунка передеспинки клопа-солдатика:/ Нефредьев П.С, Зубченко A3 //Науч. ведом. 2006, №3 (23). Электрон. верс. печат. публ. URL https: //cyberleninka.ru /article/n/bioindikatsiya-okruzhayuschey-sredy-goroda-barnaula-po-harakteru-melanizirovannogo-risunka-perednespinki-klopa-soldatika/viewer):(дата обращения:16.04.2020).
9. Хорольская Е.Н. Спектр Изменчивости меланизированного рисунка переднеспинки клопа-солдатика:/ Хорольская Е.Н., Батлуцкая И.В., Глотов ВА. // Науч. ведом. 2006, №3(23). Электрон. версия печат. публ .URL dspace.bsu.edu.ru/bitstream/ 123456789/3840 /1/Xorolskaya%20E.N._Spektr.pdf: (дата обращения: 16.04.2020).
REFERENCES
1. Batluckaya I.V. Ekologicheskij i morfologicheskij analiz izmenchivosti melanizirovannogo risunka pokrova nasekomyh: avtoref. dis.d-ra biol.nauk.- Ul'yanovsk, 2004.32 s.
2. Batluckaya I.V. Primenenie MAI dlya bioindikatornoj ocenki izmenchivosti melanizirovannogo risunka pokrovov nasekomyh iz razlichnyh nazemnyh ekosistem / Batluckaya I.V. //Nauch.ved. seriya ekologiya.- №1(21). Vyp.3Belgorod, 2005- s. 30-37.
3. Belousova N.A. Osobennosti organizacii effektivnoj proektnoj deyatel'nosti na urokah biologii:/ Belousova N.A., Tupikova M.N., Mal'cev V.P // Azimut nauchnyh issledovanij: pedagogika i psihologiya, 2018 № 1 (22). Elektron. vers. pechat. publ. https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-organizatsii-effektivnoy-proektnoy-deyatelnosti-na-urokah-biologii/viewer .(Data obrashcheniya: 02.04. 2021).
4. Lyashenko O.A., Bioindikaciya i biotestirovanie v ohrane okruzhayushchej sredy: uchebnoe posobie/Lyashenko O.A.// SPb GTURP.-SPb., 2021.- 67s.
5. Malafeeva E.F. Ispol'zovanie bioindikacionnyh metodik v organizacii issledovatel'skoj deyatel'nosti shkol'nika: / Malafeeva E.F., Marina A.V. // Nauchno-metodicheskij zhurnal Issledovatel'/Researcher №3-4, 2013 S.111-122 Elektron. versiya pechat. publ http://issledovatel-researcher.ru/
6. Mukminov M.N. Metody bioindikacii: uchebno-metodicheskoe posobie/ M.N. Mukminov, E.A. SHuralev/. Kazan': Kazanskij universitet, 2011. - 48s
7. Novikova E.O. Izmenchivost' risunka perednespinki klopa-soldatika (Pyrrhocoris apterus) v antropogennyh usloviyah:/ Novikova E.O., YAkovleva T.I. // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta im. M. Akmully № S1(54), 2020, c 62-67.
8. Nefred'ev P.S. Bioindikaciya okruzhayushchej sredy goroda Barnaula po harakteru melanizirovannogo risunka peredespinki klopa-soldatika:/ Nefred'ev P.S, Zubchenko A.V //Nauch. vedom. 2006, №3 (23). Elektron. vers. pechat. publ. URL https: //cyberleninka.ru /article/n/bioindikatsiya-okruzhayuschey-sredy-goroda-barnaula-po-harakteru-melanizirovannogo-risunka-perednespinki-klopa-soldatika/viewer):(data obrashcheniya:16.04.2020).
9. Horol'skaya E.N. Spektr Izmenchivosti melanizirovannogo risunka perednespinki klopa-soldatika:/ Horol'skaya E.N., Batluckaya I.V., Glotov V.A. // Nauch. vedom. 2006, №3(23). Elektron. versiya pechat. publ .URL dspace.bsu.edu.ru/bitstream/ 123456789/3840 /1/Xorolskaya%20E.N._Spektr.pdf: (data obrashcheniya: 16.04.2020).
Информация об авторах Е.О. Новикова — магистрант Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы.
Н.Б. Гибадуллина - магистрант Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы.
Г.М. Мухаметова — старший преподаватель, главный специалист УМД Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы.
Вклад авторов
Е.О. Новикова — идея, сбор материала, обработка материала, написание статьи, редактирование теста, итоговые выводы.
Н.Б. Гибадуллина — сбор материала, написание статьи, редактирование текста, итоговые выводы.
Г.М. Мухаметова - написание статьи, редактирование текста, итоговые выводы. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about the authors E.O. Novikova - is a master student of the Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla.
N.B. Gibadullina - is a master student of the Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla.
G.M. Mukhametova - senior lecturer, chief specialist of the UMD of the Bashkir State Pedagogical University named after. M. Akmulla.
Contribution of the authors E.O. Novikova - idea, collection of material, processing of material, writing an article, editing the test, final conclusions.
N.B. Gibadullina - collecting material, writing an article, editing the text, final conclusions. G.M. Mukhametova - article writing, text editing, final conclusions.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
