Аквариум в школе

Отряд жесткокрылые. В природных водоемах встречается большое количество прибрежных и собственно водяных жуков. Их можно успешно содержать несколько месяцев в аквариумах. Однако для учебных целей достаточно иметь в школьном аквариуме всего трех представителей отряда жесткокрылых (жук-плавунец, водолюб и вертячка), на примере которых можно не только рассмотреть общие черты этого отряда, но и специализацию к жизни в водной среде. На примере первых двух можно в аквариуме проследить весь онтогенетический цикл с полным превращением — яйца, личинки, куколки, взрослая форма. Известную сложность представляет в неволе лишь один этап — переход от второй к третьей фазе, но при некотором навыке эта трудность преодолима.

Несколько сложнее содержать в аквариуме вертячек, но они настолько специализированы, что их присутствие в школьном уголке аквариумов весьма желательно.

Жук-плавунец — один из крупнейших представителей жуков на нашей территории. Под этим широко распространенным названием скрывается несколько видов схожих крупных обитателей вод: плавунец окаймленный до 35 мм, плавунец широкий до 45 мм, плавунец лапландский до 28 мм (этого жука неспециалисты путают с окаймленным плавунцом; в окрестностях Ленинграда, в средней полосе европейской части страны, в Сибири он нередок) и цибистер (рис. 33). На уроках при прохождении тем демонстрируют жуков, выставленных на столы учащихся в аквариуме или в банках.

В школьной программе по биологии и учебнике предлагается изучение особенностей строения насекомых на примере майского жука и параллельное использование живых водяных жуков. Это расширит и углубит представление учащихся о характерных особенностях представителей этого отряда, а присутствие живых объектов сделает урок более интересным.

При использовании водных жуков на уроке «Отряд жесткокрылых» демонстрируются не только характерные особенности жуков, но и черты приспособленности их к жизни в водной среде. Приобретенные учащимися знания помогут им осмыслить понятие «приспособленность» при изучении его в курсе общей биологии.

Тело плавунца сверху темно-зеленое, с коричневатым отливом, снизу он имеет либо коричневую, либо темно-кремовую окраску. Окраска верха защитная. По краям тела проходит желто-бурая полоса (окаймленный плавунец), такие же полоски отделяют от головы и надкрылий грудь.

Элитры (твердые надкрылья) самцов и самок различны — у некоторых самок они покрыты глубокими бороздами. Однако этот признак не обязателен, в тех же водоемах встречаются самки с гладкими надкрыльями.

Тело кпереди и к бокам утончается и образуется краевой киль, помогающий разрезать плотную среду — воду. Все три основных отдела жука — голова, грудь, брюшко — плотно пригнаны друг к другу и образуют монолитный корпус своеобразной подводной лодки (сравнить с наземными жуками, где такая подгонка отсутствует, эти части сочленены обычно не столь плотно).

Благодаря этому жук свободно маневрирует в воде без затраты мускульной энергии на сохранение формы тела и удерживает под надкрыльями, в субэлитральной полости, довольно большой пузырь воздуха.

Вторая особенность жука как обитателя вод — специализация ног. Первая пара в движении не участвует, они служат для схватывания добычи и передвижения по субстрату. Вторая пара — якори. С их помощью жук балансирует на глубине, иногда эти ноги участвуют в удержании добычи. Обе пары мало отличаются от обычных ходильных ног. Третья пара специализирована именно на плавании. Членики этой пары уплощены и по краям усеяны жесткими волосками, при движении ноги вперед волоски складываются вдоль ноги, а при загребании раздвигаются и увеличивают плоскость весла, следовательно, и мощность броска тела вперед. Гребет плавунец задними ногами одновременно. С помощью подвижной пары коготков на каждой ноге жук может держаться на субстрате, ползать.

Со способом дыхания плавунца учащиеся знакомятся во внеклассной работе, проводя наблюдения в уголке живой природы, но на уроке при обзорном изучении отряда не исключен краткий рассказ учителя или сообщение ученика о приспособленности к дыханию жука-плавунца. Жуку, дышащему атмосферным воздухом, приходится периодически подниматься к поверхности веды за пополнением запаса кислорода. У жука есть грудные стигмы, плотно закрытые в воде. Через них жук дышит во время полета, при движении вне воды. Брюшные стигмы находятся в субэлитральной области, там же сосредоточен и запас воздуха. При соприкосновении с поверхностью воды жук выставляет задний овальный конец брюшка, и воздух субэлитральной области соединяется с атмосферой. Если опасности нет и жук не торопится, обновление субэлитрального объема происходит пассивно, за счет диффундирования молекул газа. Если же жук спешит, он с силой выжимает воздух из трахей и субэлитральной области, затем чуть приподнимает надкрылья и набирает новый запас.