В готовом исследовательском проекте по биологии на тему "Развитие бабочки" автором была поставлена цель, вырастить гусеницу в бабочку, провести наблюдение за процессом, определить какую роль играет бабочка в природе и в жизнедеятельности человека. Объектом данного исследования стала гусеница бабочки капустницы.

Подробнее о проекте:

Материалы индивидуальной исследовательской работы по биологии на тему "Развитие бабочки" могут использоваться на уроках биологии, классных часах, внеклассных мероприятиях и в повседневной жизни. В процессе работы над проектом учащаяся школы изучила справочную литературу по теме и описала разнообразие видов бабочек-белянок или бабочек-капустниц, провела самостоятельное наблюдение за процессом выращивания гусеницы в бабочку.

В учебном творческом исследовательском проекте о развитии бабочки автор определил оптимальные условия выращивания бабочки и опытным путем проверил, возможно ли вырастить вид бабочек-белянок в домашних условиях и выживет ли он. Природой доказано, что бабочка рождается из гусеницы, а данный ученический проект демонстрирует, каким образом гусеница может превратиться в бабочку в домашних условиях.

Оглавление

Введение
1. Виды бабочек белянок.
2. Развитие и размножение.
3. Бабочка: польза или вред.
4. Наблюдение.
Заключение
Список используемой литературы

Удивителен и прекрасен мир живой природы. Но задумывается ли кто-нибудь насколько сложным и странным может быть развитие животного мира? Как неприглядная личинка может превратиться в удивительной красоты насекомое? Самые на вид отвратительные создания могут приносить пользу человеку. Очень многие вещи сейчас можно найти на просторах сети интернет.

Но куда интереснее, и может, полезнее было наблюдать за процессом наяву, не в видео или просто прочитав. Тему исследовательской работы «Развитие бабочки» мы выбрали случайно. Гуляли по саду и заметили на листьях кустарника большое скопление гусениц. Заинтересовались ими и решили, что можно попробовать вырастить их в бабочку. По окраске гусеницы мы выяснили, что семейство этих бабочек называется белянки, а вид конкретно нашей гусеницы - бабочка капустница или белянка капустная.

Значимость бабочки в природе и жизни человека. Казалось бы, что хорошего может делать самая обычная бабочка. Но! Насекомые этого отряда оказывают влияние на жизнь растительности и лесов всей Земли. Взрослые особи являются опылителями растений. Но не все бабочки выполняют эту почетную миссию, определенные подвиды составляют рацион питания других живых организмов на планете.

Немаловажную роль бабочки сыграли и в жизни человека. В шелковой промышленности человек использует тутового шелкопряда в качестве производителя волокна. Некоторые гусеницы бабочек питаются только сорняками, поэтому их время от времени используют как биологическое оружие с последними. То есть в места, в которых сильно разрослись сорняки, выпускают гусениц (например, американской кактусовой моли), и они поедают вредные растения.

Объект исследования: Гусеница бабочки капустницы.

Цель исследования: Выращивание гусеницы в бабочку, наблюдение за процессом.

Проблема исследования: Условия выращивания гусеницы в бабочку

Задачи исследования:

1. Изучить специальную литературу
2. Описать разнообразие бабочек данного вида
3. Найти оптимальные условия выращивания
4. Понять, возможно ли вырастить данный вид в домашних условиях, выживет ли он.

Гипотеза: Гусеница может превратиться в бабочку в домашних условиях.

Методы исследования:

• Изучения специальной литературы
• Обобщение и систематизация материала
• Наблюдение

Испокон веков бабочки за свой необычный вид и красивейшую окраску интересовали людей. Существует множество легенд и историй, связанных с бабочками. Например, в легенде из Древней Индии, бабочки – это души, улетевшие на небеса. Отсюда и пошел обычай, который называется «шепот желания». Если вы поймали бабочку, то нужно прошептать ей свою мечту. Она не умеет говорить, поэтому сохранит ваше желание и на своих крылышках унесет его прямо на небеса.

А по некоторым источникам именно в древне-японской классике впервые описана традиция дарить живых бабочек на свадьбу и выпускать их в небо. Теперь в Японии бабочка – это символ любви и талисман семейной жизни.

Бабочки – одни из самых прекрасных насекомых на планете. Они относятся к царству животных, типу членистоногих, классу насекомых и отряду чешуекрылых. На данный момент чешуекрылые являются одной из крупнейших групп насекомых. В мире насчитывается около 158 570 видов самых разных бабочек. К ним относятся мотыльки, моль и даже 147 ископаемых таксонов. (Таксон — обособленная группа родственных организмов, которой можно присвоить определенный таксономический ранг (вид, род, семейство).

Таксоном является, например, конкретный вид мятлик луговой или семейство злаков.) Ученые предполагают, что не известными науке остаются еще около 100 000 видов бабочек и общее количество видов бабочек может быть оценено приблизительно 200 000 – 225 000 видов. В Казахстане, например, насчитывается около 400 видов этих красивейших насекомых и 12 из них занесены в Красную книгу.

Однако в этой главе мы хотим поговорить о различных видах бабочек белянок. Тема эта очень обширна и познавательна. Чтобы описать каждый вид нужна не исследовательская работа, а целая книга. Дело в том, что в семействе бабочек белянок существует 91 род и еще 1100 подсемейств и более 2000 видов (по данным на 2011 год).

Задумывались ли вы когда-нибудь, почему многих бабочек белянок называют растительными названиями? Боярышница, капустница, репница, крушинница, брюквенница. Дело в том, названия давались, отталкиваясь от того, на каких листьях бабочка откладывает яйца.

Для примера возьмем белянку репницу. От латинского Pieris rapae, что означает «pieridae» – белянка, а «rapae» – репа. Небольшая бабочка, размах крыльев всего 40-50 мм, окраска белая, с черной вершиной. У самцов одно пятно на каждом верхнем крыле, а у самки - два.

Гусеницы очень красивые, матово-зеленые со светлыми боками. Вдоль спины тянется, иногда прерываясь, тёмно-жёлтая линия, а по бокам - светло-желтая. Гусеницы держатся на верхней поверхности листьев и днем, как правило, неподвижны, но в случае опасности поднимаются, демонстрируя ярко-красное пятно на шее и выстреливая струйку едкой жидкости.

Ещё один интересный вид белянок Gonepteryx rhamni – от латинского Rhamnus – крушина, чем и питается гусеница этого вида, также ее называют крушинница или лимонница обыкновенная. Отличается красивой ярко-желтой окраской у самцов, за что и получила свое название. Самки же окрашены в зеленовато-белые цвета. Посередине каждого крыла имеют красно-оранжевую точку. Размах крыльев 52-60 мм. Гусеница имеет зеленую окраску чуть более светлую по бокам, с белесой полосой под ногами.

Пожалуй самый распространенный вид белянок – это Pieris brassicae, или белянка капустная, или бабочка капустница. Размах крыльев самца – 49-62 мм, а самки 51—63 мм.

Крылья капустниц белые с несколькими черными пятнами и серой оторочкой до середины верхнего крыла. У самок есть два дополнительных черных пятна в середине с внешней стороны. Гусеница бабочки этого вида очень красивая. Зеленовато-желтая с множеством черных пятен по всему телу и черными волосками.

Что же представляет из себя семейство белянок? Какие у них особенности? Приносят они пользу или же, наоборот, вредят? Давайте разберёмся, что же такое бабочка белянка?

Бабочки белянки – семейство дневных бабочек с белой окраской крыльев и рисунком из жёлтых, оранжевых и чёрных пятен и полей. Полёт разнообразен по характеру, нередко достаточно дальний и сильный. Бабочки семейства белянки относятся к булавоусым чешуекрылым. Они широко известны по тем представителям семейства, у которых крылья действительно белого цвета.

Но неправильно было бы думать, что все белянки белые. Еще более разнообразная и яркая окраска у тропических видов белянок, где многие формы становятся почти черными, сохраняя отдельные яркие пятна. Семейство белянок легко опознать по опыленным белым крыльям с выделяющимися темными прожилками. Их гусеницы живут на различных плодовых деревьях, ягодных кустарниках, овощных культурах, объедая их листья. И название этих бабочек часто соответствует тем растениям, на которые бабочки могут откладывать яйца: боярышница, капустница, репница, брюквенница.

Европейские виды этого семейства бабочек имеют преимущественно белую или желтую окраску, самец и самка у многих видов заметно различаются, что называется диморфизмом.

Во многих регионах белянки самые распространенные бабочки. В Нидерландах встречаются в больших количествах капустницы.

Яйца белянок приплюснуты, обычно белые или желтоватые. Гусеницы без волосяного покрова. Как правило, они держатся скученно, вместе питаются, полностью объедая листья. Перед окукливанием они опоясывают себя шелковой нитью, она и поддерживает куколку на стебле. Куколка всегда под цвет растения, будь то лист, цветок или почка. Бабочки питаются цветочным нектаром. Самцы сотнями слетаются к песчаным или илистым берегам рек, где пьют воду с растворенными в ней неорганическими веществами. Это, как правило, появившиеся недавно бабочки с неповрежденными крыльями. Неорганические вещества необходимы для образования феромонов, которые привлекают самок. Некоторые белянки желтушки мигрируют.

Бабочки - это насекомые с так называемым полным циклом превращений. Между стадией личинки (гусеницы) и взрослой стадией (бабочки) находится промежуточная стадия куколки. А всё развитие можно представить так: яйцо - гусеница - куколка - бабочка.

Большинство дневных и ночных бабочек дают одно поколение в год, при этом взрослые бабочки встречаются лишь в течение нескольких недель в определенное время года и потом снова исчезают до следующего года. Оставленное бабочками потомство зимует в стадии яйца, гусеницы или куколки, в зависимости от вида бабочки. Некоторые бабочки - крушинница, дневной павлиний глаз и другие - зимуют в оцепенении на имагинальной (взрослой) стадии.

Многие виды бабочек дают два поколения в год. Взрослые насекомые в таком случае появляются поздней весной и еще раз летом. Гусеницы, которые выходят из яиц, отложенных весной, растут быстро, а гусеницы, появившиеся летом, могут превратиться в бабочек лишь девять месяцев спустя. Бабочки, дающие одно поколение в год в северных областях, южнее могут откладывать яйца два или даже три раза в год. Бабочки, живущие в горах, дают, как правило, одно поколение в год.

Некоторые бабочки, живущие в холодном климате, успевают закончить развитие лишь за два года, это же характерно для гусениц, живущих в древесине и на корнях. Перед тем как начать размножаться, бабочки должны найти партнера своего вида (у них совпадают расцветка и форма крыльев).

Хотя некоторые виды характеризуются половым диморфизмом — различиями в расцветке и размерах (самки крупнее самцов), бескрылостью самок (у некоторых ночных бабочек). Чтобы бабочки не попали впросак, природа подарила им феромоны (сильно пахнущие химические вещества), вырабатываемые самцами дневных бабочек и самками ночных видов.

У многих видов умеренного пояса отложенные осенью яйца зимой находятся в состоянии глубокого покоя (диапаузы). Вышедшие весной из яиц личинки очень активны и потребляют много пищи и кислорода, которые обеспечивают их рост и развитие. Чтобы выжить, многие гусеницы имеют защитные приспособления, спасающие их от многочисленных врагов: предостерегающую яркую расцветку, густые волоски, маскирующую или мимикрирующую окраску и форму тела, выделение неприятного запаха, накопление в теле ядовитых веществ.

После того как гусеница набралась сил и питательных веществ на всю оставшуюся жизнь, она окукливается. На стадии куколки происходят непрерывные изменения (метаморфоз). Гусеница постепенно превращается в бабочку, которую заботит уже не еда, а производство потомства. Когда метаморфоз заканчивается, бабочка выходит из кокона, занимается своими крыльями, расправляет и сушит их. Обретая способность летать, бабочка отправляется на поиски партнера, чтобы не прервать цикл.

Как и многие виды насекомых, чешуекрылые могут приносить как пользу, так и вред. Так, например, гусеница тутового шелкопряда по трактатам древнекитайского философа Конфуция подарила миру шёлк. По легенде императрица Си-Лин-ши нашла под кустом тутовника кокон, принятый ею за какой-то дивный плод. Он случайно выпал из её рук в чашку с чаем и от жидкости размяк.

Стараясь достать его, императрица вытянула шёлковую нить. В благодарность за это нечаянное открытие китайцы возвели Си-Лин-ши в ранг божества Поднебесной империи. Шёлковые коконы сплетают гусеницы многих видов шелкопрядов и павлиноглазок, но самый ценный «производитель шёлка» — тутовый шелкопряд. В течение многих тысячелетий в Китае разводят эту бабочку. Долгое время под страхом смертной казни удавалось сохранять тайну получения шёлка, который в других странах ценился на вес золота.

Помимо подарка в виде шёлка, бабочки также являются вторыми, после пчёл и шмелей, опылителями растений. Весной, после пробуждения, взрослым особям бабочки нужно много пищи. Питаются бабочки нектаром цветов и на своих крыльях переносят пыльцу, таким образом опыляя растения.

Но от бабочек также много вреда. Например, гусеницы бабочек капустницы, брюквенница, крушинница (рис.1-6). Эти и многие другие виды белянок наносят немалый вред сельскому хозяйству.

Также существуют маленькие бабочки – моли. Их также очень много видов и семейств. Существуют моли, которые паразитируют на шкуре животных, в хранилищах с запасом зерна. Также существует так называемая «шубная моль» и «мебельная моль». Личинки этих бабочек питаются тем, на чем они вылупляются и причиняют много неприятностей людям.

В природных условиях бабочки капустницы откладывают яйца на крестоцветных растениях. Мы нашли гусениц в зарослях хрена обыкновенного. Посадили в пластиковую баночку, в крышке сделали отверстия и накидали им листьев хрена и начали наблюдение.

5 сентября.

Начало эксперимента.

В контейнере находятся три гусеницы бабочки капустницы, на дно положили несколько веточек и листьев хрена, спрыснули их водой, для поддержания влажности.

В течение двух дней гусеницы с удовольствием ели листья хрена, росли и меняли свою окраску. Как только мы их принесли, они имели окраску светло-зеленого цвета с черными «бородавками».

7 сентября.

Через два дня гусеницы полиняли и стали ярче, появились черные волоски по всему телу и яркие желтые полоски по бокам.

10 сентября.

Спустя еще пять дней гусеницы стали менее подвижны и постепенно теряют аппетит. Началась стадия подготовки к окукливанию.

11 сентября.

Спустя еще два дня гусеницы прикрепились, при помощи шелковой нити, к стенке своего жилища, и начался процесс окукливания.

12 сентября.

Куколка полностью сформировалась. Куколка капустницы зеленовато-желтого цвета в мелких черных пятнышках и бугорком на спине. Изначально куколка находится в неподвижном состоянии. В этот период она вырабатывает белок, который необходим для правильного развития оболочки (кутикулы).

Как мы видим на рисунке 8, показаны три куколки бабочки капустницы, куколка справа почернела и замерла. Тут два варианта – либо она погибла, либо впала в диапаузу (спячку). Скорее всего, вариант первый. Куколка посередине, зеленого цвета - это живая куколка капустницы – самка. Из нее впоследствии и вылупилась бабочка. Куколка слева – самец. Он шевелился, но, вероятно, не смог вылупиться и погиб.

26 сентября.

Спустя две недели куколка начала шевелиться. Для того чтобы это заметить, нужно было внимательно наблюдать за этим процессом.

3 октября.

Спустя четыре недели у нас вылупилась одна бабочка капустница, по окраске крылышек и цвету куколки мы определили, что это самка. Для нее мы соорудили инсектарий (жилище) и наблюдали за ее полетом и поведением. К сожалению, спустя четыре дня бабочка умерла.

На рисунке 11 показано кормление капустницы. Она вытаскивала свой хоботок и пила сахарный сироп.

При правильной подготовке условий, верном температурном режиме и влажности воздуха гусеница капустницы может превратиться в бабочку в домашних условиях. В нашем случае были соблюдены все правила выращивания гусеницы в куколку и куколки в бабочку.

К нашему удивлению, смогла вылупиться только лишь одна бабочка, хотя после окукливания трёх гусениц шевелились две. Скорее всего, из-за позднего вылупления и нехватки пищи бабочка не выжила. Также в какой-то момент кормления взрослой особи бабочка прилипла к сиропу и слегка повредила себе крыло, это также могло быть причиной смерти. Бабочка не может существовать без крыльев и полёта.

Цель исследований, мы считаем, достигнута. У нас получилось вырастить из гусеницы бабочку, мы прошли весь этап, наблюдая за полным превращением данного насекомого. Впрочем, мы смогли добиться вылупления лишь одной бабочки. Три гусеницы смогли окуклиться, две из них шевелились, но только одна смогла превратиться в бабочку.

Проблема исследования - условия выращивания – решена. Мы смогли создать условия для полного превращения из гусеницы в бабочку. Однако нам не хватило навыков и знаний, чтобы понять, почему одна из трёх куколок смогла превратиться в бабочку.

1. Интернет-энциклопедия Википедия
2. Бабочки мира.
3. Иллюстрированная энциклопедия. Бабочки.
4. Коршунов Ю. П. Определители по флоре и фауне.
5. Этимологический словарь.