Общие указания по подготовке и выполнению учебно-исследовательской работы

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По учебной практике по зоологии беспозвоночных

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

(в ходе учебной практики по зоологии беспозвоночных)

для студентов заочного отделения

биолого-почвенного факультета

(специальность 013500 - биоэкология)

Ростов-на-Дону

ОТЧЕТНОСТЬ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ ПО ЗООЛОГИИ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ. ОФОРМЛЕНИЕ И ЭТИКЕТИРОВАНИЕ КОЛЛЕКЦИЙ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ.

В ходе учебной практики студент подготавливает и представляет к зачету коллекции беспозвоночных, дневники практики (экскурсионный и морфологический), и отчет по учебно-исследовательской работе.

Обязательным условием представления коллекции беспозвоночных является наличие этикеток. Без этикеток собранный материал теряет всю научную ценность. Правила оформления этикеток приведены для каждой группы коллекций отдельно.

Фиксация и приемы коллектирования беспозвоночных определяются характером их покровов. Покровы беспозвоночных могут быть представлены

- достаточно плотным хитиновым покровом с выраженной эпикутикулой, пропитанной воскоподобными веществами (большинство взрослых насекомых подкласса Ectognatha);

- различными типами эпителиев без хитиновой кутикулы или с тонким хитиновым покровом (личинки насекомых, взрослые насекомые подкласса Entognatha, мелкие насекомые подкласса Ectognatha, ракообразные, пауки, многоножки, моллюски, черви и другие).

1.1 Фиксация и коллектирование насекомых с плотным хитиновым покровом

Плотность хитинового покрова, его способность обычно не менять цвет при высыхании, малые размеры животного, небольшой объем мускулатуры и внутренностей насекомых – все это позволяет сохранять этих животных в засушенном виде, без каких-либо дополнительных приемов фиксации. Коллекция насекомых с таким характером покровов может представлять собой коллекцию насекомых, наколотых на энтомологические булавки в расправленном состоянии (в энтомологических коробках или на пенопластовых пластинах) и коллекцию насекомых на ватных слоях.

1.2 Этикетирование насекомых, наколотых на энтомологические булавки

Как уже указывалось выше, весь материал, представленный в коллекции беспозвоночных, должен быть этикетирован. Насекомое, наколотое на энтомологическую булавку, должно быть снабжено двумя этикетками. Этикетки накалывают на булавку под насекомым. Этикетки изготовляются из плотной белой бумаги типа ватмана, они имеют прямоугольную форму и размер 20х10 мм. Прокалывание этикетки производится в их центре. Заполняется этикетка тушью, перьевой ручкой (возможно написание этикеток на компьютере, причем в этом случае применяется кегль 2-3). Верхняя этикетка («географическая») заполняется с двух сторон: на верхней ее стороне указывается место нахождения насекомого и дата его поимки, а также фамилия сборщика, на нижней стороне – более подробные сведения о месте поимки насекомого. Пример заполнения верхней стороны верхней этикетки:

или

Пример заполнение нижней стороны верхней этикетки («лесополоса», «лесопарк», «заповедная степь», «заповедная степь, на доннике», «лесопарк, на шиповнике», «в навозе», «под укрытием», «поле пшеницы, на поверхности почвы» и т.д).

На нижней («определительной») этикетке указывается латинское название насекомого и фамилия того, кто произвел определение (например, «Pentadon idiota, опр. Т.А.Соколова»). Как нижние, так и верхние этикетки для всех насекомых представляемой коллекции должны быть расположены на одной высоте.

1.3 Коллекции насекомых на ватных слоях

Основным методом сохранения взрослых насекомых является хранение их на ватных слоях. Студентам дневного и вечернего отделений ватные слои предоставляются кафедрой, студенты заочного отделения изготовляют их самостоятельно.

Слои изготовляют из ваты, которая раскатывается в тонкий (около 0.5 мм) слой и нарезается кусками прямоугольной формы размером 24х14 см. Затем из бумаги типа обёрточной нарезаются конверты, которые будут служить основой для ватного слоя. Основу конверта составляет прямоугольник размером 42х36 см. Эта заготовка складывается втрое по длине. Далее она складывается втрое по ширине, причем средняя часть должна иметь размер 24 см, а боковые – по 6 см. Теперь центральная часть заготовки представляет собой прямоугольник размером 24х14 см, именно на нее выкладывается ватный слой. Верхняя и нижняя часть заготовки, а также боковые части будут являться клапанами, прикрывающими ватный слой. Для удобства боковые клапаны вырезаются так, чтобы они присутствовали только в средней части бумажного конверта, но не в верхней и нижней его частях, которые сами выполняют роль клапанов. При массовом изготовлении конвертов целесообразно предварительно сделать выкройку-шаблон. Каждый ватный слой должен быть снабжен прямоугольником, размером 24х14 см, вырезанным из той же бумаги, что и конверт. Этот прямоугольник будет использован для изготовления этикетки. Изображение ватного слоя можно найти в определителе Б.М. Мамаева и др, 1976.

Ватные слои должны постоянно храниться и - при необходимости - транспортироваться в коробке. Коробки представляются кафедрой студентам дневного и вечернего отделений, студенты заочного отделения изготовляют коробку самостоятельно. Коробку изготовляют из картона, ее размеры: длина 25 см, ширина – 15 см, высота – 8-10 см. Коробка снабжается плотно закрывающейся крышкой. Ватные слои должны легко входить в коробку и выниматься из нее. Для удобства манипулирования ватными слоями рекомендуется положить на дно коробки (поперек его) широкую ленту бумаги, концы которой лежат поверх ватных слоёв. При использовании такой ленты исключается повреждение насекомых при укладке или извлечении слоев. Естественно, что можно использовать различные бытовые коробки того же размера, однако коробки, размер которых более, чем на 1 сантиметр превышает размер ватных слоев для указанной цели непригодны.

В исследованиях специалистов-энтомологов ватные слои представляют собой способ временного хранения летних сборов насекомых, разборка которых происходит вне полевого сезона исследований. В этом случае насекомые на ватный слой помещаются непосредственно после разборки материала. В ходе летней практики рекомендуется сначала наколоть насекомых и хранить их до определения на пенопластовой пластине, а на слой помещать уже определенных насекомых. Следует заметить, что нельзя накалывать, расправлять, а также подвергать определению высохших насекомых. Если насекомые высохли, то их перед работой предварительно размягчают. Эту процедуру можно провести в эксикаторе (при работе на кафедре) или в самостоятельно изготовленной влажной камере. Последняя представляет собой плотно закрытую посуду (можно воспользоваться глубокой тарелкой), на дно насыпается чистый песок слоем 1-3 см, Песок заливают кипяченой водой так, чтобы уровень воды не достигал поверхности песка. На его поверхность помещают 2-3 слоя фильтровальной бумаги, а на нее – отдельные экземпляры насекомых или слой целиком. Для предохранения от плесени здесь же помещают несколько кристалликов фенола или тимола. Для размягчения насекомых обычно достаточно 1 суток.

Насекомых укладывают на ватный слой ровными рядами, так, чтобы они не соприкасались, но довольно близко тесно друг к другу. Головы насекомых обращают к верхнему краю слоя. Большинство насекомых кладут на брюшную сторону, подогнув ноги под тело и прижав усики к бокам головы. Бабочек, стрекоз и других насекомых с большими крыльями укладывают на правый бок со сложенными крыльями.

На один ватный слой можно укладывать насекомых, пойманных в один день на одном участке. При необходимости экономить место можно на одном ватном слое размещать насекомых, пойманных в разные сроки и в разных условиях. Можно на ватных слоях раздельно помещать представителей разных отрядов.

При длительном хранении ватных слоев, заполненных насекомыми, необходимо для предотвращения повреждения коллекции кожеедами помещать в коробку, где находятся ватные слои несколько кристалликов нафталина или периодически обрабатывать коллекции бытовыми инсектицидами.

1.4 Этикетирование насекомых, представленных на ватных слоях

Для этикетирования каждый ватный слой снабжается листком бумаги такого же размера, как и ватный слой (24х14 см). Если на данном ватном слое представлен сбор, сделанный в один день на каком-либо одном участке, то на листе-этикетке указываются те же данные, что и на «географической» этикетке, то есть указывается географический пункт сбора, дата сбора, биотоп, а также фамилия сборщика. Если на одном слое размещаются насекомые, собранные в разные сроки и/или в разных биотопах, то при заполнении ватного слоя между такими партиями насекомых оставляют свободное пространство (примерно 1 см шириной). На слое эти разные партии насекомых разделяют цветными нитками. Таким образом, на слое оказывается несколько прямоугольных участков, на каждом из которых расположены насекомые, собранные в одном месте и в один день. Лист-этикетку расчерчивают карандашом таким образом, чтобы на нем оказался бы точно такой набор прямоугольников, как и на ватном слое – при накладывании листа-этикетки на ватный слой прямоугольники должны точно совпадать. В соответствующем прямоугольнике на листке-этикетке приводятся указанные выше сведения.

В ходе специальных энтомологических исследований ватные слои представляют собой способ временного хранения сборов. Студенты, проходящие учебную практику, к зачёту представляют коллекцию насекомых на ватных слоях (как уже указывалось выше, оформление коллекций в энтомологических коробках практикуется крайне редко). Поэтому ватный слой должен быть снабжен также и определительной этикеткой, на которой студент указывает латинское название насекомого. Определительную этикетку можно оформлять только что описанным способом, то есть разделять определительный лист-этикетку на несколько прямоугольников соответственно расположению на слое разных видов насекомых. Латинское название насекомого приводится в соответствующей клеточке. При подобном способе этикетирования на слое оказывается возможным размещение небольшого количества насекомых. Если же на слое тесно расположено большое количество насекомых, то оформляется отдельный список латинских названий, который прикладывается к слою. В этом списке названия животных размещаются в соответствии с порядком их расположения на слое. Можно рядом с насекомым приклеивать маленький квадратик бумаги с указанием его порядкового номера, который и приводится в списке названий.

1.5 Фиксация и коллектирование беспозвоночных, не имеющих плотного хитинового покрова

Беспозвоночных, не имеющих плотных хитиновых покровов, фиксируют. Перед фиксацией животных очищают от грязи, слизи и т.п, обмывают. Червей (например, пиявок) перед фиксацией рекомендуется опустить в воду, нагретую до 50-60^о, а крупных личинок насекомых – в кипящую воду на 1-2 минуты.

Для фиксации чаще всего используется 70^о спирт или 4% формалин. Эти же вещества служат и для длительного хранения собранных животных. Если фиксатор помутнел, то он заменяется свежим. Объем фиксатора должен примерно в 10 раз превышать объем фиксируемого материала. Фиксированных животных сохраняют в различных сосудах (пробирки, пузырьки, банки) с плотно закрывающимися крышками. При необходимости можно использовать разнообразные бытовые пузырьки и банки.

Каждая проба в обязательном порядке снабжается двумя этикетками - «географической» и «определительной». На географической этикетке в дополнение к ранее перечисленным сведениям необходимо указать название и тип водоема, желательно указать также глубину, с которой собрано животное и его локализацию, например, " в илу", " на растениях" и т.п. Пример этикетки приведен ниже

Эти этикетки заполняются тушью или простым твердым карандашом на кальке или ватмане и помещаются в сосуд с фиксированным животным. Размер этикеток в данном случае не фиксируется строго, а определяется размером сосуда, в котором хранится животное. Не рекомендуется наклеивать этикетки на поверхность сосуда или закреплять их на сосуде каким-либо другим способом, в этом случае этикетки имеют свойство теряться.

1.6 Общие указания по определению насекомых

В начале этого раздела следует еще раз напомнить о безусловной необходимости правильного этикетирования всего собранного материала. Без выполнения этого условия зачет студенту не выставляется.

Собранный материал подвергается определению, то есть установлению названия животного и его систематической принадлежности. Для определения служат специальные пособия – определители, список которых приводится в списке литературы. Правила определения описаны в каждом определителе, но в огромном большинстве случаев ключ для определения построен по принципу противопоставления признаков (принцип тезы-антитезы). Ход определения включает последовательный, многоступенчатый выбор подходящего для определяемого животного признака из двух представленных вариантов. В конечном итоге, как правило, можно установить видовое название животного. Работа с определителем предполагает чёткое знание особенностей морфологии соответствующей группы животных.

В ряде случаев беспозвоночное животное может быть определено до вида. Однако достаточно часто определение до вида не представляется возможным. Это может быть связано с неполнотой видового состава, включенного в определитель, со сложностью признаков, используемых при определении, малым опытом работы студента-первокурсника, ограниченностью времени практики. Поэтому в ряде случаев определение доводится до какой-то более крупной систематической группы - класса, отряда или семейства. Следует обратить особое внимание студентов заочного отделения на безусловную необходимость определения собранных животных с использованием определительных таблиц. Практика " установления" видовых названий (или названий более крупных систематических таксонов) по картинкам, которая иногда используется недобросовестными студентами, как правило, приводит к неверным выводам. Главное же заключается в том, что при таком способе работы студенты не решают одну из самых важных задач практики – приобретение навыков определения, приобретение умения пользоваться определительными таблицами. Понятно, что при обнаружении неумения пользоваться определительными таблицами, зачет студенту выставлен не будет. Установочное занятие по знакомству с принципами определения и с практикой определения животных проводится для заочников на летней сессии. Студентам заочного отделения консультации по определению животных могут быть даны также в индивидуальном порядке в ходе осенней сессии, а также на плановых консультациях в ходе осеннего семестра.

1.7 Порядок представления коллекции на зачёте. Рекомендуемые количественные показатели сборов

При сдаче зачета студент дожжен уметь описать методику сбора материала, а также правила оформления коллекций. При представлении коллекций студент называет все помещённые в коллекцию виды, причем приводится как русское, так и латинское название, также обязательно называются отряд и семейство, к которым данный вид принадлежит. Так, при демонстрации в коллекции жука-кузьки ответ студента должен выглядеть следующим образом: «Отряд Жуки - Coleoptera, семейство Пластинчатоусые - Scarabaeidae, вид жук-кузька - Anisoplia austriaca»..

Для насекомых - как наиболее многочисленной и важной группы беспозвоночных - студент должен уметь назвать характерные признаки семейств, представленных в его коллекции, а также тип развития. Эта часть знаний студента проверяется путем выборочного опроса по представленной коллекции. Например: студент должен уметь ответить, что семейство плавунцов, характеризуется грызущим ротовым аппаратом, нитевидными усиками, крупными тазиками задних ног, плавательными конечностями, что для представителей этого семейства характерно развитие с полным превращением. Проверка коллекции путём такого опроса позволяет преподавателю проверить, пользовался ли студент в ходе работы определительными таблицами.

По каждому из представленных видов студент должен знать (что также проверяется выборочным опросом) образ жизни и признаки адаптации к среде обитания. Так, для того же жука-плавунца студент должен знать, что данный вид обитает в воде, где активно плавает, и что для него характерна обтекаемая форма тела и плавательные конечности, что по типу питания он является хищником. Наконец, студент должен уметь назвать виды из числа представленных в коллекции беспозвоночных, которые являются полезными видами и, наоборот, вредителями.

Количество видов, представленных в коллекции, конечно, прежде всего, определяется условиями мест сбора и погодными условиями, однако рекомендуются следующие количественные показатели коллекций:

Что касается количества представителей одного вида, то, как правило, представляется только 1 экземпляр, самое большее – 2. Категорически запрещается представлять в коллекции беспозвоночных, находящихся под охраной и включенных в Красную Книгу Ростовской области!!!

1.8 Экскурсионный дневник

Экскурсионный дневник содержит описание всех экскурсий, сделанных в ходе практики. Этот дневник ведется в отдельной тетради или альбоме, записи выполняются только рукописным способом, но аккуратным, разборчивым почерком. При желании можно приложить к дневнику рисунки или фотографии.

Описание экскурсий должно включать следующие компоненты:

· тематическое название экскурсии (например, " Экскурсия по изучению беспозвоночных, обитающих на лугу");

· дата экскурсии (например, «25 июня 2005 г.»);

· географический пункт проведения экскурсии (например, «Ростовская область, Мясниковский район, хутор Недвиговка», в 500 метрах восточнее биостанции);

· характеристику биотопа, где проводилась экскурсия (например, «смешанная лесополоса»);

· погодные условия: температура воздуха, ветер (наличие или отсутствие, направление, скорость, характер - постоянный или порывистый), состояние облачности, наличие осадков, желательно указывать также сведения о давлении воздуха и влажности;

· методика сбора материала (например, «кошение» и «отлов насекомых в воздухе»);

· аннотированный список пойманных в ходе этой экскурсии видов;

1.9 Аннотированный список пойманных видов оформляется в виде таблицы. Пример оформления подобной таблицы показан ниже.

Список видов беспозвоночных животных, пойманных при проведении экскурсии на луг

При заполнении подобных таблиц студент может использовать собственные наблюдения, определители, руководство «Жизнь животных», учебники по зоологии беспозвоночных, региональные Красные Книги и другие источники.

Под жизненной формой понимается морфологический тип приспособления животных (растений) к основным факторам местообитания и к определенному образу жизни. Классификация жизненных форм животных обычно проводится внутри крупной таксономической группы. Для членистоногих выделяются следующие жизненные формы (составлено с использованием руководств И.Х. Шаровой, 1999; А.С. Степановских, 2001):

1.10 Морфологический дневник

Для лучшего запоминания признаков, используемых в определении насекомых, и формирования представления о значимости морфологического критерия в систематике студенты ведут и представляют к зачету морфологический дневник, в котором фиксируются наиболее значимые для определения признаки семейств насекомых, а также приводятся сведения о типе развития. В морфологическом дневнике должны быть приведены характерные признаки всех семейств насекомых, представленных в коллекции. Здесь также приводится список видов насекомых из числа представленных в коллекции, которые относятся к данному семейству. Как уже указывалось ранее, в ходе зачета при устном опросе проводится проверка знаний студента по основным признакам семейств.

Морфологический дневник следует вести в отдельной тетради или альбоме, записи выполняются только рукописным способом, но аккуратным, разборчивым почерком. Рисунки выполняются карандашом или тушью.

Записи в морфологическом дневнике рекомендуется вести или на развороте тетради или на альбомном листе, разделённом на две части. В левой части характеризуются признаки семейства, а в правой приводится список видов. Над таблицей, в которой перечисляются признаки семейства, приводится русское и латинское название отряда и название семейства. Пример оформления морфологического дневника приведен ниже для семейства Пластинчатоусых.

Пример заполнения характеристики семейства в морфологическом дневнике

Отряд Жуки - Coleoptera

Семейство Пластинчатоусые - Scarabaeidae

Рекомендуется заполнять морфологический дневник сразу же после определения данного семейства, а не откладывать его оформление на конец практики. Сведения о морфологических признаках данного семейства студент получает при непосредственном знакомстве с животными в ходе их определения, при пользовании определительными таблицами. Для оптимизации работы студента материалы по характеристике самых распространенных семейств насекомых представлены в Приложении 2 настоящего методического пособия.

Отметим, что нет необходимости во всех случаях приводить рисунок, изображающий строение данного органа. В огромном большинстве случаев достаточно привести определение типа строения соответствующего органа, например «ротовой аппарат грызущего типа» или «усики щетинковидные». Рекомендуется приводить изображения таких признаков, которые являются опорными, существенными при определении. Примерами могут служить двулопастная форма третьего членика лапок у жуков семейств Дровосеков и Листоедов, коленчато-булавовидный усик с пластинчатой булавой жуков семейства Пластинчатоусых, расположение крыловых треугольников у стрекоз семейств Коромысла и Настоящие стрекозы.

Строка «другие морфологические признаки» не обязательна для заполнения, ее следует заполнять в том случае, если данное семейство имеет какой-либо чётко выраженный морфологический признак, важный для определения, не включенный в состав ранее перечисленных признаков. Примером может служить строение глаз у насекомых семейства Вертячек (каждый из глаз разделён пополам) или наличие у всех семейств Уховёрток крупных клещевидных церок.

Может быть, не лишним будет напомнить, что, если какой-то признак свойственен более крупной систематической группе, то он тем самым свойственен и всем подчиненным систематическим группам. Например, как общий признак отряда Полужёсткокрылые указывается развитие с неполным превращением, это означает, что этот тип развития характерен для всех семейств, всех родов и всех видов, входящих в этот отряд.

Целесообразно здесь же привести самые общие сведения о типах развития насекомых и типах их личинок. Развитие насекомых может протекать с неполным превращением и с полным превращением.

В случае неполного превращения из яйца вылупляется личинка, которая несколько раз линяет и в конце концов превращается во взрослое насекомое. Если личинки и взрослые насекомые обитают в одинаковой среде, то личинка очень похожа на взрослое насекомое, имагообразная, и питается той же пищей, что и взрослое насекомое. Этот тип превращения свойственен тараканам, богомолам, прямокрылым, клопам и другим.

У других отрядов насекомых неполное превращение реализуется иначе – их личинки обитают в иной среде, не в той, где живут взрослые насекомые. При этом личинки обитают в воде, в то время как взрослые являются аэробионтами. Личинки, обладая известным сходством со взрослыми насекомыми, отличаются от них комплексом признаков, адаптивных к водной среде обитания, у них имеются трахейные жабры, исчезающие у взрослых. Для личинок стрекоз характерна еще " маска" – видоизмененная нижняя губа, с помощью которой личинка схватывает добычу. Этот тип личинок получил название наяды. Такой тип превращения характерен для поденок, веснянок, стрекоз, причем у поденок и веснянок взрослые формы не питаются.

У насекомых с полным превращением из отложенного яйца вылупляется личинка, совсем непохожая на взрослое насекомое, неимагообразная. В огромном большинстве случаев личинки этих насекомых обитают в иной по сравнению со взрослыми насекомыми среде и питаются разными типами пищи (но, например, у колорадского жука и личинки и имаго питаются листьями картофеля). После нескольких линек личинка превращается в неподвижную стадию куколки (очень редко куколки подвижны, например, у комаров). На фазе куколки происходит гистолиз – разрушение личиночных органов и гистогенез - формирование органов взрослого насекомого, затем из куколки вылупляется взрослое насекомое.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ И ВЫПОЛНЕНИЮ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

2.1 Общая часть

Задача учебно-исследовательской работы состоит в проведении студентом самостоятельного исследования. Весь опыт предшествующей учебной деятельности ориентирует огромное большинство студентов при возникновении вопроса обращаться к литературе. Понятно, однако, что первичным способом накопления тех или иных научных знаний было непосредственное изучение объекта исследования. Такое непосредственное изучение объекта исследования продолжает оставаться единственным источником появления новых научных данных. В ходе выполнения учебно-исследовательской работы студент и проводит непосредственное, самостоятельное изучение того или иного объекта, моделируя тем самым процесс научного познания.

Тема учебно-исследовательской работы выбирается студентом самостоятельно при консультации с руководителем практики. Выбор темы учебно-исследовательской работы определяется направленностью интересов студента и конкретными условиями прохождения практики. В настоящих методических указаниях приводится примерный перечень тем учебно-исследовательской работы с методическими указаниями по их выполнению (раздел 2). Предлагаемые темы являются примерными, то есть, возможна их модификация, возможно также выполнение темы, не включенной в этот перечень, а предложенной самим студентом.

Необходимо особо подчеркнуть, что при изучении воздействия на животного каких-либо факторов, необходимо обеспечить неизменное состояние других факторов. Например, если студент изучает состав пищи какого-либо животного, то разные виды пищи должны предлагаться испытуемому животному в одно и то же время суток, при одинаковой температуре, влажности и т.п., при одинаковом физиологическом состоянии (например, предлагать экспериментальный вид пищи только после суточного голодания) и т.д. Если же ставится задача изучить воздействие на активность питания температуры окружающей среды, то в эксперименте должна меняться температура среды, а экспериментальному животному предоставляться одинаковая пища.

Материал, положенный в основу учебно-исследовательской работы должен быть посвященным какой-либо одной теме и быть достаточно представительным. Недопустимо описывать отдельные наблюдения, не объединенные общей темой и общим планом работы. Если тема учебно-исследовательской работы посвящена какому-либо динамическому явлению в жизни животных, то за время проведения работы студент должен провести не менее 20 экспериментов или наблюдений для получения достоверного материала. Для выполнения тем учебно-исследовательской работы, посвящённых статичному явлению, например, если изучается частота встречаемости животных с разным типом окраски или поражённость растений вредителями (в данный момент, а не изменение пораженности на протяжении более или менее продолжительного времени), то число исследованных объектов должно быть не менее 50.

На основании первичных наблюдений выявляется та или иная закономерность, которую следует выразить математически, применив простейшую статистическую обработку материала (раздел 1.8.2).

Результаты учебно-исследовательской работы оформляются в виде письменного отчета. Отчет представляется только в рукописной форме, это же относится к таблицам и графическим материалам, включенным в отчет - все они должны быть выполнены студентами без применения компьютеров. Необходимо напомнить, что в отчетах (кроме таблиц и графиков, где допустимо применять сокращения) нельзя применять сокращения слов, кроме общепринятых сокращений, обозначающих размерность физических величин. Также нельзя заменять слова обозначениями физических показателей или химическими формулами (недопустимо, например, писать «гладыши являются обитателями Н₂О» или «средняя t воздуха составила…», следует писать «гладыши являются обитателями воды» и «средняя температура составила…»).

Следует обратить особое внимание студентов на безусловную необходимость установления точного видового названия животных (а при необходимости и растений), которые подвергались исследованию. Студентам заочного отделения следует сохранять объекты исследования в живом или законсервированном виде до приезда на сессию, в ходе которой необходимо проконсультироваться с преподавателем по определению соответствующих видов.

Выполнение учебно-исследовательской работы в ходе учебной практики служит не только расширению и углублению зоологических знаний, но и является формой подготовки к будущей научно-исследовательской работе студента.

2.2 Структура отчета по учебно-исследовательской работе

Отчет по учебно-исследовательской работе включает следующие разделы:

§ титульный лист;

§ формулирование цели исследования, перечень задач, которые ставил студент при проведении исследовательской работы. План проведения исследований;

§ краткое описание места и условий выполнения работы. Время выполнения работы;

§ описание методики выполнения работы;

§ протоколы опытов (наблюдений);

§ описание результатов, табличное и графическое представление данных;

§ выводы.

Далее приводится более детальные комментарии по оформлению каждого из разделов отчета по учебно-исследовательской работе.

2.3 Титульный лист

Титульный лист заполняется по форме, приведенной в Приложении 1.

В названии работы должна быть ясно сформулирована суть исследуемой проблемы. Название работы должны быть конкретным и четким. Пример названия приведен на образце титульного листа

2.4 Цели и задачи исследования. План проведения исследования.

Описание цели и задач исследования, а также план проведения исследования размещается на отдельной странице, которая располагается сразу за титульным листом.

Формулирование цели исследования и постановка задач исследования очень важны, здесь студент должен очень четко определить, какие стороны поведения животного он намеревается изучить. Практика показывает, что нередко именно эта часть работы вызывает у студента значительные трудности, поэтому целесообразно показать эту часть работы на конкретном примере.

Предположим, что студент хочет изучить поражённость тополей тлями. В этом случае тема исследования может звучать таким образом " Распределение тлей по листьям тополя", а цель работы может быть сформулирована как " Изучить распределение тлей (определенного вида) на листьях тополя (определенного вида) в зависимости от величины листа и высоте его расположения на дереве". В этом случае конкретные задачи исследования формулируются, например, таким образом:

§ определить среднее количество тлей на одном листе пораженного дерева;

§ определить среднее количество тлей на листьях разного размера;

§ определить среднее количество тлей на листьях, расположенных на разной высоте.

После формулирования цели и задач исследования студент приступает к выработке плана исследования. Для обсуждаемого примера план может быть следующим:

- - выбор тополей, поряженных тлями (следует выбрать не менее 3 деревьев, растущих в сходных условиях для исключения воздействия на пораженность растения тлями других факторов, кроме тех, которые студент намеревается изучить );

- обследование на каждом из выбранных деревьев не менее 100 произвольно выбранных листьев разного размера и растущих на разной высоте при этом фиксируется продольный и поперечный (в наиболее широкой части) размеры листьев, высота расположения листа и производится учет численности тлей;

- определение на базе собранных данных среднего количества тлей на одном листе тополя;

- определение количества тлей на листьях разного размера;

- определение количества тлей на листьях, расположенных на разной высоте;

- словесно-логическое и графическое оформление материалов;

- формулирование выводов;

- подготовка отчета

При изучении поражения листьев тополя тлями цель исследования и, соответственно, тема исследования могут быть другими. Так, студент может поставить цель изучить поражённость тлями разных видов тополей. В этом случае исследование будет проводиться над листьями одинаковой размерной группы, и расположенными на одинаковой высоте, чтобы нивелировать эти факторы и выяснить приуроченность тлей к деревьям разных видов.

В рамках этой же проблематики возможна постановка и других целей. Так, можно проследить влияние на численность тлей других вредителей, поражающих этот же вид дерева. Можно провести исследование численности тлей на деревьях одного вида, но произрастающих в различных условиях, например, в условиях избыточного увлажнения и недостаточного увлажнения и т.д.

2.5 Описание места и условий работы

В этом разделе указывается точное местонахождение района исследований (приводится привязка к географическому пункту в следующем формате: название города, если работа проводилась в городе, название области или края, района и населенного пункта, если исследование проводилось в сельской местности). В научных работах, связанных с полевыми исследованиями, приводится достаточно детальная характеристика района исследований - описывается его рельеф, климат, гидрография, иногда – характер и размещение населенных пунктов и различных искусственных сооружений. В учебно-исследовательской работе описание условий проведения исследований проводится кратко и максимально конкретно. Например, при изучении водных животных указывается характер водоема (река, пруд, оросительный канал и т.п.), приводятся сведения о глубине водоема и характере растительности. При изучении насекомых, посещающих цветущие растения, приводится характер биотопа (луг, степь и т.п.), а также названия растений. При проведении исследования в условиях тех или иных агроценозов указывается характер агроценоза (поле, огород, приусадебный участок и т.п.) и сельскохозяйственная культура. В ряде случаев студент проводит наблюдения в камеральных условиях, при этом животные содержатся в аквариуме, садках и т.п. В этом случае условия проведения эксперимента характеризуются как " камеральные условия".

В обязательном порядке приводится сроки проведения наблюдений, например, указывается, что опыты проводились с 7 июля по 1 августа 2005 г.

2.6 Методика исследований

Методика выполнения работы - это описание перечня действий, производимых во время выполнения эксперимента или наблюдения. Оно должно быть кратким, точным и приводиться в том же порядке, в котором проводились действия во время эксперимента или наблюдения. В обязательном порядке описывается устройство опытной установки - например, аквариума, в котором содержались подопытные животные. Метод описывается в прошедшем времени и не от первого лица.

2.7 Протоколы опытов (наблюдений)

Полученные результаты фиксируются в виде протоколов опытов. Протоколы опытов (все!) представляются в отчете по учебно-исследовательской работе. Протоколы опытов включают общую и специальную часть. В общей части протокола опыта указывается место и время проведения опыта (наблюдения). При проведении исследования в полевых условиях фиксируется и указывается в протоколе характер погоды - температура воздуха, ветер (наличие или отсутствие, направление скорость, характер - постоянный или порывистый), состояние облачности, наличие осадков, желательно указывать также сведения о давлении воздуха и влажности. При проведении исследований в водоеме - обязательно фиксируется температуры воды. При проведении исследований в камеральных условиях фиксируется температура окружающей среды (при проведении наблюдений над водными животными – температура воды в аквариуме) и условия освещенности, желательно указывать также сведения о давлении воздуха и влажности. Примерные формы общей части протоколов опытов представлены ниже (табл. 1.1 и табл. 1.2)

Табл. 1.1

Форма протокола полевого опыта (наблюдения)

Общая часть

Табл. 1.2

Форма протокола камерального опыта (наблюдения)

Общая часть

Формы специальной части протоколов представлены в разделе 3, в аннотированном перечне тем учебно-исследовательской работы.

2.8 Рекомендации по проведению количественных учетов

Ряд тем учебно-исследовательских работ связан с проведением количественных учетов животных, которые проводятся по-разному. В некоторых работах все пойманные животные умерщвляются. В таких случаях после завершения работы в камеральных условиях производится простой подсчет всех пойманных и умерщвленных животных.

Если производится подсчет живых объектов, которые быстро покидают место наблюдения, то для рационализации подсчетов можно применить следующие приемы. Следует заранее заготовить бланки, на которых будет производиться учет, где будет написана дата наблюдения и периоды наблюдения, а также будут помечены другие необходимые параметры (например, название растения) так, чтобы в полевых условиях не тратить время на оформление этих записей. Удобно первые четыре учтенных экземпляра помечать точками, которые расположены по четырем вершинам квадрата (::). При учете следующего (пятого) экземпляра проводится одна из сторон квадрата и так далее до учета восьмой особи. Таким образом, квадрат, состоящий из 4 точек и 4 сторон, будет соответствовать 8 учтенным экземплярам. При учете девятого и десятого экземпляра в квадрате проводятся две диагонали. Заполнение нового квадрата начинается с одиннадцатого экземпляра. Напомним, что при проведении в полевых условиях записей удобно использовать блокнот с твердым переплетом и карандаш средней или высокой твердости.

Наконец, можно воспользоваться и таким приемом. Заранее заготавливается и маркируется несколько коробочек или мешочков. Необходимо также заготовить набор мелких разнокачественных предметов, например, палочек разных цветов, скрепок, хорошо различающихся семян и т.п. Каждому виду насекомых присваивается как условное обозначение один из этих предметов, например, красная палочка или семя фасоли. Далее при регистрации насекомого определенного вида в соответствующую коробочку (мешочек) опускается один соответствующий предмет. После окончания наблюдений в камеральной обстановке производится подсчет этих предметов для определения количества особей.

2.9 Простейшая математическая обработка результатов (составлено с использованием руководств: Грин и др., 1999; Гланц, 1999)

На основании первичных наблюдений, зафиксированных в протоколах наблюдений и экспериментов, выявляется та или иная закономерность, которую следует выразить математически, применив простейшую статистическую обработку материала.

Чаще всего вычисляются такие параметры, как средняя величина показателя и доля исследованных объектов, несущих данный признак, выраженная в процентах (относительное число объектов). Способы вычисления этих показателей известны из курса средней школы. Например, при изучении пищи жука-плавунца может быть определено, что средний размер потребляемых им мальков рыб составляет 35, 6 мм, а при изучении встречаемости разных типов окраски какого-либо вида можно прийти к выводу, что один тип окраски характерен для 75.4% обследованных особей, второй – для 18.6%, третий – для 6.0%. Подобные значения средних величин или процентного состава рассчитываются исходя из первично полученных наблюдений и обычно включаются в итоговые таблицы..

Для характеристики некоторых показателей целесообразно использовать так называемую " моду". Мода - это значение переменной, встречающееся наиболее часто. Например, при подсчете яиц в кладках какого-то вида птиц обнаружены следующие значения этого показателя: 3, 4, 5, 4, 6, 4, 3, 4, 6, 4. При этих показателях средний размер кладки оказывается равным 4.3, а мода равна 4 (количество яиц в кладке может быть только целой величиной).

Часто оказывается целесообразным разделить исследуемые объекты на классы и определять те или иные показатели отдельно для этих классов. Примером может служить исследование распределения тлей по листьям разного размера. Другим примером является изучение количества пищевых объектов, потребленных животными разного размера, или изучение зависимости продолжительности кровососания комаров на лицах с разными группами крови. При наличии качественных различий объекты исследования распределяются по классам с большой легкостью: при изучении питания комаров на лицах с разными группами крови, объекты исследования естественно разделяются на 4 класса соответственно 4 группам крови. При наличии между объектами количественных различий при выделении классов руководствуются несколькими правилами. Во-первых, общее число выделенных классов не должно быть слишком большим, обычно выделяется 5-7 классов. Во-вторых, классовые промежутки должны быть равными. В-третьих, границы классов не должны перекрываться. Например, длина листьев растений колеблется от 30 до 77 мм, в этом случае можно выделить классы: 30 – 39 мм, 40 – 49 мм, 50 – 59 мм, 60 – 69 мм, 70-79 мм.

В ряде случаев в ходе исследования устанавливается наличие связи, или корреляции, между двумя переменными. В таком случае необходимо рассчитать коэффициент корреляции. Коэффициент корреляции (r) между двумя переменными рассчитывается по формуле

r =

где x - значения первой переменной, определённые в ходе наблюдений

x_s - среднее значение первой переменной

y - значения второй переменной, определенные в ходе наблюдений

y_s - среднее значение второй переменной

Коэффициент корреляции может быть величиной положительной, тогда корреляция между двумя переменными положительная, т.е. при увеличении значения одной переменной возрастает и вторая переменная (например, люди с большим ростом обычно характеризуются и большим весом). Коэффициент корреляции может быть величиной отрицательной, тогда корреляция между двумя переменными отрицательная, т.е. при увеличении значения одной переменной вторая переменная уменьшается (например, при увеличении давления кислорода уменьшается скорость открывания дыхалец у насекомых)

Если абсолютная величина коэффициента корреляции меньше 0.3, то имеет место слабая корреляция между переменными, если коэффициент корреляции больше 0.3, но меньше 0.5 то имеет место умеренная корреляция, если коэффициент корреляции больше 0.5, но меньше 0.7, то корреляция оценивается как значительная, при значении коэффициента корреляции более 0.7 корреляция сильная. Если коэффициент корреляции равен 0, то какая либо связь между признаками отсутствует.

Очень удобно выписать значение коэффициента корреляции рядом с графиком, где изображена зависимость двух переменных (на свободном поле графика пишется, например, r = 0, 4).

При проведении статистической обработки материала студент должен четко представлять себе смысл проводимой им математической операции и уметь объяснить его. В работе необходимо привести формулу, в соответствии с которой рассчитывался данный показатель (смотри также раздел 6.8.4).

2.10 Некоторые экологические показатели и их вычисление (раздел составлен на основании руководства К.К.Фасулати, 1971)

Закономерности, выявленные путем наблюдений и экспериментов, часто могут быть выражены показателями, характеризующими сущность явления. Важнейшими из таких показателей является

Численность - это общее число особей, составляющих популяцию, это понятие употребляется для общей количественной характеристики. Для характеристики численности часто используют не реальные количественные показатели, а балльную оценку, выражающуюся терминами " редкий", " малочисленный", " обычный", " многочисленный"..

Плотность - это среднее число особей данного вида в пересчете на единицу учета. Плотность является одним из основных показателей по учету компонентов биоценозов. Единицей учета может быть единица площади, единица объема (для водных или почвенных видов), один организм хозяина (для паразитических видов), одно растение (для вредителей растений). Показатель плотности может также рассчитываться для таких случаев, где единицей учета является время.

Встречаемость - показатель относительного числа проб, в которых представлен данный вид, к общему числу исследованных проб, выраженный в процентах

где X - встречаемость животного;

n - число проб, в которых представлен данный вид;

N - общее число проб.

Доминирование - этот показатель определяется как отношение числа особей данного вида к общему числу особей всех видов, обнаруженных в изучаемом биоценозе. Этот показатель выражается в процентах. Показатель доминирования (D) рассчитывается по формуле:

где D - показатель (индекс) доминирования;

k - количество особей данного вида;

K - суммарное количество особей всех видов.

Общность - показатель (индекс) общности видового состава, этот показатель определяет сходство видового состава между двумя комплексами населения, например, между населением насекомых двух лесополос. Показатель общности рассчитывается по формуле

где О - индекс общности (сходства) видового состава

a - количество общих видов, зарегистрированных в разных условиях

A - суммарное число видов для двух сравниваемых условий.

2.11 Результаты исследований

Результаты исследований должны быть представлены в табличной, словесно-логической и графической формах.

2.11.1 Представление данных в виде таблиц

Обобщение результатов наблюдений, экспериментов, зафиксированных в протоколах опытов, следует прежде всего представлять в форме таблиц. Обычно здесь же, в таблицах приводят и результаты первичной статистической обработки материала, например, процентные показатели или средние значения показателей. После завершения этой работы материал описывается в словесно–логической форме.

Форма и содержание таблицы всецело определяются полученным материалом, однако существуют определенные правила построения таблиц, которые приведены ниже.

Таблицу в работе располагают сразу после первого упоминания ее в тексте. Большие таблицы размещают на отдельных страницах, сразу за страницей первого упоминания таблицы в тексте. Форма таблицы определяется содержанием представляемого материала, но любые таблицы включают следующие элементы: нумерационный заголовок, тематический заголовок, головку, боковик. Их расположение представлено на приведенном примере.

Нумерационный заголовок

Тематический заголовок

Нумерационный заголовок необходим для связи с текстом. Именно он называется в тексте работы, отсылая к материалам той или иной таблицы. Нумерационный заголовок содержит слово " Таблица" (или " Табл.") и номер арабскими цифрами (без знака " №" и без точки в конце). Нумерационный заголовок размещается над таблицей, справа. Нумерация таблиц может быть сквозной для всей работы, в этом случае номер таблицы включает одно число (например, " Табл. 7" или " Табл. 12"). Можно также нумеровать таблицы внутри разделов, в этом случае в номер таблицы входят два числа, разделенные точкой, например " Табл. 2.4", эта форма записи обозначает четвертую таблицу второго раздела работы.

Тематический заголовок определяет тему и содержание таблицы, помещается над таблицей под ее нумерационным заголовком. Этот заголовок пишется строчными буквами (кроме первой) и размещается симметрично тексту. Точка в конце тематического заголовка не ставится.

Форма головки определяется содержанием материала таблицы. Заголовок этой части таблицы размещаются симметрично границам головки. Как правило, головка разделяется на несколько граф. Заголовок графы так же размещается симметрично границам графы. Заголовок головки (графы) должен включать словесное определение показателя и (при необходимости) обозначение единицы измерения, например, " продолжительность пребывания на растении, сек." Заголовки ставят в именительном падеже единственного или множественного числа.

Форма боковика, как и форма головки, определяется материалом таблицы, как правило, боковик делится на несколько строк.. Боковик может быть одноступенчатым (как в приведенных примерах) или многоступенчатым. Заголовки боковика и заголовки строк выравниваются по левому краю.

Значения показателей в графах таблицы размещаются симметрично границам граф. Если в строках таблицы указываются предельные значения показателей, то расположение показателей выравнивают по положению тире, которое размещается симметрично границам графы.

В таблицах допустимо использовать шрифт более мелкого кегля по сравнению с основным текстом, а также допустимо использовать сокращения слов.

Для иллюстрации ниже приводится пример построения таблицы (табл. 2.3), полученный на основе материала по заражению жаб гельминтами.

Табл. 2.3

Материалы по зараженности жаб паразитическими червями

в условиях Неклиновского района Ростовской области (июнь – июль 2005 г.)

2.11.2 Словесно-логическое описание результатов наблюдений или экспериментов

Словесно-логическое описание результатов наблюдений или экспериментов представляет собой изложение результатов. Пример подобного рода описания приведен ниже.

" В результате изучения паразитических червей зеленой жабы, обитающей в условиях Неклиновского района Ростовской области в период с 3 июня по 18 июля 2005 года (вскрыто 4 молодых особи и 11 взрослых), у исследуемого вида земноводных было обнаружено 3 вида паразитов – 1 вид трематод - Pleurogenus claviger и 2 вида нематод.- Rhabdias bufonis и Aplectana acuminate (указывается нумерационный заголовок таблицы, а сама таблица размещается сразу после ее упоминания в тексте)

2.11.3 Представление результатов исследования в графической форме

Обязательной формой представления данных является их графическое представление, что обеспечивает наибольшую наглядность материала. Графическое представление результатов может иметь вид графика, диаграммы, круговой диаграммы или других форм.

График - это двумерное изображение зависимости между двумя и более переменными. При выполнении графиков чаще всего пользуются прямоугольной системой координат, причем независимую переменную следует откладывать на оси абсцисс (например, время суток), а зависимую - на оси ординат (например, количество учтенных насекомых). Каждая ось должна начинаться с нуля (цифру 0 ставят один раз на пересечении осей). Иногда бывает удобно на одном графике изобразить зависимость двух переменных от одной и той же. В этом случае на оси абсцисс откладываются значения независимой переменной и проводятся две оси ординат, одна из которых соответствует одной зависимой переменной, а другая -второй. Следует отметить, что эти две оси ординат могут иметь разный масштаб.

Для каждой оси необходимо отметить название и размерность переменной (например, " Температура, ^оС"). Наименование переменной располагается параллельно оси. Ось должна быть разделана на равные интервалы. Если все значения переменной расположены близко друг к другу и для изображения требуется крупный масштаб, то на соответствующей оси делается отметка о разрыве в виде знака --//--.

Точки, нанесенные на основе фактических данных, отмечают кружком, крестиком, квадратом и т.п., но не просто точкой. Точки можно соединять серией прямых отрезков или плавной кривой.

Если на одной координатной сетке расположено два или более графиков, то их или нумеруют, или изображают линиями разного типа (цвета). Расшифровка номеров или графических обозначений приводится в подписи к рисунку. Ниже приведен пример построения графика (рис. 1.1).

Диаграммы чаще применяют для характеристики распределения частот. Наиболее распространенными видами диаграмм являются диаграммы в виде вертикальных столбцов и гистограммы. Диаграмма в виде вертикальных столбцов показывают частоту, с которой определенные дискретные признаки встречаются внутри популяции, например, с помощью диаграммы такого типа целесообразно показать частоту встречаемости в популяции различных типов окраски. Гистограмма строится на непрерывных значениях независимой переменной, сгруппированных в классы равной ширины. С помощью гистограммы целесообразно показать частоту встречаемости животных разной длины или веса и т.п. При применении этих видов диаграмм необходимо подписывать наименование и размерность переменной так же, как и в случае графиков. Из других широко распространенных видов диаграмм применяются круговые диаграммы. В этом случае круг делится на сектора, пропорциональные значению того или иного показателя, выраженного в процентах. Эти диаграммы удобны, например, для наглядной характеристики спектра питания животных. При построении диаграмм необходимо пользоваться хорошо различимыми контрастными цветами или штриховкой.

Возможно приведение иллюстративного материала в виде фотографий, на которых изображен объект наблюдений или какой-либо момент наблюдения. Фотографии наклеивают на листы бумаги того же качества и формата, на которой написан текст работы. На этих страницах должны быть оставлены поля того же размера, что и на других. На одной странице возможно размещение нескольких фотографий. Все фотографии перед наклейкой должны быть аккуратно обрезаны. В работу помещаются фотографии прямоугольной формы. Окаймление фотографий производить не следует.

Учебно-исследовательская работа является самостоятельно проведенным учебным исследованием, поэтому она ни в коем случае не должна иллюстрироваться рисунками, заимствованными из учебников, энциклопедий и других подобных источников.

Все виды иллюстраций именуются рисунками. На все рисунки должна быть ссылка в тексте, содержащая нумерационный заголовок рисунка (например, " … на рисунке 7 показана зависимость…"). Рисунки нумеруются так же, как и таблицы, то есть можно применять сквозную для всей работы нумерацию рисунков или пораздельную (" рис. 4" или " рис. 1.3"). Расположение рисунков в работе подчиняется тем же правилам, что и расположение таблиц: то есть рисунок помещают сразу после его упоминания в тексте. Рисунки должны быть расположены так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота листа или с поворотом его по часовой стрелке. На странице рисунок размещается симметрично полям. Рисунок в обязательном порядке должен иметь подпись. Подпись к рисунку включает: слово " Рисунок" (или «Рис.»), номер рисунка, тему изображения (собственно подпись) и обозначение частей рисунка. Пример расположения рисунков и подписей приведен ниже.

Рис. 1.1 Пример графика

Далее для примера приводится рисунок, представляющий собой диаграмму в виде вертикальных столбцов (приведен условный пример, демо