Проблема защиты окружающей среды является актуальной, особенно в последние десятилетия в связи с возрастанием выбросов промышленных предприятий, энергетических систем, транспорта в атмосферу. Это привело к тому, что в ряде районов земного шара, особенно в промышленных центрах, уровни загрязнений существенно превышают допустимые санитарные нормы [Никитин, Новиков, 1980, Основы экологии…, 1995].
Живые организмы, не исключая пауков, чутко реагируют на изменение условий окружающей среды. Регулярные наблюдения при экологическом мониторинге предполагают накопление, обобщение, обработку и использование сведений об окружающей среде, и в том числе о загрязняющих компонентах, присутствующих в воздухе. Большое количество информации о состоянии экосистемы, сложность связей между составляющими компонентами требуют разработки научно-обоснованных методов систематизации данных, которые могут быть использованы для прогноза, диагностики и регулирования уровня содержания химических элементов в атмосферном воздухе.
Цель нашего исследования: выявить особенности изменения свойств паутины и её рисунка в зависимости от изменения условий окружающей среды.
Задачи исследования:
- выявить характеристики нитей паутины разной по структуре и функциональным особенностям;
- выявить особенности изменения рисунка паутины в зависимости от характеристик химического состава корма (мухи комнатной).
Гипотеза исследования: рисунок паутины, её графическая составляющая и объём плетения пауком зависит от условий окружающей среды.
Методы исследования. Объектами исследования являлись домовой паук и его паутина. Исследования проводили в домашних условиях и на различных участках территории парка «Победы» г. Белгорода в 2012 году. Свойства паутины изучались на световом микроскопе Axiostar plus для морфологических исследований на кафедре биоценологии и микробиологии биолого-химического факультета ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет».
Основными приемами исследования, применяемыми в ходе работы, являлись: прямое наблюдение, оценка состояния, измерение, описание. Использовалось изучение и анализ литературных источников по проблеме исследования. В ходе работы предпринимались экскурсии в Музей природы Харьковского Национального университета им. Каразина с целью изучения коллекции насекомых. Применялся эксперимент, для которого были отловлены комнатные мухи в количестве 10 штук. Мухам в пищу предоставлялись дольки яблока, смоченного в мёд с раствором небольшой концентрации медного купороса. При работе над исследованием использовались консультации д. б. н., профессора кафедры биоценологии и микробиологии ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» Лазарева А.В.
Результаты исследования. Нами исследовалась паутина обычного домового паука. В домах они водятся десятками и сотнями. Он плетёт сеть в виде гамака в укромном уголке комнаты, а сам прячется в трещине стены. При помощи сложной увеличительной техники нам удалось выявить паутину разную по структуре и функциональным особенностям: сухую и толстую, прочную для ловчих спиралей (рис. 1, 2).
Рис. 1. Паутина разная по структуре: сухая и толстая
Рис. 2. Паутина, прочная для ловчих спиралей
Как известно, паутина имеет сложный химический состав, в ней соединены белки двух разных видов – твёрдые и эластичные. Нити ловчей паутины покрыты специальным клейким веществом [Энциклопедия для детей, 2005]. Мы при помощи микроскопа зафиксировали капельки клейкой жидкости, необходимые для улучшения механизмов отлова будущей жертвы (рис. 3).
Рис. 3. Капельки клейкой жидкости на ловчей паутине
Вывод: в зависимости от функций и характеристических особенностей нить паутины может быть разной по структуре: сухая и толстая; прочная для ловчих спиралей, содержащей капельки клейкого вещества.
Рис. 4. Включения и пылинки, присутствующие в паутине
В паутине, изъятой с природных объектов: веток деревьев, основ моста в парке Победы, обнаружены включения и пылинки разные по химическому составу и происхождению (рис. 4). Можно предположить, что изучение включений разной этиологии (происхождения), попавших в паутины можно считать одним из методов определения благополучия экологической обстановки обследуемого региона. Так чистые включения и определённый, близкий к общепринятому химическому составу самой паутины, будет свидетельствовать о относительно благоприятной экологической обстановке. Частички же пыли содержащие различные примеси, в том числе тяжёлых металлов, извлечённые из паутины, могут отправляться в лабораторию, например, в Центр коллективного пользования научным оборудованием БелГУ «Диагностика структуры и свойств наноматериалов». На основании исследования химического состава паутины и инородных включений можно судить о чистоте воздуха. Это направление исследования будет продолжением нашей исследовательской работы в дальнейшем.
Из литературных источников известно [Корпачёв, 1989], что пауки быстро реагируют на различные химические вещества, в том числе яды и лекарства. Нами был проведён эксперимент. До проведения эксперимента паутина имела радиальную форму, в виде гамака.
Пауки питаются насекомыми и другими мелкими членистоногими. Пойманную жертву паук хватает ногощупальцами и острыми верхними челюстями, впрыскивает в ранки ядовитую жидкость, действующую как пищеварительный сок. Через некоторое время он всасывает содержимое добычи при помощи сосательного желудка [Биология, 2004]. Зная особенности приёма пищи, нами был подмешан в пищу комнатной мухи слабый раствор медного купороса. Медный купорос относится к солям тяжёлых металлов. Общеизвестно его использование в сельском хозяйстве для борьбы с различными заболеваниями растений. При частом употреблении его растворов и избыточной концентрации может наступить загрязнение окружающей среды. Муха, находясь в эпицентре загрязнения, может получить в природных условиях определенную дозу отравления.
Как известно из литературных источников паук ощущает малейшее сотрясение паутины, обычно сигнализирующее ему о том, что жертва попалась. Если какое-нибудь насекомое сядет на паутину, паук тут же выскакивает из логова, хватает жертву, обездвиживает её и утаскивает в свою «нору». [Верзилин и др., 1967, Берни, 2004].
Паук в ходе нашего эксперимента заинтересовался жертвой умышленно подсаженной в паутину, сразу устремился к ней и стал ожидать, когда она закончит сопротивление. Оставив после приёма пищи лишь хитиновый покров, паук ушёл на несколько дней в укрытие. Учитывая такую особенность в поведении пауков, как то, что голод вызывает рефлекс поиска места постройки ловчей сети, и то, что найденное место служит сигналом выделения паутины, мы в ходе эксперимента повредили заведомо большую часть сплетённых сетей обследуемого паука. Причём ряд авторов подчёркивают тот факт, что в случае повреждения паутины паук с завидным упорством сплетает новую сеть на том же месте [Берни, 2004]. По прошествии нескольких дней паук принялся плести паутину на месте, где была повреждена прежняя за несколько дней до этого. Нами был зафиксирован факт: рисунок паутины изменился: вместо чёткого радиального рисунка появилась лестничная структура (рис. 5).
Паутина является своеобразным индикатором изменений, происходящих в окружающей среде.
Рис. 5. Паутина до и после эксперимента
Вывод: изучение изменение рисунка паутины может служить методом диагностики изменения условий окружающей среды.
Библиографическая ссылка
Бурченко Т.В., Хомутова Т.В., Крылов Н.К. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВОЙСТВ ПАУТИНЫ В КАЧЕСТВЕ ИНДИКАТОРА ИЗМЕНЕНИЯ УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 8. – С. 12-14;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=32639 (дата обращения: 16.04.2024).