Исследовательская работа "Изучение систематики животных"

Конкурс учебно-исследовательских проектов Малой сельскохозяйственной академии наук учащихся Кубани

Секция: «Зоология»

«Как увлечение переходит в научные знания»

                                                            Автор:

Москаленко Артем Владимирович

7 класс, МАОУ СОШ № 10, 

Краснодарский край

Красноармейский район                                        

ст. Новомышастовская

Научные руководители:

Черная Ольга Петровна,

учитель биологии

МАОУ СОШ № 10

Краснодарский край

                                                                     Красноармейский район                                        

           ст. Новомышастовская

Содержание

1.      Обзор литературы	4
1.1 Цели и принципы систематики	4
1.2 История систематики	4
1.3 Наименование таксонов	6
1.4 Систематика хордовых	6
1.5    Систематика членистоногих	7
2. Результаты исследований.	8
2.1 Систематика деревянных моделей.	8
2.2 Систематика коллекции членистоногих животных.	11
2.3 Выставка коллекций в кабинете биологии.	14
Выводы.	15
Список литературы	16

Введение

Цель: Систематизировать модели животных и коллекцию членистоногих.

Задачи :

1.      Изучить литературу и ресурсы Интернет о систематизации царства животных.

2.      Познакомиться с систематикой хордовых и членистоногих.

3.      Систематизировать по классам и отрядам деревянные модели животных

4.      Систематизировать по классам и отрядам коллекцию членистоногих

5.      Провести выставку моих коллекций в кабинете биологии

6.      Познакомить  с систематикой животных на примере своей коллекции учащихся нашей школы.

Актуальность.

Коллекционирование - процесс  бесконечно творческий. Это дело, к которому относишься с душой, которому посвящаешь свободное время, оно имеет много достоинств, например: расширяет кругозор человека, углубляет его познания, так как занятие научной деятельностью предполагает получение новых знаний, создает возможность общения с людьми, разделяющими то же увлечение, заведению новых знакомств. Кто-то коллекционирует необычные предметы, а у меня простой интерес к животным перерос в серьезное увлечение. Ведь коллекционирование - это не только собирание и выискивание предметов для пополнения своей коллекции, но это еще и изучение и обязательная систематизация своих материалов.

Изучение любого предмета в школе будет эффективно, когда ты видишь практическое применение своих знаний на практике.

Систематика организмов очень сложная наука, в которой трудно разобраться, но если изучение предмета совместить с увлечением, то это вызовет интерес и желание узнать больше, а следовательно расширятся и знания по предмету.

Гипотеза. Мы предполагаем, что имеющиеся у меня коллекции животных можно систематизировать.

Практическая значимость.  Эта работа повышает интерес к изучению предмета зоологии, позволяет ориентироваться в систематике животных.  Помогает найти единомышленников среди  сверстников со сходными увлечениями.

1Обзор литературы

Биологическая систематика —   научная дисциплина, задачи которой входит разработка принципов классификации живых организмов и практическое приложение этих принципов к построению системы.

1.1 Цели и принципы систематики

Основные цели систематики:

• наименование (в том числе и описание) таксонов
• диагностика (определение, то есть нахождение места в системе),
• предсказание признаков объекта, основывающееся на том, что он относится к тому или иному таксону.
• Систематика всегда предполагает, что:

• окружающее нас разнообразие живых организмов имеет определённую внутреннюю структуру,
• эта структура организована иерархически, то есть разные таксоны последовательно подчинены друг другу,
• эта структура познаваема до конца, а значит, возможно построение полной системы органического мира («естественной системы»).

Современные классификацииживых организмов построены по иерархическому принципу. Различные уровни иерархии (ранги) имеют собственные названия (от высших к низшим): царство, тип или отдел, класс, отряд или порядок, семейство, род и, собственно, вид. Виды состоят уже из отдельных особей.

Принято, что любой конкретный организм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям. В сложных системах часто выделяют дополнительные категории, например, используя для этого приставки над- и под- (надкласс, подтип и т. п.). Каждый таксон должен иметь определённый ранг, то есть относиться к какой-либо таксономической категории.

Этот принцип построения системы получил название Линнеевской иерархии, по имени шведского натуралиста Карла Линнея, труды которого были положены в основу традиции современной научной систематики. [3]

1.2 История систематики

Первые известные нам попытки классифицировать формы жизни предприняли в античном мире Гептадор, а затем Аристотельи его ученик Теофраст, которые объединяли всё живое в соответствии со своими философскими взглядами. Они дали довольно подробную систему живых организмов. Растения были разделены ими на деревья и травы, а животные — на группы с «горячей» и «холодной» кровью. Последний признак имел большое значение для выявления собственной, внутренней упорядоченности живой природы. Так родилась естественная система, отражающая упорядоченность, имеющуюся в природе.

Линней

К началу XVIII веканаукой был накоплен большой объём биологических знаний.Определяющим вкладом  тогда стала деятельность шведскогоестествоиспытателя Карла Линнея (1707—1778), который определил и реализовал на практике основные положения научной систематики, что позволило биологии в достаточно короткие сроки стать полноценной наукой^[4].

Главным в систематике, по мнению Линнея, является построение естественной системы. Работа Линнея «Система Природы» (SystemaNaturae, 1735), в которой он разделил природный мир на три царства — минеральное, растительное и животное, была переиздана по меньшей мере тринадцать раз ещё при его жизни.

Линней использовал в классификации четыре уровня (ранга): классы, отряды, роды и виды. Введённый Линнеем метод формирования научного названия для каждого из видов используется до сих пор (применявшиеся ранее длинные названия, состоящие из большого количества слов, давали описание видов, но не были строго формализованы). Использование латинского названия из двух слов — название рода, затем видовой эпитет — позволило отделить номенклатуру от таксономии. Данное соглашение о названиях видов получило наименование «бинарная номенклатура».

После Линнея

В конце XVIII века Антуан Жюссьё ввёл категорию семейства, а в начале XIX века Жорж Кювье сформулировал понятие о типе животных. Чарлз Дарвин предложил понимать естественную систему как результат исторического развития живой природы. Он писал в книге «Происхождение видов»:

…общность происхождения <…> и есть та связь между организмами, которая раскрывается перед нами при помощи наших классификаций.

Новый шаг в этом направлении был сделан последователем Дарвина, немецким биологом Эрнстом Геккелем. Из генеалогии Геккель заимствовал понятие «генеалогическое (родословное) древо». Родословное древо Геккеля включало все известные к тому времени крупные группы живых организмов, а также некоторые неизвестные (гипотетические) группы, которые играли роль «неизвестного предка» и помещались в развилках ветвей или в основании этого древа. Такое чрезвычайно наглядное изображение очень помогло эволюционистам, и с тех пор — с конца XIX века — филогенетическая систематика Дарвина—Геккеля господствует в биологической науке. [7]

1.3 Наименование таксонов

К началу XX века в систематике оформилось семь основных таксономических категорий:

• царство — regnum
• тип — phylum (у растений отдел — divisio)
• класс — classis
• отряд (у растений порядок) — ordo
• семейство — familia
• род — genus
• вид — species

Любое растение или животное должно последовательно принадлежать ко всем семи категориям. Часто систематики выделяют дополнительные категории, используя для этого приставки под- (sub-), инфра- (infra-) и над- (super-), например: подтип, инфракласс, надкласс. Такие категории обязательными не являются, то есть при систематизации объекта их можно пропустить. Кроме того, часто выделяются и другие категории: раздел (divisio) между подцарством и надтипом у животных, когорта (cohors) между подклассом и надпорядком, триба (tribus) между подсемейством и родом, секция (sectio) между подродом и видом, и так далее. Часто такие категории используются лишь в систематике каких-то конкретных таксонов (например, насекомых). Обычно названия таксонов формируются с помощью стандартных суффиксов. [7]

1.4 Систематика хордовых

Хо́рдовые (лат. Chordata) — тип вторичноротыхживотных, для которых характерно наличие энтодермального осевого скелета в виде хорды, которая у высших форм заменяется позвоночником.

Хордовые – это только один из более чем 30 типов животных. В современной фауне около 2% видов животных относятся к типу Хордовых (всего на Земле известно около 2 млн. видов животных; среди них около 43 тыс. видов хордовых). Однако именно высшие хордовые (позвоночные) и на море и на суше занимают завершающие звенья в цепях питания.

Классификация хордовых
(в скобках – примерное количество видов)

Тип Хордовые – Chordata (~ 43000)

Подтип 1. Бесчерепные – Acrania

КлассГоловохордовые (ланцетники) – Cephalochordata (~ 30-35).

Подтип 2. Оболочники, или Личиночнохордовые – Tunicata, seuUrochordata

Класс Асцидии – Ascidiae (~ 1000).
КлассСальпы – Salpae (~ 35).
Класс Аппендикулярии – Appendiculariae (~ 60).

Подтип 3. Позвоночные, или Черепные – Vertebrata, seuCraniota

Раздел 1. Бесчелюстные – Agnatha, seuEntobranchiata

Класс Круглоротые – Cyclostomata (42 вида: 24 миног, 18 миксин).

Раздел 2. Челюстноротые – Gnathostomata, seuEctobranchiata

Первичноводные – Anamnia

Надкласс Рыбы – Pisces

Класс Хрящевые рыбы – Chondrichthyes (~ 600 видов: ~ 250 акул, ~350 скатов, ~ 30 химер).
Класс Костные рыбы – Osteichthyes (~ 20 000).

Надкласс Четвероногие – Tetrapoda, seuQuadrupeda

Класс Земноводные – Amphibia (~ 2500).

Первичноназемные – Amniota

Класс Пресмыкающиеся – Reptilia (~ 6300).
Класс Птицы – Aves (~ 8600).
Класс Млекопитающие, или Звери – Mammalia, seuTheria (~ 4000). [8]

1.6  Систематика членистоногих

Членистоно́гие — тип первичноротых животных, включающий насекомых, ракообразных, паукообразных и многоножек. По количеству видов и распространённости может считаться самой процветающей группой живых организмов.

ТипЧленистоногие

Надкласс Многоножки

Класс Губоногие — костянки, мухоловки, сколопендры; класс Двупарноногие — многоножки с двумя парами на сегменте; класс Пауроподы — самые короткие многоножки; класс Симфилы; надкласс Шестиноги;

Класс Насекомые — появляются в раннем Девоне (около 410 млн лет)

надкласс (подтип) Ракообразные, Класс Насекомые (по последним данным) — Ветвь насекомых отделилась от ракообразных в позднем Силуре — раннем Девоне.

Класс Жаброногие, класс Ремипедии, класс Цефалокариды, класс Челюстеногие, класс Ракушковые, класс Высшие раки — самые известные ракообразные, известные с раннего Кембрия (около 511 млн лет;надкласс (подтип) Хелицеровые

Класс Паукообразные, класс Меростомовые — мечехвосты и ракоскорпионы.[9]

2. Результаты исследований.

Недавно я увлекался сборкой деревянных моделей животных, птиц и насекомых. Количество моделей  увеличивалось, и собралась целая коллекция. Одновременно я пополнял коллекцию насекомых, которую выпускал издательский дом Де-Агостини, таким образом, у меня насекомых оказалось 70  экземпляров, а деревянных моделей 67 экземпляров. На уроках биологии я узнал, что все животные относятся к разным системным группам. Поэтому я решил познакомиться с систематикой  более подробно и попробовать систематизировать свои коллекции.

2.1 Систематика деревянных моделей.

У меня есть70 моделей деревянных животных (Приложение№1)

  Используя определители, научные журналы и ресурсы Интернет, я разделил их по классам и отрядам. В моделях, относящихся к типу Хордовые, я  выделил Классы  млекопитающие  (16 моделей), рыбы (3 модели), птицы(6модели), рептилии (2модели), вымершие рептилии (18 моделей). 

В моделях, относящихся к типу членистоногие, выделил классы: ракообразные (2модели), насекомые (7моделей), паукообразные(3модели).  (Приложение№2)

      Затем я разделил их на отряды.

Деревянные модели

Тип членистоногие

Таблица 1 Класс ракообразные

№	Отряд	Представитель
1	Десятиногие ракообразные	Краб мелководный (Callinectessapidus) Лобстер (Homaridae)

Таблица 2 Класс паукообразные

№	Отряд	Представители
1	Пауки	Тарантул (Lycosa) Черная вдова (Latrodectusmactan)
2	Скорпионы	Скорпион(Scorpiones)

Таблица 3 Класс насекомые

№	Отряд	Представители
1	Жесткокрылые	Жук-олень (Lucanuscervus) Жук-короед ( Scolytinae)
2	Перепончатокрылые	Муравей(Formicidae) Пчела (Anthophila)
3	Богомоловые	Богомол(Mantis religiosa))
4	Прямокрылые	Саранча(Locustamigratoria)
5	Чешуекрылые	Бабочка(LepidópteraLinnaeus)

Деревянные модели

Тип хордовые

Таблица 4  Класс рыбы

№	Отряд	Представители
1	Карпообразные	Карп обыкновенный, или сазан (Cyprinuscarpio)
2	Разнозубообразные	Акула (Squaluscarcharias)
3	Окунеобразные	Ангельская рыба (Pomacanthidae)

Таблица 5 Класс рептилии

№	Отряд	Представители
1	Чешуйчатые	Кобра (Elapidae)
2	Крокодилы	Аллигатор (Alligator)

Таблица 6 Класс рептилии(вымершие)

№	Отряд	Представители
1	Птицетазовые	Стегозавр (Stegosaurus) Анкилозавр(Ankylosaurus) Стиракозавр (styracosaurus) Трицератопс (Triceratops) Паразауролоф(Parasaurolophus
2	Ящеротазовые	Гиганотозавр (Giganotosaurus) Апатозавр (Apatosaurus) Орнитомим (Оrnithomimus;) Спинозавр(Spinosaurus) Плезиозавр (Plateosaurus) Диноних (Deinonychus) Велоцираптор (Velociraptor) Брахиозавр (Brachiosaurus) Тираннозавр (Tyranosaurus) Тираннозавр Рекс(Tyrannosaurus rex)
3	Плезикозавры	Диметродон (Dimetrodon)
4	Птерозавры	Птеранодонт(Pteranodon i) Птеродактиль(Pterodactylus)

Таблица 7 Класс птицы

№	Отряды	Представитель
	Курообразные	Петух (gallus) Павлин (PavoLinnaeus)
	Гусеобразные	Лебедь (Cygnus)
	Попугаеобразные	Попугай (psittacus)
	Пингвинообразные	Пингвин (Spheniscidae)
	Соколообразные	Орел (Aquila)

Таблица 8 Класс млекопитающие

Современные плацентарные подразделяются на 16 отрядов. Важнейшие из них: насекомоядные, рукокрылые, неполнозубые, грызуны, хищные, ластоногие, китообразные, копытные, хоботные, приматы.

№	Отряды	Представитель
1	Парнокопытные	Верблюд (Camelusbactrianus) Жираф (Camelopardalis) Благородный олень (Cervuselaphus) Лошадь(Equus ferus caballus) Козел (Capra) Бык (Bovina) Бегемот (Hippopotamus amphibius)
2	Хищные	Лев (Pantheraleo) Волк (Canis lupus) СобакаCanis lupus familiaris
3	Грызуны	Мышь полевая (Apodemusagrarius) Белка обыкновенная (Sciurusvulgaris Летучая мышь (Microchiroptera)
4	Хоботные	Слон (Elephasmaximus)
5	Приматы	Обезьяна (Semia)
6	Зайцеобразные	Заяц (Lepus)

2.2 Систематика коллекции членистоногих животных.

Коллекция членистоногих составляет 70 экземпляров (Приложение№3)

Я разделил также их по классам. В коллекции членистоногих, состоящей из 70 экземпляров я выделил  только два класса:насекомые(62 экземпляра) и паукообразные

(8 экземпляров). (Приложение№4)

Коллекция

Тип членистоногие

Таблица 9 Класс паукообразные

№	Отряды	Представители
1	Скорпионы	Маньчжурский золотой скорпион (Mesobuthusmartensii) Скорпион гетерометрус(Heterometrussp.)
2	Пауки	Паук крестовик (Araneussp.) Золотой кругопряд (Nephilasp.)  Банановый паук (Nephilapilipes) Паук-оса, Argiopebruennichi Паук-птицеяд, Mygalomorphae
3	Телифоны	Телифон хвостатый, Thelyphonuscaudatus

 Класс Насекомые включает большое количество отрядов. Основой их выделения служит строение крыльев, ротового аппарата и тип развития.

Таблица 10 Класс насекомые

№	Отряды	Представители
1	Жесткокрылые	Усач-батоцера, (Batocerassp) Доркус титан, гигантский. (Dorcustitanus) Жук-олень, (Odontolabissp) Сизифус, (Sisyphus) Плавунец,(Dytiscussp) Чернотелка зофобас (личинка), Zophobas  Листоед-прыгун, (Sagrafemorata) Жук-носорог, (Xylotrupessp.) Златка, (Chrysochroafulminans)  Изумрудный жук (Trigonophorussp.) Формосская бронзовка (Dicronocephalusalbipes) Рогач (Odontolabissiva) Бронзовка (Protaetiasp.) Металлический жук (Potosiacupreacuprea) Черная листовая шпанка (Milabrissp.) Цветоед, (Anomalasp) Хрущ Голотрихус, (Holotrichussp.) Яванский бомбардир (Pheropsophusjavanus) Красотел (Calosomasp.) Пальмовый долгоносик (Rhunchophorussp.) Плавунец окаймленный (Dytiscusmarginalis) Водолюб (Hydrophilussp.) Азиатский усач (Anoplophoraglabripennis) Эпикаута (Epicautarufidorsum) Жук-нарывник, Mylabrissp. (Аргентина) Эуфолюс великолепный, (Eupholusmagnificus) Белый бриллиантовый жук, (Cyphochilussp) Халькофора японская, (Chalcophorajaponica) Хрущ Голотрихус, (Holotrichussp.)
2	Полужесткокрылые	Клоп-щитник, (Pentatomidae) Красный клоп личи, (Tesseratomapapillosa) Гигантский водяной клоп (Notonectaglauca L.) Щитник-черепашка, (Scutelleridae) Азиатский клоп (Eurrostusgrandis) Клоп краевик, (Coreidae)
3	Равнокрылые	Азиатская цикада (Pyropscf. candelaria) Индостанская цикада (Platypleura) Малая корейская цикада (Platypleurakaempferi) Азиатская фонарница (Pyropscandelaria) Цикада (Cryptotympanasp.) Красочная цикада (Lycormadelicatula) Певчая цикада,(Huechysincarnata)
4	Прямокрылые	Азиатский сверчок (Gryllidae)  Перелетная саранча (Locustamigratoria) Медведка (Gryllotalpaorientalis) Пластинокрыл экзорашенклинги,(ExoraSchenklingi)
5	Перепончатокрылые	Шершень (Vespasp.) Бумажная оса (Polisterssp.) «Гигантский муравей-древоточец (Camponotusgigas»)
6	Чешуекрылые	Свинушка экзотическая (Lycormasp.)
7	Сколопендры	Сколопендра,(Scolopendrasp)
8	Кивсяки	Кивсяк, (Julussp.)
9	Стрекозы	Дозорщик (личинка), (Anaxsp)
10	Привиденьевые (палочники)	Восточный палочник (Phasmatidae)
11	Большекрылые (вислокрылки)	Вислокрылка рогатая, (Corydaluscornutus)
12	Кожистокрылые (уховертки)	Уховертка, (Anechurasp.)
13	Богомоловые	Богомол,(Mantisreligiosa)
14	Тараканы	Американский таракан (Periplanetaamericana) Таракан-черепашка (Polyphagasp.)

2.3 Выставка коллекций в кабинете биологии.

Свою систематизированную коллекцию я  выставил в кабинете биологии. (Приложение№5)

На уроках биологии я рассказал о систематике животных в моей коллекции сверстникам.(Приложение№6)

Коллекциявызвала интерес у ребят и многие захотели более подробно изучить условия обитания, жизни насекомых. Выяснилось, что у некоторых детей есть подобные коллекции, которые они тоже теперь будут систематизировать и показать сверстникам.

Так как я только начал свою работу,то в дальнейшем хочу систематизировать коллекцию по отрядам и весной более подробно познакомиться с насекомыми нашей местности.

Выводы.

Наша гипотеза о том, что имеющееся коллекции можно систематизировать, подтвердилась. Выставка моей коллекции в классе вызвала интерес у ребят. Нашлись учащиеся, которые тоже собирают подобные коллекции.

Из проделанной работы, я сделал следующие выводы:

1        Увлечения ребят можно использовать для развития интереса при изучении школьных предметов.

2        Познакомившись с историей  возникновения систематизации животного мира и таксонами, я применил знания в своем увлечении.

3.Я систематизировал по типам, классам и отрядам, имеющиеся деревянные модели животных и коллекцию членистоногих.

 4. Провел выставку моих коллекций в кабинете биологии и рассказал сверстникам о систематизации животных. 

5.  Я планирую познакомится с  часто встречающимися насекомыми, обитающими в нашей станице и провести их классификацию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1.       Багоцкий С. В. Революция в систематике // Химия и жизнь. — 2010. — № 6.

2.       Любарский Г. Ю. Архетип, стиль и ранг в биологической систематике // Труды Зоологического музея МГУ. — 1996. — Т. 35.

3.       Павлинов И. Я. (ред.). Современная систематика: методологические аспекты // Труды Зоологического музея МГУ. — М.: Изд-во МГУ, 1996. — Т. 34.

4.       Павлинов И. Я. Основные подходы в биологической систематике // Электронная газета «Биология». — М., 2010. — № 17—19. (Проверено 25 июня 2010)

5.       Шипунов А. Б. Основы теории систематики: Учебное пособие. — М.: Открытый лицей ВЗМШ, Диалог-МГУ, 1999. — 56 с.

6.       Wheeler W.C.Systematics. A Cours of Lectures. — Wiley-Blackwell, 2012. — 426 с. — ISBN 9780470671696.

7.       http://taxonomy.elgeran.ru/Основы_систематики

8.       http://www.zooclub.ru/tree/insecta

9.       http://zoomuseum.net/chordata

Приложение 1

Модели животных без систематики

Приложение 1

Модели животных без систематики

Приложение 2

Систематизирование коллекций деревянных моделей

Приложение 2

Систематизирование коллекций деревянных моделей

Приложение 2

Систематизирование коллекций деревянных моделей

Приложение 2

Систематизирование коллекций деревянных моделей

Приложение 3

Коллекции членистоногих без систематики

Приложение 4

Систематизирование коллекции

Приложение 5

Выставка   в кабинете биологии.

Приложение 5