Научно-практическая работа "Жук олень"

                                                         Секция «Экология»

Жук - олень.

Причины появления популяции.

                                         Руководитель: Парамонова Наталья Николаевна -  учитель химии.

«Старт в науку»

-2020-

Содержание.

      Введение……………………………………………………………….      с.3

1.     Данные наблюдений и исследований……………………………..      с.4

1.1 .Исследование внешнего вида жука……………………………….  с.4-5

1.2. Наблюдения за физиологической активностью популяции…….   с.5-6

2. Ареал распространения популяции…………………………………      с.7

3. Изучение причин появления популяции на территории аллеи дуба Черешчатого по улице Строительной………………………………....      с.8

4. Роль Жука – оленя в природе…………………………………………    с.9

5. Опасен ли жук для человека………………………………………...     с.10

6. Распространение и образ жизни Жука-оленя…………………      с.11. -12

     Заключение………………………………………………………………     с.13

     Литература и источники………………………………………………...     с.14

     Приложения

Введение.

Актуальность.

Последние четыре года жители нашего села в период  с середины мая – июнь наблюдают появление  большого жука с огромными – длиной с его туловище – «рогами».  Жук встречается на стволах и ветках дуба,  тропинках, забирается в коридоры, балконы, веранды. Выглядит он устрашающе и первое желание человека с целью защиты, как правило, уничтожить угрозу.  Какой это жук, так ли он опасен для человека, какова его роль в природе, почему он появился в селе – на эти вопросы я хотела ответить в результате своего исследования.

Цель: изучить видовую принадлежность  жука причины появления популяции.

Задачи:

1.     Установить морфологические особенности жука.

2.     По полученным данным определить вид жука.

3.     Определить пик физиологической активности  Жука – оленя.

4.     Охарактеризовать причины появления популяции.

5.     Определить роль популяции в биоценозах нашей местности.

6.     Установить степень опасности для человека.

Объект исследования: популяция крупного жука на территории села.

Предмет исследования: морфологический и экологический критерии вида.

Гипотеза:

1.     Представитель рода жуков - Жук-олень.

2.     На  причины появления популяции в новом месте повлияли определенные условия.

3.     Жук имеет определенный  сезонный период активности.

4.     Жук полезен в природе как определенное звено экологической цепочки.

5.     Жук не несет опасности для человека.

1.     Данные наблюдений и исследований.

Наблюдения и исследования проводились  с третьей декады мая до конца июня в течение двух лет. Первый год велись наблюдения за популяцией. Популяция занимает ареал площадью 800*300 м². Поселилась на территории дубовой аллеи по улице Строительная.

1. 1. Исследование внешнего вида жука.

При появлении первых особей на следующий год  проводились измерения -  измерялась общая  длина тела, длина туловища, длина жвал. Измерения проводились на листе  белой бумаги формата А-4,куда была нанесена шкала линейки  длиной 10 сантиметров. Жук помещался вдоль шкалы, спинка слегка прижималась пальцем, напротив шкалы отмечалась длина общая, длина туловища. Исследовался внешний вид жука – морфологические признаки: строение, цвет, длина (Приложение №1). Затем особь возвращалась в естественную среду обитания.

Таблица 1. Изучение внешнего вида жука.

Отлов жуков производился  с  20 по 27 мая 2019 года.

Показатели	Особь № 1	Особь № 2	Особь № 3	Особь №4	Особь № 5	Особь № 6	Особь № 7
Длина общая (мм)	62	60	63	70	65	28	30
Длина туловища (мм)	31	32	32	35	32	28	30
Длина жвал[1] (мм)	31	28	31	35	33	-	-
Цвет надкрыльев	коричне-вый	темно-коричне- вый	коричне-вый	коричне-вый	коричне-вый	черный	черный
Цвет жвал	красно- коричне-вый	красно- коричне-вый	красно- коричне-вый	красно- коричне-вый	красно- коричне-вый	черный	черный

Вывод:  Средняя длина туловища  особей   с мандибулами составляет 64 миллиметра, особей с короткими, изогнутыми жвалами – 29 миллиметров.     У  исследуемого вида выражен половой диморфизм (Приложение №2). Жвала самцов  очень сильно развиты и увеличены, внешне намного крупнее, чем у самки. Жвала самца превращены в «рога». От основного ствола каждого жвала отходят два зубца. Главный зубец на внутреннем крае жвал самца находится перед их серединой ( Приложение № 3). Изучение морфологического критерия позволяет сделать вывод о видовой  принадлежности жука – гиганта. Этот вид как таксономическая единица называется Жук-олень.

Царство:

Животные

Тип:	Членистоногие
Класс:	Насекомые

Отряд:	Жесткокрылые
Семейство:	Рогачи

Род:	Жуки-олени
Вид:	Жук-олень

1.2. Наблюдения за физиологической активностью популяции.

Таблица 2. Определение пика физиологической активности 

Жука – оленя.

Для наблюдения был определен участок аллеи длиной 30 метров, шириной 6 метров. Учет фиксировался на досягаемой высоте деревьев, тропинках, растениях. Время наблюдений - 8.00 и 15.00.

Дата	Количество (первая половина дня)	Количество (первая половина дня)
15.05.19 г.	4	5
16. 05.19 г.	3	6
17. 05.19 г.	4	7
18. 05.19 г.	4	8
19. 05.19 г.	3	8
20. 05.19 г.	4	9
21. 05.19 г.	5	9
22. 05.19 г.	5	8
23. 05.19 г.	6	9
24. 05.19 г.	5	9
25. 05.19 г.	6	8
26. 05.19 г.	6	9
27.05.19 г.	4	7
28. 05.19 г.	5	6
29. 05.19 г.	3	7
30. 05.19 г.	4	6
31. 05.19 г.	4	6
01. 06.19 г.	4	5
02. 06.19 г.	5	5
03. 06.19 г.	4	5
04. 06.19 г.	3	6
05. 06.19 г.	3	5
06. 06.19 г.	4	3
07. 06.19 г.	3	3
08. 06.19 г.	2	3
09. 06.19 г.	3	2
10. 06.19 г.	2	2

Вывод: Пик физиологической активности наблюдался с 17 мая по 5 июня. Затем в течение недели можно было встретить единичные особи. Затем жуки исчезли. В первой половине наблюдений больше особей встречалось во второй половине дня, затем – наоборот, в первой половине дня. Численность была распределена по наблюдаемой территории неравномерно. Жуки облюбовали большой дуб возле дома ( диаметр ствола 45 сантиметров)              ( Приложение №4). Кора на стволе дуба покрыта множеством трещин, через которые жуки лакомились соком дерева. Активны при температуре 20-28⁰С. Утром при более низких температурах малоактивны. Пик ежегодной сезонной активности бывает в период, когда листья на дубах еще молодые и их можно  прокусить жвалами чтобы выделился сок, необходимый для их питания.

2.     Ареал распространения популяции.

Популяция  Жука – оленя обитает на территории аллеи дуба Черешчатого семейства Буковых по улице Строительной. Деревья были посажены в в 50-е годы XX века. Сейчас это взрослые деревья с раскидистой кроной, мощными стволами. В радиусе 300 метров встречаются более молодые деревья разного возраста.  Основная численность жуков наблюдается на взрослых деревьях. В радиусе 300 метров встречаются лишь отдельные особи, это говорит о том, что основным местом обитания популяции является аллея дуба Черешчатого.

3.     Изучение причин появления популяции на территории аллеи дуба Черешчатого по улице Строительной.

На расстоянии 1500 метров от места аллеи с юго-восточной и северной сторон находятся дубовые рощи. Деревья в них разного возраста от 10—15 лет и до 100 лет. Рощи существуют много десятилетий. Наши прабабушки знали их. Старые деревья вырубались, появлялись молодые насаждения. Сложились благоприятные условия для биоценозов. Пни, которые остались после спила взрослых деревьев стали удобным местом отложения яиц самками Жука-оленя. Всего самка может отложить около 20 яиц, для каждого из которых выгрызаются специальные отверстия в трухлявых пнях, или стволах, находящихся на стадии гниения. Их развитие зачастую проходит в подземной части умерших деревьев. Раньше старые пни дуба корчевали и кололи их на дрова. В некоторых пнях- в корнях, при рубке на дрова встречались овальные отверстия (каверны)  длиной до 25 сантиметров. Это и есть место развития потомства. Сейчас  в рощах уже несколько лет не пасут стада мелкого и крупного рогатого скота, который поедал весь молодой подрост и не давал развиваться молодым деревьям. В связи с газификацией села, это произошло в 1999 году, резко сократилась вырубка лесов на топливо. Вырубка сейчас ведется лишь в строительных целях. А для этого нужны деревья лишь необходимого качества, то есть множество дубов  попадают в некондиционную древесину и  не срубаются, постепенно старея. Увеличение численности деревьев, наличие удобных мест обустройства гнездовых камер для  потомства способствовали увеличению численности популяции в двух рощах. При выходе взрослого насекомого из личинки особи ищут наиболее пригодные места для обитания. Так из двух популяций образовалась новая по улице Строительная, которая освоила новый ареал – аллею дуба Черешчатого, территория которой была свободна от конкурентов.

Вывод: Произошло переселение части популяций из двух рощ. Популяции в рощах тоже существуют.

4.     Роль Жука-оленя в природе.

 При кладке яиц для каждого выгрызаются специальные отверстия в трухлявых пнях, или стволах, находящихся на стадии гниения. Яйца имеют жёлтую окраску и овальную форму, их этап длится от 3 до 6 недель, после чего они перерождаются в личинки. Их развитие часто проходит в подземной части умерших деревьев, в пнях старых деревьев, реже — в мощных ветвях.  Развитие личинок происходит только в мёртвой древесине, поражённой белой древесной гнилью, — живые, но заболевшие деревья они не заселяют. Питаясь мёртвой древесиной, личинки жука-оленя выгрызают ходы вдоль волокон древесины и способствуют разложению древесных остатков и играют определённую роль в процессах почвообразования. Имея вес всего лишь в один грамм, они способны поедать около 22,5 см³ древесины за одни сутки. В заболевших, но живых деревьях личинок нет. Они питаются исключительно мертвой древесиной.                                                           

5. Опасен ли жук для человека.                                                                                              Если понимать ядовитость, как способность к укусу или уколу с впрыскиванием яда (именно так ядовиты змеи, тарантулы, скорпионы), то жук-олень не ядовит. У жука мощные челюсти, которыми они вполне могут прокусить кожу человека, но не могут ничего впрыснуть в рану.         

      «Оленем жук назван за непомерно огромные челюсти самцов, похожие на рога настоящих оленей. "Рога" эти, как у косуль, трехконцевые, но острые концы их направлены внутрь, навстречу друг другу. Это оружие, которым жуки не бодают, а кусают, подобно тому, как кусают клешнями раки и крабы. Длиной чуть ли не в полный корпус самого жука, который размером с небольшую мышь, они торчат вперед как всегда готовое к бою оружие. Но это оружие не защиты, а нападения, и не на жертву, а на такого же жука, может быть, даже на родного брата. Крепкие, полированные, "рога" легко прокусывают кожу пальца взрослого человека».[2] 

     Самка жука-оленя может укусить с помощью нижних челюстей, при этом ее укус настолько сильный, что она может прокусить кожу на пальце человека.   Жук пользуется своими жвалами для самообороны от хищников и людей,  чем и опасен.

      Наблюдая два сезона за жуками, не было отмечено ни одного случая        нападения   жука на человека, если конечно это не самооборона от назойливого вмешательства человека  в личное пространство жука, да еще и с палочкой в руках.

6. Распространение и образ жизни Жука-оленя.

      В России вид широко распространён в европейской части, включая Воронежскую и Белгородскую области. По единичным находкам вид достоверно отмечался в Калужской и Липецкой областях. Относительно плотные локальные популяции Жука-оленя в данный момент отмечаются не севернее Курской, Воронежской и Пензенской областей. Согласно наблюдениям, самцы обладают большей склонностью к полётам, чем самки. Жуки осуществляют перелёты преимущественно на короткие дистанции, реже — на расстояния до 3 км. Полёт относительно быстрый и управляемый. Взлёт с горизонтальной поверхности даётся трудно, и не каждый старт бывает удачным. Поэтому жуки обычно взлетают со стволов деревьев, развивая достаточную подъёмную силу. Во время полёта самцы держат своё тело почти вертикально, чтобы компенсировать перевешивающие мандибулы. Самцы часто агрессивны по отношению к другим самцам своего вида: довольно часто вступают в драки между собой за доступ к местам вытекания древесного сока или за самок. Такие сражения обычно происходят на стволах деревьев, когда один самец находится выше другого. Победителем чаще всего становится нижний самец. Завидев противника, самцы принимают угрожающую позу — приподнимают переднюю часть тела вверх и широко расправляют в стороны усики. Если угрозы не действуют, самец атакует противника. При этом самцы обычно высоко поднимаются на передних и средних ногах («вставая на дыбы»), широко раскрывают челюсти и бросаются друг на друга. В ходе таких драк каждый из соперников пытается подцепить противника за углы надкрыльев своими мандибулами, приподнять его в воздух, а затем скинуть вниз. Сила смыкания мандибул самцов велика — в ходе таких стычек они могут прокалывать отростками жвал твёрдые надкрылья, а порой и головы соперников, правда, такие «ранения» никак не сказываются на жизнедеятельности жуков. Развитые мандибулы часто используются жуками для решительной защиты от нападающих (в том числе и людей).

      Самка откладывает лишь около 20 яиц. Для каждого яйца самки выгрызают специальные камеры в гниющей древесине . Личинки молочно-белой или кремовой окраски, С-образно изогнуты, достигают к концу своего развития длины 10—13,5 см и диаметра около 2 см, при массе 20—30 граммов. Личинки способны издавать стрекочущие звуки с частотой 11 кГц, вероятно, обеспечивающие им коммуникацию между собой. Звуки издаются при помощи органов стридуляции (стрекотания), которые образованы продольным рядом продолговатых зубцов на бёдрах средней пары ног и рядом ребристых выступов  на вертлугах задней пары ног. Издаваемый звук длится около 1 секунды, иногда повторяется несколько раз.

       Жуками активно питаются птицы — ворон, серая ворона, чёрная ворона, сорока и другие, а также чеглоки, сизоворонки, совы. При этом птицы поедают лишь брюшко жуков, выкидывая голову с переднеспинкой. Имеются данные, что филины способны поедать жуков-оленей вместе с головой. За сезон птицы уничтожают много особей данного вида.

      К естественным врагам также относятся одиночные осы из рода сколии, например, сколия-гигант, личинки которой   являются паразитоидами личинок самого жука. Найдя личинку, самка сколии парализует её уколом жала в брюшной нервный ганглий, после чего откладывает на неё одно яйцо. Вышедшая из него личинка сколии питается живой, но парализованной личинкой, начиная с наименее важных жизненных органов.                                              Сейчас наблюдается повсеместное сокращение численности Жука-оленя, которая почти повсеместно низкая и продолжает сокращаться. Жуки-олени встречаются редко и локально, но преимущественно в большом количестве. Несмотря на это, ареал вида сокращается, и в недалёком будущем ему может угрожать исчезновение.

Заключение.

Сколько живет жук-олень, известно давно. Достигая взрослого возраста, жук погибает, прожив не более месяца. Жук-олень внесен в Красную книгу, как малочисленный вид, требующий особой охраны и защиты. Причина уменьшения числа экземпляров данного вида – вырубка лесов, являющихся местом обитания этих жуков, а также сбор людьми. «Встретить «оленей» можно редко и только в некоторых местах, но обычно их находят в больших количествах на довольно маленькой площади.  «Основное отрицательное влияние на численность оказывает лесохозяйственная деятельность человека: уменьшение площадей старовозрастных дубрав, которые являются естественными местами обитания жука, уничтожение старых лесных массивов и старых дубов в широколиственных лесах, санитарные мероприятия по очистке лесов от старых деревьев и обработка лесных массивов пестицидами. Главная причина сокращения численности — уничтожение мест обитания личинок — пней, старых дуплистых деревьев. Наиболее уязвимым моментом в биологии жука-оленя является длительный период развития личинок. Опасность для жука-оленя также представляют птицы, способные питаться имаго данного вида. В последнее время не последнюю роль в сокращении численности жука-оленя играет неумеренный сбор жуков в любительские коллекции, а также случайными лицами просто ради любопытства». [3]                                                                                                                         В нашем случае популяция устойчиво существует в течение пяти лет благодаря отсутствию многих  лимитирующих факторов, перечисленных выше. Главная задача на данное  время сохранить популяцию исчезающего вида жука.

Литература и источники.

1.Б.М. Мамаев.  Школьный атлас-определитель насекомых. Издательство Просвещение, 1985 г.

2. https://www.nkj.ru/archive/articles/10867/ (Наука и жизнь, ЖУК-ОЛЕНЬ)

     3. Жуки и здоровье человека.

      www.zin.ru › Animalia › Coleoptera › rus › world3

4. ru.wikipedia.org.wiki

5. Факты, извлеченные из бесед с жителями села.( Сычев Н.И., Парамонов В.А, Ульянкин И.С.)

Приложения.

Приложение №1.

Приложение № 2.

Самец.

Самка.

           

Приложение №3.

Приложение № 4.

---

[1] жвалы (мандибулы)-  хорошо заметные разветвлённые рога самцов Жука-оленя (семейство жуки-рогачи Lucanidae)

[2] Жуки и здоровье человека.

www.zin.ru › Animalia › Coleoptera › rus › world3

[3] ru.wikipedia.org.wiki