Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Новосибирский национальный исследовательский
государственный университет»
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН НГУ, профессор
_____________ Резников В.А.
«____»______________ 2014 г.
Летняя практика по зоологии беспозвоночных
Учебно-методический комплекс
Курс 1–й, 2-й семестр
Блок 1
(базовая часть)
Направление подготовки
020400 — Биология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Новосибирск 2014
Учебно-методический комплекс предназначен для обучающихся 1-го
курса Факультета естественных наук, направление подготовки 020400
«Биология (бакалавр)». В его состав включены: программа курса, структура
курса, методические указания по практике.
Составители
Н. С. Батурина, ассистент
А. Г. Бугров, д.б.н., проф.
В. В. Молодцов, ст. преп.
М. Г. Сергеев, д. б. н., проф.
© Новосибирский государственный университет,
2014
2
Содержание
Аннотация рабочей программы
1. Цели освоения дисциплины
2. Место дисциплины в структуре ООП
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины
4. Структура и содержание дисциплины
5. Образовательные технологии
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля
успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины
7.
Учебно-методическое
и
информационное
обеспечение
дисциплины
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
4
5
6
6
8
12
13
13
14
3
Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Летняя практика по зоологии беспозвоночных» относится к
базовой части профессионального (специального) цикла ООП по направлению подготовки «020400 БИОЛОГИЯ» (квалификация (степень) бакалавр).
Дисциплина реализуется на Факультете естественных наук Федерального
государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный
университет" (НГУ) кафедрой общей биологии и экологии.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с проведением полевых исследований студентами, а также с пониманием экологических взаимосвязей, умением учитывать и определять беспозвоночных животных.
Дисциплина нацелена на формирование у выпускника обще-культурных
компетенций: ОК-1, ОК-4, ОК-18; профессиональных компетенций: ПК-1,
ПК-2, ПК-5, ПК-15, ПК-17, ПК-20.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, семинарские занятия, практические занятия (практикум), консультации, самостоятельная работа студента.
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля:
Текущий контроль.
Преподаватель контролирует и оценивает выполнение учебных задач в
ходе проводимых полевых экскурсий и маршрутов. По результатам каждой
экскурсии студенты оформляют письменный отчет о проделанной работе.
Итоговый контроль. По завершению летней практики проводится дифференцированный зачет (зачет с оценкой).
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы. Всего
108 академических часов.
4
1. Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Летняя практика по зоологии беспозвоночных» предназначена для закрепления знаний по систематике и экологии беспозвоночных полученных в ходе изучения курсов "Зоология беспозвоночных" и "Экология".
Основной целью освоения дисциплины является приобретение навыков
применения накопленных в ходе семестровых курсов знаний по
биоразнообразию и экологии беспозвоночных, формирование представлений
об
их
адаптивной
изменчивости,
об
эколого-географических
закономерностях формирования их биоразнообразия и о роли этих животных
в потоках вещества и энергии экосистемах внетропических поясов Земли.
Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса:
 Освоить классические и современные подходы полевых исследований: их планирование, соблюдение правил техники безопасности,
постановку полевых экспериментов, технологии сбора информации
о состоянии окружающей среды, географических координатах и абсолютных высотах, методы оценки аут-, дем- и синэкологических
параметров разнообразия и населения беспозвоночных.
 Познакомиться с разнообразием гидробионтов разных типов водной
среды, в том числе с основами их систематики, жизненными формами, значением в межэкосистемной трансформации вещества и энергии, а также с местом части гидробионтов в обеспечении жизненных
циклов паразитов.
 Изучить разнообразие, в том числе жизненных форм, распределение
по геогоризонтам и методы учета почвообитающих беспозвоночных.
 Познакомиться с разнообразием морфоадаптивными особенностями
герпетобионтных и напочвенных беспозвоночных, методами их сбора и оценки численности.
 Познакомится с разнообразием беспозвоночных – копро- и некрофагов, методами их сбора и учета, а также особенностями заселения
беспозвоночными разных стадий разрушения мортмасс.
 Сформировать представление о современной систематике, биологическом разнообразии, приспособлениях беспозвоночных-обитателей
травостоя, а также аэробионтов.
 Познакомится с группами методов сбора и количественных учетов
хорто- и аэробионтов.
 Сформировать представление о роли опылителей в наземных экосистемах и их коэволюции с семенными растениями и о значимости
кровососущих членистоногих, в том числе в трансмиссии заболеваний.
5
 Познакомиться с основными группами социальных насекомых, особенностями их экологии и приспособлений, спецификой количественных учетов.
 Изучить разнообразие, в том числе жизненных форм, распределение
по ярусам и методы учета беспозвоночных – дендро- и тамнобионтов.
 Познакомиться с основными подходами к оценке роли беспозвоночных в потоках вещества и энергии и оценке межвидовых взаимодействий, играющих регуляторную роль в экосистемах.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Летняя практика по зоологии беспозвоночных» является частью профессионального (специального) цикла ООП, базовая часть (общепрофессиональные дисциплины), по направлению подготовки «020400
БИОЛОГИЯ», уровень подготовки – «бакалавр».
Дисциплина «Летняя практика по зоологии беспозвоночных» опирается на
следующие дисциплины данной ООП:
 Зоология беспозвоночных
 Экология
Результаты освоения дисциплины «Летняя практика по зоологии беспозвоночных» используются в следующих дисциплинах данной ООП:
 Энтомология
 Курсовая работа по общей биологии
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Летняя практика по зоологии беспозвоночных»:
 общекультурные компетенции:
 следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и
в отношении природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение природы и охрану прав и здоовья
человека (ОК-1);
 выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального,
культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-4);
 владеет основными методами защиты производственного персонала
и населения от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий (ОК-18).
 профессиональные компетенции:
 понимает сущность и социальную значимость профессии, основных
перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельно6
сти (ПК-1);
 владеет основами теории фундаментальных разделов химии (неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, биохимии, химической технологии) (ПК-2);
 представляет основные химические, физические и технические аспекты химического промышленного производства с учетом сырьевых и
энергетических затрат (ПК-5);
 способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование
для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных
биологических работ (ПК-15);
 понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и представляет результаты полевых и лабораторных биологических исследований (ПК-17);
 пользуется нормативными документами, определяющими организацию и технику безопасности работ (ПК-20).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
 иметь представление об основных аспектах биологического разнообразия и систематики беспозвоночных животных
 владеть методами качественных сбров и количественных учетов
 владеть методами оценки определения географических координат, асболютных высот, сбора данных о состоянии окружающей среды
 иметь представление о методике этологических наблюдений
 владеть методами световой микроскопии
 иметь опыт наблюдения, описания, идентификации, классификации,
культивирования биологических объектов.
 уметь работать с зоологическими объектами, применять методы
наблюдения, сбора, отлова, фиксирования, этикетирования разных
групп организмов.
 иметь навыки определения и оценки морфоадаптивных черт организма.
 владеть методами анализа состава, структуры и динамики населения
беспозвоночных
 иметь представление о принципах экологии, почвоведения и биогеографии.
7
4. Структура и содержание дисциплины
1 Обзорная экскурсия по
почвоведению и биогеоценологии.
2
6
2 Современные технологии
в оценке состояния
наземной среды для целей биологического и
экологического мониторинга. Инструментальные методы анализа в
экологии. Сбор и установка метеостанции.
3 Изучение основ систематики, биологического
разнообразия и методов
учета хортобионтных
насекомых.
4 Методика изучения, систематика и морфоадаптивные особенности герпетобионтных насекомых.
5 Изучение разнообразия и
методов учета почвообитающих беспозвоночных
6 Жизненные циклы и методики учета энцефалитных клещей и других
переносчиков трансмиссивных заболеваний
7 Разнообразие гидробионтов и основы их систематики
2
8
2
8
2
10
2
10
2
10
2
10
8 Знакомство с методами
учета копрофагов и
некрофагов, основы их
систематики. Этапы заселения животного опада.
2
10
Подготовка отчетов
2
36
Итого за семестр
Экзамен
Зачет
Самост. работа
Домашние задания
Коллоквиумы
Контр. работа
Лабор. работа
Практические занятия
Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам учебных занятий (из учебного Формы текущего
плана, в часах)
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)
Лекция
Раздел (тема)
дисциплины
Неделя семестра
№
п/п
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, всего
108 академических часов
Дифференцированный зачет
108
8
Программа летней практики
Обзорная экскурсия по почвоведению и биогеоценологии. Природные
особенности района проведения практики
Географическое положение и геологическое становление районов проведения практики. Проявления зональности и континентальности. Структура высотной поясности и разнообразие межгорных котловин. Особенности рельефа. Экспозиционные эффекты. Антропогенная трансформация ландшафтов.
Стоковые процессы и работа рек в формировании архитектоники котловин,
предгорных равнины и равнин. Стоковые серии ландшафтов и их хозяйственное значение. Возникновение первичных наземных биогеоценозов на
скалах и на берегах водоемов. Их дальнейшее сукцессионное развитие во
времени и пространстве (катена).
Лесная экосистема и ее внутренняя структура. Проявления ярусности в распределении беспозвоночных. Подстилка как геогоризонт. Генетический профиль почвы, отражение в нем палео- и современных факторов. Основные типы генетических горизонтов. Особенности генетических профилей лесных
почв.
Луговая экосистема. Зависимость лугово-дерновинной почв суходольных лугов от лесных экосистем. Лугово-черноземная почва. Судьба карбонатов
кальция. Деятельность животных землероев.
Ярусная структура лугово-степных экосистем и микроярусность травостоя.
Экосистемы сухих степей. Особенности генетического профиля каштановых
почв.
Экосистемы горных тундр и особенности сукцессионных процессов в них.
Роль снега, водный режим, термика, работа снега.
Водные экосистемы и их зависимость от наземных. Биоценозы озер и малых
водоемов.
Современные технологии в оценке состояния наземной среды для целей
биологического и экологического мониторинга. Инструментальные методы анализа в экологии. Сбор и установка метеостанции.
Цифровые метеостанции стационарного/полустационарного класса: возможности (фиксация температур, влажности, количества осадков, направления и
силы ветра, солнечного излучения, давления, расчетные показатели), особенности размещения, настройки, передача и хранение данных в проводном и
беспроводном вариантах, особенности компьютерных интерфейсов, загрузки
и первичного анализа данных.
9
Цифровые метеостанции носимого класса: возможности (фиксация температур, влажности, силы ветра, давления, рассчетные показатели, в том числе
барометрическое определение высоты), особенности настройки и использования в полевых условиях, передача и хранение данных, особенности компьютерных интерфейсов, загрузки и первичного анализа данных.
Карты как модели пространства, особенности их построения и искажения
разных проекций. Специфика топографических карт. Системы глобального
позиционирования. Особенности навигаторов разных типов. Их настройка и
возможные причины расхождений в показаниях. Возможности использования данных о географических координатах и абсолютных высотах в исследованиях в области биоразнообразия и экологии.
Совеременные цифровые тестеры для определения параметров наземной и
водной среды. Особенности их эксплуатации, калибровки, снятия данных и
интерпретации последних.
Изучение основ систематики, биологического разнообразия и методов
учета хортобионтных насекомых.
Связи насекомых с растениями. Вред, наносимый растениям насекомыми.
Эволюция фитофагии и антофилии. Переход от антофилии к фитофагии у
низших насекомых. Питание сочными растительными тканями у высших
насекомых (переход от скрытого образа жизни к открытому). Становление и
этапы развития антофилии у насекомых. Примитивная антофилия у прямокрылых. Антофилия у жуков. Питание взрослых фаз сетчатокрылых пыльцой. Антофилия у двукрылых и чешуекрылых. Особенности питания и развития антофилии у перепончатокрылых насекомых.
Методы сбора, учета и препарирования насекомых, связанных с растительным покровом. Учет при помощи биоценометра, методом кошения энтомологическим сачком. Учет и анализ населения отдельного растения. Учет и
изучение насекомых-опылителей. Изучение энтомофагов. Учет животных,
живущих на деревьях. Ловушки Малеза и их варианты.
Ксилофаги, как вторичные вредители. Возникновение очагов стволовых вредителей. Беспозвоночные, как фактор разложения растительных остатков.
Методы сбора и изучения ксиллофагов. Количественный учет населения коры и ствола. Изучение ходов и повреждений. Учет разрушителей древесины.
Выведение ксилофагов из обрубков.
Методика изучения, систематика и морфоадаптивные особенности герпетобионтных насекомых
Герпетобий как комплекс «напочвенных» беспозвоночных. Жизненные формы герпетобионтных насекомых на примере сем. Carabidae.
10
Условия обитания в подстилке и на поверхности почвы. Обитатели разных
ярусов экосистемы.
Методы сбора и учета герпетобия: просеивание субстрата на ситах, учет муравейников. Проблемы оценки численности герпетобионтов: учет почвенными ловушками (стаканами) и ловчими канавками.
Изучение разнообразия и методов учета почвообитающих беспозвоночных
Общая характеристика почвы как среди обитания. Механический состав.
Влага в почве. Аэрация почвы. Температурный режим. Химический состав
почвы.
Приспособления насекомых к движению в почве. Активное прокладывание
ходов, разгребанием частиц почвы. Прокладывание ходов размельчением
почвы. Связь между плотностью почвы и развитием хвостовых выростов у
населяющих почву личинок. Адаптивное значение С-образной формы личинок насекомых, обитающих в почве и в сходных субстратах.
Приспособление почвенных насекомых к защите от высыхания. Влажность
почвенного воздуха, уход в почву как защита от высыхания. Чувствительность почвенных беспозвоночных к высыханию. Проницаемость кутикулы
почвенных личинок насекомых.
Условия дыхания в почве и особенности приспособления к ним насекомых.Условия и особенности питания почвенных насекомых.
Методы исследования в почвенной зоологии. Изучение микрофауны. Способы взятия почвенной пробы рамками, буром. Выборка животных из почвы
эклектором и флотацией, вручную. Сбор и учет при помощи почвенных раскопов. Учеты дождевых червей, моллюсков, мокриц, многоножек, почвенных
клещей и низших насекомых.
Жизненные циклы и методики учета энцефалитных клещей и других
переносчиков трансмиссивных заболеваний.
Картографическое обеспечение работы, составление плана комплексного обследования территории. Учет голодных активных клещей на растительности.
Учет укосами и полотнищем. Учет клещей на крупном рогатом скоте. Методы учета насекомых гематофагов.
Разнообразие гидробионтов и основы их систематики
Биотопы гидросферы (пелагиаль, бенталь). Жизненные формы гидробионтов
(планктон, нектон, плейстон, нейстон, перифитон). Амфибионтные группы
организмов.
11
Условия существования, видовой состав и жизненные формы населения гидросферы. Основные факторы абиотической среды водного населения и их
экологическое значение (физико-химические свойства воды, грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура, свет). Водоемы гидросферы и их население).
Основные стороны жизнедеятельности гидробионтов, обусловливающие ход
биологических процессов в гидросфере. Питание гидробионтов (пища, способы добычи, спектры питания и степень усвоения пищи).
Методы исследования в гидробиологии. Учеты бентоса на разных типах
грунта рамками, учет перифитона биоценометрами. Учет планктона фильтрованием и планктонной сеткой. Учет вылетающих насекомых в водоемах
разного типа и определение суточного выплода ловушками. Драгирование,
ловля сачком, скребком. Работа с дночерпателем. Учеты лета стрекоз и поденок.
Знакомство с методами учета копрофагов и некрофагов, основы их систематики. Этапы заселения животного опада.
Роль навоза в биогеоценозах. Насекомые копрофаги и их значение в биогеоценозах, особенно степных. Сложные формы поведения копрофагов. Методы
сбора и учета копрофагов. Наблюдения, сбор и особенности учета некрофагов.
5. Образовательные технологии
Виды/формы образовательных технологий.
В ходе проведения практики используются как традиционные, так и инновационные формы проведения занятий. Обязательные экскурсии и обработка
собранного материала проводятся в виде традиционных семинарских занятий
и консультаций студентов преподавателем. В ходе самостоятельной работы
студентов при подготовке отчетов также активно применяются инновационные методы дистантного образования с использованием специализированных
систем действующих в рамках платформы дистантного образования НГУ
(включая электронные версии определителей). Активно применяются методы
развивающие у обучающихся навыки командной работы (прежде всего групповые дискуссии, а также разбор и анализ конкретных ситуаций возникающих при работе над собранным материалом). Выбор тем полевого исследования осуществляется с учетом региональных особенностей возможной
дальнейшей профессиональной деятельности выпускников и возможных потребностей лабораторий институтов СO РАН как потенциальных работодателей.
Отличительной особенностью курса является представленная студентам
возможность и методическая помощь экспертов и специалистов академиче12
ских институтов в изучении биологических объектов и их систем в природных условиях, а также в дальнейшей интерпретации и презентации полученных данных. Самостоятельный сбор материалов и их обработка в ходе
работы призвана раскрыть перед студентами основные принципы и технологию научного исследования, обеспечить методически выдержанный
подход к выполнению научного исследования, способствовать становлению студентов как квалифицированных биологов.
Во время прохождения практики студенты активно вовлекаются в научную работу, которую имеют возможность в дальнейшем продолжить на базе
кафедры, лабораторий ИСиЭЖ СО РАН и других институтов.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Работа студента в ходе экскурсионных выходов оценивается
преподавателем, проводящим экскурсию. По результатам сбора и обработки
материала в рамках каждой темы студенты подготавливают отчет. Итоговая
оценка складывается из оценки активности студентов на полевых выходах и
качества представленных отчетов.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
Догель В. А. Зоология беспозвоночных. Изд. 8-е. М.: Альянс, 2009. 605 с.
Ермолаева Н. И. Веслоногие раки семейства Cyclopidae водоемов ОбьИртышского бассейна : учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т, РАН, Сиб. отдние, Ин-т водн. и эколог. проблем. Новосибирск: НГУ, 2007 . 89 с.
Иллюстрированные определители свободноживущих беспозвоночных
евразийских морей и прилежащих глубоководных частей Арктики. Т 1.
Москва; Санкт-Петербург: Т-во науч. изданий КМК, 2009. 187 с.
Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России.
Т. 1. Москва; Санкт-Петербург: Т-во науч. изданий КМК, 2010. 494 с..
Шалапенок Е. С., Мелешко Ж. Е. Краткий определитель водных беспозвоночных животных : учебное пособие для студентов биологического факультета. Минск : Изд-во Белорус. ун-та, 2005 .242 с.
б) дополнительная литература:
13
1. Белышев Б.Ф., Харитонов А.Ю. Определитель стрекоз по крыльям.
Наука, 1979.
2. Горностаев Г.Н. Определитель отрядов и семейств насекомых фауны России — М. : Логос, 1999 .— 159,XVI с. :
3. Душенков В.М., Макаров К.В. Летняя полевая практика по зоологии
беспозвоночных.— М. : Академия, 2000 .— 255 с
4. Курашов Е.А. Определительные ключи остракод внутренних водоемов Европейской части России — Москва ; Санкт-Петербург : Товарищество научных изданий КМК, 2012 — 152 с.
5. Мамаев Б.М. Определитель насекомых по личинкам. М.: Просвещение, 1972.
6. Мамаев Б.М., Медведев Л.Н., Правдин Ф.Н. Определитель насекомых европейской части СССР. М.:Просвещение, 1976.
7. Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых. М.: Топикал, 1994.
8. Пшеницына Л.Б., Резникова Ж.И., Сергеев М.Г. Количественные
методы исследования экологии насекомых. Новосибирск, 1993.
в) Интернет-ресурсы:
1. http://fen.nsu.ru/posob/bentos/WEB/index_01.html
Макрозообентос
(ракообразные и мекоптероидные насекомые) лесостепного Приобья:справочник-определитель. Батурина Н. С., Сергеев М. Г.
2. http://catocala.narod.ru/butt.html - Берлов Е. Берлов О. Атлас бабочек
Сибири
3. http://www.nsu.ru/xmlui/handle/nsu/556 Шмели (Apidae, Bombus) как
модельный объект для изучения пространственно-временной организации сообществ опылителей. Бывальцев, А. М.
4. http://omflies.narod.ru/ - Князев С. А. Электронный атлас чешуекрылых (Lepidoptera) Омской области
5. http://fen.nsu.ru/posob/entomology/index.html Электронный практикум "Энтомология-практикум". Молодцов В.В., Бугров А.Г.
6. http://www.zin.ru/ANIMAliA/Coleoptera/rus/atlas.htm Атлас жуков
России (коллективный проект к 100-летию книги Г.Г.Якобсона
"Жуки России")
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Приборы и оборудование:
 Полевое лагерное оборудование, включая палатки, спальники, подстилки(пенки) и костровое оборудование в расчете на каждого студента.
• Приборы и лабораторная техника:
• Микроскопы бинокулярные, стереоскопические Stemi DV-4;
14
• Микроскопы бинокулярные просвечивающие PrimoStar
• Персональные компьютеры с необходимым ПО, мультимедийный проектор, ноутбуки, экраны;
• Сушильный шкаф;
• Оборудование для гербаризации;
• GPS- навигатор, люксметр, психрометр;
• Оборудование для приготовления микроскопических препаратов органов и тканей растений и их исследова-ния: предметные и покровные стёкла, препаровальные иглы, бритвенные лезвия, пипетки;
• Мультиметр Hanna HI98129, оксиметр Hanna HI91146-04;
• Малая гидрометрическая вертушка GEO Pack;
• Гидробиологические сачки, планктонные ловушки;
• Весы электронные аналитические OHAUS Exlorer Pro EP2114C;
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с ОС
ВПО, принятым в Новосибирском государственном университете, с учетом
рекомендаций ООП ВПО по направлению 020400 "БИОЛОГИЯ (бакалавр)".
Авторы:
Батурина Наталья Сергеевна, ассистент кафедры общей биологии и экологии
ФЕН НГУ,
Бугров Александр Геннадьевич, д.б.н., профессор кафедры общей биологии и
экологии ФЕН НГУ,
Молодцов Владимир Владимирович, старший преподаватель кафедры общей
биологии и экологии ФЕН НГУ,
Сергеев Михаил Георгиевич, д.б.н., пофессор, зав. кафедрой общей биологии
и экологии ФЕН НГУ
Программа одобрена на заседании кафедры общей биологии и экологии
" 13 " мая 2014 г., протокол заседания № 2
Секретарь кафедры, к.б.н. _____________ А.М. Бывальцев
15