Из изучаемых видов червей в школьном курсе зоологии в основном планарии и дождевые черви могут быть объектами индивидуальных опытов и наблюдений. Это понятно, например, аскариды и острицы, являющиеся кишечными паразитами человека, не могут стать объектами наблюдения в условиях общеобразовательной школы. Наиболее доступными объектами изучения являются дождевые черви.
На занятиях зоологического кружка учащимся можно предложить следующие темы по изучению биологии дождевых червей:
- Изучение видового состава и численности дождевых червей на определенной площади в различных биотопах: на огороде, в поле, в лесу; на почвах различного состава: суглинках, чернозёмах и др., на почвах под различными культурами растений.
- Наблюдение за дождевыми червями в разное время года и суток.
- Изучение размножения и развития дождевых червей.
- Значение дождевых червей в почвообразовательных процессах.
- Изучение регенерационных способностей у дождевых червей.
- Изучение влияния различных раздражителей на организм червя и др.
Сбор червей в природе, содержание их в помещении и проведение наблюдений за ними доступны каждому. Дождевые черви живут в почве, откуда их выкапывают. Можно собирать их на поверхности почвы: поднимая и переворачивая камни, доски; на огороде или в саду, после сильного дождя, когда они выползают из своих норок, где условия для дыхания стали неблагоприятными из-за вытеснения воздуха из почвы дождевой водой; в ночное время, когда высовываются передними концами тела из норок.
Одновременно с этой работой можно ознакомиться с видовым составом и численностью дождевых червей на определенной площади в разных биотопах.
Заготовленных червей можно содержать длительное время на протяжении зимы или до использования на занятиях живыми в деревянном ящике, приблизительные размеры его 30х40см при глубине 30см. На дно ящика необходимо поместить небольшое количество сена или сенной трухи и наполнить огородной землей. Но лучше заполнить хорошо перемешанной смесью компоста в равных частях садовая земля и тщательно растертые растительные остатки – ботва огородных растений, опавшие листья и т.п., можно немного добавить конского навоза. Червей поместить из расчета100 штук на 2-3 ведра земли или смеси. Землю не уплотнять, накрыть мешковиной для защиты от света и испарения, мешковину увлажнять и поддерживать её влажной, ящик хранить в темном месте при температуре 15-20о С. Время от времени содержимое ящика просматривать и если есть необходимость удалять плесень, загнивающие пищевые комки и трупики червей.
Наблюдения за почвообразовательной деятельностью дождевых червей
Для проведения наблюдений за дождевыми червями нужно брать по несколько экземпляров червей и помещать в специально изготовленные садки (приспособления для наблюдений). Например, для наблюдения за почвообразовательной деятельностью дождевых червей нужно сделать узкостенный садок из двух одинаковых стекол (12х18 см) и прокладки между ними (резиновые трубки). Скрепить между собой стекла при помощи скобочек, вырезанных из тонкой жести. Насыпать в садок небольшой слой (4 см) хорошо увлажненного перегноя, затем такой же слой смоченного речного песка и снова влажный перегной. Поместить на поверхность почвы в садке 5–6 небольших дождевых червей. Пронаблюдать, как черви будут зарываться в верхние слои почвы, отметить будут ли перемешиваться слой перегноя и песка, если да, то на протяжении какого времени. В течение опыта следить, чтобы почва в садке не пересыхала.
Можно и проще воспользоваться двумя прозрачными пластиковыми ёмкостями, поставив меньшую в большую. Почву и песок поместить между стенками ёмкостей.
Можно положить на поверхность почвы, мелко нарезанные кусочки варёного картофеля, листья свежей капусты, опавшие листья деревьев, и пронаблюдать, не будут ли черви поедать их.
Сделать выводы о почвообразовательной деятельности дождевых червей.
Наблюдение за регенерацией дождевых червей
На занятиях кружка можно предложить учащимся исследовать регенерационные способности дождевых червей в разное время года. Например, выяснить, как регенерируют различные участки тела, проверить, регенерацию разрезав тело червя острым лезвием на 2,3,4 части, размещая их в разные горшочки или банки. Проверить сколько частей восстановят свои утраченные части и за какое время.
Перед началом опыта учащимся нужно объяснить значение слова “регенерация”.
Далее нужно объяснить, почему именно дождевые черви могут служить объектами изучения процесса регенерации. Что при метамерном строении дождевого червя его органы оказываются, равномерно распределены по отдельным сегментам тела. В частности каждый сегмент обладает своим нервным узлом, а подглоточный узел или “головной мозг” хотя и делает движения всего тела согласованными между собой, но развит он у червя лишь немного сильнее, чем другие нервные узлы и поэтому не имеет такого исключительного значения для жизни животного. Т.е. если перерезать тело червя пополам, то ни передняя, ни задняя части его не лишаются тех органов, без которых в них должна бы остановиться жизнь. Перерезанный червь не погибает, а каждая часть его восстанавливает утраченную. В конечном счёте, из одного червя получается два.
Изучение влияния раздражителей на организм дождевого червя
С учащимися можно провести элементарные опыты, которые показывают отношение червей к различным раздражителям. Так, например, постукивание по стенке садка вызывает отрицательный фибротаксис (червь прячется в норку). Яркий свет заставляет червя уползать в тень или скрываться в норку. Однако на слабый свет червь реагирует положительно (направляется к источнику света). Воздействие даже очень слабого реагента уксусной кислоты на головной отдел вызывает отрицательный хемотаксис (сокращение передней части тела).
Если поместить червя на фильтровальную бумагу или на стекло, он стремится переползти на землю. Здесь действует отрицательный тигмотаксис (избегание чужого субстрата, от которого происходит необычное раздражение).
Сильное прикосновение к заднему концу влечёт за собой вытягивание переднего – червь как бы убегает. Если прикоснуться к нему спереди, то движение головного конца прекращается, а хвостовой конец производит непосредственное движение. Эти опыты нельзя проводить на поверхности земли, т.к. черви зароются в грунт (защитная реакция).
Дополнительная информация для учащихся, применяемая во время занятий
В учебнике биологии описывается обыкновенный дождевой червь – один из представителей семейства Lumbricidae. Однако фактически в работе с учащимися учителю придётся иметь дело с тем конкретным видом, особи которого извлечены из почвы определённой местности. И хотя в основных чертах все дождевые черви сходны, в деталях они будут отличаться друг от друга в зависимости от видовой принадлежности. Важно чтобы дети узнали о существовании многих видов дождевых червей, приспособленных к разным условиям жизни в природе, а не ограничивались бы односторонним представлением о них только на основании материалов учебника.
В семействе Lumbricidae, например, насчитывается около 200 видов, объединенных в несколько родов. Видовое определение червей основано на ряде признаков: размерах и окраске тела, числе сегментов, расположении щетинок, форме и положению пояска и других наружных и внутренних особенностей строения.
Следует также сообщить учащимся, в благоприятных условиях ландшафта биомасса дождевых червей может достигать 200-300кг на 1га земли.
Знакомясь с внешним видом (строением) учащиеся должны обратить внимание на слабое развитие щетинок, которые играют, однако существенную роль в передвижении червя в грунте. На экскурсии легко убедиться в прочности фиксации тела дождевого червя в норке. Можно сообщить учащимся, что у основания каждой щетинки лежит по маленькой щетинке, которыми заменяются старые по мере их старения. Во время зарывания в почву дождевой червь действует передним концом как тараном. Частицы почвы он расталкивает в стороны во время вздутия передней части тела, куда нагнетается жидкость сокращением мускулатуры. В этот момент щетинки головного отдела упираются в стенки хода, создавая упор для подтягивания заднего отдела, причём щетинки последнего прижимаются к телу, уменьшая трение о почву во время движения. Когда головной отдел снова начинает перемещаться вперёд, щетинки остальной части тела упираются в грунт и создают опору для его движения.
Всякое вредное или неприятное воздействие внешнего фактора вызывает у дождевого червя оборонительную реакцию: зарывание в землю, сокращение тела, выделение на поверхности кожи слизи.
Активность у дождевых червей в течение суток неодинакова. Примерно 1/3 части суток они более деятельны, а в остальное время их активность снижена почти в 3 раза. Кроме суточного ритма у дождевых червей существует также сезонный ритм активности. Так, например, на зиму черви уходят глубже в землю и там остаются в норках в состоянии анабиоза.
По вышеуказанной методике изучения биологии
дождевых червей можно организовать работу
зоологического кружка.
Учащиеся на занятиях с интересом учатся
различать виды дождевых червей; убеждаются в
практической значимости их в переработке
опавшей листвы, навоза и других растительных
остатков в почвах сада и огорода; учащиеся
убеждаются в способности дождевых червей
восстанавливать утраченные части тела.
Важно также то, что у учащихся при этом
вырабатываются навыки наблюдения, они учатся
анализировать, обобщать, делать выводы по
полученным результатам исследований.
Полученные результаты можно использовать на
уроках биологии при изучении темы “Кольчатые
черви”.