Дождевые черви: свойства и влияние на экологию

Дождевой червь – это представитель подотряда малощетинковых поясковых кольчатых червей. Обитает везде, кроме территорий вечной мерзлоты. Насчитывается более 2 тыс. видов.

Длина червя может варьироваться от 2 см до 3 м. Особенностью строения дождевого червя является сегментированность: количество сегментов может составлять от 8 до 30 десятков. При движении черви опираются на щетинки, количество которых насчитывается от 8 до нескольких десятков.

Кожный покров червей выделяет защитную слизь с натуральными антисептиками. Под ним находится развитая система мускулов, которая обеспечивает способность двигаться и состоит из мышц двух групп: поперечных и продольных. Поперечные мышцы способствуют вытягиванию тела червей в длину. Продольные мышцы, сокращаясь, уменьшают тело. Таким образом, удлиняясь и укорачиваясь, дождевые черви передвигаются, цепляясь щетинками за неровности.

Пища поступает через ротовое отверстие , затем она попадает в глотку и пищевод. Черви буквально пропускают через себя почву, обогащая ее полезными ферментами и убивая вредные вещества и бактерии.

Кровеносная система у червей замкнутая, состоит из двух главных кровеносных сосудов: спинного и брюшного. Кровь имеет красный цвет.

Дождевой червь – гермафродит. Его размножение происходит через половую систему, расположенную в нескольких сегментах передней части. При спаривании особи обмениваются сперматозоидами. Затем клетки пояска на 32-37 сегменте выделяют слизь, которая образует яйцевой кокон. Черви откладывают кокон под землей. Внутри него происходит эмбриональное развитие яиц, в результате чего появляются молодые особи.

У дождевых червей отсутствуют органы чувств. Но вдоль всего их тела располагаются специальные клетки, с помощью которых они ориентируются в пространстве. Черви имеют способность к регенерации: они могут восстановить потерянные сегменты. Но эта способность отличается у разных видов и зависит от степени повреждения.

Польза дождевых червей очевидна. Эти представители беспозвоночного царства прорывают в почве разветвленную систему ходов, способствуя её аэрации, увлажнению и дренажу. Когда идет дождь, черви выходят на поверхность, так как дышат через кожу и начинают ощущать дискомфорт из-за недостатка кислорода в заполненной водой почве. На период зимы черви обычно впадают в спячку.

Проект «Жизненный цикл червей»

Часто, изучая разные живые существа, детям нравится сравнивать их жизненные циклы. Некоторые животные, такие как котята и щенки, рождаются миниатюрными копиями своих родителей. Они растут, немного меняясь с возрастом, но эти изменения постепенные и незначительные. Другие животные со сменой жизненных циклов меняются быстро и кардинально, подвергаясь процессу, называемому «метаморфоза». Метаморфозы особенно распространены в жизненных циклах многих насекомых, таких как бабочки, божьи коровки, стрекозы.

Нет лучшего способа изучить метаморфозы, чем понаблюдать за жизненным циклом живого существа вблизи. В следующем опыте вы и ваши родители сможете узнать больше про жизненные циклы. Для этого понадобится всего лишь одна емкость и белые мучные черви.

Что нам понадобится:

• пластиковый контейнер с крышкой (подойдет контейнер из-под мороженого);
• около 2 чашек сухой неприготовленной овсяной каши;
• пакет сырой молодой моркови (также можно нарезать на небольшие ломтики большую морковь);
• 50-100 мучных червей (продаются в зоомагазинах как корм для рептилий и диких птиц);
• карандаш;
• блокнот.

Ход эксперимента:

1. Когда вы приобретете мучных червей, они, скорее всего, будут охлажденными и замедленными Охлаждение замедляет их рост. Но для наблюдения за жизненным циклом червей необходимо держать их при комнатной температуре.
2. Попросите взрослого сделать с помощью заостренного предмета небольшие отверстия для воздуха в крышке контейнера.
3. Подготовьте среду обитания. Сначала положите в контейнер овсянку, которая будет едой. Добавьте морковь, она будет питьем. Нет необходимости обеспечивать какие-либо другие источники воды. Однако нужно будет менять морковь каждые 4-5 дней, чтобы она не заплесневела или не высохла.
4. Положите мучных червей в подготовленную емкость. Можно аккуратно подержать их в руках, они не кусаются. Обязательно выбросьте мертвых особей, цвет которых будет темно-коричневым или черным. Закройте крышку и следите, чтобы контейнер на протяжении всего времени эксперимента был закрыт.
5. Теперь настало время наблюдать, как настоящий ученый! Подготовьте небольшой блокнот, который станет журналом наблюдений.
6. Нарисуйте, как выглядят мучные черви в первый день.
7. Проверяйте их каждые 2 дня, добавляя новые записи в журнал. Убедитесь, что вы не забываете отмечать дату каждой записи. Вот несколько примеров того, что можно записать:

• Как ведут себя черви, если их взять в руки?
• Есть ли доказательства того, что черви едят? Они растут? Они как-то меняются?
• Вы можете предсказать, как могут измениться мучные черви?
• Задавайте взрослым вопросы о том, что вы видите. Например, почему большинство червей обычно находятся возле дна контейнера?
• Разрабатывайте простые эксперименты, которые помогут найти ответы на ваши вопросы.

1. Примерно через 10 дней вы, скорее всего, начнете замечать некоторые существенные изменения, происходящие с мучными червями. Они будут терять кожный покров, а это означает, что они растут. Вскоре в овсянке будут спать маленькие изогнутые существа кремовой окраски. Пока они будут выглядеть как мумии, они, на самом деле, будут находиться в состоянии хризалид, куколок червей, которые подверглись метаморфозе точно так же, как гусеница становится куколкой перед тем, как стать бабочкой.
2. Внимательно рассмотрите эти существа, постарайтесь различить у них части тела: глаза, ноги и т.п. Похожи ли они на мучных червей, которых вы положили в контейнер в первый день? Почему нет? Изменилась ли их длина? Что происходит? Можете ли вы спрогнозировать, во что превратятся куколки через несколько дней? Можете подержать куколок в руках. Но не удивляйтесь, если они будут сильно извиваться. Им не нравится быть на свету и они двигаются, чтобы скорее зарыться в овсянке.
3. Через несколько дней тайна будет раскрыта. Из каждой куколки появится темный жук! Сравните их с мучными червями и оболочками личинок. Нарисуйте в своем журнале диаграмму, чтобы показать изменения от стадии мучного червя до стадии жука. Подумайте о своих прогнозах. Насколько сильно вы были удивлены тому, что черви превратились в жуков?
4. Если вы решите продолжить эксперимент, в овсяной муке вскоре появятся черви-малыши, и жизненный цикл завершится. Откуда они возьмутся? Взрослые особи отложат крошечные яйца. Яйца настолько малы, что их размеры не превышают размеров частиц пыли. Из них и появятся малыши. Можете включить эту информацию в свой журнал.

Вывод:

Ответьте на вопросы. Что такое метаморфоза? Какие особенности существуют у жизненного цикла некоторых насекомых?

Проект «Регенерация червей и магнетизм»

Магнетизм является одной из самых мощных сил во вселенной, но он плохо изучен. Поскольку все организмы состоят из множества элементов, соединенных вместе разными силами, можно предположить, что сильное магнитное поле может влиять на организмы.

В этом опыте мы рассмотрим, влияет ли магнетизм на способность плоских червей к регенерации.

Что нам понадобится:

• плоские черви планарии 30 шт(можно заказать в магазине);
• 6 чашек Петри;
• противень;
• чистая проточная вода из родника или скважины;
• скальпель;
• лед;
• фотоаппарат;
• ручка;
• журнал наблюдений;
• 84 неодимовых магнита одинаковых размеров: 21 магнит с низкой напряженностью поля, 21 магнит с более высокой напряженностью поля, 42 магнита с очень высокой напряженностью поля.

Ход эксперимента:

1. Налейте немного воды в каждую чашку Петри.
2. Разделите плоских червей на 6 групп по 5 особей и поместите каждую группу в отдельную чашку Петри. Отметьте чашки Петри цифрами 1-6.
3. Разрежьте всех плоских червей из чашек 1-4 пополам. Для этого положите их на лед и затем с помощью скальпеля отделите части с головой от частей с хвостами.
4. Разложите всех плоских червей обратно по соответствующим чашкам.
5. Разделите противень на 6 частей. Если противень небольшой, возьмите еще один. Положите вместе самые слабые магниты. Сделайте то же самое с магнитами средней силы. Разделите самые сильные магниты на 2 части.
6. Поместите чашку 1 на самые слабые магниты. Поместите чашку 2 на магниты средней силы. Поместите чашку 3 на самые сильные магниты. Поместите чашку 4 на часть противня без магнитов. Повторите то же самое с чашкой 5 с целыми плоскими червями. Поместите чашку 6 на вторую часть самых сильных магнитов.
7. Держите поднос с плоскими червями в безопасном месте при комнатной температуре, где они не будут подвержены воздействию яркого света или сквозняков. Держите чашки накрытыми и не пытайтесь кормить червей.
8. Проверяйте и фотографируйте плоских червей каждый день. Фиксируйте изменения в размере и прогресс в регенерации. Продолжайте опыт на протяжении 2 недель.
9. Через 2 недели сделайте окончательные измерения всех плоских червей.
10. Проанализируйте эти данные. Повлияли магниты на способность к регенерации? Есть ли взаимосвязь между силой магнита и прогрессом в регенерации?

Вывод:

Подумайте над вопросами. Какие особенности строения червей вы знаете? Влияет ли наличие магнитного поля на способность тестируемых особей к регенерации? Имеет ли значение сила магнетизма?

Проект «Условия обитания червей»

Когда вам в последний раз встречался на улице земляной червь? Скорее всего, вы не часто видите этих извивающихся существ, ведь они предпочитают грязь с ее темнотой и влажностью. Как вы думаете, им нравится грязь, потому что она обеспечивает им питание? Потому что она влажная или темная? Благодаря этому проекту мы узнаем об отношениях между дождевыми червями и светом.

В результате этого опыта мы попробуем выяснить, любят ли дождевые черви яркий свет, разноцветные огни или предпочитают тьму.

Что нам понадобится:

• 4 или 5 дождевых червя;
• коробка из-под обуви;
• почва;
• бутылка с распылителем;
• вода;
• лампа;
• старая черная футболка;
• лампочка на 60 ватт;
• красная лампочка;
• блокнот;
• карандаш.

Ход эксперимента:

1. Накопайте у себя во дворе дождевых червяков. Если у вас не получится, дождитесь дождя. Или попросите взрослого купить червей в магазине рыболовного снаряжения.
2. Заполните половину обувной коробки почвой. Если у вас нет обувной коробки, подойдет любая коробка, например, из-под одежды или подарочная.
3. Налейте воду в пустую бутылку с распылителем.
4. Распылите воду на почву, чтобы немного увлажнить ее. Она должна быть влажной, но не слишком. Дождевые черви любят влагу, поэтому будет хорошо создать для них комфортную среду перед началом опыта.
5. Подумайте, что вы знаете о дождевых червях. Где они проводят большую часть своего времени? Это темное место или хорошо освещенное? Почему у них так хорошо развита мускулатура? Отметьте свои ответы в блокноте.
6. На основании заметок из шага 5, сделайте предположение, о том, что больше всего понравится дождевым червям. Свет или темнота. Почему? Запишите это предположение, называемое гипотезой, в блокноте.
7. Как вы думаете, дождевым червям больше понравится яркий свет или красный свет? Также запишите это предположение в свой блокнот.
8. Возьмите небольшую лампу. Посветите лампой над правой половиной коробки, расположив ее прямо над ней.
9. Убедитесь, что левая половина коробки остается неосвещенной. Это можно сделать, положив на нее старую черную футболку.
10. Поместите червей по центру обувной коробки. Внимательно понаблюдайте на протяжении нескольких минут, каким будет передвижение каждого дождевого червя.
11. Поползли ли черви к более темной стороне коробки или к более освещенной стороне? Напишите или нарисуйте в блокноте то, что видите.
12. Вытащите дождевых червей из коробки.
13. Замените 60-ваттную лампочку на красную лампочку.
14. Снова разместите дождевых червей по центру коробки и на протяжении нескольких минут понаблюдайте, как они двигаются.
15. Вы видите какие-либо отличия в реакции дождевых червей? Двигаются ли они в сторону красного света или к более темной стороне? Напишите или нарисуйте в блокноте то, что видите.

Вывод:

Дождевые черви будут двигаться от яркого света и останутся на темной половине коробки на протяжении всего опыта. Однако, когда вы переключитесь на красный свет, вы увидите по несколько червей в каждой половине коробки. Они, похоже, не подвержены воздействию красного света так же, как света от обычной лампочки на 60 ватт. Это объясняется тем, что у дождевых червей отсутствуют глаза. Но они могут чувствовать свет через кожу. Эти естественные датчики света дают знать червям, когда они слишком близко приближаются к солнечному свету.

Черви стараются держаться подальше от солнца, так как солнечное тепло высушивает их кожу. Если кожа дождевого червя станет слишком сухой, он не сможет дышать и умрет. Красный свет больше похож для них на облачный день. Он не такой яркий, как белый свет, поэтому не пугает дождевого червя, как обычная лампочка.

Продолжите этот опыт с дождевыми червями и светом, используя лампочки разных цветов. Нравится ли дождевым червям один цвет больше, чем другой? Вы можете поэкспериментировать с лампочками желтого, синего, зеленого и даже флуоресцентного цвета. Также попробуйте задействовать обычную лампочку меньшей яркости. Например, вы можете взять праздничную гирлянду вместо лампочки на 60 ватт. Имеет ли для червей значение интенсивность или мощность? Предполагать, что произойдет, а затем проверять свою гипотезу – это один из важных видов деятельности, из которых состоит работа ученого.

Проект «Вермикомпостирование или как черви делают компост»

Свалки нашей планеты становятся все более переполненными с каждым днем. Мы производим больше мусора и отходов, чем когда-либо ранее. Вопрос их утилизации должен быть главным в изучении окружающей среды, а подход к нему должен быть максимально сбалансированным.

Вермикомпостирование или компостирование с помощью червей – это эффективный способ перерабатывать отходы таким образом, чтобы они могли повторно участвовать в естественном и геохимическом циклах. Однако это направление все еще относительно молодо, и чем больше информации, имеющей отношение к этому процессу, будет найдено, тем лучше.

Достать материалы для следующего опыта будет несложно, а его результаты могут иметь большую важность для экологии. Но для осуществления опыта потребуется время, чтобы процессы компостирования успели завершиться. Поэтому рассчитывайте не на недели, а на месяцы, лучше как минимум на 2 месяца. Это не самый удобный из научных проектов, но, учитывая наше влияние на окружающую среду и рост населения, это может быть самым важным проектом!

Цель опыта – определить, размножаются ли компостные черви лучше и интенсивнее при наличии конкретной еды. Мы оценим влияние разных источников пищи на условия существования этих живых организмов.

Что нам понадобится:

• красные черви (Eisenia foetida);
• 6 пустых пластиковых двухлитровых бутылок;
• ножницы и / или лезвие бритвы;
• острые иглы;
• изолента;
• сетка или марля;
• резинка;
• три разных типа «пищевых отходов», которые остались после приготовления и употребления пищи.

Ход эксперимента:

1. Большинство материалов, которые нам потребуются, можно найти дома или в продуктовом магазине, за исключением червей. Если они не доступны в магазине для животных или местном питомнике растений, их можно купить онлайн.
2. Обратите внимание на то, что после работы с червями и материалами для компоста всегда необходимо хорошо мыть руки.
3. Чтобы подготовить компостер, возьмите 2 пластиковые бутылки. У первой отрежьте по окружности верхнюю часть бутылки там, где верх больше не сужается. Отрежьте также дно. У вас получится 3 части.
4. Дно не понадобится. Сохраните верх – он послужит крышкой.
5. Вторую бутылку обрежьте по окружности прямо посередине. С помощью резинки закрепите на горлышке сетку. Она нужна для оттока жидкости из компостной среды.
6. Переверните верхнюю часть горлышком вниз, вставьте ее внутрь средней части первой бутылки. Зафиксируйте конструкцию с помощью изоленты.
7. Вставьте получившуюся конструкцию внутрь нижней половины второй бутылки, чтобы образовалось дно для накопления жидкости. Закрепите сверху крышку. Вуаля, вы готовы начать компостирование!
8. Повторите шаги 3-7, чтобы у вас получилось 3 компостера для проведения опыта.
9. Положите измельченную газету или салфетки в средней части каждого компостера – получится подстилка, чтобы черви не проваливались.
10. Выберите для каждого компостера равное количество особей с примерно одинаковой длиной тела, желательно не менее 10 и не более 50 штук.
11. Выберите три пищевые смеси, которые вы будете тестировать. Не усложняйте задание, используйте остатки вашей еды. Подойдет рис, салат-латук и фрукты.
12. Наполните каждую конструкцию примерно одинаковым количеством пищи. Убедитесь, что червям достаточно еды!
13. Поставьте все 3 компостера в темное место. Еженедельно проверяйте червей. Добавляйте больше еды, если кажется, что она заканчивается. Когда нижняя часть компостеров будет заполняться жидкостью, снимайте нижний контейнер и выливайте жидкость обратно в компостер.
14. Минимум через 1 месяц, а лучше через 4 месяца достаньте компостеры. Переберите гумус и посчитайте количество найденных червей. Будьте внимательны! Размер некоторых молодых особей может быть совсем небольшим!
15. Запишите свои данные, сделайте анализ результатов опыта.
16. Необходимо, собрать всю информацию, полученную во время опыта, и оформить в виде таблицы. Можно добавить гистограмму популяций червей. Также можно добавить любой другой статистический анализ, если вы знаете, как его сделать.
17. Фотографирование процесса компостирования приветствуется, чтобы позже украсить фотографиями результаты!

Вывод:

Ответьте на вопросы. Что такое вермикомпостирование? Какой жизненный цикл у червей вида Eisenia foetida? Какая разница между аэробным и анаэробным дыханием? Что такое разложение? Кто такие детритофаги? Как влияют живые организмы на плодородие почв? К какому классу относятся все дождевые черви? Опишите внутреннюю анатомию дождевого червя.

Проект «Отель для червей»

Некоторые дети могут начать кривляться, увидя дождевого червя, но для большинства дошкольников эти изворотливые создания довольно приятны на вид. А для начинающих ученых дождевые черви также являются важной частью изучения науки о Земле. Здоровая почва должна содержать много-много червей — они измельчают сырье, например, мертвые листья, проветривают почву по мере их прохождения сквозь и накапливают ее в себе.

Для заядлых ученых есть только одна проблема: черви делают все это под землей, в темноте!

Хотите помочь своему ребенку понять, что на самом деле происходит? Попробуйте создать этот простой «отель для червей», чтобы увидеть, что могут сделать несколько червей с немного влажной почвой.

Что нам понадобится:

• большая стеклянная банка, например, из-под майонеза;
• песок;
• почва;
• картон темного цвета;
• скотч;
• яркие гелевые маркеры или блестящий клей, которые можно использовать на темной бумаге;
• 3-4 больших, здоровых дождевых червя;
• вода.

Ход эксперимента:

1. Пусть ваш ребенок начнет засыпать около 2,5 см песка на дно банки. Чередуйте слои песка и почвы — всего 4 или 5 слоев, пока не достигнут верхней части банки.
2. Смочите всю смесь водой, а затем положите дождевых червей сверху. Они начнут прятаться в почве почти сразу.
3. Земляные черви не любят яркое солнце, поэтому теперь вам нужно немного уединиться. Вырежьте из темного картона прямоугольник  по размеру банки, и предложите вашему ребенку украсить ее и, возможно, написать на ней название. Затем наклейте бумагу по краю банки, стараясь оставить место сверху, чтобы черви могли дышать.
4. Через 3-4 дня снимите бумагу. Вы увидите, что черви были очень заняты: даже если вы не двигали банку, черви путешествовали вдоль и поперек  и смешивали все слои  почвы!
5. Вы можете продолжать наблюдать, исследуя, как  черви ведут себя в почве в течение нескольких дней, но после этого обязательно верните их в естественную среду обитания. Эти маленькие черви являются основной частью нашей экосистемы, постоянно переваривают и компостируют и обогащают питательными веществами  почву, и, надеюсь, благодаря этому проекту даже самые маленькие дети оценят работу, которую они выполняют.

Вывод:

Как вы думаете, чем питаются черви? Как черви влияют на почву? Помогают или вредят? Как дышат черви? Какую роль играют черви в экосистеме почвы? Проверьте себя, найдя информацию в доступных источниках.

Проект «Экология червей»

В каждой экосистеме есть пищевые цепочки, в которых энергия от солнца переносится продуцентам, а затем потребителям. Пищевые цепочки можно собрать вместе – получится пищевая сеть, которая более точно показывает пищевые отношения внутри экосистемы.

Каждый раз, когда энергия передается от одного организма к другому, некоторая ее часть рассеивается в окружающую среду в виде тепла. Таким образом, пищевые цепочки также можно изобразить в виде трофических энергетических пирамид, в основании которых будут размещаться продуценты с наибольшим количеством энергии и представителей. По мере продвижения вверх по пищевой цепочке от первичных до вторичных и третичных потребителей, количество разновидностей и количество энергии будет уменьшаться.

В этом опыте мы определим, имеет ли экосистема, в которую входят беспозвоночные, такую же тенденцию. Для этого мы сравним количество травоядных и плотоядных насекомых, включая пауков. Мы соберем их и посчитаем, определив существование взаимосвязи между количеством и разнообразием.

Что нам понадобится:

• справочники по насекомым и паукам;
• метровая лента или палки;
• сачок (можно купить, одолжить или сделать самостоятельно);
• прозрачный контейнер, в который будут помещены беспозвоночные до их идентификации.

Ход эксперимента:

1. Подумайте над своей гипотезой. Как вы думаете, будет ли взаимосвязь между количеством видов насекомых и количеством видов пауков, которых вы найдете? Будет ли связь между общим количеством насекомых и видов?
2. Выберите место для эксперимента. Подойдет открытое поле, которое стояло нетронутым на протяжении года или около того. Время дня и года также важны для успеха. Лучше всего выбрать теплый день поздней весной, летом или ранней осенью. С помощью 10-метровой ленты отметьте первый участок. Возьмите сачок, опустите его на землю. Движением вперед-назад (как если бы вы подметали метлой), подметайте по траве и растительности. Постоянно двигайте сачком, чтобы насекомые не сбежали из него. Продолжайте мести, медленно идя вдоль правой стороны 10-метровой ленты. Когда вы дойдете до ее конца, медленно поверните и продолжайте идти с другой стороны. После того, как вы тщательно подметете обе стороны ленты, быстро вытряхните насекомых и пауков в подготовленный контейнер. Закройте его крышкой. Посмотрите на собранных членистоногих. Идентифицируйте их и подсчитайте количество каждого найденного вида. Запишите результаты в таблицу. Если вы не собрали достаточно насекомых с первого раза, попробуйте еще раз с большим усилием и энергией. Когда вы закончите записывать количество и виды найденных особей, верните их обратно в место их обитания.
3. Повторите эксперимент 5 раз в 5 разных местах в пределах экосистемы. Как только вы закончите сбор данных, с помощью справочников определите, к какому типу потребителей относятся все пойманные беспозвоночные. Запишите эту информацию в таблицу. Создайте гистограмму, чтобы показать количество каждого типа потребителей, найденных вами. Сравните результаты с вашей гипотезой, чтобы определить, нашли ли вы ожидаемую взаимосвязь между количеством и типом потребителей.

Вывод:

Подумайте над вопросами. Как меняется количество особей при переходе с одного трофического уровня на другой? Какой трофический уровень занимают травоядные насекомые? Какой трофический уровень занимают хищные насекомые и пауки? Влияет ли количество видов насекомых на количество видов пауков в экосистеме? Влияет ли общее количество насекомых на общее количество пауков?

Заключение

Польза дождевых червей для нашей планеты огромна. Их влияние на плодородие почвы невозможно переоценить. Также важна их способность перерабатывать отходы и защищать грунт от вредных веществ. Поэтому в исследованиях этих беспозвоночных может храниться ключ к разработке и внедрению новой системы очистки и защиты окружающей среды!