Исследовательская работа "Усики, усы, усищи"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №9» городского округа город Кумертау Республики Башкортостан Исследовательская работа «Усики, усы, усищи» Выполнила: ученица 2а класса МБОУ СОШ №9 ГО г. Кумертау Республики Башкортостан Данилова Елизавета Научный руководитель: 1 Наседкина Марина Николаевна 2014 г. Содержание Введение 3 Роль усов у различных групп животных                                                          1.  Усы  у млекопитающих, живущих на суше                                                   4 1.1. 1.2. Усы у водных животных                                                                                   6 1.3.  Усатые птицы                                                                                                    7 1.4. Усы в жизни рыб и ракообразных                                                                   8 1.5. Роль усов для насекомых                                                                                  9  Исследования роли усов в жизни животных 2.  Эксперимент учёных о роли усов у птиц                                                     11 2.1. 2.2. Эксперимент учёных о роли усов у тюленей                                               12 2.3. Эксперимент о роли усов у домашней кошки                                              13 Заключение                                                                                                                 14 Литература                                                                                                                   15 2 Введение        Многообразен мир усатых. Невозможно себе представить соседскую кошку без усов, или бабочку, которая села на яркий цветок. А как же будет выглядеть сом без усов? Он и на сома­то не будет похож!            Усики, усы, усищи есть у многих млекопитающих, и практически у всех насекомых. Они бывают длинные, иногда даже превышающие длину самого тела, и   короткие,   густые,   расположенные   по   всей   мордочке   животного,   образуя своеобразный нимб, и одиночные. Есть даже такие животные, у которых вообще всего один ус.       Даже Корней Иванович Чуковский не оставил без внимания такую важную часть, как усы: «Мы и сами усачи, можем мы и сами шевелить усами». В прошлом году мой дедушка отрастил усы. Я спросила его: «Дедушка, зачем тебе усы?» Он задумался, а потом ответил: «Не знаю, наверное, для красоты». Мне захотелось узнать, зачем усы всем животным, у которых они есть, может быть тоже для красоты?».  Чтобы   ответить   на   этот   вопрос,   мне   пришлось провести исследовательскую работу. Цель моей работы: выяснить роль усов в жизни животных. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:  изучить материалы о многообразии усатых животных;  исследовать область применения животными усов, при каких ситуациях  возникает необходимость использования усов;  рассмотреть различия между длиной и густотой усов у различных групп  животных; 3  выяснить, являются ли усы добавочным органом в дополнение к  имеющимся, либо усы заменяют один из органов, в связи с его  недоразвитостью или затруднением использования. Гипотеза исследования: усы у животных ­ это орган, который необходим для  жизни животного, а не для его украшения. Объект исследования: усы животных. Предмет исследования: применение животными своих усов. Методы исследования: наблюдение,  эксперимент, обзор научной информации из различных источников.      Работа предназначена для детей разных возрастов и их родителей, учителей  младших классов, учителей биологии, воспитателей детского сада. 1. Роль усов у различных групп животных 1.1. Усы  у млекопитающих, живущих на суше         Подавляющее большинство млекопитающих, и не только сильный пол, но и самки,   носят   усы.   Эти   длинные,   жесткие   волосы   выполняют   осязательную функцию.  или   вибрассы   (ед.   ч.:  лат. vibrissae,    У  млекопитающих усы  называютя вибр ссыии вибр сса;ии от лат. vibro — колеблюсь, извиваюсь;   в   обиходе — усы) —   длинные жёсткие волосы , выступающие   над   поверхностью     Главное предназначение   вибриссов   состоит   в   том,   чтобы   выполнять   роль   органа шёрстного   покрова.   осязания. Кроме того,   вибриссы в состоянии чувствовать не только твердые предметы, но и воздушные колебания.  4 Обычно вибриссы расположены группами на голове (около носа, около глаз, на   верхних   и   нижних   челюстях   и т. д.),   иногда   и   на   других   частях   тела   (у многих сумчатых,   например,   на лапах).   Вибриссы   у кошачьих расположены пучками около глаз. Очень похожи на типичные волосы, но толще и длиннее их в несколько раз. У   наших   домашних   кошек   вибриссы растут   на   верхней   челюсти   по   обе стороны носа, в нижней части подбородка и   над   глазами.   Роскошные   кошачьи   усы дают их обладателям возможность тонко анализировать   окружающую   среду. Каждый волос посылает в мозг информацию только в том случае, если его будут сгибать   в   определенном   направлении.   Анализируя   полученную   информацию, мозг   учитывает   характер   и   направление   движения   частей   тела   животного, снабженных вибриссами. Это позволяет получить исчерпывающую информацию о   том,   имеет   ли   дело   хозяин   усов   с   неподвижным   предметом   или   с   живым существом, каковы его размеры и вес.         Мышечная сумка у основания каждого чувствительного волоса позволяет кошке управлять движением усов. Наиболее подвижны те, что расположены на передней части морды животного. Кошка не всегда может сфокусировать взгляд на   предмете,   находящемся   прямо   перед   ней.   И   тогда   усы   помогают   ей, например, проверить добычу, зажатую в зубах, на признаки жизни. Поскольку кошка   является   преимущественно   ночным   охотником,   усы   жизненно необходимы ей для выживания.         Можно заметь, что у ночных хищников из семейства кошачьих вибриссы значительно   длиннее,   чем   у   тех,   которое   предпочитают   охотиться   днём. Например, у гепарда усы короче, чем у леопарда. Всё это свидетельствует о том, что усы входят в кошачью «систему ночного зрения».  5 Крысиная   мордочка   сплошь   усеяна   вибриссами.   Крысы,   ведущие   в   основном ночной   образ   жизни,   и   предпочитающие оставаться   в   затемнённых   местах   днём, ориентируются   в   основном   только   за   счёт этих   ярко   выраженных   органов   осязания. Большие   и   крепкие   усики,   расположенные   вокруг   мордочки,   обладают сплетением высокочувствительных нервов. Так, например, с их помощью крыса определяет,  в  состоянии  ли   она   пролезть   в  то   или   иное   отверстие.  Также   в кромешной тьме с помощью вибриссов животное легко обнаруживает то или иное препятствие и обходит его. Таким образом, крысам усы (вибриссы) служат в качестве инструмента обследования окружающей обстановки.        Отличные усы имеют норные животные. Большую часть жизни проводят в норе  песчанки.  У  нее  длина   туловища  которого   около  10  см,  нимб  из  усов, расположенных   вокруг   мордочки,   имеет   диаметр   более   10   см.   Волосы направлены слегка вперед, поэтому песчанка, странствуя в темноте, еще за 3 см от кончика носа почувствует, что уперлась в стенку.                          Крот, без крайней нужды вообще   не   появляющийся   на поверхности, наделен целым набором вибрисс.   Во   время   прогулок   по темным   подземельям   впереди   него шествует   боевое   охранение   – вибриссы,   осуществляя   разведку окружающего пространства 1.2. Усы у водных животных 6 Используют   вибриссы   и   водные   животные  –  выдры,  бобры,  тюлени,  морские котики, каланы.        Им   приходится   заглядывать   под коряги   и   камни,   ловить   добычу   в зарослях водных растений, хватать ее со   дна.   На   илистом   грунте   при малейшем   движении   поднимается облако   мути,   и   зрение   мгновенно делается   бесполезным.   Вынесение чувствительных рецепторов на морду и челюсти – рабочие аппараты хищника – облегчает выполнение целенаправленных движений при поимке добычи.        Зачем   усы   большим   китам? Большинство из них питается мелкими кальмарами,  рыбами   и   очень   мелкими ракообразными.   Между   тем   глаза   у кита расположены так, что он не видит своей   жертвы,   когда   она   находится   Это   «мертвое» совсем   близко. пространство,   и   информацию   отсюда   поставляет   в   мозг   лишь   осязательный аппарат вибрисс. Когда голова животного попадает в скопление криля и рачки начинают  беспрерывно  задевать   его  усы,  кит  знает, что  пора   открывать  рот. Чувствительность вибрисс феноменальна. К каждой волосяной сумке подходит от 400 до 10000 нервных волокон – гораздо больше, чем телефонных проводов, соединяющих   Москву   с   Санкт­Петербургом.   Невольно   почувствуешь прикосновение самого маленького рачка, самой крохотной козявки.        Некоторые акулы, живущие на дне моря, находят еду при помощи осязания. У них  на  носу  есть «пенечки» ­ особые   выросты  кожи, которые  называются усиками,   или   щупиками.   С   их   помощью   акулы   отыскивают   добычу, 7 спрятавшуюся   в   песке.   Усики   покрыты   мелкими   вкусовыми   почками,   с помощью которых акулы могут оценить вкус своей жертвы, как только они ее обнаружат. Так они определяют, съедобна ли добыча. 1.3. Усатые птицы Усатая   синица   обитает   в   пространных плавнях.   Численность   популяции подвержена   сильным   колебаниям.   Основное   распространение   на   побережьях Северного и Балтийского   моря,   а   также   в Австрии.   Суровыми   зимами случается,   что   на   севере   вымирают   все   популяции.   Осиротевшие  жизненные пространства   снова   заселяются   тогда   мигрирующими   усатыми   синицами.   В России встречается от западных границ до Забайкалья   Её   длина   составляет   от   14   до   15,5 см. Оперение   светлое   жёлто­коричневое. Половозрелый   самец   имеет   светлую голубовато­серую   окраску   головы   с длинной   чёрной   «бородой»   и   белым горлом.   Перья   хвоста   снизу   белые.   У половозрелой   самки   голова   напротив бежево­коричневого цвета без чёрной «бороды». Горло грязно­белого, а перья хвоста снизу бежевого цвета. Летом эти птицы питаются насекомыми и пауками, а зимой семенами растений.      Крачка­инка   –   одна   из   самых интересных птиц в мире. Интересна она, как можно уже заметить, тем, что у нее есть   превосходные   усы.   Эта   птица   обитает   Тихоокеанского побережья   от   северного   Перу   до вдоль центральной   части   Чили.   Ее   можно 8 легко   узнать   по   темно­серому   телу,   красно­оранжевому   клюву   и   лапкам   и, конечно же, восхитительным белым усам.  Но они у нее только для красоты. 1.4. Усы в жизни рыб и ракообразных              Учеными на протяжении длительного времени выдвигаются различные гипотезы   относительно   назначения   усов   у   самцов   некоторых   видов   рыб. Предполагают, что «усы» ­ средство охоты, так как напоминают личинок, и их наличие   вводит   в   заблуждение   рыб,   на   которых   можно   охотиться.  Бытует мнение, что «рыбьи усы» выступают в качестве дополнительного органа осязания. Сом   использует   усы   для   добычи   пищи.   Он   залегает   на   дно   и претворяется недвижимым камнем, а в это время его усы усиленно двигаются, как бы эмитирую поток червячков, которые любят другие рыбы. Как только они подплывают, сом быстро открывает рот и схватывает добычу.           лангуста   Интересной   особенностью     щетинки, являются расположенные у основания усов. Ими животное   водит   по   специальным отросткам   на   голове,   на   подобии смычка   скрипки.   Звук,   который получается во время игры, служит для отпугивания потенциальных   хищников. Некоторые ученые, однако, предполагают, что эти звуки адресованы для других лангустов.  1.5. Роль усов для насекомых        Все знают, что насекомые никогда не пребывают в состоянии полного покоя, а   пытаются   улучить   любую   свободную   секунду,   чтобы   быстро   и   тщательно почистить   свои   усики.   Группа   ученых   из   Университета   Северной   Каролины провели исследование американского таракана. В результате их исследования 9 выяснилось, что методичная чистка усиков необходима насекомым не только для того, чтобы удалять с антенн внешние загрязнители, но и для регуляции сенсорной чувствительности.               Главный   исследовательский инструмент   тараканов   —   усы.   Под микроскопом   видно,  что   они   состоят   из множества   члеников   с   крошечными   которых   торчат отверстиями,   из тонюсенькие   осязательные   щетинки.  Под основанием щетинок расположена нервная клетка. Она и сигнализирует о соприкосновении. Щетинки разбросаны по телу: благодаря им существо  с твердым наружным покровом осязает окружающий мир. А вот усами насекомое не только щупает — они рассказывают ему и о запахах, так что усы это еще и нос. Усы нужны и для установления контактов — тараканы здороваются антеннами. Усач ,ии или дровос киеи  (лат. Cerambycidae) — разветвлённое   и   многочисленное (пятое по количеству видов) семейство жуков (   Coleoptera).   Одним   из   наиболее характерных и отличительных, хотя и условных,   признаков   представителей семейства   длинные являются   сегментированные усы, часто значительно превышающие длину тела, иногда в 2 —3, и даже в 4—5 раз[1]. Усы им нужны для привлечения самки. 10 Усы кузнечика значительно длиннее, чем саранчи. Они имеют огромное значение   в   жизни   этого   насекомого.  С   помощью   усов   кузнечик   с   легкостью ориентируется в пространстве, а также нащупывает свою добычу. Усы саранчи не несут никакой смысловой нагрузки, а значит, кроме декоративного, не имеют никакого   значения.   Поэтому,   небольшая   их   длина   никак   не   влияет   на организацию жизнедеятельности саранчи.   На   теменной   части   головы   бабочки находится   пара   усиков   (антенн).   Усики бабочки   являются   важными   сенсорными органами.   Они   помогают   распознавать запахи,   а   также   балансировать   при полете.   Бабочки   используют   усики   для обнаружения   цветков,   в   которых содержится нектар, а также для поиска     пары.              Без   усиков   бабочка   жить   не  сможет.  Ими   воспринимаются   различные сигналы из окружающей среды. Усиками бабочка воспринимает также вибрацию и колебания воздуха, получая информацию об опасности. С их помощью она сохраняет равновесие в полёте. Антенны «работают» и как радарное устройство, позволяя в полете  огибать различные препятствия, свободно порхать даже в густых   зарослях.   Экспериментально   установлено,   что   без   усиков   бабочка фактически   «слепнет»:   налетает   на   все   предметы,   превращая   свои   крылья   в лохмотья.   У  пчел   усики   ещё   называют   антеннами.  На них расположены органы осязания и обоняния. Один усик рабочей пчелы имеет 8408 органов осязания.   Чувствительные   поры   на   усиках служат   также   органами   обоняния.   Поэтому эти живые антенны пчёлы всегда содержат в 11 чистоте с помощью приспособлений на передних ножках. Обоняние позволяет пчеле безошибочно находить нужные запахи нектара и пыльцы среди многих других запахов. Это доказано многочисленными опытами учёных. 2. Исследования роли усов в жизни животных 2.1. Эксперимент учёных о роли усов у птиц     Усатая   конюга     –   морская   птица   семейства   чистиковых   –   обитает   на Алеутских   и   Курильских   островах.   В   расщелинах   она   откладывает   яйца   и скрывается днем, а по ночам выходит из укрытий.      Канадские исследователи из Университета Сент­Джонз  обнаружили, что видоизмененные длинные перья на   голове   усатой   конюги   играют   роль   осязательных   органов,   аналогичных «усам» (вибриссам) кошек.            Исследователи поймали 99 птиц и поместили их в деревянный лабиринт, напоминающий систему природных расщелин, в которых конюги откладывают яйца.   Ученые   наблюдали   за   их   поведением   с   помощью   инфракрасной видеокамеры.  Птиц   пропускали   через   лабиринт трижды   –   с   повязкой,   прижимающей «усы» к голове, с повязкой на голове, но   свободными   «усами»,   а   также полностью   свободными   от   каких­либо ограничений.   Оказалось,   что   птицы   с завязанными  «усами»   в   два   раза   чаще стукались головой о стенки, чем со свободными длинными перьями       Вывод:  это первый доказанный случай существования у птиц специального оперения   (усов),   играющего   роль   тактильного   органа,   необходимого   для жизнедеятельности пернатых. 12 2.2. Эксперимент учёных о роли усов у тюленей        Усы у тюленей ­ помогают им не только выслеживать добычу на приличном расстоянии,   но   и   определять   ее   размер,   выяснили   исследователи   из университета Манчестера.  Они могут приблизить морду к объекту и   по   количеству   приходящих   с   ним   в контакт усиков определить, большой ли   или   маленький. это   предмет Исследование   также   показало,   как быстро тюлени способны оценить размер добычи.   "Мы   обнаружили,   что   они делают это чрезвычайно быстро ­ все решения они принимают меньше чем за полсекунды",   ­   отмечает   доктор   Робин   Грант,   изучавшая   поведение   двух дрессированных тюленей.       Во время исследования на тюленей надели специальные маски и наушники, дабы ограничить органы зрения и слуха и вынудить использовать только усы в ходе   эксперимента,  в  котором   они   должны   были   ощутить   два   различных   по размеру диска. Ученые хотели выяснить, смогут ли тюлени определить разницу в размерах, зная заранее, что за "правильный ответ" их ожидает вознаграждение в виде рыбки. Тюлени должны были ткнуться носом в "правильный диск".         Оба справились безошибочно, причем определить размер дисков они смогли, задействовав лишь самые короткие и плотно растущие усы на мордах, а не все "бакенбарды".   Это   позволило   исследователям   сделать  вывод:  тюлени определяют размер предметов с помощью усов. 2.2. Эксперимент о роли усов у домашней кошки                У наших домашних кошек вибриссы растут на верхней челюсти по обе стороны носа, в нижней части подбородка и над глазами. Роскошные кошачьи 13 усы дают их обладателям возможность тонко анализировать окружающую среду. Мы решили провести эксперимент о роли усов в жизни кошки. Моя бабушка живёт в деревянном доме, рядом находится небольшой сарай. У бабушки есть две кошки. Одна из них, кошка Масяня, почти каждую ночь приносила мышей из сарая.  Мы надели Масяне на голову повязку, прижимающую   усы   к   голове.   Кошке это   не   понравилось,   она   сердилась, отказывалась от еды. На второй день она   привыкла   к   повязке,   стала   есть. Ночью, как обычно, она отправлялась в сарай, но прошло три ночи, а мышку Масяня не поймала. На четвёртую ночь мы отправились за кошкой. Понаблюдав за ней, мы заметили, что Масяня неуверенно бродила по сараю, близко к стенам не подходила, за мышами не охотилась. Конечно, кошка не умерла бы от голода, ведь она ела молоко и колбасу, но если бы она питалась только мышами, ей было бы трудно выжить. Вывод:  этот эксперимент доказывает, что кошка ежедневно использует свои усы, и они для неё жизненно необходимы. Заключение        Исследовав большое количество информации об усиках, усах, усищах, мы узнали, что усы выполняют роль органов осязания – касаясь усами, хозяин усов получает исчерпывающую информацию о том, что перед ним ­  неподвижный ли предмет или  живое существо, каковы его размеры и вес.       Необходимость усов не вызывает сомнений, особенно там, где не помогает зрение.   Кошки,   преимущественно   охотящиеся   ночью,   да   еще   и   в   густых 14 зарослях, или например,   водные животные – выдры, бобры, тюлени, морские котики, каланы, им приходится заглядывать под коряги и камни, ловить добычу в зарослях водных растений, хватать ее со дна.           Глаза у кита расположены так, что он не видит своей жертвы, когда она находится совсем близко, здесь и помогают усы. Акулы с помощью усов узнают вкус жертвы, определяя, съедобна она или нет. Усы могут служить средством охоты, например у некоторых видов рыб. А еще они нужны для привлечения внимания особей женского пола в брачный период. Усы в состоянии чувствовать воздушные и водные колебания.       Усики насекомым также необходимы и важны. Они выполняют роль органов осязания   и   обоняния,   с   их   же   помощью,   например,     насекомое   получает представление о температуре и влажности окружающего пространства. Усики работают как радарное устройство, помогают балансировать при полете. С их помощью они общаются, и некоторые даже дышат.               Считаем,   что     наша   гипотеза   полностью   подтвердилась:   усы   играют огромную и очень важную роль в жизни животных, и они вовсе не являются только   предметом   красоты,   хотя   с   усами   животные   выглядят   гораздо привлекательнее.   Поэтому   рекомендуем   детям,   у   которых   есть   домашние питомцы, бережно относиться к усам наших меньших братьев и не делать им стрижку. Литература 1. Краткий справочник школьника. 5­11 кл. / Е. П. Новикова и др. – М.: Филологическое общество «Слово»: ОЛМА­ПРЕСС Образование, 2003. 2. Моя первая книга о природе. Перевод с английского С. Ильина, «АСТ­ ПРЕСС», 1996. 15 3. Энциклопедия   животных.  Перевод   с  английского   М.  Авдониной.    ЗАО Изд­во ЭКСМО­Пресс, 1999. 4. Я познаю мир: Дет. Энцикл.: Животные/ Сост. П. Р. Ляхов; Под общ. Ред. О. Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ­ЛТД», 1997. 5. superphotos.ru/zhivotnye/lvy­i­tigry.html 6. foto­zverey.ru/bolshie­koshki.htm 7. mirkartinok.com/nasekomye.html 8. katyaburg.ru/razdely/zabavnye­zhivotnye/nasekomye­foto­i­video 9. www.photosight.ru/photos/category/65/     16