Dołącz do czytelników
Brak wyników

Pomysł na lekcję

12 września 2019

NR 35 (Wrzesień 2019)

Rozwielitki wobec zagrożenia – szkolne badania behawioru

0 55

Jak środowisko wpływa na zachowania niewielkich zwierząt? To problem biologiczny, który warto podjąć z uczniami w formie projektu badawczego. Połów bezkręgowców w terenie i dalsze obcowanie z nimi w klasie dają uczniom odrobinę nieodzownego kontaktu z naturą, którego dzieci doświadczają dzisiaj coraz mniej. Hodowla zwierząt uczy odpowiedzialności i współdziałania w zespole. Wreszcie, badania behawioralne pozwalają przeprowadzić nieinwazyjne manipulacje środowiskiem życia zwierzęcia i poznać smak prawdziwego eksperymentu oraz odkrywania świata z użyciem metody badawczej.
 

Zachowanie i fizjologia zwierzęcia tak jak jego morfologia czy historia życia to cechy kształtowane w wyniku interakcji genów i środowiska. Genów, w jakie wyposażony jest dany osobnik, i środowiska, z jakim dane jest mu się mierzyć. W ramach projektu „Szkoła bliżej nauki” w dziesięciu mazowieckich szkołach realizowano projekt badawczy „Środowisko czyni zwierzę” – jego podstawowym celem badawczym było odpowiedzenie na pytanie, w jaki sposób środowisko kształtuje zachowania zwierząt. Celem całego projektu edukacyjnego było wprowadzenie do szkół elementów metody badawczej, dlatego uczniowie przeszli przez wszystkie etapy tej metody: pozyskanie materiału do badań, przeprowadzenie wstępnych obserwacji, postawienie pytań i hipotez, zaplanowanie eksperymentu, przeprowadzenie testów, analizę danych i wreszcie prezentację uzyskanych wyników. Kolejne działania projektowe wprowadzały uczniów w następny etap badań.

1 Połowy – pozyskanie zwierząt i ocena różnorodności biologicznej


Zwierzętami objętymi badaniami były rozwielitki, czyli dafnie (ryc. 1) – drobne i niemal przezroczyste, ale wciąż dobrze widoczne gołym okiem skorupiaki. Liczne ­populacje ­rozwielitek żyją w jeziorach, starorzeczach i stawach, ale też – co ważne dla szkolnego projektu – w przydrożnych czy śródpolnych drobnych zbiornikach wodnych oraz śródmiejskich sadzawkach, nawet tych o wybetonowanym dnie. Próby zwierząt pobierano albo zaczerpując wodę ze zbiornika wiadrem i z niego wyławiając sitkami zwierzęta, albo cedząc wodę bezpośrednio ze zbiornika za pomocą przytwierdzonych do długiego kija dużego sitka o drobnych oczkach lub rozpiętej na ramce pończochy. Tak schwytane zwierzęta przekładano do białych kuwet lub innych naczyń z wodą i wyławiano pipetą. Rozwielitki złowiono między innymi w Warszawie w małym stawie na Polu Mokotowskim, w Jeziorku Czerniakowskim i oczku wodnym w Lesie Sobieskiego w Wesołej, a także w jeziorze Torfy w Karczewie koło Otwocka i w stawach Glinianki w Zielonce.

Ryc. 1. Samica rozwielitki z widocznymi jajami natychmiastowego rozwoju w komorze lęgowej oraz przewodem pokarmowym wypełnionym zielonymi glonami. Rozmazany obszar przed nim to komora z poruszającymi się szybko odnóżami filtracyjnymi. Rys. Małgorzata Jaczewska z klasy 6d z SP nr 12 w Otwocku


Wycieczka w teren była okazją do przeprowadzenia zajęć dotyczących różnorodności biologicznej. Z pomocą nauczycieli oraz uproszczonego graficznego klucza dychotomicznego1 uczniowie oznaczyli złowione zwierzęta, znajdując, zależnie od zbiornika oraz miejsca i czasu poboru prób: zwierzęta planktonowe (rozwielitki lub inne wioślarki oraz oczliki lub inne widłonogi) i przedstawicieli fauny dennej i naroślinnej (ślimaki – wśród nich zatoczki i błotniarki, skąposzczety, pijawki, ośliczki, pająki topiki, larwy muchówek – wśród nich larwy komarów, a też larwy ważek i innych owadów, dorosłe pluskwiaki oraz kijanki). Zaobserwowali też obecność innych zwierząt na wodzie lub nad wodą. Niektórzy zabrali próbki wody do szkoły i, używając mikroskopu, rozpoznali drobniejsze organizmy jak okrzemki czy pantofelki.

2 Hodowla i obserwacje wstępne


Rozwielitki hodowano w słojach wypełnionych odpowiednio przygotowaną wodą kranową. Zwierzęta miały się tym lepiej, im dłużej odstana i napowietrzana była woda – nawet ponad tydzień. Korzystne okazało się też rzadkie wymienianie wody – nie częściej niż raz w tygodniu. Rozwielitki wyławiane były wtedy pipetą lub delikatnie odcedzane przez sitko lub gazę. 

Jak hodować rozwielitki – ze szkolnego doświadczenia:
  • w dużych słojach (3–4 l) albo w małym akwarium
  • trzymać na oknie na słońcu, pozwolić ściankom słoika porosnąć glonem
  • nie przenosić i nie odcedzać całej hodowli częściej niż 2–4 razy 
  • w miesiącu – zbyt częste odcedzanie powoduje dużą śmiertelność
  • można odcedzać zwierzęta przy pomocy małego sitka plastikowego, ale lepsza jest mała siatka akwarystyczna o bardzo drobnych oczkach – więcej zwierząt przeżywa
  • przecedzać zwierzęta delikatnie i ostrożnie – nad naczyniem wypełnionym wodą (!) odwrócić sitko i delikatnie je spłukać wolnym strumieniem lub delikatnie przełożyć siatkę ze zwierzętami na lewą stronę i zanurzyć w wodzie, nie zanurzając ramki
  • nie zmieniać zbyt często wody albo odświeżać ją tylko: odlewać część przez sitko, dolewać najlepiej wody ze zbiornika naturalnego albo napowietrzonej wody kranowej 
  • jeśli nie ma dostępu do wody ze stawu lub jeziora, tydzień napowietrzać wodę z kranu 
  • lepsza od kranówki szkolnej kilka razy okazała się kranówka z bloku
  • trzymać w temperaturze pokojowej, nie za wysokiej i nie za niskiej
  • najlepiej zaplanować eksperymenty na wiosnę – pod koniec kwietnia, a na pewno w maju, kiedy rozwielitki już są w drobnych zbiornikach: Czy to długość dnia, czy inne czynniki sprawiły, że po jesienno-zimowych trudach hodowlanych, to wiosną szkolne populacje rozwielitek rosły jak na drożdżach?
  • warto zostawić część jeziornej wody z osadem i trzymać w chłodzie – z trzymanego w ok. 15°C osadu z wodą z Jeziorka Czerniakowskiego jeszcze po tygodniach wykluwały się z jaj przetrwalnych nowe rozwielitki

Niektórzy karmili rozwielitki zawiesiną uzyskaną przez rozprowadzenie małego skrawka kostki świeżych drożdży piekarskich w szklaneczce uzdatnionej wody. Kilka kropli tak przygotowanej zawiesiny od razu zakraplano do słoika z rozwielitkami – w tak dobranej eksperymentalnie ilości, by woda w słoiku nie stawała się mętna. Inni karmili rozwielitki jednokomórkowymi glonami – zawiesiną zielenicy z rodzaju Acutodesmus regularnie otrzymywaną z Zakładu Hydrobiologii Uniwersytetu Warszawskiego i trzymaną w lodówce nie dłużej niż dwa tygodnie.Uczniowie pełnili dyżury, karmiąc rozwielitki codziennie, z wyjątkiem sobót i niedziel. Podczas dyżuru prowadzili wstępne, trwające kilka minut obserwacje zachowań zwierząt, które zapisywali wraz z wykonanymi czynnościami w dzienniku hodowli i obserwacji. 

Z dzienników obserwacji:
  • „Pływają przy ściance, z góry na dół”; „Szybko pływają”; „Jest mały i podskakują mu te czułki”; „Daphnia wygląda, jakby skakała”; „Rozwielitki ruszają się bardzo energicznie i prawie w ogóle się nie zatrzymują”; „Poruszają się jak pingwinki i nie wiedzą, co się dzieje”; „Wygląda, jakby unikały kontaktu z innym osobnikiem oraz naszego wzroku”; „Rozwielitki poruszają się w losowych kierunkach. Nie da się przewidzieć, w którym kierunku będą się poruszać”. Uczniowie SP 1 w Kobyłce
  • „Poznają nowe terytorium, zauważyłem też, że oblizują ścianki z roztworu drożdży”; „Robi to samo co inne, czyli kręci się w kółko”; „Szybko pływa, co jakiś czas się zatrzymuje”; „Po wlaniu jedzenia popłynęły do góry, a tak to są ciągle na dole”; „Niestety dzisiaj zdechła jedna z rozwielitek. Pozostałe zabrały się za jedzenie”; „Poobserwowałem dzisiaj największą rozwielitkę. Zrobiła rundę dookoła naczynia i popłynęła do góry”. Uczniowie SP 12 w Otwocku
  •  „Boi się, chowa się na dnie”; „Rozwielitki działają razem, trzymają się siebie”; „Matka pływa na luzaka od połowy w dół zbiornika”; „Porusza się swobodnie, pływa po całym słoiku”; „Odsunęły się ode mnie, pływają pionowo, bardzo ruchliwe i widoczne”; „Rozwielitki są odważne i cały czas próbują płynąć do góry, ale mają za mało siły”; „Latające małe stworzenia”; „Jak one się poruszają, to albo bardzo szybko płyną, albo podskakują”. Uczniowie SP 103 w Warszawie

 

3 Pytania, hipotezy i planowanie eksperymentów


Gdy uczniowie zapoznali się ze zwierzętami, sięgając do różnych dostępnych źródeł oraz prowadząc samodzielnie obserwacje, przyszedł czas na postawienie pytań. Podczas wstępnej burzy mózgów uczniowie odpowiedzieli na pytania o to, czego najciekawszego dowiedzieli się o rozwielitkach i co sami zaobserwowali. Podczas kolejnej burzy mózgów postawili pytania, na które chcieliby znaleźć odpowiedź. Spośród nich wybrano te, które stały się pytaniami badawczymi lub na podstawie których sformułowano ostateczne pytania badawcze. Następnym krokiem było wspólne zastanowienie się nad możliwymi odpowiedziami i wreszcie postawienie hipotez badawczych, które miały zostać przetestowane. 

Wstępny harmonogram projektu zakładał na tym etapie możliwość nakierowania uwagi uczniów na problem zagrożenia ze strony drapieżnictwa i behawioralne reakcje obronne rozwielitek – realizację badań według zaproponowanego wcześniej planu. Niektórzy nauczyciele zrealizowali projekt w ten sposób, niektórzy w całości podążyli za pytaniami postawionymi przez uczniów. Nauczyciele przygotowali plan eksperymentów umożliwiających przetestowanie postawionych przez uczniów hipotez sami z uczniami lub z pomocą zaangażowanego w projekt naukowca.
 

Pytania i idee zawarte w hipotezach postawionych przez uczniów klas 6c i 6d z SP nr 1 w Kobyłce po lekcjach wstępnych i obserwacjach, podczas burzy mózgów w grupach:
  • Pytanie 1: Dlaczego rozwielitki mają przezroczystą krew? 
  • Hipoteza: Żeby drapieżca ich nie widział. 
  • Pytanie 2: Jak rozwielitki reagują na obecność drapieżnika? 
  • Hipoteza: Uciekają lub chowają się. 
  • Pytanie 3: Jaki jest z nich pożytek? 
  • Hipoteza: Bardziej przezroczysta woda. 
  • Pytanie 4: Dlaczego tak szybko umierają? 
  • Hipoteza: Z powodu złego pokarmu lub wody. 
  • Pytanie 5: Jak wyczuwają obecność drapieżnika? 
  • Hipoteza 1: Węchowo. 
  • Hipoteza 2: Wyczuwają ruch wody. 
  • Pytanie 6: Jak ich sposób poruszania zmienia się w odpowiedzi na obecność drapieżnika? 
  • Hipoteza: Pływają wolniej/szybciej. 
  • Pytanie 7: Dlaczego umarły po zmianie wody? 
  • Hipoteza: Była za krótko napowietrzona. 
  • Pytanie 8: Dlaczego badamy je w szkole? 
  • Hipoteza: W domu trudniej.

 

Wybrane hipotezy testowane w szkołach
  • Najkorzystniejsza dla wzrostu populacji rozwielitek jest umiarkowana ilość pokarmu
  • Ograniczenie ilości pokarmu prowadzi do zmiany aktywności rozwielitek 
  • Temperatura wpływa na tempo bicia serca rozwielitek
  • Niska temperatura powoduje wymieranie/wolny rozród rozwielitek
  • Rozwielitki reagują na światło i płyną w jego stronę
  • Zapach drapieżnika wpływa na reakcję rozwielitek na światło
  • Zapach drapieżnika wpływa na reakcję rozwielitek na sól i cukier w wodzie
  • Rozwielitki pływają blisko ścianek naczynia, ukrywając się przed drapieżnikiem
  • Rozwielitki robią fikołki, uciekając przed drapieżnikiem

 

4 Ekspozycja zwierząt – zabieg i kontrola


Zaproponowanym i najczęściej badanym czynnikiem środowiskowym była obecność drapieżnika – w sposób istotny kształtująca dynamikę populacji ofiar w warunkach naturalnych. Ponieważ celem nie było uzyskanie śmiertelności zwierząt, a wywołanie obronnej reakcji behawioralnej, obecność ta była symulowana przez przełożenie zwierząt do wody, w której wcześniej, przynajmniej przez 24 godziny, przebywał drapieżnik. Taka woda zawiera chemiczną informację o jego obecności (kairomon). W niektórych grupach była nim pożyczona ze szkolnego lub domowego akwarium ryba, w innych wykorzystano zakupione w sklepie akwarystycznym żywe larwy muchówki – wodzienia, tzw. szklarki. Niektórzy hodowali eksponowane zwierzęta w wodzie po drapieżniku przez tydzień. Inni zakraplali do naczynia z rozwielitkami kilka kropel takiej wody, jednak uzyskane w ten sposób stężenie kairomonu jest niewielkie i można mieć wątpliwość, czy wywoła reakcję potencjalnej ofiary.

W zależności od postawionych pytań i hipotez zwierzęta eksponowano na różne czynniki środowiskowe: ograniczono ilość podawanego pokarmu, utrzymywano wyższą lub niższą temperaturę wody, zmieniano kierunek padania światła lub rozpuszczano w wodzie związki osmotycznie czynne – sól lub cukier. Niezależnie od rodzaju ekspozycji zawsze część zwierząt pozostawała w warunkach kontr...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy