9. Тема: Как вы думаете, можно ли назвать перелеты птиц приспособлением к сезонным изменениям условий среды?
Задача: Понять причину, почему птицы совершают перелеты в зависимости от времени года.
Гипотеза: Перелеты птиц связаны с давно установившимися сезонными чередованиями условий существования. Совершают перелеты и птицы, живущие в тропических частях земного шара.
План действий:
1) Прочитай и рассмотри помогалку №1.
2) Прочитай и ответь на вопрос №1 и №2.
3) Прочитай помогалку №2.
4) Прочитай и ответь на вопрос №3.
5) Сделай и запиши вывод
Помогалка №1
В зависимости от того, как птицы перемещениями реагируют на времена года, среди них выделяют три основные группы. Это оседлые, кочующие и перелетные птицы.
Оседлые птицы весь год живут в одной и той же местности. В конце лета некоторые из них делают маленькие запасы на зиму. Сойки прячут орехи и желуди в ямки и мох на поверхности земли или в дупла. Синицы и поползни запасают семена и насекомых, засовывая их в трещины коры и среди лишайников на ветвях деревьев. Запасами они питаются зимой и весной, когда корма мало.
Кочующие птицы.
Нередко птицы, соединяясь в небольшие стайки, постепенно откочевывают к югу. Так поступают, например, грачи или снегири, которые выискивают малоснежные или богатые ягодами и другими кормами районы, не имея определенных постоянных мест зимовок.
Перелетные птицы осенью отлетают из холодных и умеренных областей, устремляясь в теплые страны, где проводят зиму. Собравшись в стаи, они летят сотнями и тысячами: одни - днем, другие - ночью. В пути птицы кормятся, отдыхают и летят дальше до привычного постоянного места зимовки.
Часть перелетных птиц покидает районы гнездования поздней осенью, когда им уже нельзя кормиться на родине. Например, многие утки и лебеди улетают не ранее, чем начнут замерзать водоемы - основные места их кормежки.
Другие перелетные птицы, например соловьи, иволги, стрижи, отправляются на зимовки рано - уже в конце лета, хотя погода на местах гнездования теплая и пищи для них достаточно.
Во время перелетов птицы придерживаются постоянных путей, по которым они каждый год следуют на зимовку, а весной возвращаются обратно, чтобы вывести птенцов на родине.
Способы изучения перелетов.
Чтобы узнать, где именно птицы зимуют, им надевают на ногу легкое колечко с номером и выпускают на свободу. В книгу записывают название вида окольцованной птицы, номер кольца, дату и место кольцевания. На кольцах СССР выбита надпись "Москва" и номер кольца. Если окольцованную птицу ловят, то снимают кольцо и пересылают его в указанный на кольце город, сообщая, где и когда птица была добыта.
С помощью кольцевания стало известно, что деревенские и городские ласточки из европейской части СССР зимуют в Африке, долетая до ее юга, а также в Индии. Европейские белые аисты проводят зиму в Тропической и Южной Африке. Наши соловьи зимуют в Южной Нигерии и в бассейне реки Замбези (Юго-Восточная Африка).
Помогалка №2
Опытами установлено, что для живущих в клетках перелетных птиц осенью наступает период сильного беспокойства. Изучение поведения птиц показывает, что осенью они стремятся вылететь в том направлении, где расположены их постоянные зимовки. Через несколько недель они успокаиваются. Сопоставив сроки беспокойства клеточных птиц с поведением тех же видов на свободе, удалось установить, что для вольных птиц этот срок соответствует периоду их осеннего перелета.
Ученые полагают, что перелеты птиц связаны с давно установившимися сезонными чередованиями условий существования. Совершают перелеты и птицы, живущие в тропических частях земного шара.
Из века в век многие птицы улетают из районов, подвергающихся ежегодной засухе или ливневым дождям. У птиц, поселившихся в северных и умеренных областях, перелеты к местам, где они вывелись, позволяют использовать для гнездования наиболее теплый период года, благоприятный для выкармливания и воспитания птенцов.
Как правило, стремление птиц весной к родным местам связано с проявлением инстинкта размножения. Осенний перелет обусловлен уменьшением количества привычной пищи, укорочением светлого времени суток - такие явления служат заранее сигналом к отлету с мест будущей бескормицы. Таким образом, сезонные перелеты - это одно из инстинктивных действий птиц, и возникли они несколько миллионов лет назад под влиянием смены сезонов.
Способы ориентирования птиц во время перелетов. Каким образом находят птицы дорогу на зимовку и обратно? Здесь частично играет роль зрительная память и способность ориентироваться по солнцу. Но многие дневные птицы совершают перелет ночью, а днем кормятся. Специальные опыты в планетариях показали, что птицы способны ориентироваться по звездам. Некоторые птицы, по-видимому, способны воспринимать изменения магнитного поля Земли. Однако полностью вопросы ориентации птиц еще не разрешены
Вопрос № 1
Для чего кольцуют птиц?
Ответ№1 Чтобы узнать, где именно птицы зимуют, им надевают на ногу легкое колечко с номером и выпускают на свободу. В книгу записывают название вида окольцованной птицы, номер кольца, дату и место кольцевания.
Вопрос № 2
Чем вызваны сезонные перелеты птиц?
Ответ№2 Как правило, стремление птиц весной к родным местам связано с проявлением инстинкта размножения. Осенний перелет обусловлен уменьшением количества привычной пищи, укорочением светлого времени суток - такие явления служат заранее сигналом к отлету с мест будущей бескормицы. Таким образом, сезонные перелеты - это одно из инстинктивных действий птиц, и возникли они несколько миллионов лет назад под влиянием смены сезонов.
10. Тема: Каждую осень перелетные птицы улетают на зимовку в теплые края. Весной возвращаются назад. Предположите гипотезы, какими способами они ориентируются в полете днем и ночью, в ясную и облачную погод
Задача: Узнать способы ориентирования птиц при совершении перелетов.
Гипотеза: У птиц есть внутренние механизмы, которые напоминают наш компас, при помощи которого они ориентируются при перелете.
План действий:
1) Прочитай помогалку №1.
2) Прочитай и ответь на вопрос №1.
3) Прочитай помогалку №2.
4) Прочитай и ответь на вопрос №2.
5) Сделай и запиши вывод.
Помогалка №1
Основная причина миграции птиц и других животных, которые мигрируют на сотни и тысячи километров, это адаптация к эксплуатации сезонных ресурсов. Главная причина миграций, точнее, глобальная причина миграций - это сезонность климата на Земле. Если у вас есть богатый ресурс в умеренной зоне или в высоких широтах, который можно эксплуатировать - это могут быть фрукты, насекомые, зелёная масса, что угодно, некая биомасса, которая может жить летом - это хорошо. Там, где нельзя выжить зимой, соответственно, адаптацией для жизни в таких широтах является появление там на тот сезон, когда там есть обильный ресурс.
Люди давно заметили, что есть птицы, которые присутствуют в умеренных широтах, только летом. Их нет зимой. Все любят рассказывать, любая лекция об изучении миграции птиц начинается с того, что Аристотель полагал, что ласточки зимуют на морском дне, более того, так полагал не только Аристотель, но и Карл Линней. Ещё во время Карла Линнея замечали, что ласточки осенью собираются в тростниках на берегах водоёмов.
Они действительно собираются там на ночёвки во время перелётов, и довольно логично ученые предполагали, что они потом прячутся в ил, а весной из этого ила вылезают. Но потом выяснилось, что это не так. Естественно, первой причиной была эпоха великих географических открытий, когда европейцы стали посещать Африку и обнаруживать там привычных птиц, во всяком случае, ласточек и аистов, зимой. Потом, когда они стали там проводить какое-то время, стали замечать, что, скажем, аисты есть в Европе летом, но их нет зимой, зато в Африке они есть зимой, и их нет европейским летом. Это навело на мысль, что, возможно, это те же самые аисты - физически те же самые особи: аисты, ласточки, ещё какие-то другие птицы, хорошо узнаваемые. А решающий шаг был сделан в самом-самом конце XIX -- начале XX века, когда стали индивидуально метить птиц с помощью кольцевания, и тогда было уже показано, не в качестве предположений, пусть даже логичных и обоснованных, а уже непосредственно показано, что та же самая особь может перемещаться из Европы в Африку, например. Естественно, все эти исследования велись вначале в основном там, где были учёные в современном смысле этого слова - в Европе, и потом в Северной Америке.
Помогалка №2
Птицы способны находить районы, в которых они никогда не были, специфические для данной популяции. Они в состоянии лететь на тысячи километров, а потом они в состоянии вернуться. Когда стали кольцевать птиц, обнаружили, что заведомо перелётные птицы, которые зимой в наших широтах совершенно точно отсутствуют, на следующий год обнаруживаются в том же самом районе, где их окольцевали в прошлом году.
Как птицы находят дорогу, перелетая чуть ли не половину земного шара? Причем часть пути пролегает над океаном, где нет никаких ориентиров.
Ученые уже давно догадались, что, возможно, пернатые ориентируются по магнитному полю Земли. Но как работает этот "компас", оставалось непонятно. И вот теперь загадка, похоже, раскрыта.
Сегодня есть две гипотезы, как птицы чувствуют магнитное поле планеты. По одной из них, в навигации им помогают кристаллы железа в клюве, на которые влияет магнитное поле. И такие кристаллы действительно в клювах были найдены. Однако остается неясным, как же сигнал от них может достигать мозга.
Другая теория предполагает, что магнитное поле влияет на химическую реакцию, при которой один из белков глаза (криптохром) под действием света переходит из одной формы в другую. Мозг пернатых это различает и дает команды на правильную ориентацию.
Группа немецких ученых под руководством Хенрика Мориситена, в числе которых работающий в Германии наш соотечественник Дмитрий Кишкинев, решила проверить, какая же гипотеза верна. Они перерезали нервные пути между клювом и мозгом птиц, а в другом опыте разрушили область мозга (так называемый кластер N), которая обрабатывает информацию от клеток глаза, где находится белок криптохром.
Оказалось, что птицы могут определять магнитное поле даже с перерезанным нервом от клюва. Зато когда разрушали кластер N, то пернатые не только теряли ориентацию, но даже не реагировали на магнитное поле в лаборатории.
А биофизики из США выясняли, сколько белка криптохрома должно перейти из одной формы в другую, чтобы "компас" птиц работал. Результаты показали, что, используя сигнал всего от одной клетки с криптохромом, птица может ориентироваться. Итак, можно сказать, что механизм миграции пернатых раскрыт окончательно. Кстати, ученые считают, что именно он помогает ориентироваться не только птицам, но и черепахам, бабочкам, и другим "путешественникам" на большие расстояния.
11Тема: «Что птицы используют в качестве горючего для дальних перелетов?»
Актуальность проблемы: Расширить знания о перелетных птицах.
Задача: Узнать, что поддерживает птиц во время дальних перелетов.
Гипотеза:
Предположим, что таким «горючим» для птиц является подкожный жир, накопленный за лето.
Предположим,что подкожный жир не играет роль горючего, для дальних перелетов птиц.
Помогалка.1
А вы знаете, что птицы произошли в ходе эволюции от рептилий?
Первоптицей являлся археоптерикс (от греческих слов археос -- древний, птерикс -- крыло), которая жила приблизительно 120 млн. лет назад была по сути ящером.
Археоптерикс лишь немного превосходил по величине сороку. Он плохо летал и передвигался парящим полетом от дерева к дереву или с дерева на землю. С земли он вновь взбирался вверх по стволу дерева, цепляясь за кору когтями пальцев ног и крыльев. Слабые челюсти, усеянные мелкими зубками, свидетельствуют о том, что археоптерикс не был хищником. Скорее всего эта птица (зоологи-систематики твердо включают археоптерикса в класс птиц, относя его, однако, к отдельному подклассу древних птиц) питалась плодами и ягодами, не брезгуя также мелкими насекомыми и червями. По ископаемым остаткам невозможно сказать, какова была окраска перьев археоптерикса. Однако есть основания предполагать, что она была разноцветной, маскирующей птицу на фоне растительности.
По характеру сезонных миграций всех птиц можно разделить на три категории: оседлых, кочующих и перелетных.
К оседлым относятся птицы, которые в течение круглого года живут в одной и той же местности и каких-либо регулярных перемещений по местности не совершают. Некоторые из этих птиц всю жизнь проводят в пределах небольшой гнездовой территории, не выходя за ее границы даже в зимнее время. Таких птиц можно назвать строго оседлыми. Все они живут постоянно вблизи поселений человека. К этим видам можно отнести домового воробья, сизого голубя, а местами полевого воробья, галку и некоторых других птиц. Вблизи жилья человека они находят достаточно пищи в течение круглого года.
Другие представители этой категории птиц после размножения выходят в поисках пищи и других благоприятных условий за пределы гнездовой территории и проводят зиму в ближайших ее окрестностях. При этом непрерывных кочевок такие виды птиц не совершают, а живут всю зиму более или менее оседло, в одном или нескольких пунктах. Ритм их жизни зависит от кормовой базы: пока пищи хватает на всех, птицы держатся в одном месте, но когда обнаруживается дефицит - пернатые стайками перелетают в более благоприятное и сытное обиталище. Этих птиц можно назвать полуоседлыми. К ним принадлежат дятлы, часть популяций сорок, обыкновенной овсянки, вороны и др. Глухарь тоже не покидает своих родных мест, так как питается сосновой хвоёй. Тетерева и рябчики едят ягоды можжевельника и тоже никуда не собираются лететь.