Аквариум в школе

Личинка упирается сосочками первого сегмента брюшка в стенки домика, диаметр трубочки которого больше, чем диаметр брюшка. И начинает волнообразно колебать брюшко, закрепленное лишь в двух местах: на сосочках и на крючках. Колеблются и нити трахейных жабр. Волоски «боковой линии» усиливают ток воды. Вода входит между сосочками в переднее отверстие домика и выходит через заднее. Таким образом, и личинки ручейников из стоячей воды живут по существу в водном потоке, движение воды улучшает дыхание личинок. Вот почему s аквариуме с личинками ручейника желательно постоянно аэрировать воду. Если отобрать у личинки домик, можно наблюдать волнообразные колебания брюшка.

В лабораториях наблюдали за строительством личинкой домика. У здоровой крупной личинки осторожно острыми ножницами выстригали кусочек переднего края домика. Так как домик наращивается соответственно росту личинки, она быстро обнаруживала неудобство от нарушения конструкции чехла. Это вызывало беспокойное ползание ее по дну. Личинка находила подходящий материал (песчинка, камушек), прикладывала к поврежденному домику и отбрасывала, если он не годился. Листья или веточки подгрызала и снова примеряла. Если материал подходил, личинка проводила по куску специальным язычком нижней губы, при этом клейкая нить приклеивалась к строительному материалу. Кусочек с клейким секретом приставлялся на подобранное для него место, и личинка быстро двигала головой, замазывая изнутри заплаты зигзагообразно располагающейся нитью. Таким образом личинка покрывает внутреннюю поверхность нового участка мягкой паутинной подстилкой. Ею изнутри окутан весь чехлик. Надо отметить, что нити придают чехлику большую прочность, разорвать пустой чехол руками не очень просто.

Существует рекомендация заставить личинок строить домики из того материала, который предлагает экспериментатор, в том числе из бисера, цветной бумаги, станиоля, яичной скорлупы. На практике осуществить такой опыт не так просто. Изгнанная из чехлика личинка действительно стремится укрыться как можно скорее, прежде всего опять в свой домик. Лишенная домика, она беспокойно бегает по дну, прячется среди растений и не спешит браться за строительство. В наших условиях личинки оставались без переносного жилища по нескольку дней, потом гибли. Иные брались и за строительство, но дело это шло не столь гладко. Во-первых, личинки с домиками из камышовых и растительных чехликов не способны строить их из бисера и яичной скорлупы, так как генетически запрограммированы совсем на другой строительный материал. Во-вторых, домик делается постепенно, в течение ряда месяцев жизни личинки, подновляется и наращивается, но не строится заново: практически извлечение личинки из чехлика в природе означает ее гибель, а живой она покидает свой домик лишь в исключительных случаях. В генетическом коде отсутствует программа возобновления домика в первоначальном варианте, тем более из неестественных материалов. Новый домик чаще всего плохой формы и слабо защищает личинку. По-видимому, строятся два домика — сначала временный, потом постоянный, аккуратный. Поэтому рациональнее наблюдать не за постройкой чехлика заново, а за починкой его.

Достигнув зрелости (у разных видов от года до трех лет) личинка готовится к окукливанию. Она находит удачное разветвление стеблей и прикрепляет домик неподвижно, потом заделывает передний край сеточкой, чтобы сохранить ток воды. Куколка у ручейника похожа на взрослое насекомое, ее конечности свободны, есть три элемента, отсутствующие у взрослой формы: развитый рот со жвалами (взрослому ручейнику он не нужен), нитевидные трахейные жабры на брюшке, плавательные волоски на ногах. Разглядывая чехлики с куколками на просвет, можно заметить, что брюшко куколки все время волнообразно колеблется, создавая вокруг жабр ток воды. Куколка может и прочищать входное и выходное отверстия, если они засорились.

После сложных преобразований куколка покидает домик, где в личиночной стадии провела много месяцев. Она прогрызает вход-сеточку жвалами (на этом их функции в онтогенезе особи завершаются) и выбирается наружу. Наблюдения над куколкой в живом уголке представляют большой интерес: нечто вроде бабочки со сложенными на спинке крыльями плавает под водой. Иногда несколько дней плавает, у некоторых видов даже месяц. Потом куколка по стеблям, в углах аквариумов выбирается из воды и надолго застывает. Со временем на спинной стороне головы и груди лопается покров и из него выходит взрослая форма насекомого. Иногда куколка по неясным причинам гибнет. У некоторых видов ручейника куколка всплывает, как личинка поденки, к поверхности, и ручейник выходит на плаву.

Водные членистоногие при длительном наблюдении за ними предстают перед школьниками необыкновенным, удивительным миром, исследование которого повышает интерес учащихся к природе и желание углубленно изучать биологию.

РЫБЫ

Декоративные рыбы — обычные животные в аквариумах любителей природы. В школьном аквариуме рыбы встречаются в том случае, если школа расположена в городе и приобретает рыб в зоомагазине или у аквариумистов-любителей. В других школах приходится ограничиваться местными видами рыб или обходиться без рыб, заселяя аквариум только беспозвоночными животными.

Аквариум, в котором предполагается разместить любых рыб, должен прежде всего удовлетворять тем шести условиям, которые были изложены в начале книги. Но ухаживать за аквариумом для рыб значительно сложнее, чем за аквариумом для беспозвоночных. В аквариуме для рыб особенно важно уравновесить динамику абиотических и биотических условий.

На дно аквариума укладывают промытый речной песок. Если размер крупинок 1 мм и менее, песок быстро спрессовывается, корни растений, высаженных в грунт, подгнивают, в грунте со временем накапливаются гниющие органические остатки, возникает избыток органических кислот, скапливаются газы (например, метан). И те и другие влияют на свойства воды, вызывают ухудшение кислородного режима в воде, изменяют качество воды (например, активной реакции воды, окислительно-восстановительного ее потенциала). Крупный гравий размером с зерно фасоли лежит неплотно, корни растений омываются водой, но среди зерен гравия проваливаются остатки корма, обломки листьев и стеблей, они также загнивают и вызывают ухудшение условий существования рыб. Отсюда два вывода: в качестве грунта желателен песок с зернистостью от величины пшенной крупы до гороха; еженедельно необходимо убирать с поверхности грунта остатки кормов, гниющие, побуревшие части растений — таким путем можно замедлить процесс заиливания, старения грунта в аквариуме.

В процессе развития модели экосистемы изменениям подвергается и состав растворенных в воде газов, насыщенность ими воды. В новый аквариум заливают обычно водопроводную воду, она находится в трубах под давлением, перенасыщена газами. Помещать в такую воду растения и рыб нельзя. Надо, чтобы вода несколько дней отстоялась. Обычно новый сосуд заполняют на 1/3 водой комнатной температуры (можно смешивать воду из-под крана с водопроводной водой, подогретой до 60 °С), затем засыпают чисто промытый песок (такой способ позволит избежать разницы в температуре песка и воды, что может повлечь трескание стекол аквариума) и доливают воду до уровня на 5 см ниже верхней кромки стенок водоема.

Высаживать растения можно через 2 — 3 суток, когда избыток газов исчезнет; запускать рыб — через неделю. Свежая вода содержит много кислорода, углекислого газа в ней мало. В результате жизнедеятельности растений и рыб соотношение растворенных в воде газов изменяется. Живые организмы насыщают воду углекислотой. Растения достаточно освещены днем, в процессе фотосинтеза усваивают углекислый газ и выделяют кислород. Осенью и зимой нужна комбинированная подсветка аквариума с помощью электроламп; интенсивность последней возрастает в зависимости от естественной освещенности аквариума. Избыток растений нежелателен: ночью они насыщают воду углекислым газом, затрудняя дыхание рыб, днем могут быстро усвоить весь этот газ, а продолжение процесса фотосинтеза путем извлечения углекислого газа из его соединений (например, бикарбонатов) доступно не всем гигрофитам, и голодающие растения начинают погибать, разлагаться при внешне благоприятных, как кажется, условиях, вследствие этого содержание кислорода в воде снижается, что плохо для рыб. Небольшое количество растений мало насыщает воду кислородом, что также плохо для рыб.

В аквариуме постоянно меняются и другие свойства воды — активная реакция, окислительно-восстановительный потенциал, состав солей и т. д. В природных экосистемах текущей и стоячей воды ее слои все время перемешиваются, волнение поверхности способствует насыщению воды кислородом, приток новых вод из рек, ручьев и через осадки изменяет свойства воды. В модели этих условий нет, вода стареет. С одной стороны, старая вода предотвращает многие заболевания рыб, с другой, для нее характерно тормозящее влияние на все жизненные процессы, у тех же рыб и растений. Выход — в регулярной замене 1/5 объема воды не реже одного раза в два месяца. В естественной, развивающейся экосистеме статическое равновесие относительно, но обязательно. В аквариуме необходимо наладить динамику модели экосистемы таким образом, чтобы установить некоторый баланс — гомеостат — способность системы самостоятельно восстанавливать равновесную взаимозависимость всех абиотических и биотических компонентов. Эту способность к гомеостату модель живой системы в аквариуме сохраняет, если вмешательство человека в ее функционирование не превышает определенные пределы. Так, замена 1/5 объема воды нарушает уравновешенность системы, но она быстро восстанавливается в аквариуме. Замена 1/3 или 1/2 количества воды — катастрофа, вызывающая гибель многих обитателей аквариума. Рыб необходимо кормить таким количеством корма, чтобы все было съедено за 20 — 30 мин. При избытке корма он быстро разлагается, гниет, это ухудшает среду обитания, вызывает и гибель рыб.

Значительно упрощают уход за аквариумом различные приспособления, прежде всего приборы, обеспечивающие перемешивание воды — аэроторы и инжекторные насосы. Первые подают от электрокомпрессора по системе трубок в воду комнатный воздух. Воздух может быть пропущен через распылители в воду (он выходит потоком мелких пузырьков) или направляется в фильтры с эрлифтными трубками (крупные пузырьки воздуха идут по трубке чередой, увлекая в промежутках воду, которая поступает для очистки в специальные аквариумные фильтровальные устройства). Инжекторные насосы перекачивают через фильтры воду, которая, поступая обратно в аквариум под некоторым напором, увлекает пузырьки воздуха. Движение воды, обеспечиваемое этими приборами, не только улучшает режим дыхания рыб, но и больше приближает условия существования к естественным, способствует устойчивости жизни в аквариуме, продлевает жизнь его обитателей.