Изучаем фауну России. Осьминоги

         
      В процессе  проведения кружковых занятий по биологии педагог имеет возможность существенно расширить знания школьников о различных представителях фауны России. В данной статье учитель найдет необходимую информацию для этих занятий, а также разнообразные составленные автором вопросы и задания, многие из которых нацелены на развитие мышления у школьников. Приведенные материалы могут фрагментарно использоваться педагогом и на уроках биологии.
   
     Важным направлением работы учителя биологии является формирование у школьников любви к природе своего края; стремления и умения изучать жизнь животных, обитающих на территории России. В настоящее время, учитывая остроту экологических проблем, данная идея приобретает особую актуальность. Познавательные задачи при этом гармонично и естественно объединяются с задачами патриотического воспитания подрастающего поколения.

                ОБЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАНЯТИЯ

     Занятие начинается с  формулирования его темы, цели и основных задач. После этого биологический текст, предназначенный для учащихся, поочередно зачитывается несколькими школьниками и, при необходимости,  сопровождается краткими комментариями со  стороны педагога. Значительная часть информации подается здесь в научно-популярном и научно-художественном стиле, что соответствует возрастным психологическим особенностям подростков. После прочтения текста учащиеся задают собственные вопросы о том, что оказалось для них непонятным либо вызвало особый интерес; отвечают на вопросы, сформулированные в заключительной части статьи, а также выполняют приведенные в ней задания. Методический аппарат статьи нацелен не только на проверку качества первичного усвоения школьниками  озвученных фактов и идей, но и  на  осуществление разнообразной мыслительной деятельности. Очень желательно, чтобы в процессе проведения занятий на экране или интерактивной доске появлялись изображения его «героев» - представителей тех видов животных, о которых идет речь. В конце занятия учащимися при помощи педагога подводятся  итоги, формулируются необходимые выводы. В качестве домашнего задания учитель может предложить школьникам дополнить свои знания о данном биологическом объекте информацией  из литературных источников. Кроме того, дети получают от педагога инструкции для проведения домашнего изучения животных с использованием   кинофрагментов  из сети  Интернет.

         СОДЕРЖАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ТЕКСТА  ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

Кто же такие осьминоги?  Что характерно для их внешнего облика?  В каких водоемах их можно встретить? Как ведут себя в разных жизненных ситуациях эти удивительные животные? Как они питаются, размножаются? Какова роль осьминогов в дикой природе и жизни человека? Постараемся дать хотя бы краткие ответы на эти очень интересные вопросы.

• Внешний облик и некоторые особенности внутреннего строения осьминогов
 
     Осьминоги не случайно относятся к головоногим моллюскам. На голове у них растут щупальца-руки, которые называют также и ногами, потому что животные ходят на них по дну, словно на ходулях [1]. Их концы почти постоянно находятся в движении: то свиваются, то развиваются. Страшные "руки" этого животного оснащены двойным рядом удивительно цепких присосок [4].  В основании щупальца присоски помельче, в середине – самые большие, а на концах – совсем крошечные. Щупальца расположены венчиком вокруг рта. Рот беззубый, но с клювом [1]. Он похож на клюв попугая, только ниж¬няя его челюсть заходит на верхнюю (у попугаев наоборот). На языке располага¬ется роговая терка (радула) с множеством поперечных рядов мелких зубчи¬ков [6].
     Голова у осьминогов непосредственно соединяется с  туловищем-мешком. Глаза  огромные, выразительные. Осьминожий глаз по сути дела ничем не отличается от человеческого. Во всяком случае, разница между ними очень небольшая. Разве что роговица у осьминога не сплошная, а с широким отверстием в центре  [1].   В глазах осьминогов присутствуют практически все элементы, типичные для глаз позвоночных. Они способны адаптироваться к смене освещения при выходе из глубин на поверхность [4].   Головоногие моллюски  отлично видят своих жертв и своих врагов. Нервная система очень сложно устроена, особенно головной мозг [6]. Он защищен от неблагоприятных внешних воздействий хрящевой тканью [7].
     Как у всех моллюсков, тело у них мягкое, бескостное,  заключенное в оболочку, называемую мантией. У  осьминогов она имеет вид обтекаемого цилиндра, состоящего из прочных тканей [4].   
     Кровь у осьминогов  необычная – голубая! Вместо гемоглобина она содержит гемоцианин, с медью в качестве металла. Медь и придает их крови синеватый цвет [1]. Удивительно и то, что сердец у осьминога целых три   [7].  Далеко не каждое животное может похвастаться такой незаурядностью!

                • Как осьминоги плавают

     Не имеющие столь обтекаемой формы, как другие головоногие моллюски (кальмары, каракатицы),  шишкообразные и мешковидные осьминоги - пловцы не столь искусные. Эти животные плавают рывками, довольно неуклюже и сравнительно медленно [4].   Ученые подсчитали, что осьминог размером в полметра плывет по морю со средней скоростью около пятнадцати километров в час. Интересен сам принцип перемещения животного в воде. Под головой у осьми¬нога расположена кожистая трубка  - воронка, своим внутренним отверстием соединенная с мантийной полостью. При плавании осьминог наби¬рает воду внутрь мантийной полости, резко сокращает мантийные мышцы, выбрасывает воду струей из воронки  - и получает реактивный толчок назад, так, что плывет задом наперед (при этом щупальца-руки оказываются позади тулови¬ща). Каждая струя воды, выброшенная через воронку из мантийной полости моллюска, толкает его вперед (вернее, назад) на два – два с половиной метра [6]. Многие виды осьминогов довольствуются тем, что всю жизнь семенят по дну, опираясь на свои ноги-щупальца [4].   
 
                • Охота и питание осьминогов

    Питается осьминог двустворчатыми моллюсками, реже улитками, крабами, креветками, рыбой (камбала, бычки и пр.), иногда иглокожими Добычу ищет, последовательно обшаривая свой участок. Неподвиж¬ную, вроде моллюсков, просто собирает, а подвижную (крабы, креветки) скрадывает как кошка: медленно-медленно приближается  и  внезапно бросается на добычу. Крабов (это самая любимая пища) и креветок осьминог кусает обычно в место сочленения груди с брюшком и сразу же впрыскивает в тело жертвы ядовитую слюну.
     Раковины двустворчатых и брюхоногих моллюсков осьминог, как пра-вило, просверливает центральным зубом радулы и впускает слюну в образовавшуюся дырочку, но может обкусать клювом край раковины или просто раз¬давить ее присосками (осьминоги чрезвычайно сильны). Один из ядов растворяет места прикрепления мышц к раковине мол¬люска или скелету ракообразного — добыча хотя и жива, но парализована.
     Индивидуальность осьминогов прекрасно выражена в их охотничьих привычках. Одни осьминоги предпочитают крабов, другие  - рыбу, третьи - моллюсков. Для каждого вида моллюсков  -  свой метод открывания раковины, и у каждого осьминога - свой опыт [6].
               
       Мелкие осьминоги живут в постоянном страхе за свою жизнь, которой угрожает алчность их более крупных собратьев. Это одно из обстоятельств, затрудняющих содержание осьминогов в аквариумах: более крупные особи съедают мелких. Хотя головоногие моллюски и очень прожорливы, при необходимости они могут подолгу голодать. В аквариумах осьминоги иногда жили без пищи несколько недель, а «насиживающие» самки ничего не едят около двух месяцев, иногда и больше, пока не выведут детенышей [1].

                • Размножение осьминогов и сроки их жизни

  Осьминоги — раздельнополые животные. Самки охотно забираются в большие раковины морских улиток – ищут там безопасный приют для своего потомства, к которому относятся с трогательной преданностью. Одну самку  осьминога извлекли вместе с яйцами из разбитой бутылки. Другую обнаружили внутри человеческого черепа, найденного на морском дне. «Осьминожьей маме» очень приглянулось это мрачное жилище, и она ни за что не хотела его покинуть [1].
Яйца у осьми¬ногов овальные, на стебельках. Самка их сплетает стебельками в гроздь и прикрепляет к потолку норы или каждое яйцо приклеивает поодиночке. Сидит на яйцах, как наседка, чистит их, перебирает, никуда не отлучается и обычно ничего не ест до самого вылупления потомства. А это может быть не скоро - несколько месяцев! Перед раз¬множением самка накапливает запас питательных веществ в печени (как пти¬ца перед перелетом) и расходует его во время «насиживания». К концу она ис¬тощена до предела! Худеет самка и умирает сразу после вылупления молоди. Живут головоногие недолго, большинство только год, те, что покрупнее  - два,  крупные - три, а мелкие и полугодом обходятся. Почти все самки осьминогов погибают после первого и единственного нереста. Самец умирает еще раньше, после спаривания. Можно сказать, что их смерть генетически запрограммирована. «Жить быстро и умереть молодым!» - вот их стратегия [6].
 
                • Укрытия на дне водоема

     «Нора» — вещь для ось¬миногов первостепенно важная. Хорошей норой считается просторная ёмкость, с ши¬роким обзором перед входом и с запасным выходом. Из-за хороших укрытий (которых часто не хватает) осьминоги дерутся друг с другом, и лучшую нору занимает всегда самый крупный осьминог из обитающих в районе. Они охотно селятся в пустых ящиках, бидо¬нах, выброшенных шинах, резиновых сапогах и т.п. Главное, чтобы вход был узок, а внутри нора широка, да стенки непрозрачные. Тело осьминога чрезвы¬чайно гибко, и он способен пролезать в самые узкие отверстия. В одной норе два осьминога не живут (кроме периода спаривания), но если норы располо¬жены по соседству, их хозяева не враждуют. В подходящей норе осьминог может жить месяц и больше, но может и менять свое жилище раз в несколько дней. Нору осьминоги охраняют, содержат в чистоте, «подметают» струей воды из воронки  [6].
     Хорошо известно, что осьминоги в «своем быту» часто прибегают к помощи камней, ловко перенося их в щупальцах. Камни служат им материалом для постройки гнезд. Кроме  камней стаскивают в кучу раковины моллюсков и панцири съеденных крабов. Сверху в куче делают глубокий кратер, в котором и устраиваются. Часто осьминог не довольствуется лишь «крепостным валом» из камней, а прикрывает себя сверху большим камнем, словно щитом [1]. Предпринимая небольшие вылазки из своего укрытия, осьминог не оставляет щит дома, а держит его перед собой. При тревоге выставляет его в сторону, откуда грозит опасность, одновременно обстреливая врага струями воды из воронки. Отступая, пятится назад, за крепостной вал, прикрывая свой тыл каменным щитом [6].

                • Защита от врагов. Чернильное облако

    Издавна известно умение головоногих моллюсков «пускать пыль в глаза». В минуту крайней опасности они выбрасывают из воронки струю черной жидкости. Чернила расплываются в воде густым облаком, и под прикрытием «дымовой завесы» побледневший моллюск более или менее благополучно уходит от погони. Ныряет в какую-нибудь расщелину или удирает, оставляя врага блуждать в потемках. 
     Наблюдения показали, что выброшенные головоногими моллюсками чернила растворяются не сразу, не раньше, чем на что-нибудь наткнутся. Они долго, до десяти минут и больше, висят в воде темной и компактной каплей. Но самое поразительное, что форма капли часто напоминает очертания выбросившего ее животного. Хищник вместо убегающей жертвы хватает эту каплю. Вот тогда она «взрывается» и окутывает врага темным облаком.
Не все содержимое чернильного мешка выбрызгивается за один раз. Обыкновенный осьминог может ставить «дымовую завесу» шесть раз подряд, а через полчаса уже полностью восстанавливает весь израсходованный запас чернил. Красящая способность чернильной жидкости необычайно велика. 
   Чернила вырабатывает особый орган – грушевидный вырост прямой кишки. Его называют чернильным мешком. Это плотный пузырек, разделенный перегородкой на две части. Верхняя половина отведена под запасной резервуар, в нем хранятся чернила, нижняя – заполнена тканями самой железы. Ее клетки набиты зернами черной краски. Старые клетки постепенно разрушаются, их краска растворяется в соках железы – получаются чернила. Они поступают на «склад» – перекачиваются в верхний пузырек, где хранятся до первой тревоги [1].
   
                • Изменение окраски тела

Богатством расцветок и совершенством маскировки головоногие моллюски далеко превосходят прославленного хамелеона. Раздраженный осьминог из пепельно-серого через секунду может стать черным и снова превратиться в серого, продемонстрировав на своей коже все тончайшие переходы и нюансы в этом интервале красок. К этой изумительной игре красок осьминоги прибегают в критические минуты жизни, чтобы ошеломить, напугать врага [1]. Как же ему это удается? Дело в том, что вся поверхность тела у осьминога покрыта крохотными, прозрачными мешочками, содержащими разноцветные пигменты. Когда мышцы, соединенные со стенками мешочков, расслаблены, каждый из них уменьшается до размеров булавочного острия, и тогда тело осьминога бесцветно. При сокращении мускулов стенки мешочков выворачиваются наружу, и каждый из них принимает очертания звезды, имеющей определенный цвет. Эти эластичные мешочки с красками расположены в коже слоями, например, сначала идет желтый, потом красный, затем голубой слой. Комбинируя краски, находящиеся в различных слоях, открывая одни мешочки и закрывая другие, животное может получать самые разнообразные сочетания цветов и оттенков [4].

                • Враги осьминогов в дикой природе

    У осьминогов в дикой природе немало врагов. Грозой осьминогов являются свирепая мурена и морской угорь. Они ищут жертвы, засовывая свою змеиную голову с пастью, усеянной зубами, в пещеры и расселины, где могут скрываться осьминоги. Если осьминог слишком велик, чтобы проглотить его целиком, мурена отрывает ему щупальца, обвившись вокруг них своим длинным телом [4]. Кровотечения при этом почти не бывает, конец «обрубка» обволакивается кожей, и довольно быстро укороченная рука вновь отрастает до нужных размеров [7].
   
      Этих головоногих моллюсков  поедают каланы, сиву¬чи, нерпы, котики, акулы, палтусы, зубатки и даже кашалоты. Для калана ось¬миног - самая любимая пища, хотя и опасная: проглоченный осьминог может успеть уцепиться присосками за глотку и стенки пищевода. Среди врагов отмечены и вполне су¬хопутные звери - куницы и норки; естественно, они ловят осьминогов во время  отлива [6].
 
                • Роль осьминогов в жизни человека

Яд осьминога опасен и для человека. В медицинской литературе описано уже много случаев отравления ядом осьминогов. Человек в момент укуса чувствует острую боль, жжение, зуд. Ранка краснеет и опухает. Болезненное состояние пострадавшего длится от недели до месяца. В зависимости от размеров осьминога и его вида последствия бывают различные. Обычно человек полностью излечивается. Но не всегда исход бывает благополучным [1].   Осьминоги предпочитают избегать людей, а не нападать на них, однако в литературе отмечается, что были случаи, когда крупные экземпляры этих головоногих моллюсков хватали под водой ныряльщиков и держали в своих объятиях до тех пор, пока те не погибали [4].  В то же время, многим людям и сами осьминоги известны как морской деликатес [2]. 

                ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

1. Назовите  некоторые преимущества мягкотелости и отсутствия скелета, а также – хотя бы один из недостатков этой особенности строения.
2. Почему у осьминогов нет плавников, которые имеются у многих водных животных?
3. На примере взаимоотношений осьминога с другими животными докажите, что каждое приспособление животного не обладает стопроцентной эффективностью.
4. Объясните, почему  у осьминогов есть существенные индивидуальные отличия в поведении, а у разных особей пресноводной гидры  их нет.
5. На основании информации, приведенной в тексте, приведите доказательства того, что у осьминога высокоразвитая нервная система.
6. Аквалангисты неоднократно находили на морском дне полуразрушенные каменные строения – предположительно останки легендарной Атлантиды. Однако в дальнейшем исследователей ждало разочарование. С чем оно могло быть связано?
7. Кто такие прозвучавшие при чтении текста каланы, сивучи, нерпы, котики, палтусы, зубатки, норки?
8. Как называется процесс восстановления осьминогом утраченной в схватке с муреной конечности?
9. Сочините небольшие тексты об изученных на этом занятии животных. Включите в них как верную информацию, так и биологические ошибки. Почитайте эти тексты своим товарищам,  найдите ошибки, внесите необходимые исправления.
 
    ПРЕДПОЛАГАЕМЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ И ОБРАЗЦЫ ПРАВИЛЬНО ВЫПОЛНЕННЫХ ЗАДАНИЙ
    
1. Преимуществом мягкотелости и отсутствия скелета является способность пролезать в очень узкие отверстия, что позволяет найти подходящие укрытия или обнаружить спрятавшуюся добычу. Тело, лишенное скелета, значительно легче, поэтому для его перемещения нужно меньше энергии. Такому организму, как правило, нужно относительно меньше пищи.  Недостатком мягкотелости является слабая защищенность от зубов хищника (если речь идет о наружном скелете беспозвоночных), а также - отсутствие дополнительной опоры для внутренних органов.
2. Осьминогу не нужны плавники, потому что он обладает «реактивным движением», связанным с резким выбрасыванием воды из мантийной полости через воронку.  Кроме того, осьминоги хорошо приспособлены к существованию на дне водоема, поэтому плавание в их жизни является эпизодическим.
3. Прочный хитиновый панцирь краба не защищает его от гибели при нападении осьминога. Следовательно, защитное приспособление данного членистоногого животного имеет относительный, а не абсолютный характер.
4. Нервная система осьминога гораздо сложнее, чем у гидры. Поэтому у осьминогов ярко выражены индивидуальные особенности поведения, чего не наблюдается при изучении поведения пресноводных гидр.
5. Сложность нервной системы осьминогов проявляется, например, в  строительстве подводных «городов», в сложных формах ухода за потомством, в различных защитных реакциях (изменение окраски тела, выбрасывание чернильного облака), в индивидуальных приемах добывания корма и многом другом.
6. Аквалангисты и многие исследователи моря ошибочно принимали за останки Атлантиды каменные постройки осьминогов, что выяснялось в процессе дальнейших наблюдений за этими животными.
7. Каланы – морские выдры. Сивучи, нерпы и морские котики – тюлени (представители отряда Ластоногие). Палтус и зубатка – хищные морские рыбы. Норка – близкий родственник куницы и соболя, но, в отличие от них, нередко добывающий корм в воде.
8. Процесс восстановления утраченного органа называется регенерацией.

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ДОМАШНЕГО  ИЗУЧЕНИЯ  ШКОЛЬНИКАМИ  БИОЛОГИИ ОСЬМИНОГОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  КИНОФРАГМЕНТОВ ИЗ СЕТИ ИНТЕРНЕТ

1. Найди в сети Интернет несколько кинофрагментов об осьминогах, обитающих на территории России.
2. Посмотри эти кинофрагменты. Обрати внимание на неизвестные тебе ранее биологические особенности этих животных.
3. Кратко запиши факты и идеи, которые  вызвали у тебя интерес  и дополнили твои биологические знания.
4. Подготовь устное или письменное сообщение о том, что тебе удалось выяснить.  Для этого составь план изложения полученной информации, расположив её в нужной логической последовательности.
5. Не забудь сформулировать выводы или подвести итоги своего маленького «исследования».
6. Обсуди с учителем возможность своего выступления перед другими учащимися на уроке биологии или очередном заседании биологического кружка.

                ЛИТЕРАТУРА

1. Акимушкин И.И. Приматы моря. – М.: Мысль, 1974.

2. Гигантский осьминог // Наша флора и фауна. – М.: Иглмосс Эдишинз, 2014. - № 94.
    
3. Губин А.И. Мир животных. – М.: Издательство Мир книги, 2007.
    
4. Кроми У. Обитатели бездны. – Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 

5. МЕГАЭнциклопедия. Животные. Пер. с англ. – М.: Эксмо, 2010.

6. Несис К.Н. Головоногие: умные и стремительные (Истории из частной и семейной жизни кальмаров, каракатиц, осьминогов, а также наутилуса помпилиуса). – М.: Октопус,  2005.

7. Песков В.М. Восьминогое чудо // Муравейник. – 2006. - № 9.

8. Суматохин С.В. Чтение и понимание текста при обучении биологи // Биология в школе. – 2012. - № 6.

9. Суматохин С.В. Виды чтения при обучении биологии  // Биология в школе. – 2012. - № 7.