Экология насекомых - Самарский государственный университет

Министерство образования и науки РФ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Самарский государственный университет»
Биологический факультет
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Экология насекомых»
цикл ОД.А.06 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной
специальности» основной образовательной программы подготовки
аспиранта по отрасли 03.00.00 Биологические науки,
специальность 03.02.08 – Экология
Самара 2011
Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 03.02.08 –
Экология, в соответствии с Программой-минимумом кандидатского экзамена по специальности
03.02.08 «Экология» по биологическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования
и науки Российской Федерации № 274 от 08.10.2007 г. и учебным планом Самарского
государственного университета по основной образовательной программе аспирантской подготовки.
Составитель рабочей
биологических наук.
программы:
Сачков
Сергей
Анатольевич,
профессор,
доктор
Рабочая программа утверждена на заседании ученого совета биологического факультета протокол
№ 6 от 23.06.2011 г.
Декан биологического факультета
«_24__»__июня______2011 г.
2
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню
усвоения содержания дисциплины.
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины.
Цель дисциплины – формирование у аспирантов углублённых профессиональных знаний о
специфике взаимодействия насекомых с группой абиотических, гидро-эдафических, антропогенных
и биотических факторов, а также существа биоценологии насекомых.
Задачи дисциплины
- дать представление о роли насекомых в биогеоценозах;
- сформировать представление о взаимодействии насекомых с абиотическими, гидроэдафическими, антропогенными и биотическими факторами;
- ознакомить аспирантов с закономерностями биологической ритмики насекомых и существом их сезонных адаптаций;
- познакомить аспирантов с основными закономерностями популяционной структуры насекомых.
1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины.
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
иметь представление: о влиянии на насекомых абиотических, гидро-эдафических, антропогенных и биотических факторов среды и об адаптациях к ним насекомых; о синхронизации жизненных циклов насекомых с сезонной периодичностью; о разных типах структуры популяций (возрастная, половая и др.); об основных чертах онтогенеза и метаморфоза насекомых;
знать: основные таксономические группы насекомых и их роль в биосфере; терминологию,
используемую различными направлениями экологии насекомых; основные понятия, характеризующие трофические взаимодействия насекомых; механизмы регуляции жизненных циклов насекомых;
уметь: свободно определять по внешнему виду важнейшие отряды насекомых и отличать последних от других беспозвоночных; проводить наблюдения за образом жизни насекомых в природных условиях с учетом полученных знаний; определять принадлежность важнейших типов повреждений насекомыми растений и насекомых (по крайней мере до отряда), предположительно их оставивших.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами.
Курс предполагает наличие у аспирантов знаний по основным направлениям современной
экологии в объёме программы высшего профессионального образования.
1.4. Связь с последующими дисциплинами.
Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении настоящего курса, необходимы при
подготовке и написании диссертации по специальности 03.02.08 – Экология.
2. Содержание дисциплины.
2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачётных единицах).
2 год аспирантуры; вид отчётности – экзамен кандидатского минимума.
Вид учебной работы
Трудоёмкость изучения дисциплины
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
в том числе:
лекции
семинары
практические занятия
Самостоятельная работа аспиранта
3
Объём
часов/зачётных
единиц
36/1
4
2
0
2
32
в том числе:
подготовка к практическим занятиям
подготовка реферата
подготовка эссе
изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку
0
0
0
32
2.2. Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Итого
Название раздела дисциплины
Биотопы. Распределение насекомых
в экосистемах
Абиотические и гидроэдафические
факторы
Пищевая специализация и пищевые
режимы
Взаимоотношения насекомых и
растений
Естественные враги насекомых и
способы защиты
Биоритмика насекомых. Суточные
и сезонные ритмы
Популяционная экология насекомых, проблемы микроэволюции
Насекомые в экосистемах
Объём часов/зачётных единиц
самосто
ятельпрактилекции
семинары
ческие
ная работа
занятия
2
0
0
0
0
0
0
6
0
0
0
4
0
0
0
4
0
0
0
4
0
0
0
6
0
0
2
4
0
2
0
0
0
2
4
32
2.3. Лекционный курс.
Тема 1. Биотопы. Распределение насекомых в экосистемах.
Исторические этапы формирования экологии насекомых. Общие проблемы экологии насекомых. Основные понятия. Методы исследований. Главнейшие разделы экологии насекомых – аутэкология, демэкология, синэкология, факториальная экология.
Понятие среды обитания. Биотопы, стации обитания. Эврибионтные и стенобионтные виды.
Синантропные виды. Распространение насекомых на планете.
Практические и прикладные аспекты экологии насекомых. Основные представления о сельскохозяйственной, лесной энтомологии и защите растений.
Тема 2. Абиотические и гидроэдафические факторы.
Температура. Общая характеристика фактора. Влияние температуры на поведение насекомых.
Влияние на насекомых низких и высоких температур. Свободная и связанная вода в организме насекомых. Понятие об интермицеллярной воде. Влияние температуры на развитие насекомых. Скорость
и порог развития. Сумма эффективных темеператур. Влияние температуры на морфологию и окраску. Термопреферендум.
Влажность. Общая характеристика фактора и его измерение. Влияние влажности на насекомых. Морфо-биологические адаптации насекомых к фактору влажности. Дыхальцевый индекс. Гидрофилы. Гигрофилы. Мезофилы. Ксерофилы. Совмещенное действие температуры и влажности.
Свет. Общая характеристика фактора, его источники и измерение. Воздействие света на насекомых. Фотопреферендум. Лет насекомых на искусственный свет. Роль ультрафиолетового излучения в жизни насекомых. Роль инфракрасного излучения в жизни насекомых. Роль света в пространственной ориентации насекомых.
4
Осадки. Атмосферное давление. Ветер. Гравитация. Электрические факторы. Геомагнитное
поле. Электромагнитные колебания. Геомагнитные бури.
Гидро-эдафические факторы среды. Вода и почва как среды обитания. Водная среда. Реофилы. Лимнофилы. Прибрежные виды. Нектон. Бентос. Почвенная среда обитания. Общие представления об учении М.С.Гилярова. Геобионты. Геофилы. Геоксены. Активные и пассивные почвообразователи. Роль физических свойств почвы в жизни насекомых. Влажность, аэрация почвы, механические свойства. Псаммобионты. Вертикальные миграции насекомых. Роль химических свойств почвы
в жизни насекомых. Эвригалинные виды. Галофилы. Сапрофагия. Детритофагия. Значение насекомых в почвообразовании. морфо-биологические адаптации.
Тема 3. Пищевая специализация и пищевые режимы.
Пищевая специализация. Хищники и паразиты. Фитофагия. Зоофагия. Некрофагия. Копрофагия. Пищевая специализация первого и второго порядков. Монофагия. Олигофагия. Полифагия. Пантофагия. Сигнальные вещества.
Тема 4. Взаимоотношения насекомых и растений.
Опыление растений. Энтомофилия растений. Антофилия насекомых. Сопряженная эволюция
растений и насекомых. Понятие о повреждении растений и вредоносности. Понятие о филлофагии,
каулофагии, ксилофагии, ризофагии, антофагии, карпофагии, конофагии. Типы повреждений: без
предварительной подготовки субстрата, с подготовкой субстрата. Повреждение листьев и хвои (грубое, выборочное, дырчатое объедание, скелетирование, минирование, появление пятен, скручивание
и гофрирование). Повреждение скелетных частей (выедание ходов, деформация, отмирание верхушечного листа, подгрызание стебля). Повреждение корней (объедание, выедание ходов, клубеньков).
Повреждение генеративных органов и листовых почек (выедание бутонов, объедание цветков, завязей и семян, наружное и внутреннее объедание почек, минирование плодов, наколы, сосание, повреждение семян: внутреннее и наружное). Повреждения с механической подготовкой субстрата (листовые гнезда, листовые трубки, листовые комки). Повреждения с физиологической подготовкой субстрата (галлы: листовые, стеблевые, корневые).
Тема 5. Естественные враги насекомых и способы защиты.
Патогенные микроорганизмы: грибы, бактерии, вирусы. Протозойные болезни. Паразитические черви. Хищные и паразитические беспозвоночные. Суперпаразитизм. Сопаразитизм. Хищные
позвоночные. Биологическая борьба с вредящими в агроценозах видами.
Способы защиты насекомых (пассивные и активные). Мимикрия (мюллеровская и бейтсовская). Химические способы защиты насекомых. Комменсализм и мутуализм среди насекомых. Мирмекофилия.
Тема 6. Биоритмика насекомых. Суточные и сезонные ритмы.
Основные понятия. Суточные ритмы. Суточная периодичность среды и активность насекомых. Методы изучения суточных ритмов. Распределение активности насекомых во времени суток.
Сравнение ритмов разных видов подвижности и активности. Вариации ритмов активности. Эндогенный суточный ритм. Его проявление в природе и лаборатории, экологическое значение. Суточный
ритм чувствительности организма насекомого. Факторы среды – датчики времени. Время потенциальной готовности. Циркадианные ритмы.
Сезонные ритмы. Согласование жизнедеятельности насекомых с сезоном. Сезонные миграции
насекомых. Сезонный покой. Эстивация. Диапауза. Индукция диапаузы внешними факторами. Фотопериодическая реакция (ФПР). Ее связь с температурой. Географическая изменчивость ФПР. Реактивация. Сезонные изменения чувствительности к фотопериоду. Количественные и качественные
ФПР. Другие проявления сезонности у насекомых. Сезонные адаптации паразитов и общественных
насекомых. Лунные и приливные ритмы.
Тема 7. Популяционная экология насекомых, проблемы микроэволюции.
Популяции в пределах ареала, их полиморфизм и генофонд. Границы между популяциями,
иерархия популяций. Геграфическая популяция – аллопатрическая дивергенция. Экологические расы
– парапатрическая дивергенция. Сезонные расы – симпатрическая дивергенция. Биологические расы
симпатрическая дивергенция. Полиморфизм в популяциях.
Характер размещения насекомых на местности. Равномерное размещение. Случайное размещение. Агрегированное размещение.
5
Учет численности насекомых. Учет численности популяций с помощью проб. Учет с фиксированным уровнем точности и метод обратного биномиального выбора. Метод последовательного
учета. Метод корреляционных функций. Методы учета относительной численности.
Возрастная и половая структура популяции. Возрастной состав популяции. Таблицы выживания. Половой состав популяции. Партеногенез.
Динамика численности популяций. Биотический потенциал насекомых. Роль абиотических
факторов среды. Конкуренция между особями одного вида. Конкуренция между видами. Фазовый
портрет динамики численности. Принцип ультрастабильности. Типы динамики численности. Модели
динамики численности. Управление популяциями.
Тема 8. Насекомые в экосистемах.
Изучение видового состава. Биомасса и поток энергии. Экологические ниши и жизненные
формы. Негативные и позитивные взаимодействия в популяциях. Потребности и взаимодействия в
экосистемах. Сукцессии (конструктивные и деструктивные).
Антропогенные экосистемы. Агробиоценозы. Насекомые урбосреды. Мониторинг и антропогенные воздействия. Охрана насекомых.
2.3. Практические (семинарские) занятия.
Практическое занятие по разделу дисциплины «Популяционная экология насекомых, проблемы микроэволюции» - 2 часа.
3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний.
3.1. Контрольные работы.
Не предусмотрены.
3.2. Список вопросов для промежуточного тестирования.
Не предусмотрен.
3.3. Самостоятельная работа.
Изучение учебного материала, перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку.
Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети INTERNET по следующим направлениям:
 библиография по проблемам экологии насекомых и истории их изучения в регионе проведения исследований;
 публикации (в том числе электронные) по вопросам, вынесенным в диссертационную работу в рамках курса экологии насекомых;
 научно-исследовательская литература (отечественная и иностранная) по всем направлениям экологии насекомых, ограниченная рамками диссертационного исследования.
Работа выполняется аспирантом самостоятельно в форме конспектирования и реферирования
выявленной литературы и иных источников информации.
3.3.1. Поддержка самостоятельной работы.
 Список литературы для обязательного прочтения;
 полнотекстовые базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен из кампусной сети
СамГУ (сайт научной библиотеки СамГУ, URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html):
1. Издания Самарского государственного университета;
2. Научная электронная библиотека РФФИ;
3. Университетская библиотека ONLINE;
4. Университетская информационная система Россия;
5. Библиотечный сайт Зоологического института РАН;
6. Электронные каталоги Библиотеки РАН, Российской Государственной библиотеки им.
В.И.Ленина и др.
7. Библиотека Лаборатории систематики животных и фаунистики.
6
3.3.2. Тематика рефератов.
Не предусмотрена.
Итоговый контроль проводится в виде экзамена кандидатского минимума.
4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ.
 Пакеты прикладных программных продуктов (стандартных и при необходимости специализированных) с целью их дальнейшего применения в диссертационной работе;
 сайт «Дистанционные образовательные технологии» Самарского государственного университета (Биологический факультет);
 сайт научной библиотеки СамГУ, с доступом к электронному каталогу и полнотекстовым
базам данных – URL:http://weblib/samsu.ru/level23.html
 специализированные сайты из собрания Лаборатории систематики животных и фаунистики.
5. Активные методы обучения (деловые игры, научные проекты).
Не предусмотрены.
6. Материальное обеспечение дисциплины.
 Компьютерные классы, оснащённые компьютерами класса Pentium 4 с выходом в INTERNET и в локальную сеть Самарского государственного университета, а также принтеры, сканеры и
ксероксы;
 специализированное оборудование Лаборатории систематики животных и фаунистики;
 коллекционные материалы из собрания Лаборатории систематики животных и фаунистики.
7. Литература.
7.1. Основная.
1. Чернышев В.Б. Экология насекомых. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1996. 304 с. (Гриф Госкомитета РФ по высш. образ.) (15 экз.).
7.2. Дополнительная.
1. Андрианова Н.С. Экология насекомых. Курс лекций. М.: Изд. МГУ, 1970. 157 с.
2. Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. М.: Высшая школа, 1980. 416 с.
3. Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии. М.: Агропромиздат, 1986. 320 с.
4. Росс Г., Росс Ч., Росс Дж. Энтомология / Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 576 с.
5. Савковский П.П. Атлас вредителей плодовых и ягодных культур. Киев: Урожай, 1983. 204
с.
6. Тыщенко В.П. Физиология насекомых. М.: Высшая школа, 1986. 303 с.
7. Чумаков Л.С. Мир шестиногих. Минск: Наука и техника, 1987. 87 с.
8. Яхонтов В.В. Экология насекомых: Учебник. М.: Высш. школа, 1964. 454 с.
7.3. Учебно-методические материалы по дисциплине.
1. Экология: Программы-минимум кандидатских экзаменов / Одобрено экспертным советом
ВАК Министерства образования РФ по биологическим наукам; утверждено приказом Министерства
образования и науки РФ № 274 от 08.10.2007 г. М.: Изд-во «Икар», 2004. – 324 с.
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ
за______________/____________ учебный год
В рабочую программу курса «Экология насекомых» цикла ОД.А.06 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности» основной образовательной программы подготовки аспиранта
7
по отрасли 03.00.00 Биологические науки, специальность 03.02.08 – Экология, вносятся следующие
изменения и дополнения:
8