Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Новосибирский национальный исследовательский
государственный университет»
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН НГУ, профессор
_____________ Резников В.А.
«____»______________ 2014 г.
ЭКОЛОГИЯ НАСЕКОМЫХ
Курс 4-й, 2-й семестр
Учебный курс
Б.3 — ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ
(Вариативная часть, профильные дисциплины по выбору)
Направление подготовки
020400.62 — Биология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Новосибирск
2014
Учебный курс предназначен для студентов 4-го курса Факультета
естественных наук, обучающихся по направлению 020400 «Биология
(бакалавры)» и специализирующихся в области экологии и биологического
разнообразия. В состав методических материалов включены: программа курса
лекций, перечень основных понятий предмета, структура курса, задания для
самостоятельной работы, список литературы. Приведены примеры вариантов
контрольных работ, образцы вопросов билетов для экзамена.
Составитель:
М.Г. Сергеев, д.б.н., проф.
© Новосибирский государственный
университет, 2014
2
Содержание
Аннотация рабочей программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Цели освоения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4. Структура и содержание дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Программа курса лекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5. Образовательные технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Примерные задания и вопросы для самостоятельной работы . . . . . . . . . 11
Образцы вопросов, включенных в эзаменационные билеты . . . . . . . . . 11
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины . . . . 12
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3
Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Экология насекомых» входит в состав вариативной части
(профильные дисциплины по выбору) профессионального цикла направления
020400 "Биология (бакалавры)". Дисциплина реализуется на Факультете
естественных
наук
Федерального
государственного
автономного
образовательного учреждения высшего образования «Новосибирский
национальный исследовательский государственный университет» кафедрой
общей биологии и экологии.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с общими
и частными законами экологии, закономерностями приспособления насекомых
к разным условиям существования, особенностями организации их
популяционных систем, ролью насекомых в потоках вещества и энергии в
различных наземных и водных экосистемах, проблемам медицинской
энтомологии, защиты и карантина растений, лесной энтомологии, охраны
редких видов насекомых.
Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций
ОК-3, ОК-4, ОК-8, ПК-1, ПК-9, ПК-12 выпускника.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы
организации учебного процесса: лекции, самостоятельная работа студента.
Формы рубежного контроля определяются решениями Ученого совета,
действующими в течение текущего учебного года. Промежуточный контроль –
экзамен.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72
академических часа. Программой дисциплины предусмотрены 30 часов лекций,
6 часов самостоятельной работы студентов.
УМК "Экология насекомых" составлен в соответствии с требованиями
действующих образовательных стандартов к обязательному минимуму
содержания и уровню подготовки бакалавров направления «Биология»,
специализирующихся в области экологии и биологического разнообразия. На
основе отдельных блоков УМК могут быть сформированы оригинальные курсы
для решения конкретных задач подготовки специалистов того или иного
направления.
УМК также может быть использован для обучения студентов,
магистрантов и аспирантов и знакомит с основными аспектами
биоразнообразия, биогеографии и экологии насекомых. Основной целью
освоения включенных в состав УМК дисциплин является формирование у
будущих исследователей современных интегрированных представлений об
экосистемах и месте в них человека. УМК также может быть использован в
системе дополнительного профессионального образования.
4
1. Цели освоения дисциплины
Основной целью освоения дисциплины является формирование
современных
представлений об экологии одной из важнейших и разнообразнейших групп живых
организмов — насекомых, о их роль в потоках вещества и энергии как в локальных
экосистемах, так и в биосфере в целом, о взаимоотношениях насекомых и
человека.
Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса
— оценить общее разнообразие и характер населения насекомых на планете,
— выявить характер их морфофизиологических и поведенческих адаптаций к
разным условиям обитания,
— выявить специфику организации и динамики популяций,
— определить место, занимаемое насекомыми в разных биомах их роль в
трансформации энергии и вещества,
— оценить значимость разных групп насекомых для человека,
— определить возможные перестройки разнообразия и населения насекомых в
условиях меняющейся биосферы.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Экология насекомых» входит в состав вариативной часть
(профильные дисциплины по выбору) профессионального цикла направления
подготовки 020400.62 — Биология (бакалавры). Дисциплина реализуется на
Факультете естественных наук НГУ кафедрой общей биологии и экологии.
Дисциплина «Экология насекомых» опирается на следующие дисциплины
данной ООП:
 Введение в биологию
 Экология
 Ботаника (низшие растения)
 Ботаника (высшие растения)
 Зоология беспозвоночных
 Зоология позвоночных
 Энтомология
 Полевая практика по ботанике
 Полевая практика по зоологии беспозвоночных
 Полевая практика по зоологии позвоночных
 Палеобиология и палеоэкология
Результаты освоения дисциплины «Экология насекомых» используются в
следующих дисциплинах данной ООП:
 Экологическая география
5


Экология почв
Экология антропогенных ландшафтов.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
Дисциплина нацелена на формирование компетенций выпускника
общекультурных:
— приобретает новые знание и формирует суждения по научным,
социальным и другим проблемам, используя современные образовательные и
информационные технологии (ОК-3),
— выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального,
культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и
самосовершенствования (ОК-4),
— проявляет экологическую грамотность и использует базовые знания в
области биологии в жизненных ситуациях; понимает социальную значимость и
умеет прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности,
готов нести ответственность за свои решения (ОК-8),
профессиональных:
— демонстрирует базовые представления о разнообразии биологических
объектов, понимание значения биоразнообразия для устойчивости биосферы
(ПК-1),
— демонстрирует и применяет базовые представления об основах общей,
системной и прикладной экологии, принципах оптимального
природопользования и охраны природы (ПК-9),
— знает принципы мониторинга, оценки состояния природной среды и
охраны живой природы, участвует в планировании и реализации
соответствующих мероприятий (ПК-12) .
По окончании изучения указанной дисциплины студент должен
— иметь представление об разнообразии, морфофизиологических и
поведенческих адаптациях насекомых.
— иметь представление об особенностях организации популяционных систем
насекомых.
— иметь представление о их роли в потоках вещества и энергии как в
биосфере в целом, так и в локальных экосистемах.
— знать жизненные формы насекомых.
— знать разнообразие и особенности населения насекомых в разных биомах.
— знать группы насекомых, важные для жизни человека.
— уметь оценивать параметры популяций и населения насекомых в поле и в
лаборатории, ставить полевые и лабораторные эксперименты, использовать
современные математические подходы к обработке результатов.
— уметь оценивать биогеоценотические последствия массовых размножений
насекомых, связанных с деятельностью человека.
6
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72
академических часа.
2
3
4
5
6
7
Насекомые в
биосфере
Адаптации
насекомых
Биологические
ритмы,
фотопериодизм
Демэкология
насекомых
География
популяций
насекомых
Динамика
популяций
насекомых.
Разнообразие
жизненных
стратегий
Лабильная и
эфемерная
динамика
популяций
2
8
2
2
8
3
2
8
4
2
8
5
2
8
6
2
8
7
2
Консультации
1
Контроль
самостоятельной
работы (КСР)
8
Лабораторные
занятия
Практические занятия
лекции
1
Раздел (тема)
дисциплины
Неделя семестра (из учебного плана)
№
п/
п
Семестр (из учебного плана)
Контактная работа
обучающихся с
преподавателем по видам
учебных занятий (из учебного
плана, в часах)
Самостоятельная работа обучающихся (из
учебного плана, в часах)
4.2. Структура дисциплины
1
7
Формы
текущего
контроля
успеваемо
сти
(по
неделям
семестра)
Форма
промежут
очной
аттестаци
и
(по
семестрам
, из
учебного
плана)
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Взаимоотношени
я между
популяциями
разных видов
Насекомых в
лесных
экосистемах
Насекомые в
травянистых
экосистемах
Насекомые в
пустынных
экосистемах
Насекомые в
тундрах и
полярных
пустынях
Насекомые в
водных
экосистемах
Насекомые в
антропогенных
экосистемах
Редкие виды
насекомых.
Перспективы
изменения
разнообразия и
населения
насекомых в
меняющейся
биосфере
Промежуточна
я аттестация
ИТОГО часов:
8
8
2
1
8
9
2
1
8
10
2
1
8
11
2
8
12
2
8
13
2
1
8
14
2
1
8
15
2
8
Экзамен
36
30
36
6
Программа курса лекций
1. Насекомые в биосфере: эволюционное положение, уникальность
разнообразия и значение в экосистемах суши и пресных вод. Основные
особенности организации насекомых. Полёт. Сложные жизненные циклы с
линьками и метаморфозом(ами). Использование разных сред битания.
Основные исторические этапы становления морфотипов, жизненных форм и
таксономического разнообразия насекомых. Антофилия.
2. Абиотические факторы среды и адаптации насекомых. Толерантность
насекомых по отношению к электромагнитному излучению, в том числе
8
солнечному, температурам и их варьированию, влаге, давлению воздуха и воды,
перемещениям воздушных и водных масс, гравитации.
3. Биологические ритмы. Многолетние и сезонные ритмы: диапауза,
сезонные перемещения, фотопериодизм. Суточные ритмы.
4. Демэкология насекомых. Локальные популяции, проблемы их выделения
и делимитации. Биологические расы. Половая и возрастная структура
популяций у насекомых с разными типами жизненных циклов, в первую
очередь у видов с неперекрывающимися и перекрывающимися поколениями.
Функциональная организованность популяций насекомых. Проявления
социальности: сложные семьи у термитов, муравьев и медоносной пчелы.
5. География популяций насекомых. Фенотипические и филогеографические
подходы к познанию пространственных структур популяционных систем. Роль
миграций и барьеров в поддержании пространственной структурированности
популяционной системы вида.
6. Динамика популяций насекомых. Разнообразие жизненных стратегий
насекомых. Демографические таблицы. Графические, эмпирикостатистические, аналитические и имитационные модели динамики популяций.
Фазовые портреты. Миграционные процессы в динамике популяций насекоиз
7. Лабильная и эфемерная динамика популяций. Стадии массового
размножения. Стадность и возможные механизмы ее эволюционного
становления и актуалистического регулирования. Внутривидовая конкуренция.
Динамические особенности популяций массовых (потенциальных вредителей и
переносчиков возбудителей заболеваний) и редких видов.
8. Взаимоотношение между популяциями разных видов: кормовое растение
– насекомые–фитофаги и паразиты, жертва – хищник, хозяин – паразит (в том
числе паразитоид), погибшие насекомые – редуценты. Реакция различных
жертв нанападение насекомых. Межвидовая конкуренция. Эпизоотии.
9. Насекомые в лесных экосистемах. Закономерности вертикального
распределения. Разнообразие ксилофагов. Роль в потоках вещества и энергии.
Лесные вредители и особенности их динамики.
10. Насекомые в травянистых экосистемах. Адаптации к засухам. Обитатели
травостоя — аэро- и хортобионты. Специфика насекомых, живущих на
поверхности почвы/подстилки и в подстилке. Педобионты. Роль насекомых в
потоках вещества и энергии. Особенности многолетней и сезонной динамики.
11. Насекомые в пустынных экосистемах.Разнообразие морфо9
физиологических и поведенческих приспособлений к экономии влаги.
Таксономические группы, эволюция которых связана с пустынями. Специфика
жизненных форм и их распределения в пространстве и времени. Роль
насекомых в потоках вещества и энергии.
12. Насекомые в тундрах и полярных пустынях. Адаптации к
существованию в условиях дефицита тепла и развития многолетней мерзлоты.
Группы с удлиненными жизненными циклами. Специфика таксономического
разнообразия. Пространственно-временное распределение жизненных форм.
Роль в потоках вещества и энергии.
13. Насекомые в водных экосистемах. Амфибионтность и переход к
постоянному существованию в водной среде. Морские насекомые.
Приспособления к существованию в водоемах и водотоках различного типа:
общность и различия. Жизненные формы водных насекомых. Особенности
многолетней, сезонной и суточной динамики. Роль в потоках веществах и
энергии, в том числе в обеспечении связей между наземными и водными
экосистемами.
14. Насекомые в антропогенных экосистемах. Роль инвазионных форм.
Заселение пастбищных, земледельческих и техногенных ландшафтов.
Особенности населения рекреационных ландшафтов. Насекомые в городах и
других населенных пунктах. Синантропные формы, в том числе вредители
запасов и коллекций и переносчики возбудителей заболеваний.
15. Редкие виды насекомых и особенности их охраны. Общая оценка роли
насекомых в биосфере и в локальных экосистемах. Перспективы изменения
разнообразия и населения насекомых в меняющейся биосфере.
5. Образовательные технологии
Обучение проводится по традиционной лекционно-семинарской системе в
сочетании с использованием мультимедийных технологий, интерактивных
форм (проведение микроисследований по самостоятельно поставленным темам
по экологии насекомых, компьютерные симуляции, интернет-справочники).
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО при реализация компетентностного
подхода в учебном процессе используются следующие формы образовательных
технологий: технология развития критического мышления, технология
проблемного обучения, технология проведения перекрестных дискуссий.
6.
Учебно-методическое
обеспечение
10
самостоятельной
работы
студентов.
Оценочные
средства
для
текущего
контроля
успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины
Фонд оценочных средств по курсу "Экология насекомых" включает вопросы
для самостоятельной работы и вопросы для экзамена.
Примерные задания и вопросы для самостоятельной работы:
Охарактеризуйте морфофизиологические адаптации насекомых в
существованию в условиях дефицита влаги.
Охарактеризуйте морфофизиологические адаптации насекомых в
существованию в условиях низких температур теплого сезона года.
Охарактеризуйте морфофизиологические адаптации насекомых в
существованию в водной среде.
Опишите разные типы периодов покоя у насекомых и определите факторы,
индуцирующие это состояние и выводящие из него.
Оцените характер разнообразия и населения насекомых в экваториальных
лесах.
Оцените характер разнообразия и населения насекомых в лесах
средиземноморского типа.
Образцы вопросов, включенных в экзаменационные билеты
— Сложные жизненные циклы насекомых как адаптация к существованию в
разных условиях обитания.
— Роль антофилии.
— Толерантность насекомых по отношению к влаге.
— Диапауза насекомых.
— Роль миграций и барьеров в поддержании
структурированности популяционной системы вида.
пространственной
— Динамические особенности популяций насекомых-вредителей сельского
хозяйства.
— Роль насекомых в потоках вещества и энергии в степных экосистемах.
— Синантропные насекомые.
11
Оценивание обучающихся проводится в соответствии с критериями,
перечисленными в действующем Положении "О проведении текущего контроля
успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся в Новосибирском
государственном университете".
Промежуточная аттестация по дисциплине в форме экзамена. Экзамен
проводится в устной форме. Каждый билет включает по два вопроса.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература
Бахвалов С. А., Колтунов Е. В., Мартемьянов В. В. Факторы и экологические
механизмы популяционной динамики лесных насекомых-филлофагов.
Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. 296 с.
Мордкович В. Г. Степные экосистемы. Новосибирск: Гео, 2014. 170 с.
Суховольский В.Г., Исхаков Т. Р., Тарасова О. В. Оптимизационные модели
межпопуляционных взаимодействий. Новосибирск: Наука, 2008. 161 с.
б) дополнительная литература
Варли Дж. К., Градуэлл Дж. Р., Хасселл М. П. Экология популяций насекомых.
М.: Колос, 1978. 222 с.
Чернышев В. Б. Экология насекомых. М.: Изд-во Московского университета,
1996. 303 с.
Гиляров M.С. Закономерности приспособления членистоногих и жизни на
суше. "Наука". М., 1970.
Животное население почв в безлесных биогеоценозах Алтае-Саянской горной
системы. НГУ, Новосибирок, 1968.
Гиляров М.С. Особенности почвы как среды обитания и ее значение в
эволюции насекомых. Изд-во АН, М.-Л., 1945.
Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. "Наука", М., 1965.
Гиляров М.С. Закономерности приспособлений членистоногих к жизни на
суше. "Наука", М., 1970.
Чернов Ю.И. Природная зональность и животный мир суши. "Мысль", М.,
1975.
.
Тишлер В. Сельскохозяйственная экология. "Колос", М., 1971.
Чернова Н.М. Экологические сукцессии при разложении растительных
остатков. "Наука", М., I977.
Мордкович В.Г. Зоологическая диагностика почв лесостепной и степной зон
12
Сибири. Новосибирск, 1977.
Методы почвенно-зоологических исследований. "Наука", М., I977.
Адаптации почвенных животных к условиям среды. "Наука", М., 1977.
Козловская Л.О. Роль беспозвоночных в трансформации органического
вещества болотных почв.
Захаров А.А. Муравей, семья, колония. "Наука", М., 1978.
Стриганова Б.Р. Питание почвенных сапрофагов. "Наука", М., 1980.
.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Сергеев М.Г. Электронно-лекционный курс "Экология антропогенных
ландшафтов"
http://www.nsu.ru/xmlui/handle/nsu/629
Сервер "BIODAT"
http://biodat.ru/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Ноутбук, медиа-проектор, экран.
 Программное обеспечение для демонстрации слайд-презентаций.
Авторы:
Сергеев Михаил Георгиевич, д.б.н., профессор, заведующий кафедрой общей
биологии и экологии ФЕН НГУ
Программа одобрена на заседании кафедры общей биологии и экологии
"13 " мая 2014 г., протокол заседания № 2
Секретарь кафедры, к.б.н., доцент _____________ А.М. Бывальцев
13