2 TEORETIČNI DEL
2.3 Travnik kot ekosistem
Seliškar in Wraber (1996) travnik označujeta kot poljedelsko površino, ki je daljše obdobje porasla s travami in drugimi zelmi in jo redno kosijo. Skupno ime za travnik in pašnik je travišče. Avtorja menita, da se v poimenovanju skriva praktičen pomen, sploh za tiste travne površine, na katerih izvajajo pašno-košni način gospodarjenja. Tako lahko na isti površini enkrat najdemo travnik, drugič pašnik. Pri nas sta to umetni tvorbi in preprečevanje zaraščanja z lesnatimi vrstami lahko prepreči le stalna košnja. Naravni travniki nastanejo tam, kjer zaradi podnebnih razmer ne more obstajati gozd (Seliškar in Wraber, 1996).
Travišča so zakladnica rastlinske in živalske pestrosti, zato je ohranjanje le-teh zelo pomembno.
Skozi zgodovinski in biološki razvoj sta naraščali človeška sposobnost in moč spreminjanja ekosistemov. Moč spreminjanja je naraščala hitreje kot znanje človeka in zavedanje o posledicah sprememb. Temeljni koncept sodobne ekologije je, da je človek del ekosistema in bo ostal tudi v prihodnje. Torej je odvisen od delovanja vseh živih in neživih dejavnikov. Ti negativni posegi vpliva človeka v naravno okolje se kažejo v uničevanju njiv, gozdov, travnikov, ribnikov in še mnogih življenjskih okolij. Posledično izginjajo rastlinske in živalske vrste. Zmanjšuje se poroznost tal, saj težki stroji tlačijo tla, zato se poslabšata vodoprepustnost in prezračenost. Z urejanjem travnikov, oranjem njiv in krčenjem listopadnih gozdov močno pada vrstna pestrost, prihaja tudi do zamenjave vrst. Tudi način gospodarjenja vpliva na sestav travniških združb. V te pa človek posega s pašo, košnjo in z gnojenjem. Čas košnje npr. odloča o možnostih zorenja semen in posledično o možnostih preživetja posameznih rastlinskih vrst.
Mnoge dragocene vrste zelišč izloča premočna paša (Tarman, 1992).
Pisani travniki, na katerih raste veliko cvetja, so zelo pomembni. Na njih bomo hitreje opazili čmrlje, čebele, metulje in druge opraševalce. Nasprotje pisanim travnikom so zeleni, na katerih rastejo predvsem trave in jih oprašuje veter. Opraševalci so pomembni iz več vidikov, in sicer z vidika pridelave hrane in ohranjanje biodiverzitete. Pestrost opraševalcev povečuje kakovost in količino pridelka, zato je njihovo ohranjanje pomembno tudi za kmetijstvo (Podgorelec idr., 2020).
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
5 2.4 Metulji
Metulji (Lepidoptera) so ena najbolj prepoznavnih skupin žuželk. Danes jih poznamo že več kot 160.000 vrst. Najpogostejša je delitev na dnevne in nočne metulje. Slednji so manj pisanih barv, imajo čokato telo, peresaste in nitaste tipalnice, krila zlagajo strehasto, večinoma pa so aktivni ponoči. Dnevni metulji so med tem aktivni zgolj podnevi. Imajo betičaste tipalnice, krila zlagajo pokončno, običajno so pestrih oblik in barv. V Sloveniji živi približno 3400 vrst metuljev, od tega je le 182 vrst dnevnih, ostali so iz skupine nočnih metuljev (Zakšek idr., 2010).
Metulji so pomemben člen prehranjevalnih verig. Oprašujejo rastline in so hrana drugim živalim. So tudi dobri indikatorji – njihova prisotnost nam lahko veliko pove o ohranjenosti določenega habitata (Zakšek idr., 2018). Iz tega vidika je pomembno spremljanje njihovih populacij, saj nam te običajno nakazujejo spremembo v okolju. Populacije metuljev se na spremembe v rabi tal, opustitev ali okrepitev obdelovalne površine, hitro odzovejo.
Uporabljamo jih lahko kot model predvidevanja posledic klimatskih sprememb, saj je veliko metuljev občutljivih na klimatske spremembe (Van Swaay idr., 2012). Človek s posegi v naravo vpliva na razširjenost in preživetje živalskih in rastlinskih vrst, npr. s spreminjanjem travnikov in pašnikov zmanjšuje življenjski prostor metuljev (opuščanje, večja intenzivnost kmetovanja).
To je razlog, da je metuljev vse manj, saj so tudi ena bolj ogroženih živalskih skupin (Zakšek idr., 2010). Glede na Uredbo o zavarovanih prostoživečih živalskih vrstah (Uradni list RS 2004b, 2004e, 2005, 2007, 2008b, 2009) je na območju Slovenije zavarovanih 28 vrst dnevnih metuljev (Verovnik idr., 2012). Poglavitni razlog za tako veliko število je uničevanje primernega življenjskega okolja, predvsem primernih rastlin, s katerimi se prehranjujejo njihove gosenice (Polak, 2009).
Metulji so v ekosistemu pomembni, saj predstavljajo vir hrane številnim plenilcem. Z njimi se prehranjujejo ptice, dvoživke, pajki, kačji pastirji in druge žuželke. V primeru, da bi se število metuljev zmanjšalo, bi to sčasoma vplivalo na ogroženost prehranjevalnih sistemov in ekosistema kot celote (Verovnik idr., 2012). Metulji za zaščito pred plenilci uporabljajo različne strategije mimikrije in prikrivanja, predvsem z vzorci in barvami na krilih. Številne vrste za obrambo uporabljajo lažna očesca oz. oči (Polak, 2009). Mednje spada tudi vrsta mali okarček, ki je v Sloveniji splošno razširjena in ni ogrožena (Verovnik idr., 2012).
Malega okarčka (Coenonympha pamphilus) lahko zasledimo v severni Afriki, Evropi, Turčiji in Bližnjem vzhodu, kjer je eden najpogostejših metuljev. Pojavlja se predvsem na intenzivno gnojenih travnikih, na zelenicah, v urbanem okolju in v parkih, povsod tam, kjer so razširjene trave, ki so tudi hranilne rastline njihovih gosenic. Najdemo ga od nižin do sredogorja, navadno pod gozdno mejo. Velikokrat ga je mogoče zaslediti množično, na zmerno gojenih travnikih je lahko tudi najpogostejša vrsta (Verovnik idr., 2012).
Odrasli metulji so slabi letalci. Pojavlja se v več generacijah, običajno ima vsaj dve ali tri na sezono, ki se med seboj lahko prekrivajo. V višjih legah ima domnevno le eno. Tako število generacij kot začetek izleganja prve je odvisno od nadmorske višine in lokalitete. Prve osebke malega okarčka lahko vidimo konec marca, zadnje pa še ob koncu oktobra. Izjemoma lahko zadnje osebke najdemo še v novembru (Tolman in Lewington, 2008; Verovnik idr., 2012).
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
6 2.4.1 Zgradba metulja na primeru malega okarčka
Dnevni metulji, med katere spada mali okarček, imajo tako kot ostale žuželke, telo ločeno na tri dele – glava, oprsje, zadek. Velik del glave zavzema par velikih oči, ki so sestavljene iz faset.
Z njimi metulji zaznavajo barvne vzorce, tudi v ultravijoličnem spektru svetlobe, ki je človeškemu očesu neviden. Zaznavajo še polarizirano svetlobo, s pomočjo katere se orientirajo, zato je vid pri metuljih zelo pomemben. Med očmi jim izrašča par dolgih betičastih tipalnic, ki jim rečemo tudi antene. Z njimi zaznavajo vonjave in hkrati služijo kot čutilo za tip. Pri dnevnih metuljih je za razliko od nočnih, oblika tipalk pri obeh spolih enaka. Prehranjujejo se na cvetovih s pomočjo sesala (preoblikovan ustni aparat), ki mu pravimo tudi rilček, najpogosteje pa sesajo nektar, minerale in vodo. Lahko se hranijo tudi z utekočinjenim gnilim sadjem, drevesnimi sokovi, živalskimi iztrebki in blatnimi lužami, iz katerih srkajo tekočino z minerali.
Rilček je tanek, ob prenehanju hranjenja pa je zvit pod prednjim delom glave. Gosenica pa se po drugi strani hrani z zelenimi deli rastline ‒ v pomoč ji je grizalo (Polak, 2009; Zakšek idr., 2010; Zakšek idr., 2018).
Na oprsju metulja se nahajajo trije pari nog in dva para kril. Pri dnevnih metuljih je oprsje običajno gosto odlakano. Noge, ki so preprosto sestavljene in jih sestavlja večje število členov, so namenjene hoji. Krila jim služijo za letanje, z njimi pa uravnavajo tudi telesno temperaturo (Polak, 2009; Zakšek idr., 2010). Krila so pokrita z drobnimi obarvanimi luskicami, ki jih lahko ob rahlem dotiku odluščimo. To je »prah«, ki nam ob dotiku ostane na roki. Luskice odpadejo tudi po naravni poti ‒ z vsakim letom jih metulj nekaj izgubi. To je razlog, da imajo pravkar preobraženi osebki najbolj intenzivne barve in izrazite vzorce. Vzorci so tudi eden izmed znakov, na podlagi katerega najlažje razlikujemo med različnimi vrstami. V zadku se nahajajo spolni organi in prebavila, pri večini metuljev pa je poraščen z luskicami in dlačicami (Zakšek idr., 2010).
2.4.2 Razvojni krog malega okarčka
Mali okarček, kot vsi dnevni in nočni metulji, spada med žuželke s popolno preobrazbo (metamorfozo). Zanj so značilne 4 faze – faza jajčeca, gosenice, bube in na koncu odraslega metulja (Zakšek idr., 2010). Pri popolni preobrazbi osebek med razvojem od zarodka do odraslega organizma večkrat popolnoma spremeni obliko (Polak, 2009). Metamorfoza poteka različno hitro. Letno imajo metulji lahko eno ali več generacij, kar v nekaterih primerih pomeni, da se razvojni krog zgodi v nekaj tednih (Zakšek idr., 2010).
Za odlaganje jajčec samice izberejo tiste rastline, s katerimi se kasneje prehranjuje gosenica.
Imenujemo jih hranilne rastline. Običajno so jajčeca odložena na liste, stebla, cvetove, vejice ali brste (Verovnik idr., 2012; Zakšek idr., 2010). Jajčeca so raznolikih oblik in barv. Samice različnih vrst lahko jajčeca odlagajo posamično ali v skupinah (Polak, 2009).
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
7
Slika 1: Jajčece malega okarčka.
(https://butterfly-conservation.org/butterflies/small-heath)
Gosenice se izležejo iz jajčec in so varovalno obarvane. S pomočjo pikčastih oči na glavi lahko vidijo le svetlobo. Hodijo s pomočjo treh parov nog, ki se nahajajo na oprsju, na zadku pa imajo običajno pet parov betičastih panožic. Za gosenico je najbolj pomembno, da se prehranjuje in tako posledično hitro raste. Mali okarček je pretežno travniška vrsta, saj se njegove gosenice prehranjujejo z različnimi vrstami trav. Med njimi s travniško latovko, rdečo bilnico, plazečo šopuljo in dišečim boljkom. Gosenica malega okarčka je zelene barve, da se lažje zakamuflira med bilkami trav. Ker gosenica raste, njen zunanji hitinski ovoj pa ne, se mora gosenica na vsake toliko časa tudi leviti. V svojem življenju se levi štiri do petkrat, po zadnji levitvi pa se gosenica zabubi (Polak, 2009; Verovnik idr., 2012).
Slika 2: Gosenica malega okarčka.
(http://www.pyrgus.de/Coenonympha_pamphilus_en.html)
Buba je mirujoči stadij, znotraj katere poteka edinstvena preobrazba. Tkivo gosenice se razgradi in v celoti pretvori v kaši podobno snov, nato pa ponovno sestavi v telo odraslega metulja. Ta proces traja različno dolgo, običajno dva ali tri tedne, nekateri metulji pa lahko v fazi bube
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
8
ostanejo tudi več mesecev (Polak, 2009; Verovnik idr., 2012). Bube dnevnih metuljev je mogoče zaslediti na tleh, lahko visijo z zadkom, pritrjenim na bazo, ali pa so pasaste (opasane so s svileno nitjo). Bube malega okarčka so po pravilu pritrjene na bilke trav (Verovnik idr., 2012).
Slika 3: Buba malega okarčka.
(http://www.pyrgus.de/Coenonympha_pamphilus_en.html)
Ko se metamorfoza zaključi, buba poči in iz nje prileze odrasel osebek, ki ga lahko imenujemo tudi imago. Metulj je sprva nebogljen, njegova krila pa so mehka in zmečkana. Šele ko jih napolni s telesno tekočino, se razširijo in nato otrdijo. Takrat lahko metulj končno tudi prvič poleti. Iz bube osebki prilezejo zgodaj zjutraj, da se kasneje v soncu ogrejejo pred prvim poletom. Njihova prvotna naloga je razmnoževanje, zato se metulji parijo kmalu po tem, ko se izležejo. Življenjska doba metulja je običajno nekaj tednov, le malo je takih, ki živijo preko celega leta ali celo več let. Večinoma razvojni krog zaključijo s parjenjem in odlaganjem jajčec.
Zimo preživijo v fazi jajčeca, gosenice ali bube, redki tudi v fazi metulja (Polak, 2009; Verovnik idr., 2012).
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
9
Slika 4: Metulj mali okarček.
Foto: Luka Šturm
2.5 Znanje predšolskih otrok o živi in neživi naravi
Svet je sestavljen iz živih in neživih stvari. Že odrasli si jih razlagajo na različne načine, kaj šele otroci. Živim stvarem dodelijo žive lastnosti, čemur pravimo animizem. Piaget pravi, da
»animistične« misli izginejo po štiristopenjskem zaporedju. Sprva naj bi otroci vsem stvarem pripisovali žive lastnosti, v drugi stopnji pa predmetom teh več ne pripisujejo. Naslednja stopnja je tista, pri kateri otroci »zaznajo« predmete, ki so se premaknili, v četrti pa tiste, ki so se premaknile samostojno. Šele pri starosti 12 let otroci uporabijo merilo endogenega gibanja, zato da »odstranijo« živo iz neživega. Poznavanje razlik med živim in neživim se torej postopoma razvija na podlagi bolj površnih razlik med gibljivim in mirujočim (Gelman idr., 1983).
Novejše raziskave so pokazale, da so predšolski otroci zmožni pravilnega razvrščanja na živo in neživo, vendar so njihova razmišljanja o tem bolj usmerjena na živali kot na rastline. Ta vzorec razlikovanja med živalmi in rastlinami je potrjen z več raziskavami, ki kažejo velik razkorak med živalmi in rastlinami glede pojmovanja skupnih lastnosti živega (Krnel, 2007).
Otroci gradijo v času odraščanja v neposredni interakciji z okoljem svoje lastno razumevanje bioloških pojmov. Vemo, da gojijo predstave, ki ne temeljijo na ustreznih znanstvenih osnovah.
Krnel (2007) podrobneje opiše otroške predstave o rastlinah in kako si predstavljajo, da so te žive. Vzorec razlikovanja med živalmi in rastlinami potrjuje več razlik. Delno k tem pripomore antropomorfni pogled otroka na to, kaj je živo. Živali veliko bolj ustrezajo skupini pripisanih lastnosti živega kot rastline. Otrok sebe dojema kot nekaj živega in skladno s tem primerja, razvršča, uvršča in preizkuša predmete v okolici. Najprej navede dve ključni lastnosti živega, in sicer gibanje ter hitra odzivnost (Torkar, 2018).
Napačno razumevanje pojma živega je bilo preverjeno tudi med srednješolci, ki uporabljajo ene kriterije za uvrščanje rastlin in druge za živali. Tako je za rastline najpogostejši atribut rast, za živali pa gibanje. Drugačen odnos in razumevanje rastlin in živali pogojuje tudi jezik. V slovenščini je beseda rastlina izpeljana iz glagola rasti, beseda živeti pa je precej podobna besedi žival (Krnel, 2007).
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
10
Odstotek otrok, ki rastline pravilno uvrščajo med živa bitja, se do konca osnovne šole približa odstotku pri živalih, vendar ga ne doseže. Ugotovitve veljajo tudi za slovensko populacijo učencev (Piciga, 1995).
Zanimanje za živali upada s starostjo otrok. Predšolski otroci (stari 5–6 let) informacije o svetu pridobivajo predvsem preko medijev in ljudi okoli njih. Delijo jih v dve skupini: dobre in slabe živali. Otroci mlajši od sedmih let ne določajo živali glede na taksonomsko skupino (red), uporabljajo pa že izraze, kot sta »ptica« in »riba«. Otroci so osredotočeni na njihovo bližnje okolje in dogajanje okrog njih ob začetku šolanja (ko so stari 6–7 let). Šele kasneje, med 9. in 10. letom starosti, so otroci sposobni razumeti kompleksnost in uporabo zakonov narave (Allen, 2015; Torkar in Mavrič, 2016).
2.6 Predstave otrok o žuželkah
Driver in drugi (1985) so povzeli skupne lastnosti o znanstvenih konceptih otrok, ki so jih pridobili s pomočjo študij:
• sklepanje otrok temelji na percepciji značilnosti pojava in dogodkov,
• pozornost je usmerjena na specifično fizično lastnost pojava in dogodka,
• opazovanje in razmišljanje je usmerjeno na spreminjajoče dejavnike in ne na mirujoča stanja,
• otroci sklepajo na podlagi linearnega vzročnega zaporedja,
• neizoblikovani pojmi, ki vsebujejo več pomenov,
• otroci razumejo kontekst (Shepardson, 2002).
Biološke razlage otrok občasno odražajo teleološke in antropomorfne razloge. To pomeni, da je v razlagah mogoče zaslediti prirejanje človeških lastnosti stvarem in drugim živim bitjem.
Teleološko razmišljanje o žuželkah predstavlja razmišljanje, da je razvoj posledica namena oz.
želje žuželke po razvoju določenih struktur, npr.: muha ima krila, da lahko leti iz enega mesta na drugega. Otroške antropomorfne razlage o žuželkah pa vključujejo tudi človeške lastnosti, npr.: gosenica naredi kokon, ker potrebuje dom (Shepardson, 2002).
Leach in drugi (1992) opozarjajo, da osnovnošolski otroci nižjih razredov združujejo organizme na podlagi biološke funkcije (npr.: organizmi, ki lahko letijo), medtem ko otroci višjih razredov osnovne šole organizme razvrščajo glede na opazne značilnosti (Shepardson, 2002).
Shepardson (1996) je v raziskavi v prvih razredih osnovne šole ugotovil, da je otrokovo razumevanje življenjskih ciklov žuželk omejeno z njihovimi izkušnjami z metulji in veščami.
Posledično življenjskemu krogu metulja priredijo tri faze: gosenico, bubo in odraslega osebka.
Otroci niso prepoznali faze jajčeca v življenjskem krogu in imajo tako nepopolno razumevanje metamorfoze.
Otroci, stari sedem let in manj, razumejo organizme glede na vedenjske značilnosti. Na primer, otroci prvih razredov so na ličinke mokarjev gledali kot na črve, saj so zaznavno podobni deževnikom. Starejši otroci verjamejo, da so organizmi sposobni spremeniti strukturo telesa,
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
11
saj lahko s tem izkoristijo določen habitat ali pa se tako odzivajo na spremembe v okolju, saj iščejo bolj ugodno okolje za življenje (Shepardson, 2002).
Za otrokovo zaznavanje žuželk sta pomembna predvsem velikost in oblika žuželke. Po večini pravijo, da so žuželke majhne, imajo noge (nekateri pravijo, da imajo veliko nog), tipalke, nekatere tudi krila. Vrtčevski otroci žuželke prepoznajo po majhni in ovalni obliki. Določene živali uvrstijo v skupino žuželk, ker grizejo in te lahko poškodujejo. Velikokrat prehranjevalno verigo razlagajo samo v eni smeri, torej kaj žuželke jedo, ne pa tudi kdo se prehranjuje z žuželkami (Allen, 2015; Shepardson, 2002; Snaddon in Turner, 2007).
2.7 Otrokovo razumevanje preprostih prehranjevalnih verig
S prehranjevalno verigo ali prehranjevalnim spletom v ekologiji prikažemo prehranjevalna zaporedja in procese. Prehranjevalna veriga predstavlja linearno zaporedje organizmov oz.
prenos energije, ki je nakopičena v hrani od primarnega člena prek uporabnikov, ki so v zaporedju, tam pa je vsak plenilec v verigi tudi nekomu hrana. Tarman (1992) predstavi, da je pomemben prenos energije med sestavnimi deli ekosistema, to pa poteka s prehranjevanjem.
Vrste iz prehranjevalnih verig in spletov se uredijo v prehranjevalne ravni oz. trofične nivoje.
Rastline in drugi primarni proizvajalci so na prvem mestu, sledijo jim rastlinojedci, ki so potrošniki prvega reda. Za njimi so mesojedci, torej potrošniki drugega reda. S puščicami, ki označujejo smer pretvorb snovi in energije, ponazarjamo povezave med členi. Med seboj prehranjevalne verige niso ločene, ampak se povezujejo v prehranjevalne splete (Praprotnik in Torkar, 2020).
Učenci in dijaki imajo pogosto težave s pojmoma prehranjevalna veriga in splet. Ta dva pojma med seboj pogosto zamenjajo. Dijaki prehranjevalni splet razumejo le kot zbir več prehranjevalnih verig. Težave se pojavijo tudi pri razumevanju prenosa energije in posrednih vplivov med organizmi (Praprotnik in Torkar, 2020). Allen (2017) ugotavlja, da večina petletnikov razume ključne koncepte, povezane s prehranjevalno verigo, ki se jih učijo učenci v času osnovne šole.
Otroci v zgodnjih letih so sposobni dojemanja odnosov v prehranjevalni verigi. Lažje razumejo, da ena žival pleni drugo, kot to, da lahko žival uporabi rastlino kot vir hrane. Težje razumejo odnose, ki presegajo preproste zveze, npr. tri člene ali več v prehranjevalni verigi oz. kako soodvisne populacije vplivajo ena na drugo. Nekateri mlajši vrtčevski otroci težko razumejo koncept medsebojne odvisnosti ‒ izolirane posameznike rastlin in živali si predstavljajo lažje kot celotno populacijo, ki med seboj tekmuje za preživetje. Nekateri si predstavljajo, da različne vrste med seboj sodelujejo in si pomagajo. Antropocentrično sklepanje je pogosto pri nekaterih otrocih, ki verjamejo, da divje živali ne morejo obstajati brez ljudi. Posledično bi jih radi hranili in zanje skrbeli (Allen, 2017).
Otroke se običajno uči, da lahko s prehranjevalnimi verigami raziskujejo, kako sprememba v populaciji enega člena vpliva na ostale člene v verigi. Nekateri predšolski otroci so že na stopnji, kjer lahko s prehranjevalnimi verigami počnejo bolj dinamične stvari kot drugi. Nekateri prehranjevalne verige ne obravnavajo kot celote in dajejo poudarek na manjšo enoto. Spet drugi prehranjevalno verigo vidijo kot nekakšno enačbo, ki jo morajo prebrati in si jo zapomniti, in
Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta Neža Španič, diplomsko delo
12
ne kot dinamični sistem, ki se lahko spremeni. Ne morejo še razumeti, da spremembe v enem delu verige vplivajo na ostale dele v njej. Tudi otroci, ki že razumejo dinamiko prehranjevalnih verig, jih pogosto razumejo kot polstatično celoto, kjer lahko pari organizmov, neposredno vključenih v verigo, vplivajo samo eden na drugega (Allen, 2017).
Ko se spoznavajo z učinkom spreminjanja populacije, otroci navadno lažje razumejo
Ko se spoznavajo z učinkom spreminjanja populacije, otroci navadno lažje razumejo