Program zajęć - Wydział Biologii UW

Program zajęć
w ramach pracowni specjalizacyjnej dla studentów I roku magisterskich studiów
uzupełniających wykonujących prace magisterskie w Zakładzie Ekologii UW.
Bloki tematyczne:
1. Przygotowanie ogólne do wykonania pracy magisterskiej
• Prezentacja czasopism naukowych połączona z referowaniem wybranej pracy.
- każdy student otrzymuje do zaprezentowania trzy czasopisma i z każdego referuje jeden
artykuł wybrany ze względu na tematykę swojej pracy magisterskiej. Tytuły czasopism będą
podane w konsultacji z opiekunami prac mgr.
•
Każdy student przygotowuje „Projekt badawczy na wykonanie pracy magisterskiej”
według następującego schematu:
1. Tytuł projektu (proponowany tytuł pracy)
2. Streszczenie projektu (max. 75 słów)
3. Opis projektu według następujących punktów:
• wstęp,
• cel,
• materiał i metody,
• spodziewane wyniki
Maszynopis jednostronny, nie więcej niż 3 strony tekstu, przy czym limit nie obejmuje
cytowanej literatury, czcionka Times New Roman 12, standardowe odstępy między znakami,
interlinia 1.5, wszystkie marginesy co najmniej 15 mm), piśmiennictwo (max. 10 pozycji;
konieczne tytuły cytowanych prac))
Każdy projekt będzie oceniony według następujących kryteriów:
1. Czy wstęp w sposób wystarczający prezentuje istniejący stan wiedzy?
2. Czy cel pracy sformułowany jest poprawnie oraz czy jednoznacznie i logicznie
wynika ze stanu wiedzy zaprezentowanego we wstępie?
3. Czy wybór proponowanych metod badań jest dostatecznie uzasadniony?
4. Czy projekt jest napisany w sposób jasny i zrozumiały?
5. Czy strona językowa i redakcyjna nie budzi zastrzeżeń?
2. Metody stosowane dla oceny liczebności i aktywności przestrzennej drobnych gryzoni
Część teoretyczna
1. Ogólne zasady zbierania materiału metodą CMR oraz metodą wyłowu (w tym sposoby
znakowania zwierząt, szczegółowe omówienie metody „Standard – Minimum”).
Sposoby analizowania zebranego materiału (w tym „kalendarz złowień”, wyliczanie
liczebności metodą Petersena-Lincolna, Jolly-Sebera i Schnabela, prostej regresji)
2. Sposoby rozmieszczania urządzeń łowiących (oraz innych rejestrujących obecność
zwierząt) i ich wpływ na wyniki połowów – linie, powierzchnie (ich wielkość i
kształt), odległości pomiędzy punktami połowów, liczba pułapek w punkcie.
3. Łowność różnych gatunków, różnych kategorii osobników (np. samców i samic,
młodych i starych), łowność w zależności od zastosowania różnych rodzajów pułapek
i przynęt, wpływ warunków atmosferycznych na łowność.
4. Sposoby badania aktywności przestrzennej pojedynczych osobników (sposoby
wyznaczania areałów osobniczych na podstawie danych uzyskanych metodą CMR),
intensywności penetracji określonych miejsc przestrzeni (analiza tropów),
migracyjności (barwiona przynęta).
Wszystkie tematy są przedstawiane w formie prezentacji oraz opracowania pisemnego jako
synteza prac materiałowych dotyczących przydatności różnych metod do osiągnięcia
określonego celu i prac zawierających wyniki uzyskane daną metodą.
Część praktyczna – w Stacji Terenowej w Urwitałcie 4 dni wrzesień/październik
Zbieranie materiału:
Wyznaczenie punktów rozmieszczonych w linii oraz na 2 powierzchniach, gdzie na początku
zostają rozmieszczone rurki, w których gryzonie pozostawiają tropy. Potem rurki zostają
zastąpione pułapkami żywołownymi; na linii i jednej z powierzchni materiał zbierany jest
metodą CMR, na drugiej powierzchni prowadzony jest wyłów.
Wyznaczenie transektów przebiegających w sąsiadujących z sobą środowiskach: „wyspie”
leśnej, ugorowanym polu uprawnym i lesie i umieszczenie wzdłuż nich rurek z barwioną
przynętą. Przez 3 dni przynęta w rurkach jest uzupełniana i zbierane są z nich odchody
pozostawione przez gryzonie.
Opracowywanie materiału:
Porównanie liczebności oszacowanej na podstawie danych zebranych podczas odłowów na
linii i powierzchni, zwrócenie uwagi na występowanie efektu krawędzi, sprawdzenie czy ma
on takie samo nasilenie w przypadku różnych gatunków. Porównanie liczebności
oszacowanej na postawie danych zebranych metodą CMR i metodą wyłowu. Porównanie
liczebności oszacowanej na tej samej powierzchni różnymi metodami statystycznymi
(omawianymi w referacie 1)
Identyfikacja tropów pozostawionych przez gryzonie w rurkach. Porównanie sposobu i
intensywności penetracji przestrzeni przez różne gatunki wykazane na podstawie analizy
złowień w poszczególnych punktach i pozostawionych w nich przez gryzonie tropów. Analiza
wzajemnego rozmieszczenia różnych gatunków w przestrzeni przy zastosowaniu różnych
wskaźników: CMA, Kendalla, Spearmana i Pearsona.
Analiza resztek barwionej przynęty w odchodach pozostawionych w rurkach przez gryzonie.
Określenie kierunków i oszacowanie intensywności przemieszczania się gryzoni pomiędzy
różnymi częściami badanego heterogennego środowiska.
2. Metody terenowe w badaniach ornitologicznych
Część teoretyczna
Na seminariach w Warszawie studenci przygotowują referaty dotyczące metod badań i
opracowania zebranych materiałów. Większość omówionych metod jest następnie
wykorzystywana w praktyce podczas majowych zajęć w Urwitałcie. Seminaria są
przygotowywane na podstawie literatury dostarczonej przez prowadzących oraz zebranej
samodzielnie. Student dostaje dwie oceny: za wygłoszony referat i za pisemne
opracowanie tematu.
Tematy (liczba tematów zależy od liczby studentów na pracowni):
1. Odłowy sieciowe ptaków
2. Metody znakowania ptaków
3. Liczenie ptaków w dużych grupach
4. Mapowanie terytoriów ptaków i obserwacje na transektach liniowych
5. Wykrywanie ptaków przy pomocy stymulacji głosowych
6. Badanie pokarmu piskląt – obrączki okołoszyjne, analiza wypluwek
7. Oznaczanie wieku u ptaków w różnych fazach życia
8. Telemetria stosowana w badaniach ptaków
9. Identyfikacja trudnych gatunków ptaków, pośrednie metody wykrywania
ptaków
10. Wskaźniki stosowane do charakterystyki i porównywania zespołów ptaków
Część praktyczna – w Stacji Terenowej w Urwitałcie 3 dni maj
1. Wszyscy studenci uczestniczą w mniejszych grupach we wszystkich
realizowanych tematach i oceniani za zaangażowanie w pracy terenowej.
Tematy:
2. Odłowy sieciowe ptaków. Nauka prawidłowego przygotowania stanowiska do
ustawienia sieci. Stopień napięcia sieci a bezpieczeństwo ptaków i
skuteczność odłowów. 3. Skuteczność sieci pojedynczych i w „płotach”.
Związek między charakterem otoczenia sieci a liczbą złowionych ptaków.
3. Pokaz obrączek tradycyjnych i kolorowych. Przyrządy służące do mierzenia i
ważenia ptaków, sposób wykonywania pomiarów.
4. Badanie składu zespołu ptaków lęgowych przy pomocy metody
kartograficznej. Symbole stosowane w metodzie kartograficznej. Znaczenie
odpowiedniego tempa wykonywania obserwacji i notowania równoczesnej
obecności kilku samców tego samego gatunku. Wykonanie porannych
obserwacji.
5. Wykrywanie trudnych do stwierdzenia gatunków ptaków przy pomocy
stymulacji głosowej. Wabienie puszczyka nagranymi głosami.
6. Badanie pokarmu piskląt przy pomocy obrączek okołoszyjnych. Prezentacja
metody z użyciem piskląt szpaka lub sikory. Prawidłowe zakładanie obrączek
okołoszyjnych. Pobieranie próbek pokarmu. Problem czasu i częstotliwości
pobierania prób oraz możliwości stosowania pokarmu zastępczego.
Oznaczanie bezkręgowców z pobranych prób.
7. Oznaczanie wieku piskląt na podstawie fazy rozwoju upierzenia. Oglądanie
upierzenia piskląt sikory lub szpaka i ustalanie wg. tabeli fazy rozwoju
upierzenia, a następnie przeliczanie tych danych na wiek pisklęcia.
8. Identyfikacja gatunków lęgowych na podstawie wyglądu gniazd i jaj.
Prezentowane gatunki zależą od tego, co uda się znaleźć w danym sezonie.
Najczęściej jest to kos i drozd śpiewak.
9. Zastosowanie metod telemetrycznych w badaniach ptaków i innych grup
zwierząt.
4. Metody terenowe w badaniach nad bezkręgowcami
Metody bezpośrednie
A. „Na upatrzonego”
Opis: bezpośrednie, ręczne odławianie. Demonstracje połączone z prezentacją metod
poszukiwania owadów na podstawie śladów żerowania, budowli, tropów itp.
Badany zespół: zwykle potencjalnie wszystko, co jest łatwo dostępne, nie porusza się zbyt
szybko i ma względnie duże rozmiary (>2 mm)
B. Aspirator/Ekshaustor
Opis: odpowiednik odkurzacza – zbieracz zasysając powietrze przez rurkę wciąga obiekt
do środka pojemnika, z którego nie ma drogi ucieczki
Badany zespół: zwykle fauna naroślinna i przebywająca na powierzchni
C. Czerpak
Opis: siatka z mocną obręczą i workiem z płótna, pozwalająca na przeczesywanie zwartej
roślinności. Przy okazji ćwiczenie standaryzacji metody poprzez pracę zespołową, pobieranie
prób w ustalony sposób i ocenę działania czerpakujących przez obserwatorów.
Badany zespół: fauna zarośli, gałęzi drzew
D. Siatka entomologiczna
Opis: delikatna siatka o większych niż czerpak oczkach, do odłowu fauny latającej
Badany zespół: fauna latająca
E. Parasol entomologiczny
Opis: rozciągnięta płachta białego płótna, podstawiana pod gałęzie drzew/krzewów, z
których otrząsa się bezkręgowce
Badany zespół: fauna naroślinna (tylko te, które na wstrząs reagują spadając, a nie
przywierają do podłoża)
F. Nasłuchiwanie
Opis: Zespołowe namierzanie owadów wydających donośne dźwięki, trudnych do
odnalezienia w pojedynkę
Badane gaunki: dotychczas świerszcz polny (maj)
Metody ekstrakcyjne
A. Sito entomologiczne:
Opis: metalowe sito oczkach średnicy np. 0.5 cm z podwieszonym workiem pozwalające
wyizolować mniejsze cząstki, w tym poszukiwany materiał
Badany zespół: fauna glebowa, bezkręgowce żyjące w ściółce, próchnie i pod korą drzew
B. Aparat Tullgrena – wypłaszanie aktywne
Opis: stelaż z lejkami zawierającymi próbki ściółki, próchna itp. (np. przesiewki z sita
ent.). Nad lejkami żarówki, pod spodem pojemniki z płynem konserwującym. Dotychczasowy
układ: próbki ściółki z 4 miejsc
Badany zespół: j.w.
C. Pułapki wysychające – wypłaszanie bierne
Opis: pojemnik z materiałem (np. przesiewką), z której wskutek przesuszenia wydostają
się bezkręgowce; zabezpieczenie przed wydostaniem się na zewnątrz (zwykle gaza młyńska),
ew. pojemnik z płynem konserwującym. Wersja stojąca i wisząca.
Badany zespół: j.w.
Pułapki bez przynęty
A. Pułapki glebowe - metoda Barbera
Opis: pojemniki wkopane w podłoże na poziomie gruntu, zawierające płyn (roztwór
etanolu lub glikolu etylenowego) zabijający i utrwalający bezkręgowce, które się tam dostaną.
Dotychczasowy układ: 3 linie po 10 pułapek: ugór, ekoton, ols
Badany zespół: fauna epigeiczna
Pułapki z przynętą
B. Metoda Moerickego
Opis: płaskie naczynie o stosunkowo dużej powierzchni, w kolorze imitującym barwę
kwiatów (zwykle różne odcienie żółtego), zawierające roztwór etanolu lub glikolu
etylenowego zabijający i utrwalający przylatujące owady
Badany zespół: muchówki, chrząszcze, błonkówki
C. Pułapki zapachowe (pokarmowe)
Opis: przynętę stanowi substancja stanowiąca naturalne źródło pokarmu lub je naśladująca,
np. mieszanina dżemu i piwa przywabiająca motyle nocne, mięso - muchówki, padlina
drobnych ssaków - chrząszcze omarlicowate, nawóz koński lub krowi - chrząszcze żukowate i
inne koprofagi. Dotychczas tylko demonstracja mechanizmu – przywabianie owadów do
fermentującej mieszaniny (dżem+owoce+drożdże) smarowanej na pniach drzew (wiosną
bardzo słaby efekt)
Badany zespół: motyle, chrząszcze, muchówki
D. Pułapki ekranowe
Opis: ekran z pleksi z podwieszonym pojemnikiem zawierającym płyn konserwujący, do
którego spadają owady. Wabik: próchnowisko w drzewie, owocniki grzybów nadrzewnych.
Dotychczasowy układ: przed dziuplami (olcha, wierzba, klon, lipa)
Badany zespół: owady latające
E. Pułapki feromonowe
Opis: specjalistyczne pułapki stosowane w leśnictwie, składające się z pojemnika, do
którego wpadają zwabione owady i źródła wydzielającego feromon płciowy lub agregacyjny.
Dotychczas stosowane: pułapki typu IBL2: Tomodor, Acumodor, Trypodor, Lymodor; IBL3:
Tomodor; IBL4: Panodor
Badany zespół: chrząszcze z rodziny kornikowatych (w zależności od dostępności
feromonu) i fauna powiązana
F. Pułapki świetlne
Opis: pułapki samołowne (klosz lub inna konstrukcja ze źródłem światła, nie pozwalająca
na wydostanie się zwabionym owadom) albo podświetlony ekran z białego płótna,
pozwalający wybierać określone okazy. Dotychczas stosowana tylko wersja z ekranem.
Badany zespół: motyle nocne, chrząszcze, jętki
Sztuczne gniazda i kryjówki
Opis: przygotowane sztuczne podłoże lub konstrukcja imitująca miejsca preferowane przez
określone gatunki do zasiedlenia jako gniazdo lub miejsce schronienia – słupki gliniane, pęki
trzcin lub rurek, warstwowo ułożona tektura itp..
Badany zespół: samotne żądłówki, pająki
Dodatkowe propozycje
- demonstracja/ćwiczenia wykorzystania urządzeń GPS do zbierania danych o występowaniu
fauny, zapisywania miejsc pobierania prób itd.
- szybki kurs tworzenia i korzystania z baz danych do przechowywania i analiz danych z
pracy badawczej, najlepiej jesienią, z wykorzystaniem materiałów zebranych samodzielnie
przez studentów podczas pracowni.
5. Metodyka poboru prób na terenach o wysokim skażeniu środowiska
i interpretacja uzyskanych wyników
Technika „moss-bags”
a) krótki rys historyczny;
b) prezentacja zalet i ograniczeń metody; zalecane gatunki mchów
c) porównanie metody z poborem mchów in situ (biomonitoring aktywny i
pasywny);
d) ekspozycja napowietrzna i w wodzie – porównanie tempa kumulacji w różnych
mediach;
e) zawieszenie 4-6 próbek na terenie campusu Ochota na okres 12 tygodni
(uzyskane wyniki analiz Pb i Cd będą gromadzone w kolejnych latach i
porównywane z wynikami badań prowadzonych przez K. Dmowskiego na terenie
Śląska i Małopolski oraz z danymi literaturowymi dotyczącymi całej Polski)
Studenci otrzymują dane dotyczące lokalizacji próbek i uzyskanych wyników
koncentracji talu w okolicach hut cynku w Bukownie, Trzebini, Katowicach-Szopienicach,
Miasteczku Śląskim, cementowni w Górażdżu i na terenie nieskażonym (koło Stacji
terenowej Wydziału Biologii UW w Urwitałcie).
Pracując przy komputerach, podzieleni na grupy 2-osobowe, studenci wstawiają te
dane do tzw. map podstawowych (z zaznaczoną lokalizacją punktów ekspozycji) i próbują
interpretować uzyskane wyniki: m.in. porównując koncentrację Tl w różnym oddaleniu od
źródeł emisji i na różnych terenach, korelując te wyniki z kierunkami przeważających
wiatrów oraz porównując wyniki ekspozycji "moss-bags" w różnych mediach.
Planowane jest powiększenie bazy danych o Pb i Cd, wyliczenie dokładnych
odległości dzielących punkty ekspozycji od źródła skażenia, a wówczas symulowane będą
komputerowe modele rozmycia plamy skażenia danym pierwiastkiem w zależności od
układu "róży wiatrów" i nakładania się emisji z różnych źródeł.
2-letnie szpilki sosny zwyczajnej – uniwersalny bioindykator
a) krótki rys historyczny metody;
b) prezentacja zalet i ograniczeń metody; standaryzacja poboru i przechowywania
prób (terminy zbierania prób, problemy z usuwaniem zewnętrznych
zanieczyszczeń, etc.)
c) prezentacja danych literaturowych
Studenci wykorzystują dane dla 2- letnich szpilek sosnowych uzyskane we
wcześniejszych latach. Podstawowym ich zadaniem jest wyliczenie korelacji pomiędzy
wynikami otrzymanymi metodą ekspozycji "moss-bags" i z wykorzystaniem 2-letnich
szpilek sosnowych.
Ćwiczenia 1 i 2 poprzedzone są krótkim wykładem prezentującym wszystkie tereny
skażone, z których zbierano próbki lub zawieszano woreczki z mchami; była to również
okazja do omówienia w skróconej formie badań na kręgowcach, które prowadził lub prowadzi
Zakład Ekologii na tych terenach – z podkreśleniem specyfiki badań na obszarach
skażonych.
Metodyka poboru próbek wody, zawiesiny i osadów dennych
Ćwiczenia odbywają się częściowo w pracowni, a częściowo w terenie – nad Jeziorkiem
Szczęśliwickim w Warszawie
studenci zapoznają się z m.in. z :
• metodyką przygotowywania pojemników do przechowywania próbek
(kondycjonowaniem)
• metodyką poboru próbek wody, zawiesiny i osadów (dekantacją, sączeniem itp.),
• metodyką przechowywania próbek (uprzedniego zakwaszania w celu obniżenia pH;
doborem kwasów w zależności od badanej grupy związków)
W pracowni studenci otrzymują wyniki prac analitycznych, w których badano
równocześnie koncentrację Pb, Cd, Tl, Zn i kilku innych pierwiastków w wodach i osadach ze
zbiorników bardzo silnie skażonych; wyszukują dane dotyczące norm koncentracji tych
pierwiastków w wodzie pitnej.
Ćwiczenia mają wykazać kluczową rolę osadów i pomijanej w wielu badaniach
zawiesiny jako miejsc akumulacji toksycznych pierwiastków. Samo badanie koncentracji
metali ciężkich w wodzie ma znikomą wartość w monitoringu skażonych zbiorników i
cieków wodnych.
Przegląd czasopism ekotoksykologicznych
Studenci otrzymują listę kilkunastu czasopism ekotoksykologicznych (głównie
zagranicznych). Każda osoba uczestnicząca w ćwiczeniach wybiera jedno z nich i krótko
charakteryzuje: prezentuje zakres tematyczny zamieszczanych tam artykułów, znaczenie
czasopisma na liście rankingowej periodyków o tym profilu ("Impact Factor", czas trwania na
rynku wydawniczym, etc.).
Organizacja zajęć:
Wymiar godzinowy pracowni: 240 godzin (po 120 godzin w semestrze zimowym i letnim)
Organizacja pracowni: dwa wyjazdy terenowe do Stacji Terenowej im. prof. K.
Dobrowolskiego w Urwitałcie – wrzesień/październik 4 dni oraz maj 3 dni, zajęcia w
Warszawie w formie pracowni i referatów oraz opracowań pisemnych.
Zajęcia w Warszawie 2 godziny tygodniowo:
Semestr. zimowy:
1. Prezentacja czasopism
2. Omówienie projektów prac magisterskich
3. Tworzenie baz danych i metody
statystyczne opracowania materiałów
4. Opracowanie, prezentacja i omówienie
materiałów zebranych podczas wyjazdu
wrześniowego
3 tygodnie
1 tydzień
5 tygodni
4 tygodnie
Semestr letni:
1. Metodyka poboru prób na terenach o
wysokim skażeniu środowiska i interpretacja
uzyskanych wyników
2. Metody terenowe w badaniach
ornitologicznych
4 tygodnie
5 tygodni
Pozostały czas poświęcony będzie na pracę poza godzinami zajęć.