Научно- практическая работа “Появление новой матки у мини колонии муравьёв вида MessorStructor”

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 438

Приморского района Санкт-Петербурга

Научно- практическая работа

“Появление новой матки у мини колонии

муравьёв вида MessorStructor”

Разработал:

Ученик 8 класса

Прохоров Николай

Николаевич

Руководитель:

преподаватель биологии

Шварц Алла

Александровна

Санкт-Петербург

2019

Оглавление

стр

Аннотация……………………………………………………….................3

Введение……………………………………………………………………4

1.Теоретическая часть……………………………………………………..6

1.1.Муравьи вида MessorStructor…………………………………..6

1.2. Описание случаев гибели матки и её последствия вида

муравьёв Messor Structor в домашних условиях изтеоретических

источников литературы................................................................................9

1.3.Развитиеи анатомия муравья………………………….............10

2.Практическая часть……………………………………………………...12

2.1 Наблюдения за колонией муравьёв без матки.,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,..........12

3.Заключение………………………………………………………………..15

4.Вывод и рекомендации…………………………………………………..16

5.Список литературы……………………………… ……………………….17

8.ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………18

Аннотация

научно-практической работы “Появление новой матки у небольшой колонии муравьёв вида MessorStructor”

руководитель: Шварц Алла Александровна учитель биологии и химии

В работе рассматриваются особенности строения, жизнедеятельности, поведения колонии муравьёв вида MessorStructor и организации образа жизни их семей в естественных условиях, с целью создания благоприятных условий для жизни муравьев вне муравейника, в условиях формикария.

Разведение муравьёв находит в мире все больше поклонников. Правильное устройство формикария имеет важное значение для успешного содержания и разведения муравьёв, и дает возможность наблюдать за жизненным циклом и развитием колонии муравьев круглый год.

Данная работа будет интересна экологам, учащимся, углубленно изучающих биологию, химию и экологию, а также учителям, преподающим биологию, химию и экологию и просто заинтересованным гражданам

  Муравьи — самое эволюционно развитое семейство насекомых и наиболее близкие к человеку существа на Земле по организации жизни своего сообщества. Они образуют сложные семьи, состоящие из нескольких каст с разделением труда. Это позволяет координировать их действия при выполнении поставленных задач. Сообщество муравьев ученые рассматривают как «сверхорганизм», в котором ни одна часть не может существовать без всех остальных. Они строят свое жилище, охраняют свой муравейник, охотятся, делают запасы провизии, заботятся о потомстве. Муравьи – одни из самых распространенных насекомых на нашей планете. Они встречаются во всех природных зонах, часто живут недалеко от дома. В мире насчитывается около 12000 видов муравьев. Все они очень разнообразны.

  Вряд ли найдется человек, который хотя бы раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и, в то же время, необъяснимо близким ему миром этих удивительных насекомых. Содержанию муравьев в домашних условиях - дело увлекательное и имеет в мире много поклонников. Не случайно в последние годы все более популярным становится содержание муравьиных ферм. Правильное устройство формикария (искусственное жилище муравьев) имеет важное значение для успешного содержания и разведения муравьёв, и дает возможность наблюдать за жизненным циклом и развитием колонии муравьев круглый год. Поэтому изучение данной темы актуально. 

Сейчас очень много говорят о проблемах загрязнения окружающей среды, о применении огромного количества химических веществ.

На фоне повсеместного загрязнения среды очень актуальным становится вопрос об уменьшении применения химикатов, о широком применении биологических способов борьбы с вредителями растений.

Муравьи как санитары леса выходят в этом случае на передний план- изучение их жизнедеятельности, особенностей поведения является современной актуальной экологической проблемой

Гипотеза: погибшую матку муравьев-жнецов можно вырастить в домашних условиях при тщательном уходе за колонией.

Цель работы: определить сможет ли немногочисленная колония муравьёв вида MessorStructor(муравьи-жнецы) с расплодом без маткивывести новую матку.

Задачи работы:

1. Изучение литературы, описывающей случаи гибели маток и её последствия

2. Поиск информации о виде муравьев MessorStructor (муравьи-жнецы)

3. Ежедневное наблюдение за колонией

4. Соблюдение правильного ухода за муравьями этого вида и введение в рацион муравьёв большего количества продуктов, содержащих белок

5. Сформулировать выводы для биологов и интересующихся муравьями и уходом за ними

Объектом исследования являются муравьи вида MessorStructor (муравьи-жнецы)

Предметом исследования являются этологические исследования в миниколонии муравьев вида MessorStructor (муравьи-жнецы)

Методы исследования:

• наблюдения,

• анализ теоретической литературы и энциклопедических источников,

• эксперимент.

• фотографирование

• измерение

Название Messor (жнец) род получил благодаря способу сбора зерна с полей. Специфика питания обусловлена характером растительности в климате пустынь. Согласно исследованиям, муравьи из одной семьи способны принести в подземные хранилища до 1,5 кг зерна. На вопрос: является ли муравей-жнец вредителем, ворующим плоды трудов человека, стоит ответить отрицательно. Он собирает свой урожай только с земли, из уже поврежденных колосков. Зернышки хранятся во влажных подземных камерах достаточно долго и периодически прорастают. Тогда муравьи отгрызают проростки, а сами семена перетирают в порошок,смачивают слюной и кормят личинок.
Степной муравей-жнец - Messorstructor медлительный и неагрессивный вид. Встречается в основном в степях и полупустынях.  Обитают в странах Средиземноморья, Южной и Восточной Европы, на Кавказе, в Средней и ЦентральнойАзии, Афганистане, Иране и Ираке, Ливане, Сирии, Израиле. Места обитания в России: юг Европейской части России, Кавказ, Калмыкия, Южный Урал. Под названием Messor clivorum Ruzsky включён в Красную книгу Республики Татарстан.

Муравьи неуклюжие, пугливые, при раздражении стараются убегать, хотя иногда могут ощутимо укусить. Имеют хорошо развитые мандибулы, которые служат для размельчения зерен. Растительноядные муравьи-жнецы собирают семена и сухие плоды различных растений. Семена служат им как источником белков, так и источником углеводов. В связи с этим у них развилось большое количество различных форм рабочих и солдат. (приложение 4).Рабочаяособь может варьировать в пределах от 4 до 9 мм. Самые крупные разгрызают семена на отдельные части, далее эстафету перенимают более мелкие особи.
От гнезд отходит до десятка длинных троп. За минуту на тропу выходит из гнезда иной раз более сотни рабочих. В поисках корма муравьи уходят от гнезда до 80 метров. В конце тропы муравьи рассыпаются и собирают семена, для чего часто залезают на растения. В гнездах жнецов семена хранятся длительное время в глубоких подземных камерах. В сырых камерах семена прорастают, и при этом выделяются ферменты, превращающие крахмал в сахар. Но как только появляются ростки, муравьи обгрызают их. Затем крупные рабочие перетирают зерно в тончайший порошок и, смочив его слюной, кормят им личинок.

Гнезда в почве, глубиной до нескольких метров, обычно состоит из 2-3 секций (вертикальный канал с отходящими в разные стороны камерами), соединенных между собой ходами. Вход (1-3) в гнездо в виде заметного кратера около 5-10 см в диаметре и сходной высотой (приложение 5).

Матка обычно одна. Как и у многих моногинных видов, одно гнездо могут основать и две, и три матки, но в итоге все равно остается только одна королева. После появления первых рабочих остальные самки либо изгоняются, либо съедаются.

Жнецы – муравьи пустынь и степей. Такая жизнь развила в них еще одну интересную особенность. Почти все виды встречающихся у нас муравьев выращивают молодых самцов и самок весной, чтобы к концу весны, либо летом они смогли улететь и дать начало новым колониям. У мессоров стратегия совершенно иная: молодые способные размножаться особи выращиваются не в мае, а в августе. Далее крылатое поколение зимует в родном муравейнике и вылетает к концу апреля. В то время, когда у других муравьев матки еще в состоянии личинки, мессоры уже начинают выращивать первое поколение новых рабочих (развитие и анатомия муравьев в приложении 6). Казалось бы, к чему такие странности? Ответ прост: в степях и полупустынях самые благоприятные условия для создания новых колоний появляются весной, когда среднесуточная температура не так высока и сохраняется влажность почвы.

Распространены так же в узком объёме (с 2018 года) встречается в таких странах Европы как Австрия, Болгария, Чехия, Франция, Венгрия, Румыния, Словения. В старом широком объёме “Messorstructor” (до разделения на 5 видов) имел широкое распространение в Западной Палеарктике. Матка жнецов в природе не ест до того момента, когда первые муравьи не выйдут на поверхность, не принесут семена растений и кусочки мертвых насекомых.

У муравьёв этого вида ярко выражен полиморфизм. Размеры рабочих и солдат варьируют от 3 до 9 мм, а самок и самцов около 1 см.

Матка самец Солдаты Рабочие

1.2. Описание случаев гибели матки и её последствия вида муравьёв Messor Structor в домашних условиях из источников литературы

Во всех источниках, описывающих смерть матки, рассказывается процесс осознания муравьями того, что матка умерла. Они носят её несколько дней подряд по формикарию, пытаются накормить, почистить, поднять, но у них ничего не получается, потому что матка мертва. В конце концов муравьи понимают, что их матка умерла и относят её на своё кладбище.

Информация по поводу появления матки после этого из разных источников сильно отличается: одни говорят, что матка появится, а другие же говорят, что колония обречена на гибель, но ни в одном из прочитанных мною источниках не говорится появилась ли новая матка или нет.

У меня случилась такая же ситуация, и я решил провести наблюдение и написать об этом.

Муравей – насекомое с полным превращением (голометаболия). То есть в своем развитии он проходит следующие стадии: яйцо-личинка-куколка-имаго.

Жизнь любого муравья начинается с яйца.Яйца мелкие, овальные, длиной примерно 0.75мм, белого или желтоватого цвета. Обычно яйца хранятся не по отдельности, а небольшими пакетами.

После инкубационного периода из яйца выходит непохожая на взрослое насекомое червеобразная личинка. Только на этой стадии насекомое активно питается и растет. Пока личинки небольшие, они хранятся так же, как и яйца, пакетами. Взрослые крупные личинки располагаются отдельно, а не в общем пакете.

Затем наступает стадия куколки.

Перед тем как окуклиться личинка перестает питаться и выделяет фекальный шарик, меконий, до этого все отбросы скапливались в теле личинки по мере ее роста. Его можно увидеть на конце кокона в виде небольшой черной точки.
В конце процесса развития из кокона выходит полностью сформировавшийся муравей. Если говорить точнее, то молодого муравья оттуда вытаскивают его сородичи, так как вскрыть кокон самостоятельно он не способен. Сначала «новорожденный» имеет очень светлые покровы, которые через несколько дней после выхода из кокона приобретают нормальную окраску. Теперь муравей больше не растет и переходит на питание в основном углеводной пищей.

Весь цикл развития занимает около месяца.

Осенью, в ноябре 2018 я увидел мёртвую матку в своём формикарии, на которою ещё не обратили внимание муравьи. Ежедневное наблюдения за колонией перед гибелью матки не показало ничего не обычного. Через несколько часов они обнаружили мёртвую матку, после этого вся колония бегала и не знала, что делать с маткой. Со второго днямуравьи пробовали ухаживать за ней, носить из одной камеры формикария в другую. Она пролежала внутри формикарияоколо трёх недель до того момента, как её вынесли на арену.

Муравьи после этого продолжали жить, как будто ничего и не было:ходили, общались, ели, собирали и распределяли еду, кормили и выращивали личинки и продолжали заботиться о них. Появлялись новые муравьи, старые погибали, но их численность росла. Это происходило за счёт яиц, которые отложила матка до смерти.

Уже в конце января яйца начали заканчиваться, куколок становится всё меньше, и колония перестала расти. Но одна из немногих оставшихся куколок не похожа ни на одну другую: ни на куколку солдата, ни на куколку рабочего. Эта странная куколка по размеру напоминает куколку солдата, но у неё не настолько большие мандибулы, как у солдат, брюшко шире, чем у солдат и рабочих. Мы предполагаем, что это куколка матки. Впервые мы заметили её 12 февраля 2019 года. На следующий день была обнаружена похожая куколка. С каждым днём число куколок такова типа росло и на 25 февраля достигло 7 штук. Муравьи постоянно переносят этих куколок, это вызвано поиском более подходящих условий для развития их потомства.

В марте у меня появилось предположение что это не матки, а самцы, потому что я ещё не видел маток и самцов в живую и мне трудно отличить их друг от друга.

К 9 марта появилось ещё несколько летающих муравьёв и на этот день общие их число составляло5 штук. Муравьи заботятся о летающих собратьях и несколько муравьёв всегда ходят радом и приглядывают за ними, а не изгоняют или убивают как это бывает в домашних условиях.

3.Заключение

1. Анализ литературы показал, что в природе при гибели матки в больших колониях есть запасные, которые готовы её заменить, а смерть матки и появление новой в домашних условиях описаны не были.

2. Изучена литературы по этологии муравьев вида MessorStructor позволило нам узнать о их среде и месте обитания, питании, развитии, уходе и содержании в домашних условиях

3. Проводимые ежедневные наблюдения за колонией муравьев вида Messor Structor показали интересные этологические процессы в развития муравьёв:

- уходе друг за другом

-заботливы уход за потомством,

- организации работы, защиты и охоты.

1. При соблюдении правильного ухода за муравьям вида Messor Structor и -введение большего количества продуктов, содержащих белок, показало более быстрый рост численности муравьёв, появление нескольких летающих маток и меньшую смертность среди муравьям вида Messor Structor .

2. На данном этапе исследования затруднительно сформулировать вывод, так как процесс появления матки очень длительный и мы ещё не доказали или опровергли нашу гипотезу

4. Выводы и рекомендации

1.На данный момент исследований наша цель частично достигнута, так как появление новой матки у муравьёв долгий процесс, не укладывающийся во временные рамки нашего исследования.

2.Мы будем продолжать исследования, правильны уход и наблюдения за муравьям вида Messor Structor.

3. Наблюдение и изучение муравьев вида Messor Structor полезно для выработки навыков научной исследовательской деятельности, интереса к системной рутинной практической работе и умения анализировать и обобщать полученные результаты.

1. Длусский Г. М., Букин А.П. Знакомьтесь! Муравьи. М.: Просвещение, 1982 – 128с.

2. Захаров А.А.  Муравей, семья, колонии. М.: Просвещение, 1984. – 272с.

3. Зорина З.А., Полетаева  И.И Я познаю мир.М.: Астрель, 2001 – 448с.

4. Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные М. Дрофа, 2000. – 125с.

5. Насекомые. Полная энциклопедия. М: Эксмо, 2015 – 256с.

6. Учебник для общеобразовательных учебных заведений .7 класс. – 302с.

7. Фабр Ж.-А. Жизнь насекомых. Рассказы энтомолога. Сокр. перевод с франц. и обработка Н.Н. Плавильщикова. - М.: Государственное учебно-педагогическое издательство, 1963. - 460с.

8. ХалифманИ.А.. "Пароль скрещенных антенн (Муравьи)" М.: Детгиз, 1962 – 304с.

9. Кипятков В. Е.  Мир общественных насекомых. М.: Букинист,1991. – 408с

Интернетресурсы:

https://ru.wikipedia.org/wiki/

Интернет - ресурсы: www.4ants.ru

Интернет – ресурсы: www.vikipedia.com

3Интернет – ресурсы: www.doklad-referat.ru

6 Приложение

Размеры муравьев вида Messor Structor (жнецы)

К

Матка муравьев вида Messor Structor

Я ркий полиморфизм в семье муравьев вида Messor Structor

Развитие муравьев вида Messor Structor