Проект "Муравей"

Государственное бюджетное учреждение дополнительного образования Луганской Народной Республики «Центр внешкольной работы

«Синяя птица» города Кировска»

Республиканский эколого-натуралистический конкурс-поход «Биощит»

Номинация: «Муравейник»

Учебно-исследовательский проект

«Лесные богатыри»

Работу выполнили:

Шнурко Денис

Иванов Денис

Руководитель: Руководитель кружка «Ландшафтный дизайн» Михеева Т.А.

город Кировск

2017 год

Содержание

Введение___________________________________________________________ 3

Физико-географические условия района исследования, рельеф и почвы,

климатическая характеристика_______________________________________ 4-6

Особенности строения рыжих муравьёв_________________________________ 7

Описание муравейника____________________________________________ 8-10

Размножение муравьёв______________________________________________ 11

Роль усиков в жизни муравья_________________________________________ 12

Охрана муравьёв___________________________________________________ 13

Выводы___________________________________________________________ 14

Литература________________________________________________________ 15

Введение

В Кировском городском парке культуры и отдыха имени Петра Голуба построили муравейник маленькие, но трудолюбивые насекомые – рыжие лесные муравьи. Это их «дом», вернее, только его надземная часть, а под ним в почве находятся подземные этажи муравейника с множеством камер и ходов.

Как мал человек рядом с египетскими пирамидами, так мал и муравей по сравнению с его жилищем – муравейником.

Муравейник в Кировском городском парке культуры и отдыха имени Петра Голуба.

Цель работы: Изучение жизни рыжих муравьёв обитающих в Кировском городском парке культуры и отдыха имени Петра Голуба.

Для выполнения работы ставились следующие задачи:

- работа с литературой о муравьях;

- обсуждение плана действий по изучению жизни муравейника;

- знакомство с морфологическими особенностями рыжего лесного муравья;

- выявление количества муравейников на территории парка имени Петра Голуба;

- изучение строения муравейников.

Физико-географические условия района исследования, рельеф и почвы,

климатическая характеристика

Город Кировск расположен на реке Лугани, вблизи железнодорожной станции Голубовка. К западу и северо-западу от города проходит линия разграничения сил в Донбассе. К линии разграничения со стороны Луганской Народной Республики непосредственно примыкают восточные кварталы (вокруг ж.д. - станции Марьевка) города под названием Золотое, начинаются в 2,5 км от северо-западной окраины Кировска. Соседние населённые пункты: города Первомайск (примыкает) на юго-западе (выше по течению Лугани) и Ирмино на юго-юго-западе, Стаханов на юге, посёлки Криничное на юго-востоке, Тавричанское, сёла Весняное, Бердянка на востоке; посёлок Фрунзе и село Дачное на северо-востоке, посёлок Голубовское и село Березовское на севере (все четыре ниже по течению Лугани).

Рельеф местности характеризуется значительной крутизной и изрезанностью. Наклон поверхности наблюдается с северо-запада на юго-восток. Широко развиты антропогенные формы рельефа, обусловленные угледобывающей промышленностью – терриконы, отвалы, отрицательные формы рельефа.

Почва на территории парка плодородная, главным образом чернозём. Мощность плодороднейших пластов достигает метра толщины, а порой больше.

Территория парка находится в зоне разнотравно-типчаково-ковыльных степей.

Климат – умеренно-континентальный, характеризующийся жарким и сухим летом с засушливо-суховейными явлениями и относительно холодной и малоснежной зимой.

В геологическом строении района принимают участие отложения палеозоя и мезозоя – песчано-глинистой карбонатной толщи, покрытой незначительными по мощности прерывающимся покровом четвертичных отложений. Каменноугольные отложения составляют массу осадочного покрова. Пласты угля приурочены к среднему карбону и разрабатываются шахтами.

Зелёными насаждениями в пределах города занято 3197 га., в том числе древесные занимают 309,2 га., газоны 10,5 га. Преобладают такие породы – дуб, ясень, берёза, каштан, клён остролистный, тополь чёрный. Подлесок представлен жёлтой акацией, кустарниками тёрна, бузины, калины, шиповника.

Воспитанники кружка «Ландшафтный дизайн» обсуждают задачи по выполнению работы связанной с охранной деятельностью муравейников в парке имени Петра Голуба.

Актуальность: Большую роль играю рыжие лесные муравьи в защите деревьев от вредителей. Недаром при рубке лесов с давних пор люди бережно сохраняли муравейники.

Проведение акции «Внимание «Муравейник» в Кировском городском парке культуры и отдыха имени Петра Голуба.

Сроки изучения муравейника: май – октябрь 2017 года.

Кировский городской парк культуры и отдыха имени Петра Голуба.

В кусках янтарной смолы, окаменевшей миллионы лет назад, находят муравьёв, которые ничем не отличаются от тех, что мы видим. Значит можно сделать вывод, что муравьи – древнейшие на Земле существа. Они относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабливаются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам.

Рыжие лесные муравьи (Formicarufa) – наиболее реальная основа для биологического лесозащитного комплекса. Не претендуя на универсальность, они в тоже время являются звеном, стабилизирующим на высоком уровне плотность большинства полезных насекомых и животных, полезных для леса.

Особенности строения рыжих муравьёв

В мире известно около пятнадцати тысяч видов муравьёв, и каждый из них отличается не только строением тела, но и образом жизни. Муравьи – вечные строители. Большинство муравьёв делают муравейники в земле, немногие селятся в стволах деревьев, строят гнёзда из пережеванной древесины, и т.п. Лишь немногие муравьи растительноядные, питаются зёрнами, или всеядны.

Размеры тела от 0,8 до 30 мм.  Окраска от светло-жёлтой до черной. Хитиновый наружный скелет служит основой, к которой прикрепляются поперечнополосатые скелетные мышцы. Дыхательная система муравьев, как и у подавляющего большинства других насекомых, трахейная. Трахеи открываются наружу дыхальцами, или стигмами. Гемолимфа («кровь») муравьёв – бесцветная жидкость. Она циркулирует по телу насекомого благодаря работе спинного сосуда («сердца») – мускулистой трубки, проходящей вдоль всей спинной поверхности тела. Органы пищеварения у муравьёв разделяются на предротовую камеру и собственно пищеварительный тракт. Предротовая камера – служит приёмником для жидкой и полужидкой пищи. В ней происходит «сортировка» пищи – всё съедобное попадает в рот, а несъедобные частицы выделяются в виде комочков, имеющих форму камеры. Пищеварительный тракт состоит из переднего, среднего и заднего отделов. По образному выражению, зоб – это «общественный желудок» муравьёв. Пища, хранящаяся в нем, распределяется среди всего населения гнезда.

Зрение у муравьёв развито слабо, а обоняние, вкус и осязание – хорошо. Запах, муравьи воспринимают жгутиком усиков. Муравьи великолепно различают тончайшие оттенки запаха, непостижимые для нас. Органы вкуса муравьёв расположены на жгутиках усиков, на нижней губе. По запаху они определяют своих, от чужих. По запаху они и находят дорогу к своему муравейнику. Пахучее вещество получило название феромон. У муравьёв их довольно много. Одни феромоны служат сигналом тревоги, другие заставляют чистить муравейник, ухаживать за царицей, воспитывать потомство.

Развиты у муравьёв и ядовитые железы, выделяющие муравьиную кислоту. Все представители подсемейства Formicinae не имеют жала и при защите используют челюсти и выбрызгивают секрет ядовитой железы, причём в зависимости от преобладания того или иного способа защиты, железа может быть развита по разному.

Описание муравейника

Исследуемый участок (Кировский городской парк культуры и отдыха имени Петра Голуба) расположен в западной части города Кировска. Видовой состав растительного мира разнообразен. Доминирующие виды растительности – дуб, осина, береза, ясень, подрост представлен рябиной, черемухой, терном. Травянистый покров гораздо выше и гуще вокруг муравейников и состоит в основном из растений, требовательных к плодородию почв, но в тоже время способных произрастать и на кислых почвах.

Исследуемый объект – муравейник. 

На исследуемой пробной площадке был обнаружен 1 муравейник. Расположен он на открытой местности. До ближайших деревьев (клён остролистный) 2 метра, грецкий орех – 3 метра.  Его высота – 30 см., диаметр – 80 см. Пологая часть муравейника находится с южной стороны.

Поначалу нам, кажется, что жизнь муравейника – сплошное мельтешение, хаос. Но здесь каждый занят своим делом. Одни тащат домой каких-то гусениц, другие выносят из-под земли крупинки почвы, третьи регулярно куда-то уходят и возвращаются. Внешне все эти трудяги выглядят одинаково. Но только на первый взгляд. Вот что пишет известный советский мирмеколог (специалист по муравьям) А.А.Захаров: «Одни из них смелы и агрессивны, другие отличаются робостью. Один муравей находчив, но терпелив, другой – может, как автомат, повторять однообразные действия».

На первый взгляд муравейник – постройка хаотичная, но не следует спешить с подобными выводами.

В муравейнике существует определённый порядок: он проветривается, внутри его поддерживается оптимальная температура и влажность.

Строительные способности муравьев, их биология послужили поводом для ложных мнений об их высоких умственных способностях и сообразительности в общественной жизни. И действительно, как не восхищаться, наблюдая у этих маленьких животных распределение труда. Однако сложная деятельность муравьёв инстинктивна.

Гнездо рыжих лесных муравьёв состоит из купола, внутреннего конуса, вала и подземной части со многими стволами глубиной 1 - 2 метра. В валу располагаются камеры поверхностной горизонтальной системы. Купол состоит из древесных и травянистых частиц, мелких веточек, листочков, травинок и выполняет главным образом защитную функцию. Внешняя его часть, или покровный слой, уложен так плотно, что даже в самый сильный дождь вода стекает с купола и промокает только его верхняя часть. Вокруг муравейника в земле проделана сеть каналов, которые отводят дождевую воду подальше от жилья. И ветер ничего не может сделать с муравейником – хвоинки лежат плотно. Муравейник сплошь пористый, многоэтажный. Чтобы попасть внутрь муравейника, для этого сделаны специальные входы. Подпокровный слой более рыхлый, поэтому купол хорошо защищает внутреннюю часть гнезда, как от перегрева, так и от охлаждения. Внутренний конус состоит главным образом из сравнительно крупных веточек. Во внутреннем конусе с весны до конца лета поддерживается почти постоянная температура 26-29 градусов, и здесь происходит всё развитие расплода. Зимуют муравьи в камерах вала и подземной части гнезда.

Гнёзда у муравьёв помогают защитить потомство от врагов и личинки и яйца от высыхания. Дело в том, что у муравьёв, как у большинства других перепончатокрылых насекомых, личинки и яйца имеют очень тонкие покровы и в сухом воздухе быстро теряют воду за счёт испарения и погибают. В гнезде же влажность воздуха близка к 100%. Летом в середине дня самая высокая температура бывает у поверхности, а ночью верхний слой охлаждается и самая высокая температура наблюдается на глубине 10-20 см. На глубине около 1м температура в течение суток почти не меняется и всегда остаётся довольно низкой. Таким образом, муравьи могут подбирать для яиц, личинок и куколок наиболее подходящие условия, перемещая их из камеры в камеру.

 Рыжие лесные муравьи живут большими семьями в муравейниках. Основное население муравейника – рабочие муравьи (недоразвившиеся самки). Они ухаживают за отродившимися из яиц личинками: кормят их, перетаскивают в зависимости от температуры из одних камер в другие, ухаживают и за коконами с куколками, добывают пищу, защищают муравейник от врагов, ремонтируют, сторожат его, охраняют свои охотничьи участки, выносят мусор, наводят чистоту – словом, выполняют многочисленную работу.

Для изучения строения гнёзд пока существует только один способ – раскопка; муравьиная семья в таких случаях обычно погибает, поэтому мы не стали раскапывать гнездо, а изучали литературу о муравьях. Но и без раскопки гнёзд нами были сделаны многие интересные наблюдения над гнездостроительной деятельностью муравьёв.

По нашим подсчётам от муравейника отходят 12 троп в разных направлениях. Есть тропы, заканчивающиеся у деревьев, на которые поднимаются муравьи. Это тропинки, по которым муравьи носят пищу и строительный материал. В качестве пищи муравьи используют семена, зёрна, личинки насекомых, листья растений, разводят тлю и питаются её соком, создают подземные грибные огороды.

Почва у муравейника более структурная, лучшего состава, более рыхлая, следовательно, и более плодородная. Температура почвы у гнезда выше, чем в дали. Это объясняется, прежде всего, тем, что внутри самого муравейника температура более высокая, чем снаружи, соответственно и почва также прогревается лучше. Возле муравейника особенно густо растёт трава, она обступила муравьиное гнездо плотным кольцом. Мы заметили, что после покоса травы возле муравейника растительность росла быстрее, чем на остальных участках парка.

Вывод: Исследуемое гнездо лесных муравьев  оказывает влияние на рост произрастающих непосредственно у муравейников трав и кустарников.

Наши наблюдения

Муравьи любят сладости. В этом мы убедились, когда оставили каплю мёда недалеко от муравейника. Спустя 40 минут количество муравьёв увеличилось в несколько раз.   Не мешают ли муравьи друг другу, когда тянут какой-то груз? А.А.Захаров пишет: «…замедление происходит только при групповой транспортировке мелкой добычи. Примерно так же, как если бы трое людей несли в руках один стакан воды. Когда же груз достаточно велик… муравьи тянут его согласованно в сторону гнезда. Английский мирмеколог

Д. Садд измерил усилия, приложенные двумя муравьями. Оказалось, что в паре мощность каждого муравья значительно выше, чем у тех же особей, действующих поодиночке».

Размножение муравьёв

Как размножаются муравьи? В тёплые осенние дни, особенно после дождей, в воздухе летают большие стаи муравьёв-самцов и плодущих самок (маток). Самцы живут всего несколько дней. Самки после полёта теряют крылья. Плодущая самка живёт несколько лет. В тёплое время года она откладывает яйца. Рабочие (недоразвитые самки) не только кормят личинок, но и чистят их, переносят с верхней части муравейника в нижнюю (в зависимости от погоды) и обратно. Рабочие муравьи кормят друг друга. На зиму лесные рыжие муравьи забираются в самую глубину подземной части муравейника, где температура не понижается так сильно, как на поверхности. Там, собравшись в тесный ком, они оцепеневают до весны.

Весной, когда растанет снег и землю прогреет солнце, муравейник оживает снова.

Некоторые люди иногда ворошат муравейники палками, нарушая нормальную жизнь муравьёв, которые от этого гибнут. Таким образом, парк лишается самых надёжных своих защитников.

Роль усиков в жизни муравья

Важную роль в жизни рыжего лесного муравья играют усики (органы обоняния и осязания), которыми насекомые всё время шевелят: ощупывают почву и встречаемые на пути предметы, ударяют друг друга.

Разыскивая дорогу к гнезду, рыжие лесные муравьи пользуются «языком запахов». С помощью обоняния муравьи отличают своих сожителей по гнезду от «чужаков».

Когда мы наблюдали за муравейником то заметили, что в различных случаях муравьи по-разному трогают, ощупывают, ударяют друг друга усиками и соответственно изменяют своё поведение. Они как бы объясняются своеобразными жестами. Известный советский энтомолог Павел Иустинович Мариковский подметил у муравьёв более двух десятков сигналов:

«Чужой запах!», «Кто ты?», «Внимание!», «Дай поесть!», «Берегись!», «На помощь!», «Тревога!», «В бой!» и другие.

В степях особенно заметна почвообразующая деятельность муравьёв. Ещё в начале прошлого столетия Н.А Димо и другие почвоведы заметили, что муравьи выносят глинистые материалы из глубин земли на поверхность и это существенно изменяет химические свойства лежащих выше горизонтов.

Сигналы рыжих лесных муравьев.

В течение суток муравьи ведут себя неодинаково. Активность муравьёв зависит от температуры воздуха, чем теплее становится, тем больше муравьёв оставляет своё гнездо. В жаркую погоду мы заметили, что муравьи вели себя намного спокойнее.

Охрана муравьёв

В пользе муравьёв для человека не нужно никого убеждать: повышение плодородия почвы, уничтожение вредителей, увеличение численности полезных животных… Не случайно человек издавна обратил на них внимание, и муравьи стали первыми насекомыми, которых люди начали использовать для борьбы с вредителями. В седую старину жители Южной Аравии переносили муравейники с холмов в финиковые рощи для защиты драгоценных пальм. И сейчас человек повышает численность и расширяет ареал муравьёв, расселяя их. Средства массовой информации раскрывают значение муравьёв. Муравейники берутся на учёт, наносятся на карты, огораживаются.

… У древнегреческого историка Геродота записана легенда об огромных муравьях, добывающих из земли крупицы чистого золота. Но что такое это золото по сравнению с той действительно пользой, которую приносят муравьи природе и человеку?

Защита леса от вредителей и болезней - очень важная экологическая и хозяйственная задача.

Выводы

 Результаты исследования будут интересны не только воспитанникам кружка «Ландшафтный дизайн» но и отдыхающим в парке (на доске объявлений мы вывесили памятки с призывами о защите муравейников), так как в них содержится информация о рыжих лесных муравьях, приносящих пользу парку. Проводимые нами исследования муравейников в Кировском городском парке культуры и отдыха имени Петра Голуба имеют практическую направленность. Мы не только изучали экологические особенности рыжих муравьев и их важную роль в природе, но и производили охранную деятельность муравейников.

Литература

1. Алексеев С.В., Груздева Н.В. Практикум по экологии: Учебное пособие/Под ред. С.В. Алексеева - М.: АО МДС, 1996 – с.68.

2. Захаров А.А. Муравей, семья, колония.- М.: Изд-во « Наука»,

3. Мариковский П.И. Друзья – насекомые. М.: Молодая гвардия, 2000.

4. Методы геоботанических исследований. Методическое пособие. М., 1996

5. Растения и животные: Руководство для натуралиста: Пер. с нем./ К. Нидон, д-р И. Петерман, П. Шеффель. – М.: Мир, 1991.

6. Халифман И. А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1967.

7. Харитонов Н. П., Дунаев Е. А. Изучение внегнездовой жизни муравьев: Методическое пособие по выполнению учебно-исследовательской темы. – М.: МГДПиШ, 1992. – 33 с.

8. Экология 10 – 11 кл. Наумов Н.Е. М.: Просвещение, 2002

9. М.Гиляров, Д.Криволуцкий «Жизнь в почве». Москва «Молодая гвардия», 1985.

10. Книга для чтения по Зоологии.Пособие для учащихся. Москва «Просвещение». 1981.

11. Длусский Г.М., Букин А.П. Москва: Агропромиздат, 1986.

12. Воловник С.В. Наши знакомые незнакомцы. Проминь. 1990.