Удивительные обитатели леса

Филиал МБОУ Волчковская СОШ в с. Шехмань, Петровского района, Тамбовской области .

Удивительные обитатели леса

Номинация «Описательная»

Автор: ученица 7класса

Соловьева Ксения

Руководитель: учитель биологии

Сухова В.С.

2019 г.

Актуальность темы:

Охрана природы, сбережение всех богатств леса, правильное, полное и рациональное их использование - общегосударственное, всенародное дело. Сотни тысяч людей трудятся в лесу: мелиораторы, лесоводы, охотоведы; ученые разрабатывают новые методы защиты леса от вредителей.

В практику лесозащиты все шире внедряются биологические методы, и тут одни из самых надежных помощников - муравьи. Не только поэтому, однако, муравьи привлекают наше внимание. Сложное и даже, казалось бы, осмысленное поведение этих насекомых вызывает изумление и восхищение человека уже сотни лет.

Многие другие насекомые, например, жужелицы, роющие осы, шмели тоже отличаются своеобразными повадками. Наблюдать их жизнь - увлекательнейшее занятие. Однако только муравьи и термиты живут семьями в несколько миллионов особей, прокладывают дороги, строят тоннели и многоэтажные жилища, разводят грибы, и только среди них существует «профессиональное» разделение: есть строители и няньки, охотники и сторожа, носильщики и пастухи. Наконец, польза, которую приносят эти насекомые лесам, не ограничивается уничтожением вредителей, они разносят семена растений, улучшают качество почвы, насыщают ее питательными веществами..

С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса. Однако, несмотря на это, мы еще многого о них не знаем, а некоторые тайны их жизни приоткрылись ученым совсем недавно.

Цель работы:

Изучение особенностей жизнедеятельности муравьёв и их влияния на экосистему леса.

• Выяснить расположение, размеры и тип строительного материала купола муравейника.
• Определить морфологическую и функциональную дифференцировку членов сообщества.
• Познакомиться с жизнью муравьёв, особенностями их питания и поведением.
• Определить роль муравьёв в экосистеме леса.

Задачи работы :

Инструктаж по наблюдению за жизнедеятельностью муравьёв

• Укажите расположение муравейника (около дерева, куста, пня), его удалённость от проезжей дороги, опушки рощи, населённого пункта.
• Определите его размеры (высоту гнезда и купола, диаметр купола)
• Определите, какой вид муравьёв обитает в данном гнезде. Для этого поместите муравьёв в пробирки, рассмотрите и опишите внешнее строение и размеры насекомых, установите самца, самку и рабочую особь.
• Выясните тип строительного материала купола: различные веточки (мелкие, средние и крупные), стебли трав, кусочки древесины, мха, крылатки семян, почки, серёжки ).
• Выясните количество и направление муравьиных дорог (троп), измерьте длину и ширину троп
• Определите, где муравьи добывают пищу (на земле, на деревьях) и отметьте какую (личинки, куколки, гусеницы, насекомые, семена растений)

• Определите меры по охране муравьёв
• Сделайте вывод о роли муравьёв данного биогеоценоза

Царство : Животные Тип : Членистоногие Класс : Насекомые Отряд: Перепончатокрылые Семейство : Муравьи Подсемейство : Формицины Род : Формика Вид :рыжий лесной муравей

Объект исследования: Рыжий лесной муравей Предмет исследования: Жизнедеятельность муравьёв и их роль в биоценозе леса.

Практическая значимость работы:

Роль рыжих лесных муравьев в природе.

Методы исследования:

полевые методы исследования

метод наблюдения;

метод эксперимента;

анализ, сравнение и обобщение результатов.

Оборудование, необходимое для исследования:

лопата, рулетка, компас, почвенный термометр, индикаторы (тест – полоски), атлас – определитель

Гипотеза:

Если эти удивительные существа – муравьи обладают продвинутой социальной организацией, то их деятельность может быть полезной для жизни леса, а значит, муравьи нуждаются в охране

Ход исследования:

Муравей ползёт по лесу.

Нелегко тяжеловесу –

Он несёт тростинку в дом,

Залатать все дыры в нём .

Расположение муравейника

Исследования проводились на участке фитоценоза - сосновый лес ( сложные субори ) – урочище Избердеевское Петровского района в 3 км от села Шехмань.

Муравейник расположен с южной стороны дерева на сухом месте, с северной стороны – крутой, с южной – пологий, удалённость от проезжей дороги –1 км,

Описание пробной площадки, на которой расположен муравейник ( 30х30м) –

Рельеф участка равнинный

Почва – суглинистая.

Видовой состав растительного мира:

I ярус – сосна обыкновенная,

2 ярус - лиственные деревья,

3 ярус –кустарники,

4 - ярус – травы.

Численность муравьёв насчитывается около 10.000 видов, они составляют до четверти биомассы наземных животных.

В муравейнике до 1 млн. особей

Муравьи У малютки муравьишки Есть сестрёнки и братишки! Сколько их - не сосчитать! Тысяч пять иль тридцать пять? Для семьи такой большой Домик нужен непростой! Муравьиный чудный дом Мы муравейником зовём.

Размеры муравейника

Муравейник построен на освещённом месте, имеют сферическую форму.

Высота муравейника составляет 1м 1 0 см, площадь основания купола 2,50 м 2 .

Тип строительного материала купола

Из информационных источников Муравьиная куча – сооружение не только наземное, но и подземное. Камеры и коридоры пронизывают землю под муравейником разбегаясь в разные стороны. В гнезде есть свои склады продовольствия, мусорники, камеры для муравьиной матки. Там муравьи зимуют, прячут куколок и тлей, насекомых других видов. Все эти помещения постоянно перестраиваются муравьями – открываются новые камеры, замуровываются старые, откапываются новые коридоры, а старые перекапываются и забиваются наглухо. В гнезде всё время кипит работа. Выполнение особью задач семьи – закон муравейника .

Состав купола исследуемого муравейника в основном представлен мелкими веточками,

стеблями и корнями трав, мха, крылатками семян, песчинками,

хвоинками, кусочками древесины, сухими листьями.

Дифференцировка членов сообщества

Все муравьи – общественные насекомые. Они живут семьями.

Тело муравья состоит из подвижно сочленённых между собой отделов: головы, груди, брюшка, три пары конечностей, на голове органы чувств и одна пара усиков.

В гнезде выявлены три основные касты: самцы, самки и рабочие особи , являющиеся бесполыми самками. Самцы и самки обеспечивают продолжение вида, бесполые самки выполняют все виды работ. Крылья имеются только у самцов и самок в период размножения. Самки, становясь «царицами», сбрасывают крылья.

Размеры тела – 15-25 мм, окраска – светло-жёлтая

рабочие особи

самцы

самки

Функции между членами рабочих особей

Между членами муравьиной семьи существует разделение функций. В зависимости от возраста, размера насекомые несут разную службу. Обычно молодые рабочие муравьи - няньки, они ухаживают за расплодом и самками, повзрослевшие муравьи – строители , старшие – добытчики пищи. А те, которые совсем «состарились» - сторожа и наблюдатели . Они охраняют входы и выходы муравейников.

муравьи - няньки

муравьи - солдаты

муравьи – строители

муравьи - охотники

Количество и направление муравьиных дорог (троп )

При наблюдении за муравейником обнаружены тропы, отходящие от него. Было обнаружено 4 тропы.

Самая длинная тропа составляет - 12,3м,

Самая короткая - 6,5 м.

Начало тропы основание муравейника, окончание тропы - дерево, старый пень, почва. Выяснено, что основное назначение троп – это перенос корма и строительного материала.

Тропы проложены в основном к стволам деревьев, имеющих следы повреждений различными вредителями. Значит, муравьи охраняют деревья от насекомых - вредителей, повышая продуктивность леса.

Питание муравьёв

Наблюдение за истреблением муравьями насекомых на тропе №1, ведущей к дереву (в течение 10 минут) :

Добыча пищи происходила на дереве, почве, траве, кустарниках. Пища состояла из живых насекомых- вредителей, трупов беспозвоночных: мухи, жуки, семян растений, личинок насекомых.

Массовое истребления насекомых приходится на полдень.

Жители среднего муравейника способны за день уничтожить до двадцати тысяч вредителей. За один сезон активности муравьёв лес очищается от пяти миллионов насекомых-вредителей.

Утром добыча муравьёв составила 17 насекомых, 6 личинок насекомых-вредителей, семена чистотела.

Днём – 32 насекомых, 11 личинок насекомых-вредителей.

Вечером добыча муравьёв составила – 19 насекомых, 7личинок насекомых вредителей, семена растений.

Питание муравьёв

Из информационных источников выяснено, что их пищей может быть – падь – сладкое выделение тлей . Связь муравьёв с тлями – это яркий пример «сотрудничества » в мире животных. Тли снабжают муравьёв пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносят на свежие побеги растений, а иногда и уносят на зиму в муравейник. Помимо этого муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами.

Почвообразующая деятельность муравьёв

№

Признаки

Свойства почвы

1

0,3 м от муравейника

Механический состав почвы

2

5-10 м от муравейника

3

лёгкий суглинок

Влажность

4

(при скатывании почвы в жгутик, он растрескивается и баранка не получается )

средний суглинок

увлажнённая

Температура почвы

Структура

22

(при скатывании почвы в жгутик, он растрескивается меньше)

менее увлажнённая

18

Структурная, слабо утоптанная

менее структурная, утоптанная

Исследования показали, что почва у муравейника более структурная, лучшего механического состава, более рыхлая, влажная, а, следовательно, и более плодородная. Температура почвы у гнезда выше, чем вдали. Это объясняется прежде всего тем, что внутри самого муравейника температура более высокая, чем снаружи, соответственно и почва также прогревается.

• .

Защитная реакция муравьёв

При прикосновении веточкой к муравейнику потревоженные муравьи приняли оборонительную позу, при этом железа выделяет вещество тревоги.

Подержав над муравейником ладонь, ощущается жжение и запах муравьиной кислоты;

Подержав лакмусовую бумажку над муравейником она стала красной.

Вывод: муравьи защищают себя и своё жильё с помощью муравьиной кислоты. Муравьиная кислота – это яд, которым муравьи защищаются и убивают добычу.

Восприятие окружающей обстановки муравьями

Из информационных источников : Все муравьи ориентируются в пространстве по наземным предметам. Особую систему восприятия окружающей обстановки создают обладающие запахом химические вещества – феромоны. Они выделяются железой внутренней секреции и воспринимаются другими муравьями. Когда один муравей выделяет эту жидкость, другие муравьи получают сообщение и отвечают на послание. «Языком жестов» общаются разные виды муравьёв. Советский энтомолог Мариковский подметил у муравьёв более двух десятков сигналов: «Чужой запах», «Кто ты?», «Внимание», «Дай поесть», «Тревога» и другие.

Наблюдения показали, что муравьи часто друг с другом соприкасаются усиками (орган обоняния и осязания), расположенных на голове. Было выяснено, что так они передают различную информацию на понятном лишь им языке.

Забота о потомстве

Молодь у муравьёв не просто снабжается запасом пищи, выкармливается, но и надёжно охраняется.

Чуть повредив муравейник, было видно, как рабочие муравьи начали перетаскивать неподвижные личинки вглубь муравейника.

Из информационных источников выяснено , что рабочих муравьёв привлекают специальные вещества, выделяемые личинками, причём максимальное количество выделений наблюдается в условиях наиболее благоприятных для развивающихся особей.

Ухудшение условий вызывает ослабление этого процесса, что служит сигналом для рабочих муравьёв, которые начинают снова перетаскивать личинок из камеры в камеру.

Значение муравьев в природе

Муравьи — санитары леса. Муравьи - активные хищники. Жители среднего муравейника способны за день уничтожить до двадцати тысяч вредителей. За один сезон активности муравьёв лес очищается от пяти миллионов насекомых-вредителей.

Лесоводы считают, что на 1 га леса необходимо 4 -5 муравейников.

Значение муравьев в природе возрастает еще и из-за того, что они являются одним из основных звеньев трофических цепей экосистем. Они служат пищей для барсуков, лис, медведей, певчих птиц. Без муравьёв невозможно нормальное развитие тетеревов и рябчиков. Птицы не только употребляют муравьёв внутрь, но и используют «снаружи». Они принимают «муравьиный душ» - купаются в муравейниках, засовывают муравьёв под крылья, давят о перья. Это освобождает птиц от паразитов.

  Муравейник – общежитие не только для муравьев, но и сотен различных мелких животных – пауков, клещей, многоножек, жуков, сверчков и гусениц. Их привлекают сюда быстрое разложение веществ, высокая рыхлость почвы, стабильная температура, подходящая влажность

Они оказывают положительное влияние на почвообразовательные процессы: перемешивают почву, улучшают её химический и механический состав. Прокладывая ходы, муравьи поднимают частицы почвы из нижних слоёв в верхние. При этом улучшается доступ воздуха к корням. Полезное перемешивание почвы происходит постоянно, так как муравьи непрерывно перестраивают свои гнёзда. В гнёздах и вокруг них накапливается большое количество экскрементов, удобряющих почву.

Муравьи, поселяющиеся в древесине и включающие в гнёзда старые пни, участвуют в разрушении омертвевшей древесины, ускоряя тем самым процесс её разложения. Кроме того, насекомые собирают в муравейник древесные и травянистые частицы, веточки, хвою, чешуйки, где их разложение идёт быстрее, чем на поверхности почвы.

Охрана насекомых .

• За нашим школьным лесничеством «Калинка» закреплены кварталы площадью 349 га Шехманского лесхоза, на котором обнаружено около 50 муравейников.
• За время исследования мною была проведена инвентаризация пока трёх муравейников квартала 25, выдела 12, квартала 13, выдела 2, квартала 28, выдела 9. Эти муравейники в 2018 году были ограждены членами школьного лесничества.

Ведомость инвентаризации муравьиных гнезд на исследуемой территории

о

№ гнезда

Высота гнезда, Н, (м)

1

Радиус основания, R,

1м. 10

2

( м)

0.6 7

2,50

3

1, 50

0,48

0,75

Муравьи занесены в Международную Красную книгу

Лесной рыжий муравей — палеарктический вид, бореальный представитель рода формика. Ранее он был широко распространен на территории Европы, в настоящее время его численность сокращается. Причины данного процесса до конца не выявлены.

Вид оберегается на государственном уровне в некоторых европейских странах, например в Великобритании, Чехии и Германии.

Меры по стабилизации численности насекомых

• Уменьшить выпас домашнего скота в лесу.
• Разумное применение инсектицидов в борьбе с насекомыми – вредителями леса.

• Искусственное переселение муравейников на новые места обитания на территории леса.

Гипотеза подтвердилась!

Муравьи оказывают существенное положительное влияние на экосистему леса, а значит, они нуждаются в охране!

Выводы:

• Муравьи – общественные насекомые, они живут семьями в гнёздах, отдельные члены сообщества исполняют определённый и довольно узкий круг обязанностей.
• Совместная жизнь муравьёв привела их к кооперации во многих актах, связанных со строительством гнёзд, добыванием пищи, уходом и охране за потомством.
• Согласованные действия членов сообщества объясняются приобретением совершенных форм обмена информацией.
• Муравьи положительно влияют на почвообразовательные процессы, борются с вредителями растений, разносят семена и распространяют растения некоторых видов.

Муравьи – очень полезные насекомые: оберегая муравейники, мы охраняем наши леса!

Информационные источники

• Мамаев Б. М., Медведев Л.Н. Определитель насекомых Европейской части СССР. Просвещение 1990

Молис С.А. «Книга для чтения по зоологии», Москва просвещение - 2001

• Александрович Д.В.«Зоология беспозвоночных»,

Сергеев Б. «Энциклопедия живой природы» Москва – 2012

• Красная книга Тамбовской области - 2002

Нехлюдов А. С. «Полевая практика по природоведению» 2001

• Жизнь муравьёв http://novosteika.ru/stati/nauka/muravei.php