Муравьи и их царство.

Четвертый межрайонный гуманитарный форум

«ИЖОРСКИЕ БЕРЕГА»

Муравьи и их царство.

Работу выполнила:

ученица 3 «А» класса

ГБОУ гимназии № 402

Колпинского района

Санкт-Петербурга

Аматуни Карина

Руководитель:

учитель начальных

классов

ГБОУ гимназии № 402

Колпинского района

Санкт-Петербурга

Наркевич

Людмила Петровна

Санкт-Петербург

2016

Оглавление.

Введение…………………………………………………………………………3

Основная часть

Глава I. Муравьи – общественные насекомые………………………..5

1. Виды муравьев…………………………………………………………..5

2. Развитие муравья и его строение…………………………………….....7

3. Семья муравьев и муравьиные профессии……………………………..11

4. Питание муравьев………………………………………………………..16

5. Общение муравьев……………………………………………………….18

Глава II. Муравейник – дом муравья…………………………………...18

1. Строение муравейника……………………………………………… 21

Глава Ш. Польза и вред муравьев………………………………… ….22

Глава IV. Практическая часть. Исследование…………………………… 24

Выводы……………………………………………………………………...26

Заключение…………………………………………………………………27

Приложения………………………………………………………………..28

Список литературы……………………………………………………………..32

Введение.

Актуальность исследования:

Этим летом мы с бабушкой и с младшим братом уехали на дачу на весь июнь. Однажды бабушка копала грядку и обнаружила в ней муравейник. Нам с братом стало очень интересно узнать, как живут муравьи, чем питаются, и мы уговорили бабушку не убирать муравейник. С этого дня мы стали наблюдать за жизнью муравьев, а впоследствии, и проводить небольшие опыты и эксперименты с ними. Сложное и даже казалось бы, осмысленное поведение этих насекомых вызывает изумление и восхищение человека уже сотни лет. Только муравьи 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… Да разве можно перечислить все, что выделяет муравьев из много миллиардного царства насекомых! Наконец, польза, которую приносят эти насекомые лесам, не ограничивается уничтожением вредителей, они разносят семена растений, улучшают качество почвы, насыщают ее питательными веществами. Таким образом, изучение жизни муравьев - полезное и необычайно интересное дело. Их можно назвать идеальным исследовательским объектом.

Мы выбрали объектом изучения муравьев, потому что они доступны для постоянного наблюдения в продолжительный период года и в любое время суток. На примере их можно проследить многообразие взаимосвязей не только с другими видами, но и с абиотическими факторами среды.

Цель моего исследования - узнать об организации жизни муравьев.

Методы исследования: наблюдение, опыты, чтение литературы по теме, просмотр научных фильмов.

Для достижения моей цели я поставила перед собой следующие задачи:

1. Изучить информацию по данной теме. Расширить свои знания о семействе муравьев, об их образе жизни, о структуре муравейника, о том, какую пользу и какой вред приносят муравьи окружающей среде.

2. Провести наблюдения и опыты, связанные с поведением муравьев.

3. Сделать макет муравейника в разрезе.

Я надеюсь, что моя работа заставит и взрослых, и детей задуматься о бережном отношении к природе, а также к братьям нашим меньшим – муравьям.

Основная часть.

Глава I. Муравья – общественные насекомые.

1. Виды муравьев.

Муравьи́ (лат.Formicidae) — семейство насекомых из надсемейства муравьиных отряда перепончатокрылых. Наука, изучающая муравьев, называется мирмекологией.

Муравьи являются общественными насекомыми, т.е. живут они колониями, образующими 3 касты: самки, самцы и рабочие особи. Самки и самцы крылатые, рабочие особи — бескрылые.

Муравьи живут семьями в гнёздах, которые устраивают в почве, древесине, холмиках, под камнями, некоторые сооружают муравейники из мелких растительных частиц.

Питаются преимущественно соком растений, падью тлей и других сосущих насекомых, в период кормления личинок — преимущественно насекомыми.

В мире на каждого человека приходится один миллион муравьев. Муравьёв можно встретить практически во всех уголках мира, разве что за исключением вершин высочайших гор и Антарктики. Они могут жить почти в любом климате. Успех муравьёв во многих средах обитания обусловлен их социальной организацией и способностью изменять место обитание и использовать разнообразные ресурсы.

Муравьёв не спутаешь с другими насекомыми. Существует тысячи разновидностей муравьёв. Существуют паразитические виды, которые обитают в гнёздах других муравьёв, муравьи - «рабовладельцы», содержащие в своих гнёздах «рабов» — муравьёв других видов. Ряд видов приспособился к обитанию в жилищах человека. Некоторые виды ценятся за регулирование численности насекомых-вредителей. И все они являются родственниками пчёл и шмелей, то есть они принадлежат к одному и тому же отряду насекомых. Их размеры колеблются от 2 мм до 25 мм. Продолжительность жизни муравьёв различна. За период жизни они проходят четыре стадии развития — яйцо, личинка, куколка и взрослое насекомое.

В нашей полосе водятся три основных вида муравьев:

Рыжая мирмика - это вид мелких рыжих муравьев длиной около 5 мм. Мирмики – хищные муравьи, охотящиеся на различных беспозвоночных в подстилке и на поверхности почвы. Свои жертвы они парализуют с помощью жала, в которое открывается проток ядовитой железы. Через него в тело жертвы поступает муравьиная кислота. Жаление этих муравьев болезненно. На месте «укуса» появляется красноватая сыпь, сопровождающаяся сильным жжением.

Рыжий лесной муравей. Это те самые, действительно рыжие лесные муравьи, муравейники которых, в виде высоких конусообразных куч, мы видим в лесах. У рабочих муравьев, длина тела которых достигает 4-9мм, голова и грудь красновато-бурые, брюшко черноватое, блестящее.

Самка рыжего лесного муравья.

Чёрный садовый муравей. Наверное не найдется человека, который не знает этих вездесущих маленьких черных муравьев. Они встречаются практически везде: в полях, в лесах, в садах, даже в домах и квартирах их колонии не такое уж необычное зрелище. Рабочие этого вида невелики – 4-4,5 мм. Несмотря на свое название, это скорее не черные, а темно-серые муравьи. Матка намного крупнее рабочих и достигает 10мм в длину.

1. Развитие муравья и его строение.

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

1.Яйцо

2.Личинка

3.Куколка

4.Имаго

Жизнь любого муравья начинается с яйца. 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 также, 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. У части подсемейств личинка перед таким метаморфозом плетет кокон, а у некоторых не плетут.

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.

В общем весь цикл развития занимает около месяца.

У взрослых муравьев мы можем увидеть следующее строение:

1. Мозг.

2. Кишечник.

3. Стебелек - узкая часть тела, соединяющая грудь с брюшком и придающая гибкость движениям насекомого.

4. Метаплевральная железа. Вырабатывает антибиотики, защищающие муравья от бактерий.

5. Нервная система.

6. Зобик. Содержит жидкую переваренную пищу, которую муравей отрыгивает и передает другим членам колонии в процессе трофаллаксиса - обмена пищей.

7. Хитиновый экзоскелет. Защищает тело, обеспечивает его прочность и служит опорой для мышц.

8. Жало. Имеется не у всех видов.

9. Дюфурова железа. Вырабатывает феромоны, которые служат сигналами для муравьев, идущих по следу.

10. Нога, состоящая из пяти отделов.

11. Ядовитая железа. У рыжего муравья выделяет муравьиную кислоту, у некоторых других видов - парализующий яд.

12. Желудок.

13. Глаз. Острота зрения у разных видов различна. Некоторые видят предметы, удаленные на сотни метров, другие виды почти слепы.

14. Мандибулярная (челюстная) железа. Выделяет феромоны тревоги при нападении хищника или появлении чужаков.

15. Шпора на ноге для чистки антенн.

16. Коготки. Их два на каждой лапке, между ними подушечка, выделяющая клейкую жидкость, которая позволяет муравью ходить по гладким или наклонным поверхностям.

17. Антенны, с помощью которых муравей получает информацию о запахе, вкусе, химическом составе, текстуре различных предметов и обменивается ею с собратьями .

18. Постфарингеальная (заглоточная) железа. Здесь производятся и хранятся жиры, предназначен ные для кормления личинок.

19. Жвала. Служат для захвата и пережевывания пищи, а также как оружие.

Муравьи относятся к типу членистоногие, к классу насекомые, отряду перепончатокрылые, семейству муравьи. Тело членистое, состоит из головы, груди и брюшка.

Голова у муравьёв крупная. На голове расположены пара усиков и пара сложных глаз. Простые глаза, или глазки – это чаще всего три точки на темени. Сложные фасетчатые глаза расположены по бокам головы. Количество фасеток неодинаково, у одних видов их около десятка, у других, хорошо видящих, больше тысячи. Усики – антенны – это органы чувств. Они служат муравью для восприятия обонятельных, осязательных и отчасти вкусовых ощущений. Основной орган вкуса расположен у муравья в ротовом устройстве.

Рот муравья не приспособлен к тому, чтобы поглощать твёрдую пищу, а приспособлен только к всасыванию питательных растворов. Кроме верхней и нижней губы имеются две пары челюстей. Верхняя пара – это жвалы, без которых муравьям нет жизни. Муравьи пользуются ими и как воины, и как няньки, и как строители, и как фуражиры. В нижней губе самой важной частью считается язычок – орган вкуса и чистки тела, а также главное орудие кормления молоди и взаимного питания взрослых обитателей муравейника.

На груди находятся три пары членистых конечностей. У самцов и у молодых самок грудь развита значительно сильнее, чем у рабочих, и несёт четыре крыла. Перепончатые крылья муравьиных самцов и самок прозрачны. Крылья передней пары заметно больше – длиннее и шире, чем задние.

Брюшко членистое, первый или первые два членика менее развиты и образуют стебелек. Стебелёк, соединяя брюшко с грудью, делает муравьиное тельце очень гибким. Брюшко, состоящее из подвижно соединённых спинных и брюшных полуколец способно увеличиваться в объёме. Всё дело в том, что в брюшке находится зобик – орган, служащий для хранения и переноса пищи. В брюшке находятся ядовитые железы, связанные с жалом. Брюшко самцов и самок заметно крупнее, здесь находятся органы размножения. Тело муравьёв снаружи имеет покров, состоящий из хитина. Хитиновый покров обладает большой прочностью. Он защищает муравья от механических и химических воздействий внешней среды. К средствам защиты у муравьёв относятся острые жвалы, ядовитая жидкость и у некоторых видов – жало.

1. Семья муравьев и муравьиные профессии.

Муравьи – самые умные из всех насекомых. Они способны постоянно учиться, а попав в самую неожиданную ситуацию, умеют принимать "разумные" решения. Обучение для муравья совершенно необходимо. Если бы рабочие муравьи систематически не повышали свою "квалификацию", муравьиной семье вряд ли жилось бы хорошо.

Среди насекомых муравьи - долгожители. Царицы некоторых видов живут до двадцати лет, а рабочие муравьи до семи. Так что опыт, приобретенный смолоду, может пригодиться и под старость. А самое главное, муравьи живут огромными семьями. Любой муравей, научившись чему-то новенькому, может тут же обучить двух-трех младших собратьев, а те, в свою очередь, - муравьишек следующего поколения. Так "открытие" одного муравья может стать всеобщим достоянием и передаваться из поколения в поколение. А научиться у старших особенно легко. У муравьев чрезвычайно сильно развит инстинкт подражания. Они с удовольствием повторяют все, что делают их опытные товарищи.

Понаблюдав внимательно за жизнью муравьиной семьи, нетрудно заметить, что не все муравьи одинаково сообразительны. Среди сотен и тысяч обитателей муравьиного дома выделяется немногочисленная когорта наиболее активных, решительных, предприимчивых, которые и становятся инициаторами, а проще сказать, заводилами любых коллективных дел. Ученые называют их лидерами.

У разных полов умственные способности могут быть различными. У муравьев, вероятно, умнее самки, во всяком случае, мужская половина муравьиной семьи обычно никакими талантами не блещет. Но, может быть, они совсем и не глупы, а просто не имеют возможности проявить свой ум. Роль самцов сводится к оплодотворению молодых крылатых самок. Самцы обычно появляются в муравейнике незадолго до брачного лета и вскоре после спаривания погибают или их безжалостно убивают.

Другое дело муравьи женского пола. Продолжительность жизни муравьиной самки максимальна для мира насекомых — до 20 лет. Самка оплодотворяется один раз. Оплодотворенные самки сбрасывают крылья и либо основывают новую семью, либо остаются в своем муравейнике. Иногда молодых самок принимают в другие, уже существующие семьи своего вида.

После оплодотворения для самки-основательницы наступает самый опасный период жизни — период одиночного существования. Самка должна выбрать место для Гнезда, подготовить первую камеру нового муравейника и приступить, спустя некоторое время, к яйцекладке. А вся остальная масса рабочих муравьев, к какой бы они касте ни относились - к большеголовым солдатам или собирателям пищи - фуражирам, - тоже самки, правда, немного недоразвитые. Так что любой муравейник можно назвать настоящим женским царством.

Поскольку возникновение муравейника и дальнейшее его существование во многом зависит от самок, можно было бы предположить, что они в основном и определяют жизнь муравейника. Такое положение вещей казалось настолько очевидным, что во многих работах прошлого и начала нашего века самку называли «царицей». У термитов самка и самец, постоянно живущие в семье, и сейчас именуются «царской парой». Однако в действительности оказалось, что хозяевами положения в общине являются все-таки рабочие муравьи. Чем больше в муравейнике самок, тем «непочтительнее» отношение к ним рабочих. Рабочие муравьи переселяют самок из одной части гнезда в другую, передают на обмен в другие гнезда, убивают тех, чья плодовитость стала слишком низкой. Рабочие контролируют и воспроизводство особей в семье: уничтожают лишних личинок или изменяют режимом кормления соотношение каст в семье.

Подавляющее большинство населения муравейника составляют рабочие особи, которые выполняют разнообразные функции, связанные с обеспечением нормальной жизнедеятельности семьи. Рабочие муравьи строят и охраняют гнездо, в котором обитает семья, добывают и доставляют в муравейник пищу, чистят и кормят самок и молодь, охраняют кормовой участок и т. д.

С тем самым, несмотря на то, что рабочие муравьи из одного гнезда, очень похожие друг на друга внешне, они сильно отличаются друг от друга по возрасту и физиологическому состоянию; они в разной степени инициативны и любознательны. Одни из них смелы и агрессивны, другие отличаются робостью. Один муравей находчив, но нетерпелив, другой — может, как автомат, многократно повторять однообразные действия. Соответственно распределяются и профессии среди муравьев. Многочисленными опытами исследователей из разных стран установлено, что более инициативные, с быстрой реакцией муравьи выполняют работы, связанные с решением разнообразных задач в нестандартных ситуациях. Они становятся разведчиками или охотниками. Эти же муравьи гораздо хуже справляются с однообразными, не требующими активного начала обязанностями. Зато особи, имеющие замедленную реакцию и минимум любознательности, склонны к выполнению именно таких функций, например сбор пади (сладких выделений) тлей. Сборщик пади изо дня в день неторопливо ходит по одной и той же дороге к одному и тому же дереву, где на ветке имеется колония тлей. Муравей всасывает сладкие капельки и, наполнив зобик, так же неторопливо возвращается по давно известной дороге в гнездо.

У муравьев возраст тоже влияет на выполняемые рабочим обязанности, но связь эта не такая четкая. Уже через несколько дней после выхода из кокона перед рабочим муравьем появляется возможность выбора профессии. Одни муравьи ухаживают за молодью, а другие — участвуют в строительстве гнезда, становятся фуражирами, третьи — чистят помещения и т. д. Занятия муравья в этом случае не связаны с возрастом. Значительная часть особей может почти всю жизнь оставаться при исполнении одних и тех же обязанностей, например в роли нянек или свиты самки. Другие очень быстро, в течение нескольких дней, проходят как бы ознакомительный курс внутри гнезда и становятся фуражирами.

Среди фуражиров одни специализируются на охоте, другие на добыче сладкой пищи, третьи таскают материал для надстройки гнезда. Наиболее крупные рабочие муравьи защищают муравейник – это солдаты.

У рыжих лесных муравьёв каждый фуражир начинает свою внегнездовую деятельность на периферии охраняемой территории. В дальнейшем он постепенно переходит на все более близкие к гнезду индивидуальные поисковые участки, а заканчивает этот путь на куполе, где муравей несёт службу в качестве наблюдателя.

Семья наших обычных рыжих лесных муравьёв при благоприятных условиях может существовать 90 – 100 лет. За это время в семье многократно сменяются самки, которые живут максимум 15 – 20 лет (это рекорд среди беспозвоночных), и в ещё большей степени – рабочие муравьи, живущие всего 3 года.

Функционирование каждого рабочего муравья направлено на обеспечение благополучия семьи. Это проявляется всюду. Рабочие-фуражиры добывают пищу в количествах, во много раз превышающих их индивидуальные потребности. В семьях многих муравьев имеется специальная группа муравьев-носильщиков, переносящих личинок, куколок, молодых рабочих, а иногда и самок из одной части гнезда в другую или же в родственный муравейник. Муравьиная семья имеет строгую внутреннюю структуру с четко установленными ролями каждого муравья, и роли эти могут меняться с его возрастом, а могут оставаться постоянными. Деятельность муравьиной семьи поражает целенаправленностью. Муравьи - единственные существа, не считая человека, занимающиеся выращиванием домашних животных. «Муравьиными коровами» иногда называют тлей, поскольку муравьи специально разводят их, чтобы собирать падь — богатое углеводами «молочко». На зиму тлей переносят в теплый муравейник, а весной расселяют по окрестным растениям. Муравьи регулярно «доят» тлей, и муравьи-«фуражиры» носят падь в зобиках, чтобы кормить ею остальных муравьев. При этом муравьи активно заботятся о тлях: защищают от вредителей и нападений других насекомых, переносят на наиболее подходящие участки растения, строят навесы для защиты от солнца, а на зиму уносят тлей-самок в теплый муравейник. Муравьи — умелые «животноводы», поэтому в опекаемых ими колониях скорость развития и размножения тлей значительно выше, чем в «самостоятельных» колониях тлей того же вида.

На поверхности купола гнезд рыжих лесных муравьев постоянно находятся муравьи-наблюдатели, следящие за возможной опасностью и отличающиеся быстротой реакции и агрессивностью. Обычно это самые опытные члены семьи. По их тревоге все занятые на куполе рабочие муравьи почти мгновенно переключаются на оборону. Муравьи-наблюдатели играют таким образом роль активаторов, мобилизующих при необходимости массы рабочих особей на защиту гнезда.

Наблюдения показывают, что не все муравьи в семье являются образцами трудолюбия. Оказывается, примерно 20% муравьиной семьи практически не принимает участия в трудовой деятельности. Исследования показали, что «ленивые» муравьи — это не муравьи на отдыхе, которые после восстановления сил включаются в работу. Оказалось, что если удалить из семьи заметную часть работающих муравьев, то соответственно повышается темп работы оставшихся «работников», а «ленивые» муравьи в работу не включаются. Поэтому их нельзя считать ни «трудовым резервом», ни «отдыхающими».

Сегодня предложено два объяснения существования «ленивых» муравьев. В первом случае предполагается, что «ленивые» муравьи — это своеобразные «пенсионеры» муравейника, состарившиеся муравьи, неспособные к активной трудовой деятельности. Второе объяснение еще проще: это муравьи, которые почему-то не хотят работать.

В муравейнике действует своя система наказаний. К примеру, если здоровый муравей-фуражер несколько раз подряд возвращается в муравейник ни с чем, его «казнят» — убивают и самого пускают на фураж. Любопытно, что совершенно по-другому поступают муравьи с теми, кто потерял трудоспособность в результате увечья. Их кормят до тех пор, пока те в состоянии просить еду, то есть постукивать усиками по определенным участкам головы здорового муравья.

Поражает не то, что из этого хаоса и, казалось бы, бесцельной суеты складывается многоликая и размеренная жизнь муравейника. Если с высоты сотни метров посмотреть на любое человеческое строительство, то картина будет очень схожа: там тоже сотни работников делают десятки на первый взгляд не связанных друг с другом операций, и в результате возникает небоскреб, домна или плотина.

4.Питание муравьёв.

Основа существования семьи — обмен пищей.

Муравьи регулярно обмениваются пищей — кормят друг друга. Сытый кормит голодного, тот передает часть полученной пищи следующему и т. д. Обмен пищей, или трофаллаксис*, охватывает всех без исключения членов семьи. В нем участвуют не только взрослые муравьи, но и личинки и даже яйца. Одна из форм трофаллаксиса — взаимное облизывание. При этом муравьи слизывают выделения различных желез, играющие важную роль в развитии каждой особи. Пища, передаваемая изо рта в рот, также содержит вырабатываемые муравьями ферменты. Изменения содержания различных ферментов в пищевой цепи может ускорить или, наоборот, замедлить рост и развитие молоди, стимулировать взрослых муравьев (имаго) к переходу в ту или иную профессиональную (функциональную) группу. Недостаточная мощность пищевого потока означает голодание семьи и стимулирует фуражиров на поиск добычи.

Муравьи используют в еду в основном белковую пищу (других насекомых, которых убивают и приносят в муравейник) и углеводную (сахаристые выделения растений, вытекающий древесный сок и особенно богатые сахаром выделения тлей). Большую часть белковой пищи муравьи скармливают личинкам, углеводной питаются сами. Для муравьёв характерен обмен пищи – трофоллаксис. Трофоллаксис позволяет и няньке и землекопу не отрываться от своих полезных занятий на поиск корма – о нём позаботятся другие.

Рабочие – фуражиры, задача которых – добывание пищи, в течение лета приносят в гнездо 3 000 000 – 8 000 000 различных насекомых, около 20 ведер сладких соков, в основном выделений тлей, и 40 000 – 60 000 семян различных растений, которые также употребляют в пищу.В летние дни масса насекомых, приносимых в муравейник, может достигать 1кг.Подсчитано, что муравьи среднего муравейника защищают от вредных насекомых 0,25га леса, а крупного – до 1 - 4га.

Муравьи добывают в первую очередь тех насекомых, которые размножаются в лесу в массовых количествах. Массовыми насекомыми являются вредные насекомые – гусеницы бабочек, ложногусеницы пилильщиков, которые объедают листву и хвою.

У муравьев некоторых видов заметную долю кормов составляют семена различных трав. Муравьи собирают их и хранят в специальных сухих хранилищах своих гнезд. Перед едой семена очищают от кожуры и измельчают в муку. Мука смешивается со слюной насекомых-кормильцев, и это тесто скармливают личинкам. Принимаются специальные меры для того, чтобы обеспечить сохранность зерна при длительном хранении. Так, например, после дождей семена выносят из хранилища на поверхность и сушат.

Муравьи некоторых видов устраивают в своих муравейниках грибные плантации для снабжения высококалорийной белковой пищей. Так, муравьи-листорезы, которые строят огромные подземные гнезда, питаются практически одними грибами, и поэтому в каждом гнезде обязательно создается плантация грибов. Эти грибы растут только на специальном грунте — рабочие муравьи изготавливают его из измельченных зеленых листьев и собственных экскрементов. Чтобы поддерживать «плодородие почвы», муравьи постоянно обновляют грунт в грибнице. При создании нового муравейника муравьиная матка во рту переносит из старого муравейника культуру гриба и таким образом закладывает основание под пищевую базу семьи.

5.Общение муравьёв

При общении друг с другом муравьи используют разнообразные сигналы, в основном путем прикосновения друг к другу усиками, ногами, головой. Используются также и химические сигналы. Разыскивая дорогу к гнезду, муравьи пользуются «языком запахов» - феромонами. С помощью обоняния муравьи отличают своих сожителей по гнезду от «чужаков».

Замечено, что в различных случаях муравьи по – разному трогают, ощупывают, ударяют друг друга усиками и соответственно изменяют свое поведение. Они как бы объясняются своеобразными жестами.

Известный советский энтомолог Павел Устинович Мариковский подметил у муравьев более двух десятков сигналов: «Чужой запах!», «Кто ты?», «Внимание!», «Дай поесть!», «Берегись!» и другие.

При использовании химических сигналов муравьи принимают оборонительную позу: поднимаются высоко на задних лапках и направляют конец брюшка вперед. И сразу чувствуется резкий запах: это муравей выбрызнул жидкость, состоящую из муравьиной кислоты и вещества тревоги – ундекана.

На дорогах, по которым они бегут из муравейника к муравейнику, муравьи выделяют другие, так называемые следовые вещества, которые позволяют им не сбиться с дороги.

Все муравьи из одного гнезда имеют общий запах, позволяющий им узнавать друг друга и не допускать муравьев из чужих гнезд в свое.

Глава II. Муравейник-дом муравьев.

«Муравейник (муравьиное гнездо) — название гнезда муравьёв, которое, как правило, заметно своей надземной частью, представляющей собой кучу из кусочков листьев, хвои, веточек и земли (является надземной частью муравьиного гнезда, которое состоит из сложной системы ходов и миниатюрных сооружений)». Муравейник как единый объект — в высшей степени рациональный и умелый «организм», который очень эффективно использует имеющиеся у него крайне ограниченные средства для поддержания жизнедеятельности. Он хорошо адаптируется не только к циклическим изменениям окружающей среды (смена времен года и времени суток), но и к ее случайным возмущениям (перемены погоды, повреждения в результате внешних воздействий и т. п.).

Гнездо муравьёв состоит из надземной и подземной частей. Надземная часть в хвойных лесах сооружается из хвоинок, в лиственных – из палочек и других мелких, но прочных растительных частиц. Сверху муравьи формируют покровный слой купола, защищающий муравейник от промокания во время дождей.

Купол, залитый ливнем, сохраняет прочность. Вглубь гнезда вода, как правило, не проникает. После дождя всё сооружение приобретает на солнце новый запас прочности, так как кусочки строительного материала как бы спаиваются между собой.

Внутри муравьиной кучи растительный материал крупнее – палочки могут иметь различный размер, некоторые достигают длины 10см при толщине 5мм. Здесь из этих строительных материалов сооружается система ходов и камер, в которых выращивается молодь. Купол муравейника окружен земляным валом.

Муравейник не оканчивается в муравьиной куче. У него тысячи ходов под землёй. Эти ходы могут уходить на глубину 1-2м и заканчиваются широкими полостями. Одни используются как место свалки, в других развивается молодёжь, третьи служат местом зимовки муравьёв. Температура в таких полостях – зимовках не опускается зимой ниже +5 градусов. И когда наверху свирепствуют морозы, муравьям не страшно и не холодно в своем доме.

От крупных муравейников отходят хорошо заметные тропы, по которым от гнезда и к гнезду движется поток муравьёв. Кормовые тропы муравьёв остаются постоянными, в результате у каждого муравейника возникает свой кормовой участок.

Муравьиная семья имеет строгую внутреннюю структуру с четко установленными ролями каждого муравья, и роли эти могут меняться с его возрастом, а могут оставаться постоянными. Организационная структура муравейника позволяет гибко реагировать на любое возмущение и выполнять все требующиеся работы, оперативно привлекая для их выполнения необходимые трудовые ресурсы.

Муравьи тщательно следят за состоянием своего жилища. Среднего размера муравейник состоит из 4–6 млн хвоинок и веточек. Ежедневно сотни муравьев переносят их сверху в глубь муравейника, а из нижних этажей — наверх. Так обеспечивается стабильный влажностный режим гнезда, и поэтому купол муравейника остается сухим после дождя, не гниет и не плесневеет.

Оригинально решают муравьи проблему разогрева муравейника после зимы. Теплопроводность стенок муравейника очень мала, и естественный прогрев весною занял бы очень долгое время. Для ускорения этого процесса муравьи приносят тепло внутрь муравейника на себе. Когда начинает пригревать солнце и с муравейника сходит снег, его жители выползают на поверхность и начинают «принимать солнечные ванны». Очень быстро температура тела муравья повышается на 10–15 градусов, и он возвращается обратно в холодный муравейник, согревая его своим теплом. Тысячи муравьев, «принимающих» такие «ванны», быстро поднимают температуру внутри муравейника.

Если посмотреть на муравейник, на первый взгляд может показаться всё просто: муравьев сотни тысяч, каждый притащил по маленькой палочке, хвоинке, крошечной веточке - и куча готова. Но ведь это не просто куча, а дом, вернее даже - город с улицами и переулками, переходами и тупиками, апартаментами царицы и галереями, камерами для яиц и для личинок. И всюду должна быть определенная температура, влажность и свежий воздух! У муравьев нет ни обогревательных приборов, ни компрессорных установок, а в их "городах" всегда легко дышится, всегда достаточно тепло и постоянно поддерживается нужная влажность. Да еще в разных частях города, даже в разных "помещениях" свой микроклимат! Это внутри. А снаружи тоже немало работы. Крышу, может быть, и не надо чинить, но перебирать те самые палочки, веточки, хвоинки, которые муравьи притащили, необходимо, иначе заведется плесень. Необходимы и капитальные работы: население постоянно увеличивается, и надо все время расширять подземные границы города. Однако делать это следует, не нарушая основного плана. Муравьи работают все лето от зари до зари, а весной все начинается сначала: под снегом муравейник осел, осыпались многие тоннели, разрушились водоотводные сооружения... Все надо привести в порядок, сделать так, как было, да еще расширить город.

Строение муравейника

1. Покрытие из иголок и веточек. Защищает жилище от превратностей погоды, ремонтируется и обновляется рабочими муравьями.

2. "Солярий" - камера, нагреваемая лучами солнца. Весной обитатели забегают сюда погреться.

3. Один из входов. Охраняется солдатами. Служит вентиляционным каналом.

4. "Кладбище". Сюда рабочие муравьи относят умерших собратьев и мусор.

5. Зимовальная камера. Насекомые собираются здесь, чтобы пережить холода в состоянии полуспячки.

6. "Хлебный амбар". Здесь муравьи хранят зерна.

7. Царская камера, где живет матка, откладывающая до полутора тысяч яиц в день. За ней ухаживают рабочие муравьи.

8. Камеры с яйцами, личинками и куколками.

9. "Коровник", где муравьи содержат тлей.

10. "Мясная кладовка", куда фуражиры приносят гусениц и другую добычу

Я сделала свой макет муравейника, сейчас я Вам его продемонстрирую.

Глава IV. Польза и вред от муравьев.

Роль муравьев в природе огромна. Тысячами незримых переплетенных нитей они связаны с другими живыми существами.

О пользе муравьев 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 старину жители Южной Аравии переносили муравейники с холмов в финиковые рощи для защиты драгоценных пальм. И сейчас человек повышает численность и расширяет ареал муравьев, расселяя их. Такие работы ведутся во многих странах Европы.

Поедая семена растений, муравьи способствуют их распространению - ведь не всю добычу им удается дотащить до муравейника. Муравьи иногда выступают в роли опылителей цветов, так как любят полакомиться и нектаром. Муравьи способствуют повышению плодородия почвы. Они перемешивают ее, насыщают кислородом (аэрируют) и рыхлят на глубину 50-70 см, обогащают органическими веществами, азотом, фосфором, магнием и калием. Поэтому муравейники рыжих лесных муравьев играют роль "фабрики плодородия": травы, кустарники и даже деревья, растущие вблизи муравейника, пышно разрастаются. Растительность вокруг муравейников отличается интенсивным ростом и яркой зеленой окраской.

Большинство муравьев охотятся на различных беспозвоночных, используя добываемую таким путем белковую пищу для выкармливания молоди. Многочисленная молодь требует огромных количеств пищи, что вынуждает фуражиров неустанно искать добычу. В добыче муравьев преобладают вредные насекомые. Во время массового размножения вредители в добыче муравьев составляют 90% и более.

Как известно, многие тли являются серьезными вредителями растений. Основная угроза деревьям заключается не в потере части сока, а в сажистом грибке, который развивается на выделяемой тлями пади. Слизывая падь, муравьи предохраняют деревья от этого заболевания.

Что касается муравьев и других лесных жителей, то муравьи служат пищей многим позвоночным. Муравьями питаются многие певчие птицы, лесные куриные, многие земноводные и пресмыкающиеся, а также барсуки, лисы, медведи и другие звери. Гнезда рыжих лесных муравьев используются как места зимних ночевок кабанами. Учеными показано, например, что без муравьев невозможно нормальное развитие тетеревов и рябчиков. Муравейники служат не только источником необходимой для нормального развития птенцов пищи, но и как «птичьи санпропускники», в которых птицы, «купаясь», очищаются от паразитов.

В то же время нельзя не признать, что существуют и такие виды муравьев, которые наносят вред человеку, например, домашние муравьи. Они не только поедают продукты, но и могут быть переносчиками инфекций. Такое соседство для человека весьма неприятно. Питаясь насекомыми, муравьи могут наносить вред, поедая и полезных представителей этого класса. Находясь в симбиотических отношениях с тлёй и мучнистым червецом - вредителями садов и огородов (муравьи любят лакомиться сахаристой жидкостью - падь, которую выделяют тли), муравьи покровительствуют им, защищают их от хищников. Однако если речь идет о лесных муравьях, то здесь речь идет уже, как правило, о выживании этих удивительных насекомых, и каждый из нас должен внести свою лепту в дело охраны и защиты "лесных санитаров". "Разоряя муравейник, ты разоряешь дом друзей," - говорит народная пословица.

Глава V. Практическая часть. Исследование.

Муравейник черных садовых муравьев находился на нашем садовом участке. В связи с этим, я могла в любое время наблюдать за муравьями.

В первый день я начала наблюдение за муравьями в 8 утра. Все муравьи уже активно передвигались и по муравейнику, и рядом с ним. «Час пик» у муравьев начался часов в 10 утра. Обратила внимание, что муравьи бегут по одному и тому же маршруту. По направлению к муравейнику многие муравьи несли малюсенькие травинки, щепочки. К вечеру муравьев стало меньше, а те, кто остался, бегали уже не так быстро, как утром. После захода солнца, я с фонариком сходила к муравейнику и не увидела там никого. Передо мной просто лежала земля. Видимо муравьи закрыли все свои ходы и пошли отдыхать.

На второй день я встала в 6 утра, надеясь увидеть, как просыпаются муравьи, но не тут то было. Подойдя к муравейнику, я увидела, что работа уже «кипит». Муравьи передвигались по тем же тропкам, что и вчера. Также главным открытием в этот день стало то, что я увидела крылатых муравьев. Они были крупнее обычных муравьев. Они бегали по земле, ненадолго взлетали и вновь опускались около муравейника. Когда солнышко пригрело, муравьишки вынесли на верх муравейника белые яйца, видимо погреться. Днем небо затянуло тучами, и я решила посмотреть, так же муравьи активны, как при свете солнца или нет. Мои догадки подтвердились – муравьев стало намного меньше, некоторые из них стали затаскивать белые яйца вовнутрь муравейника. Есть даже народная примета, что муравьи притихают к плохой погоде.

На 3-й день, понаблюдав за муравьями, я решила провести несколько опытов.

Как известно, когда муравей-разведчик бежит в поисках пищи, он то и дело прижимается брюшком к земле и отмечает свой путь капельками феромонов. Другие муравьи идут по следу, и так образуется муравьиная дорожка. Она может быть достаточно широкой, потому что муравьи бегут в несколько рядов, так как запах феромонов очень силен и слышен в стороне на несколько сантиметров. Запах меток муравьи распознают, ощупывая и вынюхивая их своими усиками как антеннами. Муравьиные дорожки превращаются в настоящие магистрали. Я решила посмотреть, что будет, если запах феромонов прервется посреди дороги?

Для первого опыта мне понадобилась только палочка. Я прочертила поперек тропы муравьев палочкой, т.е. стерла запах, который оставляют муравьи. Муравьи забегали на место, где была проведена линия, но, не ощутив знакомого запаха, поворачивали обратно и судорожно искали свою тропу. Образовался затор как в автомобильной пробке. Я наблюдала это явление в течение 10 минут и за это время муравьи восстановили муравьиную тропу в обход начертанной линии. На следующий день я увидела, что муравьи восстановили прямую тропу, хотя по окружному пути тоже еще бегали. Видимо постарались муравьи-разведчики.

Второй опыт я провела в этот же день, захотев узнать вкусовые пристрастия муравьев. Я положила на муравейник небольшие кусочки печенья, хлеба, шоколадной конфеты, яблока, щепотку сахара и соли. Большинство муравьев сразу же «налетели» на сладкое, и лишь некоторая часть заинтересовалась солью. Через 1 час всех выложенных продуктов на муравейник не стало, а вот соль осталась лежать на прежнем месте.

А вот когда я положила около муравейника гусеницу, жука и комара, то смогла наблюдать следующую картину. Сначала один муравей подбежал к гусенице, постучал по ней своими усиками и побежал в сторону муравейника. Через секунд 10 к гусенице прибежали уже 4 муравья, которые быстро подняли и унесли гусеницу себе в «дом». Затем тоже самое произошло с жучком. А вот комара забрали самым последним, наверное потому, что он был самый худой.

Также я решила проверить теорию о том, что муравьи «вечные строители». Это был мой третий опыт. Для этого в течение 5 –ти минут я наблюдала, что несут муравьи в муравейник, помимо еды. Это были и травка, и небольшие палочки и много мелкого мусора. Поток муравьев со «строительным материалом» не иссекал. Таким образом, наша теория подтвердилась – муравьи постоянно обновляют, перестраивают свой муравейник.

Далее я решила выяснить активность муравьев от времени суток и температуры воздуха. Это наш четвертый опыт. Для этого я провела наблюдение за муравьями:

- на рассвете (+ 18 градусов)

- в 12.00 (+ 30 градусов )

- в 16.00 (+23 градуса)

- в 22.00 (+ 20 градусов).

Оказалось, что в течение суток муравьи ведут себя неодинаково. Ранним летним утром муравьи отправляются за кормом. Чем теплее становится воздух, тем большее количество муравьев покидает муравейник. Но если температура окружающего воздуха становится выше +30°С, то активность муравьев снижается: такая высокая температура действует на муравьев угнетающе. Чуть позже большинство муравьев отправляется за кормом и строительным материалом, а на куполе остаются только муравьи, надстраивающие его. С наступлением ясного теплого дня, муравьи утром выползают на купол. Там они греются на солнце и затем лезут в муравейник, отдавая свое тепло на нагрев муравейника. В такое время на тропах мало муравьев. Благодаря этим солнечным процедурам в прохладное время в муравейнике на 5-10 градусов теплее, чем на улице. Так что загорают муравьи на благо общества. Температуру же они меряют усами. Которые чувствуют перепад температуры всего в четверть градуса.

Таким образом, проведя исследования, наблюдая за жизнью муравьев и проанализировав их, я смогла сделать следующие выводы:

1. Во многих жизненных ситуациях муравьи действуют сообща. Основными способами общения друг с другом является выделение химических веществ-феромонов, а также общение с помощью усиков или так называемых антенн. Именно феромоны не дают муравьям заблудиться и сбиться с пути, помогая находить дорогу к родному дому – муравейнику.

2. Каждый муравей четко знает и выполняет свою определенную функцию.

3. Муравьи – вечные строители.

4. Оказалось, что муравьи, как и люди, любят вкусно поесть. Среди предложенных вкусовых индикаторов муравьи проявили наилучшие реакции на все сладкие продукты питания.

5. Муравьи бывают по-разному активны в разное время суток и в разную погоду. В ясную погоду муравьи активнее, чем в пасмурную. При сильной жаре муравьи также становятся менее активными. Было установлено, что самым активным временем суток для муравьев является с 10 до 16 часов дня.

Заключение:

Заканчивая свою работу, я хотела бы сказать, что муравьев можно изучать бесконечно. Муравьи умеют строить и шить, нянчить детей и собирать зерна, доить тлей и разводить грибы, отыскивать воду в пустыне и возводить дамбу высотой в три-четыре сантиметра, чтобы ходить по ней "не замочив ноги", если муравейник располагается в низине. Муравьи обогревают муравейник, если в нем понизилась температура: греются на солнышке, а потом бегут в муравейник остывать и таким образом повышают температуру муравейника. Муравьи умеют подавать сигналы друг другу и еще многое умеют они. Не умеют они лишь жить в одиночку.

Список литературы:

Мариковский Г.И. Друзья – насекомые. М.: Детская литература, 1974, 96с.

Фабр Ж.А. Нравы насекомых. В 2-х т., т.1, М.: Издательство АСТ, 2000, 507с.

Наука и жизнь» о муравьях:

Муравей крупным планом. — 1972, № 9.

Ковалев В. Муравьиные коммуникации. — 1974, № 5.

Халифман И. Операция «Муравей». — 1974, № 5.

Васильева Е., Халифман И. Великан у муравейника. — 1980, № 3.

Константинов И. Город муравьев. — 1982, № 1.

Индивидуальность есть и у муравьев. — 1998, № 12.

Захаров А. А. Муравей, семья, колония / Под ред. К. В. Арнольди. — М.: Наука, 1978 г. — (Человек и окружающая среда).

http://www.ru.wikipedia.org

14

Под пенёчком домик чей? Он без окон, без дверей! Горка-башня  из земли, Ах, живут здесь муравьи! Что-то в домик свой заносят, А из домика выносят Мелкие песчинки, Разные крупинки. Работяги-муравьи Целый день снуют От восхода до зари, И не устают! Е. Аксельрод

Объект моего исследования – черные садовые муравьи. Цель моего исследования - узнать об организации жизни муравьев. Задачи исследования: 1. Изучить информацию по данной теме. Расширить свои знания о семействе муравьев, об их образе жизни, о структуре муравейника, о том, какую пользу и какой вред приносят муравьи окружающей среде. 2. Провести наблюдения и опыты, связанные с поведением муравьев. 3. Сделать макет муравейника в разрезе.

Муравьи являются общественными насекомыми, т.е. живут они колониями, образующими 3 касты: самки, самцы и рабочие особи. Самки и самцы крылатые, рабочие особи — бескрылые .

Развитие муравья

• 1. Яйцо 2.Личинка

• 3. Куколка 4. Имаго (взрослая особь)

Строение муравья

Семья муравьев и муравьиные профессии

Муравьи - единственные существа, не считая человека, занимающиеся выращиванием домашних животных.

Питание муравьев

• Белки (другие насекомые)
• Углеводы (сок растений, выделения тлей)
• Семена различных трав
• Грибы

Общение муравьев

Муравейник – дом муравьев

Роль муравьев в природе

Польза:

• Муравьи служат почвообразователями

• Борьба с вредителями, разносят семена, распространение растений
• Пища для птиц
• Уничтожение вредителей
• Опылители цветов

Вред:

• Поедание продуктов
• Разносчики инфекций
• Вредят растениям, защищая тлю

Мои исследования

• Муравейник черных садовых муравьев находился на нашем садовом участке. В связи с этим, я могла в любое время наблюдать за муравьями.

Опыты с муравьями

Опыт №1

Опыт №2

• Опыт №3

Опыт №4

Заключение

Муравьи умеют строить и шить, нянчить детей и собирать зерна, доить тлей и разводить грибы, отыскивать воду в пустыне и возводить дамбу высотой в три-четыре сантиметра, чтобы ходить по ней "не замочив ноги", если муравейник располагается в низине. Муравьи обогревают муравейник, если в нем понизилась температура: греются на солнышке, а потом бегут в муравейник остывать и таким образом повышают температуру муравейника. Муравьи умеют подавать сигналы друг другу и еще многое умеют они. Не умеют они лишь жить в одиночку.