Внегнездовая деятельность муравьёв. Исследовательская работа.

III  межмуниципальная

учебно-исследовательская конференция школьников «Шаг в науку»

СЕКЦИЯ: ЭКОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ

Оглавление

I Введение…………………………………2

II Основная часть………………………...3

1. Общие данные   о муравьях ……………….3

• Строение муравейника ……………………3
•    Муравьиная семья………………………….4
•    Питание муравьёв…………………………..5
• Обмен информацией……………………5
•    Роль усиков в жизни муравьев…………….6
•    Строение глаз……………………………….6

2. Результаты исследований…………………..7

III Выводы…………………………………9

IV Список используемой литературы…9

Земной шар населяют более миллиона разнообразнейших видов насекомых. Им уже более трехсот миллионов лет. Эти небольшие по размерам  существа играют чрезвычайно важную роль в природе и жизни людей. И среди огромного многообразия насекомых нас особо заинтересовали муравьи.

Особая роль муравьев в биоценозах нашей планеты заставляет подробнее исследовать этих насекомых, а целью нашей работы явилось изучение внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев.

Для достижения этой цели мы поставили следующие задачи: изучить пищевой рацион; изучить вкусовые предпочтения; суточную активность; выявление основных способов общения друг с другом; выявление значения в жизни муравьев выделяемых ими особых  веществ - феромонов.

Вы никогда не замечали, что около муравейников трава гораздо выше и гуще. По наблюдениям муравьеводов отмечен более быстрый рост сосны в местах, где имеется большое число гнёзд этих насекомых. Благодаря муравьям растительные остатки быстрее разлагаются, аэрация в почве улучшается, растения получают необходимые питательные вещества (фосфор, азот, калий, магний и др.)

 Там, где есть много муравейников, никогда не будет вспышек массового размножения большинства вредных насекомых. Каждый отдельный муравейник уничтожает за лето примерно около миллиона насекомых, снижая численность вредителей леса. Ряд ученых, в том числе и М.C. Гиляров  приводят один из таких фактов: «Семья  из  одного муравейника средних размеров защищает лес на площади  «гектара».

Для ряда видов птиц муравьи являются резервным кормом, помогая пережить периоды бескормиц, что способствует увеличению численности птиц.
Муравейники служат не только источником необходимой для нормального развития птенцов пищи, но и как «птичьи санпропускники», в которых птицы, «купаясь», очищаются от паразитов.

Муравейники рыжих лесных муравьёв - это чудо строительной техники среди насекомых. Они состоят из двух частей — надземной и подземной. Надземная часть построена из хвоинок, чешуек древесных почек, кусочков коры, комочков почвы и различных растительных остатков. На поверхности кучи виден ряд отверстий, ведущих в подземную часть гнезда.

Подземная часть состоит из внутренних помещений, занимающих более или менее глубокий слой почвы и представляющих целую систему галерей и камер в несколько этажей, соединенных между собой узкими ходами, пронизывающими весь муравейник.

В муравейнике поистине удивительная система регуляции температуры, а также поддерживается постоянная влажность. Гнездовой материал в муравейнике всё время циркулирует – муравьи поднимают наверх хвою и веточки из глубины гнезда.

 Муравьиная семья имеет одну или несколько репродуктивных самок ( королеву, матку) откладывающую яйца.

самки (длиной 9— 11 мм) с толстым брюшком и 3) самцы с очень маленькой головой, имеют крылья. Как правило, живут недолго.

Подавляющее большинство в колонии составляют рабочие муравьи, являющиеся неполовозрелыми самками. Между членами муравьиной семьи существует разделение функций. Обычно самые молодые рабочие бывают няньками, то есть ухаживают за расплодом и самкой. Немного повзрослев, они становятся строителями, а затем фуражирами ( добытчиками пищи). Самые старые муравьи, которые уже не способны к добыванию пищи, становятся хранителями продовольственных запасов, сторожами или наблюдателями.

Основу питания почти всех муравьёв составляют два компонента: белковый и углеводный. При этом углеводный в основном потребляется взрослыми особями, а белковый – личинками.

 В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые.

Основным источником углеводной пищи служит для муравьёв падь – сладкое выделение тлей

Тли, живущие с муравьями в тесном симбиозе, приспособились выбрызгивать сладкую жидкость прямо в рот муравья, после того как он помассирует ей брюшко усиками. За лето  муравьи одной колонии численностью около 20 тысяч насекомых собирают до 5 л сладкого молочка

Помимо пади и насекомых, муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами. Вся пища, которую собирают муравьи, приносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи.

Главной особенностью общественных насекомых есть обмен информацией.

Самки выделяют пахучее вещество, которое распределяется среди всего населения гнезда. Чужака, не имеющего этот запах, муравьи легко узнают.

У муравьёв есть вещество тревоги. Его выделяют железы у оснований челюстей. Почуяв вещество тревоги, на муравейнике начинают появляться толпы агрессивно настроенных муравьев.

У муравьев есть другое вещество, которое указывает следы. Отыскав богатый источник пищи, муравей, двигаясь к гнезду, прикасается брюшком к почве, оставляя на ней пахучий след. По этому следу пищу отыскивают другие муравьи, вышедшие из гнезда на поиски пищи.

У муравьев  сложная система ориентации, не только химическая (по следовым феромонам), но и механическая ( ощупывание идущей впереди особи).

 Чрезвычайная подвижность усиков позволяет муравью получать представление не только о запахе и форме окружающих предметов, но также и об их расположении. Кроме того, антенны служат отчасти и органом слуха.

Перед нами муравьиная горка под сосенкой. Она состоит из хвоинок, мелких веточек, кусочков коры и растительного мусора. Высота  муравейника составляет 0.7 м. На южной стороне склон более пологий, чем на северной. Началом для постройки гнезда послужила сосна.

В ходе изучения жизнедеятельности рыжих лесных муравьев были проведены следующие опыты

1. Определение и выявление основных объектов, приносимых в гнездо муравьями.

Несмотря на время суток, муравьи активно собирают пищу и строительный материал для своего муравейника. Рацион питания муравьев весьма разнообразен: в нем преобладают некоторые из представителей жесткокрылых, двукрылых, чешуекрылых, а также клопов, стрекоз и кольчатых червей.

2.Изучение вкусовых предпочтений рыжих лесных муравьев

Положив на муравейник небольшие кусочки печенья, хлеба пшеничного, шоколадной конфеты, кураги, яблока, щепотку сахара и соли. Большинство муравьев увлеклись сладостями и лишь некоторая часть поинтересовалась солью. Через 1 час всех выложенных продуктов на муравейник не стало, и лишь кристаллы соли остались на прежнем месте.

3.Наблюдения за активностью передвижения изучаемых нами муравьев к муравейнику и от муравейника в течение суток на различных тропах.

Наблюдая в течение 5-и дней ( при одинаковых погодных условиях -ясной безоблачной погоде)  было установлено, что  самое активное время суток для них является от 10 до 16 часов дня. Это объясняется естественным ритмом суточной активности муравьев. Поскольку они относятся к пойкилотермным животным, время их максимальной активности приходится на самое жаркое время суток.

4. На основании наблюдений за муравьями были сформулированы некоторые приметы. В процессе наблюдений за муравьями, действительно выяснилось, что:

1) Если вокруг муравейника много муравьев – к хорошей погоде.

2) Муравьи спешно среди дня заделывают входы – будет дождь.

5. По данным книги «Нравы насекомых» известно, что «Следовые феромоны, выделяемые муравьями в различных ситуациях- сложные, не очень летучие и не растворимые вещества в воде, например, эфиры органических кислот».(Ж.А.Фабр, 2000г.). Мы решили проверить это на опыте.

Когда муравьи выходили из своего муравейника ,  маленькой щеточкой замели следы на пространстве ~ 0,5 м. шириной, т. е. пыль сметена и заметена другой. .При возвращении их обратно наблюдали колебание муравьев . Некоторые идут назад, потом вперед, потом опять назад; другие рассыпаются по окраине и как будто стараются обойти незнакомое место. Перед таким препятствием увеличивается число подходящих сзади и образуется скопление нерешительных муравьев. Но некоторые все же проходят либо в обход, либо по проторенному пути, и все же доходят до своего муравейника.

На следующий день в этом же месте, где проводился первый опыт, когда один за другим муравьи вышли в сторону от своего муравейниеа  мы положили на их тропу листок бумаги, который был все также пройден, хотя и с некоторыми замешательствами. Затем на пути разлили воду, через которую муравьи все -таки прошли к «дому».

6. Выявление способов общения муравьев с помощью усиков.

6.1 Основной способ общения муравьев друг с другом - это особые химические вещества - феромоны, о которых сказано выше, но и не только: также, общаются они с помощью своеобразных антенн – усиков. В этом мы убедились на следующем опыте.

 Взяв осторожно пинцетом одного из муравьев (рабочий муравей) и обмакнув его брюшко в корректирующую жидкость (штрих), отправили обратно на поверхность муравейника. Один из его сородичей заметил «незнакомца» и засуетился- побежал сообщать всем о возможной опасности, передавая информацию с помощью  заветных усиков, скрещивая свои усики с усиками сородича: информация была передана и несколько муравьев побежали к «мнимому врагу». Подбежав к нему, незнакомец сделал несколько движений  своими усиками и был узнан своими сородичами. После этого они подошли к пострадавшему и старательно стали счищать с брюшка это незнакомое белое вещество.

6.2 Также мы провели еще один опыт.

 Убив достаточно большого слепня, которого один муравей утащить не сможет, и положив его возле изучаемого нами муравейника, его вскоре заметило несколько муравьев, которые в дальнейшем «сообщили» об этой большой находке своим сожителям, также с помощью усиков-локаторов. И затем, колонна муравьев – помощников потащила свою добычу в гнездо.

7.В муравейнике температурный режим поддерживается очень строго: Весной, когда на земле еще лежит снег, а на верхушках муравейников он уже растаял,        интересно наблюдать, как появляются муравьи. Сотни их в это время скапливаются на южной стороне купола. Согревшись в солнечных лучах, они спешат  в глубину гнезда и там остывают, тем самым повышая температуру муравейника. Это рабочие – « теплоносцы»

Таким образом, можно сделать выводы о том, что во многих жизненных ситуациях муравьи действуют сообща. И, основными способами общения друг с другом является выделение химических веществ - феромонов, а также общение с помощью усиков или так называемых антенн.                                                                                                                            

Выводы.

• В результате исследований был изучен пищевой рацион рыжих лесных муравьев, который оказался весьма разнообразным и выявлены их вкусовые предпочтения. Среди предложенных вкусовых индикаторов  муравьи проявили наилучшие реакции на все сладкие продукты питания.
• Были изучены особенности строения муравейника рыжих лесных муравьёв.
• Были изучены основные закономерности суточной активности муравьев. Было установлено, что самым активным временем суток для муравьев является с 10 до 16 часов дня.
• В ходе исследований были выявлены основные способы общения муравьев друг с другом:  общение с помощью усиков – локаторов и с помощью особых феромонов.