Муравьи - вечные труженики

Министерство образования, культуры и науки Республики Калмыкия

Проектно - исследовательская работа на тему

«Муравьи - вечные труженики»

Выполнил: Таскимбаева А.,

ученица 7 класса

МБОУ «Привольненская СОШ»

Проверила: Манжиева Н.Р.,

Учитель биологии и химии

Оглавление

Введение--------------------------------------------------------------3

Глава 1 Обзор литературы--------------------------------------4

1.1. Краткая характеристика муравьев---------------------4    

1.2.Видовое разнообразие муравьев в Калмыкии--------5

1.3. Чем полезны муравьи----------------------------------------6

Глава 2. Практическая часть------------------------------------8

2.1. Наблюдение за муравьями----------------------------------8

Вывод ---------- -------------------------------------------------------10

Литература ----------------------------------------------------------11  

Приложение (презентация)

Введение

Общение с природой всегда доставляет нам радость. Человек не перестает восхищаться поразительными её творениями: животными, растениями и удивительной красоты ландшафтами. Но хорошо ли мы знаем окружающий мир? В своё время каждый из нас не раз спрашивал себя: почему небо голубое? Отчего вода в море солёная? Почему страус не летает? Хобот-это рука или нос? Спят ли когда-нибудь рыбы? Как живут муравьи?                     С тех пор, как на Земле появился человек, он пытается постичь тайны природы. Им движет любопытство, с которого и начинается процесс познания. На уроках биологии учащиеся 7 класса хотят  узнать много нового, особенно им нравится наблюдать за жизнью мелких насекомых, как они живут, чем занимаются, когда человек не видит их повседневной жизни? Я решила со своими учениками  провести наблюдения за муравьями и ответить на многие интересующие их вопросы:

1. Как живут муравьи?
2. Движение муравьев разнообразно или в одном направлении?
3. Как относятся муравьи к различным насекомым?
4. Какие функции выполняет каждый муравей?
5. Муравьи – вечные строители?

Цель работы: провести наблюдение за жизнью муравьёв, собрать необходимую информацию об общественных насекомых, которая поможет изучать в дальнейшем зоологию.

Задачи исследования: 

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Провести наблюдения за муравьями в разные периоды.

3. Провести анализ работы и пополнить дополнительным материалом биологическую «копилку» класса.

Глава 1. Обзор литературы

1. 1.  Краткая характеристика муравьёв.

Муравьи́ (лат. Formicidae) — семейство насекомых из надсемейства муравьиных отряда перепончатокрылых. Являются общественными насекомыми, образующими 3 касты: самки, самцы и рабочие особи. Самки и самцы крылатые, рабочие особи — бескрылые. Усики коленчатые, у самок и рабочих особей 11—12-члениковые, у самцов 12—13-члениковые у ряда видов 4-, 6-, или 10-члениковые. Основной членик усика (скапус) обычно намного длиннее всех члеников. Задний отдел груди (эпинотум) представляет собой первый сегмент брюшка, слившийся с заднегрудью. Собственно брюшко присоединяется к эпинотуму стебельком, образованным 1 или 2 сегментами. У муравьёв некоторых подсемейств (мирмицины, понерины и других) развито жало. Крылья с редуцированным жилкованием.  

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

Питаются преимущественно соком растений, падью тлей и других сосущих насекомых, в период кормления личинок — преимущественно насекомыми. Распространены по всему миру, за исключением Антарктиды и некоторых удалённых островов, образуя 15—25 % земной биомассы наземных животных. Успех муравьёв во многих средах обитания обусловлен их социальной организацией, и способностью изменять место обитание и использовать разнообразные ресурсы. В мире более 12 000 видов, распространённых преимущественно в тропиках. В Палеарктике около 500 видов в 24 родах в странах бывшего СССР обитает около 300 видов.

1.2.  Видовое разнообразие муравьев в Калмыкии

 В Калмыкии, насчитывается 56 видов, относящихся к 3-м подсемействам \\ 21 роду. Из 56 видов указываются три - впервые для России, 3 - впервые для Европы и 1 вид идентифицирован до рода и возможно является новым для науки. Наибольшим видовым разнообразием отличаются роды Myrmica и Formica, включающие 10 и 6 видов соответственно. Анализ распределения видов муравьев, приуроченных к различным местообитаниям, выявил некоторые особенности сформировавшихся мирмекокомплексов:  

а) зональный комплекс муравьев включает 25 видов (44,6 %), из которых большинство (72%) имеют степной, турано-степной и туранский тип ареала. Этот комплекс представлен в основном теплолюбивыми ксерофильными и ге-миксерофильными видами, строящими гнезда в земле и добывающими пищу на поверхности почвы;

б) интразональный комплекс в фаунистическом, экологическом и зоогеогра-фическом отношении отличается большим разнообразием. В интразональных элементах ландшафта отмечено 42 вида муравьев (75%), из которых почти половина видов (45,3%) имеют голарктический, транспалеарктический, европей-ско-западносибирский и европейско-кавказский тип ареала.  

в) наиболее богата фауна полупустынных стаций, здесь зарегистрировано 23 вида; в сухостепных и луговых стациях отмечено по 20 видов; в солончаковых пустынях и околоводных стациях - по 13 видов; в байрачных лесах - 11 видов муравьев.

Анализ жизненных форм показал, что доминирующей биоморфой муравьев в Калмыкии являются герпетобионты, которые добывают пищу преимущественно в одном ярусе - на поверхности почвы, на их долю приходится 73,2 % фауны. Другие жизненные формы (геобионты, стратобионты и дендробионты) представлены меньшим количеством видов и обитают в основном в интразональных стациях. А анализ пищевой специализации муравьев показал, что подавляющее большинство муравьев (36 из 56 видов) принадлежит к группе зоофагов и зоо-некрофагов. Спектр питания этих видов достаточно разнообразен и включает представителей различных таксономических групп насекомых: прямокрылые (Orthoptera), богомолы (Mantoptera), равнокрылые (Homoptera), полужесткокрылые  (Hemiptera), жесткокрылые (Coleóptera), перепончатокрылые (Нутепо-pterá),                                                                                 двукрылые {Díptera), чешуекрылые (Lepidoptera), сетчатокрылые (Neu-roptera), а также пауков (Aranei). Дополнительно к белковой пище практически все виды-зоофаги используют в пищу сладкие выделения насекомых из отряда равнокрылые (Homoptera), а также нектар цветков. В составе экологических групп, выделенных по гидропреферендуму, значительным количеством видов представлена группа гемиксерофилов, встречающихся преимущественно в зональных стациях, на их долю приходится 52,7 % фауны. Отличительной особенностью фауны муравьев Калмыкии является  присутствие эндемиков и образование её за счет мигрантов с соседних районов.

1. 3. Чем полезны муравьи

Все живое связано с окружающей средой и оказывает на нее определенное воздействие. Малочисленные, с ничтожной плотностью поселения виды лишь в исключительных случаях могут сколько-нибудь заметно повлиять на биоценоз. Чем многочисленнее вид, выше численность и биомасса на единицу площади, тем значительнее его биоценотическая роль. Значимость муравьев обусловлена их многочисленностью. Но не только этим. Важны и особенности образа жизни муравьев, их питания и связей с другими животными, растениями, почвой. Основные аспекты воздействия муравьев на биогеоценоз можно разделить на две группы: связанные с сооружением гнезда и постоянством места поселения (кочующие муравьи здесь не рассматриваются) и обусловленные трофическими связями муравьев с другими группами животных и растениями. К первой группе относятся такие важные стороны деятельности муравьев, как концентрация и ускоренное разложение растительных остатков, аэрация и улучшение водного режима и структуры почв. Почва обогащается гумусом и важными для растений элементами (фосфор, азот, калий, магний и т. д.) в доступных для растений формах. Муравейники используются как места поселения другими животными. В них создаются особо благоприятные условия для развития ряда микроорганизмов.  Во вторую группу входят хищническая и собирательная деятельность муравьев, их трофобиоз с тлями и другими выделяющими падь насекомыми, а также связи муравьев с рядом позвоночных животных. Сооружая гнездо, муравьи оказывают серьезное воздействие на почву, где строятся гнезда большинства видов этих насекомых. Численность гнезд, как правило, весьма высока: на одном гектаре может находиться до 7-8 тыс. муравейников, причем число гнезд менее тысячи на 1 га - явление редкое. Почвообразующая деятельность муравьев складывается из следующих факторов: перемешивания почвы, изменения механического состава, изменения химического состава почвы.  Перемешивание почвы происходит при рытье ходов, при котором муравьи поднимают частицы почвы из нижних горизонтов на поверхность. Одновременно улучшается доступ воздуха к корням растений. Перемешивание почвы производится муравьями постоянно, а не только в период сооружения гнезда, так как муравьи все время перестраивают свое жилище.  Однако важное значение муравьев как фактора почвообразования объясняется созданием в гнездах большинства видов специфической среды, значительно отличающейся от окружающей и способствующей более быстрому разложению и гумификации попадающих в гнездо растительных остатков, повышению биологической активности почв. Это связано с более высокой, чем в окружающей почве, температурой гнезда, с развитием в муравейнике микрофлоры - бактерий, грибов, актиномицетов. Разложение ускоряется в десятки раз. Муравейники представляют собой очаги повышенного плодородия почв. Маленькие гнезда - микроочаги; крупные гнезда - макроочаги, уже ощутимые при стандартных методах учета. В добыче муравьев преобладают вредные насекомые. Во время массового размножения вредители в добыче муравьев составляют 90% и более. Многочисленными исследователями на позвоночных животных показано, что хищники, как правило, способствуют оздоровлению популяции жертвы, поскольку изымают наиболее слабых, больных, малоподвижных животных. В некоторых выступлениях данный принцип механически переносится и на муравьев.  Есть группа видов, в основном обитателей пустынь, относящихся к некрофагам, т.е. питающихся трупами насекомых. Но в лесах таких видов почти нет. Зато абсолютное большинство лесных муравьев - хищники, активно истребляющие вредителей леса. Рыжие лесные муравьи - эффективные защитники насаждений от хвоегрызущих и листогрызущих вредителей. Но кроме них существенна роль и других муравьев: красноголового, песчаного, прыткого степного, краснощекого и тонкоголовых муравьев - практически всех муравьев рода формика. Активно истребляют вредителей муравьи- древоточцы, желтый пахучий муравей, бегунки, фаэтончики и др.

Глава 2. Практическая часть

2. 1. Наблюдения за муравьями.

Муравейник, за которым я вела наблюдения, находился на территории пришкольного участка. Несмотря на все старания, мне ни разу не удавалось попасть к началу работы муравьев, и приходилось наблюдать лишь её продолжение. Наблюдение велось шесть дней.

1 день: В первый день я  начала наблюдения с девяти часов и продолжала следить за муравьями до половины одиннадцатого.

Ничего особенного не происходило – несколько муравьев копошились, подтаскивали к нему различный материал: щепочки, мертвых насекомых, листья.

2 день: На следующий день я начала наблюдения с половины девятого, а закончила  в десять часов.

В этот раз я заметила, что большинство муравьев движутся не просто так, а друг за другом на расстоянии около пяти сантиметров, и передвигаются они по тем же дорожкам, что и вчера, а некоторые муравьи ничего не несут, но каждый раз, возвращаясь к муравейнику, они снова бегут с остальными.  Ещё мне  удалось увидеть, что около муравейника появилась маленькая кучка измельченных сухих плодов растений. Посмотрев поближе, я поняла, что муравьи готовят зимние припасы. Но к сожалению, люди не замечая, наступают на муравейничек и затаптывают его. Слишком уж в неудобном для жилья месте приютились эти муравьи.

3 день: На третий день, начав наблюдения с одиннадцати часов, я закончила их в двенадцать. Я обратила внимание на то, что около муравейника были не только обычные бескрылые муравьи, но и крылатые, которые были больше обыкновенных. Они бегали по земле, ненадолго взлетали и вновь опускались около муравейника.

 4 день: На четвертый день начала наблюдения в двенадцать, а закончила в тринадцать часов тридцать минут.

 Я снова  встретилась с крылатыми муравьями, но их стало меньше, чем в предыдущий раз, и некоторые, сев на землю, обламывают крылышки. Я решила проследить за одним из них. Муравей взлетел на воздух и, пролетев примерно десять метров, спрятался в кустах. Скорее всего, это были самки, которые ищут новое место для образования новой семьи.

Далее наблюдать за муравьями мне не пришлось, от жары они скрылись в его темных ходах.

5 день: На пятый день с утра шёл дождь, и мне пришлось начать свои наблюдения лишь в четырнадцать часов, а закончить в пятнадцать тридцать. Сегодня я не увидела ни одного крылатого муравья. По-видимому, перед дождем у муравьев происходит своеобразная линька, о чем потом  я прочитала в научной энциклопедии. Тогда я решила провести небольшой опыт. На одну из муравьиных тропинок я положила маленькую (около 5 см) палочку и стала следить за реакцией муравьев. Два муравья перелезли через неё и попытались сдвинуть палочку с места, но у них ничего не получилось. Тогда к ним подошли ещё два муравья, и они вчетвером потащили палочку к муравейнику, но так как она не пролезала внутрь, то её пришлось оставить снаружи. Это была половина опыта. Вторая половина заключалась в том, чтобы положить такую же палочку перед одиночным муравьем. Сделав все это, я стала следить, что будет делать муравей. Он дополз до палочки, остановился и тотчас двинулся дальше. Реакция муравьев оказалась разной.

6 день: На шестой день, наблюдая за муравьями в последний раз, я начала наблюдения в одиннадцать, а закончила в двенадцать. На этот раз я решила провести ещё один опыт. У себя в огороде я срезала кусок коры с тлями и поместила его около муравейника. Цель этого опыта состояла в том, чтобы узнать, что будут делать муравьи с тлями. Муравьи поступили очень странно. Они не набросились на насекомых, а даже выставили охрану: по краям кусочка коры расположились с десяток муравьев.  А также им  подложили мертвую зеленую муху, которую они оттащили от гнезда и больше к ней не подходили. Дело в том, что муравьи охотятся почти исключительно на подвижную добычу, неподвижных насекомых они обычно не замечают, т. е. больные (малоподвижные) и мертвые насекомые становятся добычей муравьев в последнюю очередь (обычно при недостатке здоровых). Это относится ко всем хищным муравьям. В следующем опыте я подбросила муравьям крошки хлеба, которые были мгновенно унесены ими в муравейник.

Вывод

Проводя исследование, наблюдая за жизнью муравьями, изучив дополнительную литературу  про муравьев, сделала следующие выводы:

Муравьи живут семьями.

Каждый муравей четко знает и выполняет свою определенную функцию.

Муравьи – вечные строители.

Движутся муравьи по одним и тем же дорожкам.

Муравьи к различным насекомым относятся по-разному.

В работе исследованы причины интереса к зоологии, кроме того, мною установлено, что многие школьники не относятся с уважением к общественным  насекомым, считают, что муравьев на земле много и охранять их не надо, но немалая часть ребят считает, что муравьи уникальные насекомые, много неизведанного, не изученного про них. Когда я читала литературу, мне показалось, что я достаточно много узнала про их жизнь, но проведя наблюдения, поняла – их можно изучать до бесконечности. Свои наблюдения я показала в классе на уроке зоологии, когда мы проходили тему «Отряд перепончатокрылые». Ребята были заинтересованы и решили, что на следующий год возьмут себе тему исследования по муравьям и поделятся своими наблюдениями. В классе мы решили собирать в «копилку» свой материал, который будет применяться на уроках биологии. Данный проект способствовал формированию биологических знаний, рассматривает основные вопросы методов изучения в биологии, в частности наблюдение, позволяет  осознать собственную гражданскую позицию. Выбор темы обусловлен желанием узнать много нового, особенно за жизнью мелких насекомых, как они живут, чем занимаются, когда человек не видит их повседневной жизни.

Литература

1. Захаров А. А. Муравей, семья, колония / Под ред. К. В. Арнольди. — М.: Наука, 1978 г. — (Человек и окружающая среда).
2. Длусский Г. М. Муравьи рода Формика / Под ред. К. В. Арнольди. — М.: Наука, 1997 г.
3. Брайен М. В. Общественные насекомые: Экология и поведение = Social Insects: Ecology and Behavioural Biology / Под ред. Г. М. Длусского. — М.: Мир, 2006 г.
4. http://www.ru.wikipedia.org