экологический проект

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

« Основная школа №13 »

Учебно-исследовательская работа:

"Экология и поведение лесных муравьёв"

Автор: Бланер Дарья

7 класс

Руководитель:

Зекина Елена Сергеевна

 учитель биологии

2016 г.

Содержание

Введение.................................................................................................................. 3      

Глава 1.Обзор художественной литературы.........................................................6

1.1 Описание муравьев……………………………………………………………6

1.2 Роль муравьев в природе……………………………………………………12

1.3 Польза муравьев для человека……………………………………………...13

1.4 Описание муравейника……………………………………………………...14

1.5 Виды муравьев……………………………………………………………….19

1.6 Опасность для людей………………………………………………………..21

1.7 Муравьи в Нижегородской области………………………………………..22

Глава2.Методикаисследования…………………………………………………22

2.1 Методы исследования……………………………………………………….22

2.2 План работы……………….…………………………………………………23

2.3 Исследовательская работа…………………………………………………..24

Выводы …………………………………………………………………………..29        

Заключение …………………………………………………………………. .….31      

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

Введение

Вряд ли найдется человек, который хоть раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых.  Куда бы мы не отправились – в лес, на луг, в болото – всюду встретим муравьёв. Наиболее известный всем вид - рыжие лесные муравьи, строящие муравейники из хвои и веточек. В европейской части страны обитает 40, а всего в мире насчитывается более 8 000 видов этих насекомых. И каждый их этих видов имеет свои особенности. Меня привлекает в муравьях прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. Муравьи 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. Муравьи — вечные строители. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложной и рациональной архитектоникой.  Муравьям   свойственно особое качество —  «социальность», то есть  обязательное существование только сообществами (семьями, общинами). Именно это качество  позволило муравьям  занять почетное место в мире беспозвоночных животных.          

С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса. Еще в древних сказаниях, поэтических произведениях и даже в Библии уделялось внимание этим перепончатокрылым насекомым. Однако, несмотря на долгий период изучения муравьев, мы еще многого о них не знаем.

Актуальность данной темы состоит в том, что численность муравьев на единицу площади в лесах очень велика, поэтому они оказывают существенное влияние на лесную экосистему. Как было сказано выше, муравьи играют в биоценозах огромную положительную роль. Вместе с тем, муравьи испытывают негативное влияние со стороны человека, когда чаще всего разрушаются муравейники или изменяется привычная для муравьев природная среда.

Однако сегодня муравьям (в первую очередь, рыжим лесным) нужно не столько расселение, сколько охрана. Муравейники массово гибнут при рубках леса, их варварски разоряют безграмотные туристы. Вокруг населенных пунктов, вдоль дорог и туристских маршрутов, в зонах массового отдыха муравьиных гнезд становится все меньше и меньше. Если дело так пойдет и дальше, то вскоре нужно будет думать не о расселении муравьев (расселять будет нечего), а об их занесении в Красную книгу.

К счастью, некоторые приметы позволяют сохранить определенный оптимизм. С 1971 года Всероссийское общество охраны природы и Министерство лесного хозяйства РСФСР проводят операцию «Муравей». В нее включаются лесхозы и школьные лесничества. Средства массовой информации раскрывают значение муравьев. Муравейники берутся на учет, наносятся на карты, огораживаются. На Украине, скажем, изгороди появились вокруг почти 230 тысяч муравьиных гнезд, что должно защитить их от диких кабанов и неразумных отдыхающих. Запрещен сбор муравьиных куколок на корм певчим птицам. Все чаще при лесозаготовках с лесосек главного пользования муравейники вывозятся и переселяются.

В 1973 году на всей территории Российской Федерации введена материальная ответственность за разорение муравейников. Например, за повреждение муравейника с диаметром основания один метр взыскивается 20 рублей, а за разорение двухметрового муравьиного дома – 114 рублей 50 копеек. Сумма удваивается, если муравейник находился в лесах заповедника, зеленой зоны предприятия или города, в полезащитном, курортном, городском лесу.

Все эти меры – только начало большого, сложного пути, со своими проблемами и трудностями. Будем надеяться на успех. Будем беречь муравьев.

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

Данное исследование проводится в нашей местности.

Гипотеза работы: муравьи оказывают существенное влияние на лесную экосистему.

Предмет исследования: муравейники в окрестностях поселка.

Объект исследования: рыжие лесные муравьи (Fjrmicarufa).

Цель работы: изучить характер поселений рыжего лесного муравья в биоценозе леса и оценить экологическое состояние леса.

Задачи:

1. Провести картирование гнезд рыжих лесных муравьев
2. Высчитать плотность распределения муравьев на изучаемой территории
3. Провести эксперименты по изучению внегнездовой деятельности муравьев
4. Выявить роль муравьев в экосистеме леса и предложить рекомендации по их охране.

Работа выполнялась в течение лета 2016 года.

Для выполнения работы был выбран биоценоз леса, находящегося в селе Смольки. Рельеф участка равнинный, с преобладанием глубоких оврагов. Климат умеренно-континентальный с умеренно теплым летом и умеренно холодной зимой. Почвы дерново-подзолистые, серые лесные.  Видовой состав растительного мира разнообразен. На участке первый ярус принадлежит лиственным деревьям: береза, сосна, ель и т.д... Второй ярус представлен кустарником и маленькими деревцами: лещина, акация желтая, шиповник, дикая малина. Третий ярус представлен травянистым покровом: черника обыкновенная, осока, земляника и брусника лесная, крапива.

Проводимые  исследования имеют практическую направленность. Мной не только исследуются экологические особенности рыжих муравьев, выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников.

Глава 1. Обзор художественной литературы

1.1 Описание муравьев

Появились муравьи на нашей планете двести миллионов лет назад. Предки современных муравьев были подземными хищниками, лишь значительно позднее они освоили поверхность земли и залезли на деревья. С течением времени одни формы муравьев вымирали, другие появлялись, и сейчас ученые насчитывают около восьми тысяч различных видов.  Некоторые виды муравьев могут пролежать под водой до четырех суток, а затем извлеченные оттуда, на сухое теплое место, скоро оживают и ведут себя дальше как ни в чем не бывало. Как и у остальных насекомых у муравьев шесть ног, по три сустава на каждой. Их ноги отличаются большой силой, так как предназначены для быстрого перемещения тяжестей и работы. Если бы муравей был размером с человека, то перемещался бы со скоростью скаковой лошади.

В мозгу одного муравья 250000 клеток, в мозгу человека более 10000 миллионов, однако в сумме у колонии муравьев выходит мозг равный человеческому. Муравьи способны объяснять друг другу путь к пище, умеют считать и выполнять простейшие арифметические действия. Например, когда муравей-разведчик находит еду в специально сконструированном лабиринте, он возвращается и объясняет, как пройти к ней, другим муравьям. Если в это время заменить лабиринт на аналогичный, то есть убрать феромоновый след, сородичи разведчика все равно найдут пищу. Черные и лесные муравьи не имеют жала, но они могут пускать струю муравьиной кислоты. Некоторые птицы используют муравьев для избавления от паразитов. Муравьи почти всеядны и нападают на любую добычу, с которой могут совладать, не брезгуют они и мертвыми насекомыми.

 Первую часть жизни муравей живет в свое удовольствие (в роли личинки). О нем проявляют все виды забот: постоянно переносят из одних камер в другие, тем самым поддерживая надлежащую температуру и влажность; очищают от частичек грязи; вскармливают перемолотой во рту пищей. Вторую часть жизни муравей посвящает заботе о личинках, строительству, добыванию пищи для семьи и охране муравейника. Каждый муравей выполняет свой, определенный вид работы. существуют муравьи, в обязанности которых входит работа по очистке гнезда и выносу мусора на специальные свалки за его пределами.

У каждой колонии муравьев есть свой собственный уникальных запах. Именно он моментально выдаст чужака или злоумышленника. У некоторых видов муравьев есть жало, например у красных муравьев. Также некоторые муравьи умеют «взрываться» для защиты своих колоний. В критических ситуациях, муравей разрезает специальные полости (обычно это часть желудка) в своем теле, где предварительно накапливает свои выделения, и разбрызгивает секрет, останавливающий нападающих (разные типы муравьев применяют для этого разные вещества от ядовитых, до снотворных и нервно-паралитических). После этого муравей погибает.

 Муравьи солдаты ведут кочевой образ жизни, они находятся в постоянном движении. Они всегда несут с собой свои яйца и личинки.

Рабочие муравьи, постоянно занятые «полезными» делами, спят очень мало — меньше пяти часов в сутки. Причем тратят все это время они не за один раз, а растягивают его на десятки маленьких периодов протяженностью около минуты. Так, в течение дня рабочий муравей может вздремнуть до 250 раз. Благодаря такому распорядку дня более 80% населения муравейника всегда бодрствуют, что помогает муравьиной колонии всегда быть готовой к неожиданностям.

 Размеры муравьев очень различны. Существуют виды размером не более 2мм (Leptothorax), а есть гиганты, достигающие 3см в длину (Dinoponera). В мире на каждого человека приходится один миллион муравьев. Муравьи одни из самых долгоживущих насекомых в мире. Рабочие особи живут от1 до 5 лет, матки - 15-20 лет! Таким образом муравейники, в которых молодые королевы сменяют старых, могут стоять на одном месте не одну сотню лет.

В муравейнике действует своя система наказаний. К примеру, если здоровый муравей-фуражир (занимающийся поиском пищи) 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.

Муравьи — активные хищники, но вместе с тем они держат и «домашний скот». В его роли выступает тля, причем поедают муравьи не только ее саму, но и ее выделения. Это не является формой паразитизма, поскольку без муравьиной заботы тля погибает гораздо раньше от других хищников. Муравьи пасут тлей на близрастущих растениях, оберегают их. И по первому требованию тля выделяет им излишки нектара. Чтобы «выдоить» тлю, муравей щекочет усиками ее брюшко. Личинки муравьев едят пищу богатую белком и протеином, т.к. им надо активно расти, нужен, так сказать, строительный материал. Обычно этой пищей служат другие насекомые или (у некоторых степных и пустынных видов) семена растений. После того, как молодой муравей выбрался из кокона, ему больше не надо набирать массу и развиваться, расти. Теперь нужна энергия для активной жизни. Поэтому взрослые насекомые употребляют пищу богатую углеводами: нектар, выделения тлей, мёд, сахарные сиропы, соки фруктов и т.п.

Муравьиные сообщества имеют сложную структуру. Есть семья, занимающая гнездо (у некоторых – несколько гнезд). Внутри семьи есть группы с постоянным составом, со своим сектором гнезда. Они могут отделиться, образовав дочерние семьи. С материнской они поддерживают регулярные родственные отношения. Такой комплекс называется колонией. Несколько колоний могут быть объединены в одну федерацию.

Что же связывает эти группировки друг с другом?

Их связывает обмен. Муравьи интенсивно меняются личинками, куколками, даже взрослыми особями, ну и, конечно, пищей. Набравшись сладкой медвяной росы, муравей передает ее встречным товарищам, те – другим и т. д. Ежедневно внушительный поток веществ вливается в муравейник и растекается по нему, охватывая не только взрослых, но и личинок, яйца. Таким же путем, как по эстафете, передаются выделения различных желез, ферменты. Это регулирует жизнь муравейника. Как видите, ответить на вопрос «где обедал муравей?» однозначно нельзя: он может сделать это в любом месте, встретив более сытого собрата.

В наших лесах распространенным видом являются рыжие лесные муравьи (Fjrmicarufa).

Живут муравьи семьями. В гнезде рыжего лесного муравья бывает около одного миллиона жителей.

Муравьи имеют три основные касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками. В жизни муравьев существует возрастной и кастовый полиэтизм. Под возрастным полиэтизмом подразумевают смену «профессиональной» деятельности муравьев в течение жизни. Если различные функции в гнезде выполняют муравьи одного возраста, но разных размеров и строения, то речь идет о кастовом полиэтизме.

Гнезда у муравьев очень разнообразны: моховые и земляные кочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда используется четыре-пять миллионов хвоинок и веточек.  Ориентируются муравьи в пространстве по наземным предметам, а также по свету солнца. Переговариваются муравьи друг с другом соприкосновением антенн, расположенных на голове. Так они передают различную информацию на понятном лишь им языке.

Внешний вид и особенности жизнедеятельности

Строение муравья  (См. Приложение 1.)

Муравьи обладают ступенчатой головкой и крупной задней частью туловища. Они имеют щупальца, которые состоят из кончиков и длинного элемента. У муравьев высокий уровень организации социальной структуры.

В семье муравьев откладывает яйца муравей-королева (См. Приложение 1.) Самцы занимаются исключительно оплодотворением королевы и живут недолго. Крылатые самки (См. Приложение 1.) кратковременно появляются и после спаривания отбрасывают крылья и образуют новые муравьиные колонии. Если наблюдать за муравейником, то, как правило, можно увидеть лишь бескрылых рабочих особей, занятых поиском пропитания вокруг муравейника.

Среда обитания и размножение

Яйца муравьев маленьких размеров, личинки червеобразного вида и без ног и помещены глубоко в гнезде и недоступны взгляду людей. Рабочие муравьи ухаживают за ними. Они же занимаются приносом в гнездо пищи, причем в её поисках уходят, как правило, менее десяти процентов всех рабочих муравьев.

Домовые рыжие муравьи образуют семьи из тысяч, а то и более чем миллиона особей. В гнездах иногда имеется до двухсот маток-самок. Прирост за год может составлять от двух до тридцати тысяч муравьев. Время развития одного муравья от яйца до взрослого состояния у данных муравьев составляет около сорока суток. Самка муравья живет двести семьдесят суток, самец – всего двадцать суток, рабочий муравей – шестьдесят суток.

Жить они способны лишь в достаточно отапливаемых местах. Что касается квартир, то предпочитают поселяться на кухнях, столовых и ванных комнатах. Для гнезд выбирают малодоступные и скрытные места – под паркетом, за кафелем, за плинтусом, во всевозможных щелях и трещинах и т.п. Распространяясь по зданию, проникают в другие помещения, используя всевозможные коммуникации (трубы и т.п.) и щели.

Муравьи – силачи!(См. Приложение 1.) 

Как известно, муравьи способны переносить грузы, по массе в несколько раз превышающие их собственный вес.

Секрет здесь в том, что мышечная сила муравья снижается не прямо пропорционально его размерам. Считаем: со снижением габаритов тела насекомого масса его снижается пропорционально третьей степени длины его корпуса, а поперечная площадь сечения мышц, определяющая абсолютную силу, — снижается и соответствует квадрату длины его корпуса, значит, в меньшей степени, нежели его масса. С помощью этого факта маленькие муравьи могут транспортировать на себе крупные грузы.

Однако, следуя этим же расчетам, если теоретически увеличить муравья до размеров слона, он уже не сможет таскать такую же массу, сколько может переносить, имея небольшие размеры.

1.2 Роль муравьев в природе

А какова роль муравьев в природе? Она огромна.

О муравьях известно как о наиболее полезных насекомых. Всем известна роль  муравьев в биоценозе  - ускорение разложения растительных остатков, снижение численности зимующих  и стволовых вредителей,  и тем самым содействие приросту древостоя. Во многих отношениях муравейник представляет собой удобный модельный объект для исследования принципов организации биологических систем, структуры популяции и ценозов, и ряда важных для науки, и практики проблем. Изучение образа жизни муравейника, внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев мне представляется очень интересной и актуальной задачей. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения ее воздухом, ускоряют разложение растительных остатков и удобряют почву гумусом, уничтожают много насекомых – древоразрушителей, содействуя приросту древостоя. При этом листогрызущие насекомые составляют 90% из пищевого рациона.  Муравьи быстро переключаются на новые обильные источники пищи и таким образом могут подавлять вспышки размножения вредителей. С другой стороны, сами муравьи – прекрасная еда для певчих птиц, рябчиков, тетеревов, барсуков, лис, медведей.

Таким образом, муравьи могут подавлять очаги массового размножения вредителей. Радиус защитного действия среднего гнезда (диаметром около 1 метра и высотой купола 55 см) рыжих лесных муравьев от сосновой и других совок, пилильщиков, ряда пядениц – 30 метров, шелкопрядов и майских хрущей – 10 метров. Четыре средних гнезда на одном гектаре леса гарантируют защиту от листогрызущих насекомых – вредителей.  Кроме того, муравьи улучшают водный режим почвы и регулируют его кислотность. Под муравейником обычно она более легкая, менее кислая.  Тысячами незримых переплетенных нитей они связаны с другими живыми существами.        

В природе муравьиные гнезда используют кабаны и различные птицы в качестве «санитарных ванн», очищаясь таким образом от паразитов, нанося при этом вред муравейнику.  Птицы не только употребляют муравьев внутрь, но и используют «снаружи». Они принимают «муравьиный душ» – купаются в муравейниках, засовывают муравьев под крылья, давят о перья. Эти «ванны» освобождают птиц от паразитов и, возможно, укрепляют здоровье – ведь лечат же ревматизм муравьиной кислотой!

Значение муравьев в природе возрастает еще и из-за того, что они являются одним из основных звеньев трофических цепей экосистем.

1.3 Польза муравьев для человека

А какова польза муравьев для человека ?

В 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. Сейчас человек повышает численность и расширяет ареал муравьев, расселяя их. Идут они и у нас.  Конечно, далеко не всегда операция завершается успешно. Тем не менее, результаты изучаются, по крупицам накапливается опыт. Из яда рыжих лесных муравьев раньше получали так называемый муравьиный спирт, который использовали для натирания.  

1.4 Описание муравейника

Как устроен муравейник?

Все муравьи, обитающие у нас в стране, живут в гнёздах. Строят они их на земле. Снаружи их можно заметить по кучкам земли. Внутри подземная галерея ведёт к камерам, которые соединены между собой. Глубина гнёзд различна от 30 см до 2-х м. Купол гнезда состоит из веточек – у него защитная функция, он защищает от дождя, ветра, снега. Внутри купол состоит из крупных веток, там поддерживается постоянная температура 26-29°С. А зимуют муравьи в подземной части.

Кто наблюдал жизнь муравьёв в лесу и поле, тому знакомы, конечно, те своеобразные «муравьиные дороги», которые живыми лентами тянутся от муравейников. Обыкновенно идущая от муравейника главная «большая» дорога на некотором расстоянии от него разветвляется на второстепенные дороги, из которых одна ведёт к какой-нибудь заросли, богатой гусеницами, а другая – в местность, изобилующую тлями, третья – к деревьям, под которыми лежит много строительного материала в виде опавшей хвои и тому подобного. Проследить порядок движения муравьиных масс в окрестностях гнезда, составить план «дорог» и очертить границы «государства» муравьёв – задача очень интересная, которой мы рекомендуем заняться любителям муравьёв с началом первых весенних прогулок. Каждый отдельный муравейник по-своему пролагает свои «дороги», в зависимости от характера местности, времени года и т. д. В одних случаях муравьи расходятся во все стороны от муравейника и рассыпаются по его окрестностям почти равномерно распределённой массой. В других случаях муравьи, прежде чем разойтись в стороны, удаляются от муравейника узкой, густой лентой на расстояние в несколько сот шагов. Иногда, если община состоит из нескольких муравейников, дороги муравьёв перекрещиваются. Обыкновенные рыжие муравьи, воздвигающие себе высокие холмы в лесах и на лесных опушках, большей частью не имеют ясно различимых «дорог». Но иногда эти муравьи пролагают от своего гнезда далеко вглубь местности более или менее извилистую тропу, вне которой почти нельзя увидеть ни одного муравья. «дорога» эта заметна уже издали, даже если в этот момент на ней нет ни одного муравья: на ней обычно совершенно отсутствует трава, и она тщательно очищена от мусора.

Живущие на песке чёрные муравьи гораздо строже придерживаются раз выбранных путей – дороги их тянутся по песку красивыми гладкими лентами, более светлыми, чем окружающий песок. Чёрные муравьи, обитающие в садах и около домов, тоже имеют постоянные дороги, которые проходят нередко по стене дома, стволу дерева и т. п. Настойчивость чёрных муравьёв поразительна: можно сколько угодно раз сметать их с дороги, заграждать им путь разными препятствиями, - и всё-таки они будут стараться пройти по старому следу, только в случае крайней необходимости огибая беспокойное место. Наблюдениями выяснено, что муравьи не только обходят препятствие, но и вырывают под ним туннель. Многие вполне добросовестные садоводы уверяют, что видели муравейники, маленькие чёрные обитатели, которых проводят туннели под ручейками. Многим исследователям приходилось наблюдать, как муравьи пользуются перекинутым через ручей стеблем растения, как мостом.

Можно ли заметить какой-либо распорядок движения на муравьиных дорогах, подобный тому, который существует на наших городских улицах? К сожалению ответить точно на этот вопрос нельзя, так как наблюдений в этой области сделано на данный момент недостаточно. Однако замечено, что муравьи, идущие с ношей в направлении к муравейнику, обычно держатся середины дороги, тогда как муравьи, направляющиеся в противоположную сторону, идут по её бокам. У мелких пород муравьёв существуют дороги, движение по которым сходно с нашим уличным: муравьи придерживаются правой или левой стороны. Но постоянен ли порядок движения на муравьиных дорогах и не изменятся ли он после продолжительного перерыва «уличного движения» (например продолжительного дождя) – сказать пока трудно.

Теперь попытаемся выяснить, какое значение имеют муравьиные дороги для окружающей природы. В разгар движения на них, то есть в тёплые летние дни, они представляют непроходимые границы для многих ползающих насекомых. Для гусениц, разного рода личинок и червей попытка перейти муравьиную дорогу не остаётся безнаказанной – стоит только какой-нибудь гусенице показаться на такой дороге, как на неё тотчас же набрасываются десятки врагов, и минуты жизни её сочтены. Заблудившийся муравей тоже не всегда благополучно переходит дорогу муравьёв-врагов. Счастливее других насекомых в этом отношении твердопокровные жуки, например жужелицы. Они безбоязненно и быстро перебегают дорогу муравьёв, на мгновение озадачивая их своей дерзостью. Но мелкие жучки подвергаются общей опасности, и нередко расплачиваются жизнью за смелую попытку прорваться сквозь цепь врагов, дышащих ненавистью ко всему живому. Впрочем, нужно заметить, что для насекомых представляют серьёзную опасность только дороги лесных рыжих муравьёв (См. Приложение 1.) – они отличаются весьма воинственным нравом, и при каждом удобном случае набрасываются на любое живое существо, годящееся им в пищу. Из других же пород муравьёв многие отличаются крайней трусливостью, или даже, пожалуй, миролюбием – они обыкновенно сами сторонятся насекомых, переползающих их путь.  Сам муравейник – общежитие не только для муравьев, но и сотен различных мелких животных. И кого здесь только нет – пауки, клещи, многоножки, жуки, сверчки, гусеницы бабочек… Их привлекают сюда быстрое разложение веществ, высокая рыхлость почвы, стабильная температура, подходящая влажность. Некоторые сожители поедают в муравейнике всякие отбросы, мертвых муравьев, не прочь поживиться муравьиными личинками. К таким «гостям» хозяева относятся враждебно. Однако к большинству они довольно равнодушны, а кое к кому испытывают явную симпатию. Некоторые «гости» хорошо владеют муравьиным языком и легко выпрашивают питательные капельки у сытых муравьев.

Муравейник в разрезе  (См. Приложение 2.)

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

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

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

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

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

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

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

08. Камеры с яйцами, личинками и куколками.

09. "Коровник", где муравьи содержат тлей.

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

Царица муравьёв.

Царицей муравьёв является матка – половозрелая самка. Крылья ей нужны, собственно, лишь для того, чтобы найти самца. Летают самцы и самки муравьёв довольно плохо. Муравьи не способны взлететь прямо с земли. Они поднимаются постепенно, сначала взлетая на травинки, затем на ветки кустарников, потом деревьев и уж потом, с достаточной высоты, начинают полёт. Впрочем, некоторые трутни способны взлетать и прямо с земли. После оплодотворения самка сбрасывает крылья – они ей больше не нужны. Матка способна основать новый муравейник. Для этого она вырывает небольшой подземный коридор, где впоследствии откладывает яйца. Иногда колонию организуют сразу несколько самок. Муравьиная колония представляет собой высокоорганизованное социальное образование, подобие которого встречается у пчел и других эволюционно продвинутых насекомых.

Все ли муравейники имеют королеву?

Существует несколько типов семей:

•        моногенные – с одной-единственной царицей;

•        полигенные – с несколькими плодовитыми самками;

•        гамэргатные – вообще без королевы (ее роль исполняют несколько рабочих самок - гамэргаты).

Как отличить матку от рабочих муравьев?

Все мы видели муравьев, но мало кто знает, как выглядит матка домашнего или дикого муравья. Она отличается от рабочих особей крупным размером (так как поедает наиболее питательную пищу), особым строением грудного сегмента и наличием крыльев в брачный период. После оплодотворения самки обгрызают свои крылья, создают семью и проводят оставшуюся жизнь в гнезде для откладывания яиц.

Самостоятельное создание колонии.

После спаривания молодые самки начинают искать подходящее место для строительства гнезда. Под землей в толще почвы или в другом подходящем месте матка строит небольшую камеру, где откладывает первые яйца, склеившиеся в комки. Через неделю из них выходят личинки. Мелкие особи остаются склеенными, более крупные – отделяются от общего комка и располагаются на полу или стенках камеры. Спустя несколько недель крупные личинки окукливаются, после чего превращаются в самок (двойной набор хромосом) или в самцов (гаплоидные особи). Более мелкие личинки пополняют ряды рабочей касты. Муравьи являются маленькими насекомыми, которые подобно осам и пчелам, относятся к семейству перепончатокрылых.

1.5 Виды муравьев

 Рыжие муравьи, представители этого вида муравьев предпочитают жить в хвойных, лиственных и смешанных лесах старше 40 лет. Кроме России, широко распространены в странах Европы и в северной Евразии.

Взрослые самки и рабочие особи красно-коричневого цвета, достигают в длину 7–14 мм. Самцы черные, с желтыми или слегка красноватыми ногами (См. Приложение 1.) Усики самок и рабочих муравьев состоят из 12 члеников, самцов из 13. Первый членик имеет наибольшую длину. Голова у рыжего лесного муравья черного цвета, причем ее длина больше ширины. Лоб у самок и рабочих особей – блестящий, затылочная часть головы выпуклая. Телосложением обладают плотным, имеют высокую грудь. Самцы и самки имеют крылья, но особи женского пола после оплодотворения их теряют. Рыжие лесные муравьи предпочитают жить одиночной семьей. Численность особей одного гнезда среднего размера может достигать 800 тыс., а крупного – 1 миллиона. Вылет крылатых особей для спаривания на территории России происходит в период со второй половины мая до конца июня. Как правило, численность роя небольшая. Интересно, что в одной колонии образуются муравьи только одного пола. Это препятствует родственным скрещиваниям и предотвращает вырождение. Самки способны откладывать по несколько сотен яиц, из которых спустя некоторое время появятся либо самки, либо самцы, либо рабочие муравьи. Количество представителей каждой касты определяется потребностями конкретной семьи.

Вред и польза

Рыжий лесной муравей способен серьезно навредить плодовым садам, культивируя стада тлей, которых, как известно, муравьи используют в пищу, но вместе с тем отмечена немалая польза от присутствия этих насекомых в лесах и садах.

Рыжие лесные муравьи уничтожают большое количество вредителей лесных и культурных растений. Причем, особое внимание обращают на тех паразитов, у которых наблюдаются вспышки массового размножения, тем самым регулируя их численность. Гусеницы сосновых пяденицы и совки, дубовой листовертки, зимней пяденицы пользуются особой любовью муравьев из-за отсутствия волосков на теле. Уничтожают муравьи и пилильщиков.

Поэтому, собираясь применить меры по истреблению колоний рыжих лесных муравьев, стоит убедиться, что польза от таких действий будет больше, чем возможный вред.

Луговые муравьи (См. Приложение 1.)

Вид средних муравьев рода (Formica) близок к рыжему лесному муравью и представляет собой насекомое с длиной тела от 5 до 11 мм. У лугового муравья все тело покрыто отстоящими грубыми волосками и на груди имеется четкое темное пятно. На территории России часто встречается на Юге Западной, Средней и Восточной Сибири.

Для устройства колоний предпочитает открытые лесные поляны и опушки, луга. Муравейник лугового муравья можно отличить от построек рыжего лесного по куполу, который построен из крупных растительных остатков, скрепленных песком. От гнезда к месту расположения колоний тли тянутся четкие углубленные в земле дорожки. Над некоторыми муравьи сооружают укрытия. Этими дорожками насекомые пользуются годами. Луговые муравьи питаются в основном мертвыми насекомыми и выделениями тли. Иногда едят они и живых насекомых, но не в таком объеме, чтобы предотвратить массовое размножение вредителей. Начинают свою деятельность луговые муравьи уже при температуре воздуха +10 градусов, при +20 градусов наступает пик активности, а при +30 градусов насекомые выходить из муравейника перестают. Только у этого вида муравьев вылет крылатых особей для размножения происходит дважды за сезон: в мае–июне и августе–сентябре. Для защиты от вредителей этот вид насекомых не имеет практической пользы. Дело в том, что жилая территория лугового муравья редко бывает больше 0,15 га. К тому же они редко питаются живыми насекомыми.

1.6 Опасность для людей

Опасность для людей

Ползая где-либо по гниющим остаткам пищи и нечистотам, а потом, попадая на продукты питания, муравьи способны выступать разносчиками всевозможных заболеваний людей: дифтерия, тиф и т.п. Любые продукты питания способны пострадать от нашествия муравьев.

Серьезно осложняет борьбу с этими насекомыми скрытное размещение гнезд и невозможность эффективного применения контактных ядов для снижения их численности. Обычно эффективнее всего приманочный метод, который основан на особенностях данного биологического вида передавать свой корм изо рта одной особи в рот другим, которые находятся в гнезде.

1.7 Муравьи в Нижегородской области  (См. Приложение 3.)

1. Блестящий муравей-древоточец (лат. Camponotusfallax)
2. Черный садовый муравей (черный лазий) (лат.Lasiusniger)
3. Кроваво-красный муравей (рабовладелец) (лат.Formicasanguinea)

Глава 2. Методика исследования

2.1 Методы исследования.

В своей работе  мною применялись методы:

1. Полевые исследования (метод закладки пробных площадок, геоботанического описания, изучение почвы).
2. Работа с научно-популярной литературой.
3. Статистический метод обработки результатов.
4. Метод наблюдения.
5. Метод лабораторных исследований.
6. Метод эксперимента.
7. Измерения параметров муравьиных гнезд и протяженности троп с помощью рулетки.

Для проведения картирования гнезд муравьев необходимо на план местности нанести контуры границ биотопов, ручьи, овраги, и.т.д.; поместить и пронумеровать все встреченные муравейники на изучаемой территории. Также необходимо исследовать муравейники и все данные занести в таблицу. Кроме этого изучаются муравьиные тропы, все данные по тропам вносятся в таблицы.

Плотность поселения муравьев высчитывают по формуле: P=S/F, где S – сумма площадей оснований куполов (кв.м.), а F – площадь, занимаемая биоценозом (кв.м).

Для поведения экспериментов по изучению внегнездовой жизни муравьев была заложена пробная площадка (10х10 м) с одним или несколькими муравейниками внутри. Затем внутри пробной площадки проводились эксперименты на изучение внегнездовой деятельности муравьев.

Все наблюдения проводились в соответствии с методическими рекомендациями Харитонова Н.П. и Дунаева  Е.А..  В работе мной  применялись методы: полевых исследований, метод наблюдений, метод эксперимента, измерения параметров муравьиных гнезд и протяженности троп с помощью рулетки.

2.2 План работы.

 Исследовательская работа проводилась по плану:

1. Изучение научно – популярной литературы и определение общих особенностей объекта исследования - Рыжий лесной муравей (Formicarufa) - общественное насекомое. 
2. Обследование окрестностей села Михайловка, нахождение муравейника и определение его характеристик.
3. Изучение внегнездовой жизни муравьев:

- выявление способов общения муравьев с помощью феромонов и усиков, защита муравьев;

- перемещение муравьев в пространстве, охотничий инстинкт.

4. Изучение муравьиных троп.
5. Проведение кратковременного лабораторного эксперимента по доказательству « социальности» муравьев.
6. Определение роли муравьев и составление рекомендаций по их охране.
7. Проведение охранных мероприятий изучаемых муравейников.

2.3. Исследовательская работа.

        На участке, который я  исследовала, обнаружили 6 муравейников.

(См. Приложение 4.)

Таблица 1

Таблица 2

Общие данные по обнаруженным муравейникам

Таблица 3

Характеристика муравьиных троп

Мной были проведены исследования зависимости суточной активности муравьев от температуры воздуха

Таблица 4

Суточная активность муравьев 04.07.2013

        Для сравнения во время наблюдений я выбрала пасмурный день 11.07.2013, так как 04.07.2013 был солнечным днем.

Таблица 5

Суточная активность муравьев 11.07.2013

Таким образом, можно говорить о том, что состояние облачности также  влияет на активность муравьев.

ВЫВОДЫ

В ходе проведенного исследования я изучила характер поселений рыжего лесного муравья в биоценозе  леса и определили экологическое состояние леса:

1. Было проведено картирование 4 гнезд рыжих лесных муравьев

2. Высчитана плотность распределения муравьев на изучаемой территории, которая составила 2,12. Можно сказать, что в нашем биоценозе муравейников достаточно, для соблюдения экологического благополучия и регулирования численности вредных насекомых

3. Проведены эксперименты по изучению внегнездовой деятельности муравьев, которые заключались в учете истребляемых муравьями животных, суточной активности муравьев и изучении терморегуляции внутри гнезда, особенности строения муравейника рыжих лесных муравьёв, пищевой рацион рыжих лесных муравьев,  активность перемещения муравьёв по тропам, оказана «социальность муравьев».

4. Выявлена положительная роль муравьев в экосистеме леса и предложены рекомендации по их охране.

Гипотеза, выдвинутая в начале работы, подтвердилась, муравьи действительно оказывают огромную положительную роль на экосистему леса.

Польза или вред?

В природе не бывает вредных и полезных муравьёв. Любой вид либо вреден, либо полезен для человека. Муравьи – жнецы, полезны в целинной степи – расселяют семена растений, но вблизи зернотоков, где обмолачивают зерно – они вредят.

В садах поселяются рыжие муравьи. Они на плодовых деревьях разводят тлей. В результате листья и побеги яблонь, груш сильно повреждаются – ведёт к потерям урожаев, а иногда и гибели деревьев. На лугах муравейники мешают скашиванию травы. А вот в лесах польза от муравьёв велика - они уничтожают насекомых, которые имеются в больших количествах, например, гусеницы, жуки-короеды. Лес, в котором живут муравьи более здоровый. Поэтому работники лесного хозяйства занимаются охраной и разведение лесных муравьёв – они являются санитарами леса.

Вряд ли найдется человек, который хоть раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых.

А что могут сделать муравьи для защиты дуба — одной из самых ценных древесных пород в наших лесах?

Известен случай, когда во время вспышки массового размножения такого опасного врага дубов, как листовертка, лес на большом пространстве оказался сильно поврежденным, а участок примерно в 20 гектаров 120-летнего дуба остался цел и невредим благодаря тому, что на гектар приходилось в среднем до десяти муравейников.

Молодые гусенички листовертки ускользают каким-то образом от муравьиных охотников, зато гусеницы, успевшие подрасти, и куколки неистово ими уничтожаются.

До куколок муравьи добираются, проникая в искусно сплетенный созревшей гусеницей листовой мешок, выстланный и прошитый поверху шелковой паутиной. Куколки дубовой листовертки подвижны. Хвостовой частью тела они производят вращательные движения и таким способом подготовляют «окно» для выхода бабочки.

Этим окном и пользуются муравьиные охотники, извлекая из листового мешка куколку или даже уже готовую к вылету бабочку.

Во всяком случае, так все это можно было себе представить на основании наблюдений, проведенных в Воронежском государственном заповеднике, где на муравьиных тропах разложены были в качестве приманок собранные с дубов листовые мешочки.

Они разрывали паутину куколок в запечатанных мешочках, проникали в открытые куколками окна и извлекали добычу. Подсчеты показали, что муравьи уничтожили таким образом примерно три четверти куколок на модельных деревьях.

Скрытноживущие в стволах и под корой деревьев вредители, например короеды, от муравьёв ущерба не терпят. Но в лесах, где много муравейников, водится больше и дятлов, которые подкармливаются муравьями, и легко управляются с вредителями, живущими скрытно.

Иногда может показаться, что муравьи охотятся только на земле, так как фуражиры не спускаются с деревьев с добычей, но такое впечатление будет обманчивым. Добыча крупных размеров подвергается атаке в кроне деревьев и падает на землю, где муравьи приканчивают её и затем уносят в гнездо.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        В заключение работы хотелось бы отметить, что рыжие лесные муравьи – основа для биологического лесозащитного комплекса. Они являются звеном регулирующим плотность большинства полезных насекомых. В результате прямого воздействия муравьев на лес сохраняется древостой и обеспечивается продуктивность леса.

        Так как муравьи являются реальной основой для биологического лесозащитного комплекса, необходима охрана муравейников на исследуемой территории.

        Данная работа вызвала огромный интерес, поэтому в дальнейшем планируется расширить работу по более полному изучению внегнездовой жизнедеятельности муравьев. Кроме этого хотелось бы попробовать расселить муравьев с целью увеличения количества муравейников на данном участке, чтобы улучшить экологическое состояние леса.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Захаров А.А. Муравей, семья, колония, М.: Наука, 1978
2. Длусский Г.М. Муравьи рода формика, М.: Наука, 1967
3. Дунаев Е.А. Муравьи Подмосковья. Методы экологических исследований М.:МГСЮН, 1997
4. Русских Р.Д. Лесные робинзоны, Ижевск: Удмуртия, 1973
5. Харитонов Н.П., Дунаев Е.А. Изучение внегнездовой жизни муравьев. Методическое пособие по выполнению учебно-исследовательской темы, М.: МГДПиШ, 1992
6. Длусский Г.М., Букин А.П. Знакомьтесь: Муравьи! Москва, 1986.
7. Захаров А.А. Экология муравьёв. Наука, 1981.
8. В мире дикой природы. ООО «И.М.П.», 2007.
9. Экология/ Школьная энциклопедия. Русич, 2001.