Республиканский конкурс исследовательских работ

в рамках научно-практической конференции  «Шаг в науку»

Исследовательская работа

на тему «Планета муравьев»

Выполнила: Шафагатова Миляуша,

                                                                                   учащаяся 4 класса

МБОУ «СОШ№15» г. Салавата

Руководитель: Ярыгина Лариса Николаевна

Салават

2016

Содержание

1. Введение ……………………………………………………………….3
2. Основная часть

Глава 1. Муравей - уникальное насекомое

1. Строение муравья …………………………………………………4
2. Размножение муравьев…………………………………………….4
3. Питание муравьев …………………………………………………5
4. Социальное устройство муравейника……………………………6
5. Значение муравьев в экосистеме …………………………………8

        Глава 2. Изучение поведения муравьев в природе

1. Эксперимент № 1. «Свой - чужой»……………………………... 10
2. Эксперимент № 2. «Любимая еда»………………………............10
3. Эксперимент № 3. «Найти дорогу домой»………………...........11

3. Заключение ……………………………………………………………12
4. Список используемой литературы…………………………………..14
5. Приложения    …………………………………………………………15

I. Введение

Я очень люблю проводить летние каникулы у бабушки и дедушки в деревне Юлдыбай Кугарчинского района. Там у меня много друзей, с которыми я весело провожу время. У бабушки много домашних животных, ухаживать за которыми для меня одно удовольствие. Недалеко от деревни протекает ручей Кайынтау. Вода в нём чистейшая и вкуснейшая. Мы с дедушкой каждый день ходим к истоку этого ручья и набираем воду. По пути к истоку нам всегда встречается большое количество муравейников разных размеров. Каждый раз, проходя мимо, я наблюдала за муравейниками и думала: «Куда же муравьи спешат?!» Они мне напомнили суету большого города. Я очень захотела узнать, что  такое  муравейник.

Цель исследования: всестороннее изучение жизни муравьев.

В соответствии с целью исследования, я поставила перед собой следующие задачи:

1. Найти информацию о муравьях, описать их строение, социальное   устройство муравейника и его строение.

2. Изучить найденную информацию.

3. Опытным путем понаблюдать за поведением муравьёв в природе.

4. Сделать выводы о значении муравьев в природе.

Гипотеза: муравьи, живущие в разных муравейниках, реагируют друг на друга по-разному.

Объект исследования: жизнь муравьёв.

Предмет исследования: муравейники.

Для достижения желаемого результата мною были использованы такие методы:

1. Сбор и анализ информации.

2. Наблюдение.

3. Эксперимент.

Данная работа может быть использована на уроках «Окружающий мир» и во внеурочной деятельности.

II. Основная часть

Глава 1. Муравей – уникальное насекомое

1.1.Строение муравья

Муравьи знакомы каждому человеку. Они являются одним из самых загадочных и изучаемых насекомых на свете. Сложный социальный строй, уникальные способности к коммуникации, повсеместность распространения – это далеко не полный список интригующих моментов существования муравьев. Куда бы мы ни отправились – в лес, на луг, на болото, всюду мы встретим муравьев.

Муравьи – это насекомые из надсемейства муравьиных и отряда перепончатокрылых. Они являются общественными насекомыми образующими три касты: самки, самцы и рабочие особи^[1].

Размеры тела муравья от 0,8 до 30 мм. Окраска от светло-желтой до черной. Зрение у муравьев в отличие от обоняния, вкуса и осязания, развито слабо. Жало и ядовитые железы, выделяющие муравьиную кислоту, развиты у большинства  видов этих насекомых (Приложение. Рис.1).

Известно около 12 000 видов муравьев. Из них - 300 видов обитают в России. Муравьи распространены повсеместно кроме Антарктиды и Крайнего Севера (Приложение. Рис.2)^[2].

1.2 Размножение муравья

Муравей насекомое с полным циклом развития: яйцо, личинка, куколка,

имаго.

Жизнь начинается с яйца. Яйца хранятся небольшими пакетами и отдельными яйцами (Приложение. Фото 1).

После инкубационного периода из яйца выходит непохожая на взрослое насекомое червеобразная личинка. На этой стадии насекомое активно питается и растет. Пока личинки небольшие они хранятся, как и яйца пакетами. Взрослые крупные личинки располагаются отдельно а не в общем пакете (Приложение. Фото 2)

Следующая стадия - куколки. Перед тем как окуклиться личинка перестает питаться и выделяет фекальный шарик, меконий. До этого по мере роста личинки все отбросы скапливались в её теле. Меконий можно увидеть  в конце кокона,  в виде небольшой чёрной точки  (Приложение. Фото 3).

Из куколки появляется сформировавшийся муравей имаго со светлыми покровами  (Приложение. Фото 4).

Из кокона насекомых вытаскивают сородичи, так как самостоятельно выйти они еще не способны. Через несколько дней они обретают нормальную окраску.

1.3 Питание муравьёв

Продолжительность жизни муравья напрямую связана с его социальным типом. Муравьиная королева живет до 20 лет, а рабочие особи существуют не более 3-х лет. Самцы проживают очень короткую и насыщенную жизнь, длящуюся несколько недель.

Муравьи способны выживать практически в любых условиях. Они используют широкий ассортимент пищевых ресурсов. Существуют хищные муравьи, которые едят других насекомых. В большинстве своем, муравьи питаются соком нектарных растений, падалью, тлёй или другими насекомыми.

Существуют и такие виды муравьев, которые привязаны только к определенной пище. Например, муравьи-жнецы питаются семенами, муравьи-листорезы, питание которых составляет ими же культивируемые грибы. Нужно отметить, что рацион личинок составляют в основном углеводы, а у взрослых особей белковая пища.

1.4 Социальное устройство муравейника

Муравьи – насекомое социальное. Условно их можно разделить на три касты: самки, самцы и рабочие особи.

Семья муравьев состоит из самцов, появляющихся на период спаривания, и самок. Одна или несколько главных самок откладывают яйца.2

Один или два раза в году в гнезде муравьев появляется много крылатых особей.2 Это основатели новых колоний – молодые самцы и самки. В теплую безветренную погоду они отправляются в брачные полеты. После оплодотворения самцы погибают, а самки, опустившись на землю, отгрызают крылья и ищут подходящее для гнезда место. Самки могут не питаться в течение года, выполняя при этом все работы по устройству гнезда, откладку яиц и уход за молодью. После появления первых рабочих, самка занимается только откладкой яиц. Иногда это происходит до 20 лет подряд. И за все это время самка больше не спаривается^[3].

Рабочие муравьи выполняют разные функции, но между ними существует четкое разделение труда.

Строители - строят новое жилье, расширяют, ремонтируют, приносят строительные материалы, которыми служат веточки, хвоинки.

Стража - охраняет муравейник от чужаков. Это муравьи воины, которые в случае опасности стреляют муравьиной кислотой.

Няньки - ухаживают за расплодом, кормят и переносят личинки в безопасное место в случае угрозы.

Уборщики - уносят строительный мусор и другие отходы за пределы гнезда.

Могильщики - уносят, в кладбище трупы своих сородичей.

Фуражиры добывают пищу:

фуражиры - разведчики дают информацию;

фуражиры - охотники убивают беспозвоночных;

фуражиры -  носильщики приносят пищу в гнездо;

фуражиры - сельскохозяйственники разводят и расселяют тлю для получения сладкой росы, по-другому говоря, доят тлю.

Язык муравьев сложен для человеческого понимания, но эксперименты по его расшифровке ведутся уже давно. Он состоит из комплекса запахов (ферамонов), жестов (движений конечностями) и антеннальных контактов (прикосновений усиками).

При общении друг с другом муравьи используют разнообразные сигналы. Они передают информацию прикосновением усиков, ног, головы. Используются так же химические сигналы.

1.5 Строение муравейника

Большая часть муравейника скрыта от глаз любителей полакомиться муравьями. В подземной части муравейника - чистота и порядок^[4] (Приложение. Рис.3, 4).

Жилище муравьёв покрыто  иголками  и веточками. Они защищают муравейник  от холода и дождя. Рабочие муравьи ремонтируют и обновляют это покрытие.

В муравейнике есть солярий - камера, нагреваемая лучами солнца. Весной обитатели сюда забегают погреться.

В доме муравьёв много входов, один из них охраняемый солдатами, служит вентиляционным каналом.

Есть и кладбище. Сюда рабочие муравьи относят мусор, умерших собратьев.

В зимовальной камере муравьи собираются, чтобы пережить холода в состоянии полу-спячки.

В хлебном амбаре  муравьи хранят запасы еды.

В царской  камере живет матка. Она откладывает до 1500 яиц в день, за ней ухаживают рабочие муравьи.

В муравейнике есть камеры с яйцами, личинками и куколками; коровник (место, где муравьи содержат тлю); мясная кладовка (куда фуражиры приносят гусениц и другую добычу).

1.6 Значение муравьёв в экосистеме

Муравьи в экосистеме земли играют важную роль. Они являются основными строителями почвы, поставщиками энергии, опылителями, мусорщиками, агентами биологической борьбы с вредителями, индикаторами состояния экосистем, а так же важной составляющей пищевой цепи.

Проходя по лесу можно обратить внимание, что вокруг муравейника деревья более зеленые и высокие. Ученые говорят, что за день гнездо муравьев уничтожает до 100 тысяч вредных насекомых. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения ее воздухом.

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. Эти «ванны» освобождают птиц и животных от паразитов и, возможно, укрепляют здоровье – ведь лечат же ревматизм муравьиной кислотой!

Выводы по главе:

Муравьи – уникальные насекомые. Сложный социальный строй, уникальные способности к коммуникации, повсеместность распространения –это далеко не полный список интригующих моментов существования муравьев. Муравей насекомое с полным циклом развития: яйцо, личинка, куколка, имаго. Муравьи способны выживать практически в любых условиях. Они используют широкий ассортимент пищевых ресурсов.  Существуют хищные муравьи, которые едят других насекомых. В большинстве своем, муравьи питаются соком нектарных растений, падалью, тлёй или другими насекомыми. Условно их можно разделить на три касты:  самки, самцы и рабочие особи. Рабочие муравьи выполняют разные функции, но между ними существует четкое разделение труда. Муравейник имеет сложную структуру. Он состоит из солярий-камеры, кладбища, зимовальной камеры, хлебного амбара, царской камеры, камеры с яйцами, личинками и куколками, коровника, мясной  кладовки.

Глава 2. Изучение поведения муравьёв в природе

2.1Эксперимент №1. «Свой - чужой»

Цель эксперимента: изучение поведения муравьёв из разных муравейников.

Предмет исследования – муравейник, который  находится в смешанном лесу вдоль берега ручья Кайынтау.

Ход эксперимента

Чужого муравья мы с дедом привезли из соснового леса под названием Айрылма около деревня Юлдыбаево Кугарчинского района Республики Башкортостан. (Приложение. Фото 5, 6, 7).

Сначала я взяла муравья из ближайшего  муравейника и отпустила в другой муравейник большего размера. На него никто не напал, и никто не обратил внимания. Так же я поступила с муравьем из соснового леса. Муравей мгновенно подвергся нападению. Его разорвали на части.

Вывод: муравьи отличают своих сородичей от муравьев из муравейника, который находится в другой местности, так как они не приняли муравья из соснового леса. Они живут в мире с жителями из ближайших  муравейников. Это  повторялось несколько раз в ходе эксперимента. Ведь они  не напали на сородича соседнего муравейника.

2.2 Эксперимент №2.  «Любимая еда»

Цель: выявление предпочтения в питании муравьев.

Оборудование: мёд (углеводы), мясо куриное, навозный червяк, кузнечик (белки).

Ход эксперимента:

На муравейник я разложила мёд, куриное мясо, навозного червяка и кузнечика. Сначала муравьи стали поедать навозного червя (Приложение. Фото 8).

В это  время никто не обращал внимания на другую еду. Когда  червяк был съеден, муравьи приблизились к мясу, но были не активны. Одновременно они приступили к поеданию кузнечика и мёда (Приложение. Фото 9, 10, 11).

Через три часа на экспериментальной площадке всё исчезло. Пир на весь муравейник был окончен.

Вывод: муравьи предпочитают белковую пищу (червей). От других видов пищи они тоже не отказываются. Муравьи всеядны.

2.3Эксперимент №3. «Найди дорогу домой»

Цель: проверка умения муравьёв   находить дорогу по запаху.

Оборудование: картон, туалетная вода, веточка.

Ход эксперимента:

Для чистоты эксперимента я обработала края картона туалетной водой. Взяла из муравейника несколько муравьев и отпустила их на середину картона. Муравьи стали бегать по картону из стороны в сторону (Приложение. Фото 12).

Потом я взяла длинную сухую веточку и положила в муравейник, чтобы она впитала запах их дома. Через 10 минут  муравьи стали пробегать по ней. Потом я соорудила мостик из этой ветки между картоном и муравейником (Приложение. Фото 13, 14).

Учуяв запах своих сородичей, они начали по веточке перебираться домой.

Вывод: муравьи ориентируются  на местности по запахам. Стоило их запутать неестественным запахом – они растерялись. Но почувствовав «родной запах», муравьи легко нашли дорогу домой.

Выводы по главе:

В ходе экспериментов я выяснила, что муравьи отличают своих сородичей от чужаков.

Муравьи всеядны. Они предпочитают белковую пищу (червей).

Муравьи ориентируются на местности по запаху, что было установлено в процессе многократных экспериментов.

III. Заключение

Мне любопытно было  изучать муравьев. Это удивительные существа, у которых всё как часы отлажено: каждый выполняет свои обязанности добросовестно. Они поразили меня своим трудолюбием и способностями, своим коллективизмом в борьбе за выживание, помощью друг другу.

Муравьи – уникальные насекомые. Сложный социальный строй, уникальные способности к коммуникации, повсеместность распространения –это далеко не полный список интригующих моментов существования муравьев. Муравей насекомое с полным циклом развития: яйцо, личинка, куколка, имаго. Муравьи способны выживать практически в любых условиях. Они используют широкий ассортимент пищевых ресурсов.  Существуют хищные муравьи, которые едят других насекомых. В большинстве своем, муравьи питаются соком нектарных растений, падалью, тлёй или другими насекомыми. Условно их можно разделить на три касты:  самки, самцы и рабочие особи. Рабочие муравьи выполняют разные функции, но между ними существует четкое разделение труда. Муравейник имеет сложную структуру. Он состоит из солярий-камеры, кладбища, зимовальной камеры, хлебного амбара, царской камеры, камеры с яйцами, личинками и куколками, коровника, мясной  кладовки.

Проведя эксперименты, я выяснила, что муравьи из разных муравейников взаимодействуют по-разному. Например, если муравейники рядом, находятся в одной местности, можно смело сказать, что муравьи будут лояльно относиться к своим «соседям», потому что рацион питания, почва и климатические условия местности не отличаются.

В ходе экспериментов я выяснила, что муравьи отличают своих сородичей от чужаков.

Муравьи всеядны. Они предпочитают белковую пищу (червей).

Муравьи ориентируются на местности по запаху, что было установлено в процессе многократных экспериментов.

Я считаю, что моя работа актуальна, потому что муравьи занимают важное место в экосистеме леса. Неспроста их называют «санитарами леса». Ведь строя свои муравейники, они используют веточки, палочки, тем самым очищая лес. Муравьи уничтожают множество вредных насекомых, переносят семена растений. Некоторые виды птиц прилетают к муравьям, чтобы очиститься от вредителей, попавших в оперение, так как муравьи – активные хищники. Они быстро переключаются на новые обильные источники пищи и таким образом могут подавлять вспышки размножения вредителей. А еще, в яде муравьев содержатся антибиотики, эффективно убивающие грибы и бактерии – возбудители тифа, холеры, туберкулёза.

Эта работа помогла мне получить практические навыки в работе с компьютером, пополнить свои знания научной терминологией, находить материалы для исследования; наблюдать, сравнивать, доказывать и делать выводы. Я рада тому, что мои «маленькие» открытия совпали с научными взглядами по биологии. Полученные результаты поменяли моё отношение ко всем живым организмам, а особенно к муравьям.

Окружающий Мир велик и разнообразен. Я продолжу изучение природы нашего края для сохранения животных и растений.

IV. Список использованной литературы:

1. Длусский Г. М., Букин А.П. Знакомьтесь! Муравьи. М.: Просвещение, 1982 – 128с.
2. Захаров А.А.  Муравей, семья, колонии. М.: Просвещение, 1984. – 272с.
3. Зорина З.А., Полетаева  И.И Я познаю мир.М.: Астрель, 2001 – 448с.

4. Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные М. Дрофа, 2000. – 125с.
5. Насекомые. Полная энциклопедия. М: Эксмо, 2015 – 256с.
6. Учебник для общеобразовательных учебных заведений .7 класс. – 302с.
7. Фабр Ж.-А. Жизнь насекомых. Рассказы энтомолога. Сокр. перевод с франц. и обработка Н.Н. Плавильщикова. - М.: Государственное учебно-педагогическое издательство, 1963. - 460с.
8. Халифман И.А.. "Пароль скрещенных антенн (Муравьи)" М.: Детгиз, 1962 – 304с.

Интернет ресурсы:

https://ru.wikipedia.org/wiki/