Исследовательская работа«Роль муравьев в лесной экосистеме»

ТЕМА МОЕЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ: «Роль  муравьев в лесной экосистеме»

Цель  работы: выяснить особенности муравейника и значение рыжих лесных муравьёв для экосистемы.

Для выполнения данной темы я поставил  следующие задачи:

- описать особенности строения муравьёв, проживающих в лесном биоценозе;

- выявить особенности муравейника;

- изучить кормовые дорожки муравьёв;

- выявить значение муравьёв для экосистемы.

Исследовательскую работу я проводил  с августа по октябрь. Место проведения - небольшой участок лесного массива в окрестностях села Большетархово.

Методы:  полевые исследования,

• работа с научно-популярной литературой,  
• статистический метод обработки результатов,
• метод наблюдения.

Актуальность  Сейчас очень много говорят о проблемах загрязнения окружающей среды, о применении огромного количества химических веществ. На фоне повсеместного загрязнения среды очень актуальным становится вопрос об уменьшении применения химикатов, о более широком применении биологических способов борьбы с вредителями растений. Муравьи как санитары леса выходят в этом случае на передний план.

Муравьи  - относятся к отряду перепончатокрылых насекомых . В настоящее время описано около 10000 видов муравьев, относящихся к 296 родам 15 подсемейств. Представители четырех подсемейств - встречаются на территории России. Одиночных муравьев нет. Все они живут многолетними общинами – семьями. Все виды муравьев  связаны с древесной растительностью.

В ходе своей исследовательской работы я использовал рекомендации специалиста Е.А. ДУНАЕВА «Методы экологических исследований».

Исследование 1.  Точно определить, к какому именно виду относятся муравьи, выбранные в качестве объекта изучения.

Взяв муравья в руки и внимательно рассмотрев его в лупу, я увидел, что это муравей рыжий лесной.  Тело его состоит из четырех подвижно сочлененных между собой отделов – головы, груди, и брюшка.  Особи длиной около 7-14 мм, красно-бурого цвета, имеют крупную голову, половину брюшка занимает кислая ядовитая железа, окружённая мощным мускулистым мешком.

Вывод 1: в исследуемом муравейнике находятся рыжие лесные муравьи.

Исследование 2: Изучил муравейник, его форму, строение. В ходе знакомства с муравейником я выяснил, что гнездо рыжих лесных муравьев состоит из купола, внутреннего конуса, вала и подземной части со многими стволами глубиной до 1-2 метров. Внешняя часть купола или покровный слой  уложен так плотно, что даже в самый сильный дождь вода стекает с купола. Форма купола муравейников может быть разной. Выделяют семь основных типов куполов.

     Определённая температура в муравейнике поддерживается с помощью самих его жильцов. Рабочие муравьи, понежившись на солнце минут десять, бегут внутрь муравейника и там остывают. Благодаря солнечным процедурам в прохладное время в муравейнике на 5–100 теплее, чем на улице.

    Муравейник не оканчивается в муравьиной куче. У него тысячи ходов под землёй.

Когда наверху свирепствуют морозы, муравьям не страшно и не холодно в своем доме

Вывод 2: Найденные муравейники оказались конической формы. Наземная конусовидная часть представлена мелким строительным материалом, который является черепицей, предохраняющей его от проникновения дождевой влаги. Крупные строительные частицы внутри муравейника выполняют роль каркаса. В качестве строительного материала муравьи используют веточки,  кусочки мха и древесины, в исследуемом муравейнике преобладала хвоя кедра(сосны сибирской) и хвоя сосны обыкновенной.

Исследование 3: Почему муравьи кусаются? Подходя близко к муравейнику,  невозможно оставаться непокусанным. Укус такого маленького существа является очень болезненным. Причем кусающийся муравей принимал странную позу: он скрючивался и подгибал под себя брюшко. Из книги Халифмана «Муравьи» я узнал, что жала у муравьев нет, но ядовитая железа имеется на конце брюшка. Чтобы ядовитая жидкость попала в ранку от укуса челюстями, муравью приходится «скрючиваться».  В теле муравья присутствует большое количество кислоты. Она используется для переработки пищи и при обороне от врагов. На месте прокуса образуется небольшое пятно красного цвета, которое может дополняться кожным отеком, вызывать воспалительный процесс и чесаться.     У аллергиков муравьиные укусы способны оборачиваться тошнотой, ощущениями сильного зуда, распространяющегося на всем теле, головными болями, ускорением сердцебиения и снижением артериального давления, а также отеком лица и конечностей. Сила выраженности симптомов будет зависеть от количества прокусов, чем их больше, тем выраженность проявлений ярче.

Вывод 3: При встрече с человеком каждый муравей считает, что на него производится нападение, и включает режим самообороны. Кусая человека, он выпускает под кожу маленькую дозу кислоты.

Исследование 4: Наблюдение за муравьиной тропой. Дороги вокруг муравейников формировались  годами. Система дорог вокруг муравейника не просто «вытоптана» лапками несчетного числа пробегающих здесь муравьёв, но и расчищены, выровнены, спрофилированы, а на отдельных участках иной раз даже туннелированы.

Наблюдение за муравьями, уходящими из гнезда и возвращающимися в него, я вел на одной из троп.  Для этого на расстоянии 1,5 м от муравейника положил на одну из муравьиных  троп палочку толщиной в палец. Затем в течение трех минут считал, сколько муравьев пройдет через палочку, и наблюдал, что муравьи несут, рассмотрел, на  какое расстояние от муравейника расползаются муравьи.  Опыт повторял согласно составленному плану в ясную и в пасмурную погоду и в разное время (утром, в обед и вечером). Данные, полученные в результате наблюдения, занесены в таблицу.

Вывод 4: Муравьи бывают по - разному активны: в разное время суток и в разную погоду. В ясную погоду активнее, чем в пасмурную. После холодной погоды с наступлением ясного теплого дня муравьи утром выползают на купол. Там они греются на солнце, а затем лезут в муравейник, отдавая свое тепло на нагрев муравейника. В такое время на тропах мало муравьев.

  Чуть позже часть муравьев отправляется за кормом и строительным материалом, а на куполе остаются только муравьи, надстраивающие купол. В первой половине дня муравьи приносят больше корма, чем строительного материала. Во второй половине количество принесенного корма и строительных материалов снижается.

  Ходы в муравейник муравьи открывают очень рано, с восходом солнца. Ночью на муравейнике остаются только сторожевые муравьи. Максимальное движение на тропах отмечается в дневное время.

Исследование 5: Питание муравьев

Лесные муравьи в поисках еды прокладывают дороги, по которым доставляется продовольствие к гнезду. Во время походов за едой с целью быстрого и эффективного путешествия к месту нахождения пищи и переноса ее обратно в муравейник они оставляют запах.

Большинство муравьев охотятся на различных беспозвоночных, используя добываемую таким путем белковую пищу для выкармливания молоди. Многочисленная молодь требует огромных количеств пищи, что вынуждает их неустанно искать добычу. 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.  Приметив добычу, муравьи  нападают на жертву. На первый взгляд их деятельность кажется хаотичной, на самом деле, они каким-то образом координируют усилия, что позволяет нападать муравьям на насекомых гораздо крупнее их. Одна колония муравьев съедает за год около 10 миллионов насекомых. Они настоящие санитары леса и приносят огромную пользу.

В ходе наблюдений установлено, что муравьи несут личинок, куколок насекомых, червячков, мух, жучков и т.д. Размеры добычи колеблются от 1,5-3,0 мм до 1,0-1,5 см. Помимо погибших беспозвоночных животных, составляющих белковую пищу, муравьям необходимы углеводы, которые они получают, используя падь тлей (сладкие выделения). Падь муравьи собирают на различных растениях, поврежденных колониями тли.

Вывод 5: 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.

Исследование 6: выявить значение муравьёв для экосистемы. Растения – лесные великаны, тоже заинтересованы в помощи муравьев. Если  рассмотреть ствол дерева, к которому прижался муравейник, то заметим сплошные сплетения из корешков этого дерева. Муравьи между корнями устраивают свои галереи, а по ним воздух и влага лучше поступают к корням дерева. Поэтому дерево выглядит лучше, чем соседние.

Почвообразующая деятельность муравьев складывается из следующих факторов: перемешивания почвы, изменения механического состава, изменения химического состава почвы.

В гнездах и вокруг них накапливается большое количество экскрементов, удобряющих почву. Муравьи, поселяющиеся в древесине или включающие в гнезда старые пни, участвуют в механическом разрушении отмершей древесины, ускоряя тем самым процесс ее разложения.

Муравейники представляют собой очаги повышенного плодородия почв.

Вывод 6: В целом влияние муравьев на окружающую среду, несомненно, благоприятное. Это воздействие наиболее полно изучено в лесу на примере рыжих лесных муравьев. В результате многолетнего положительного влияния этих муравьев на лес увеличивается продуктивность основного яруса деревьев и всего насаждения в целом, а также повышается биологическая устойчивость лесов.

Применение полученных знаний на практике:

Рассказал учащимся нашей школы о значении муравьев в лесной экосистеме. Объяснил о недопустимости разорения и разрушения  муравейников.

Заключение: Роль  муравьев в лесной экосистеме многообразна. В результате воздействия муравьев на лес сохраняется древостой от повреждения вредителей и обеспечивается более высокая продуктивность насаждений.