Видовое разнообразие муравьев для чего необходимо узнавать. Исследовательский проект "экология и поведение лесных муравьев". Особенности общения муравьёв
Муравьи принадлежат к числу самых привычных для человека , которых возможно встретить в лесу, дома и на улице. Они относятся к семейству перепончатокрылых, уникальны и чрезвычайно интересны для наблюдения. Насекомые строят жилища, которые принято называть муравейниками.
Тело обычного рыжего лесного муравья чётко разделено на три части, из которых выделяется большая голова. Основные глаза имеют сложное строение. Кроме них, у насекомого имеются ещё три дополнительных глаза, которые предназначены для определения уровня освещения.
Усики являются чувствительным органом осязания, воспринимающим тонкие вибрации, температуру и направление воздушных потоков, способны производить химический анализ веществ. Верхняя челюсть значительно развита, а нижняя помогает в строительных работах и переносе пищи.
Лапки имеют коготки, которые дают муравьям возможность легко вскарабкиваться по вертикали вверх. Рабочие муравьи представляют из себя недоразвитых самок и не имею крыльев, в отличие от самцов и матки, которая позже отбрасывает их. На брюшке муравьёв размещается жало, используемое для питания и защиты.
В момент укусов насекомых муравьёв выделяется кислота, которая относится к разновидностям ядов. В малых количествах вещество не опасно для организма человека, но могут наблюдаться болезненные явления: покраснение кожи, отёк, зуд. – насекомые похожие на муравьёв настолько, что многие учёные склонны считать их ближайшими родственниками.
Видов насекомых муравьёв на земле существует до миллиона, что составляет около половины всех живых существ на планете. Они обосновались по всему миру и найдены даже в .
Разновидности муравьёв бывают разных размеров (от одного до пятидесяти миллиметров); цветов: рыжего, чёрного, глянцевого, матового, реже зелёного. Каждый вид муравьёв отличается внешними признаками, поведением, а также определённым укладом жизни.
Из разновидностей муравьёв более ста обосновались на территории нашей страны. Кроме лесных, наиболее известными из них являются термиты, фараоновы, луговые, листорезы и домашние муравьи.
Опасным видом являются красные или огненные . Взрослые особи имеют размеры до четырёх миллиметров, на голове усики с булавочными наконечниками, обладают ядовитым жалом.
Существуют летающие виды насекомых муравьёв , крылья которых, в отличии от обычных разновидностей, являются характерной чертой всех представителей, независимо от половой принадлежности.
Характер и образ жизни муравья
Жизнь насекомых муравьёв активно воздействует на биогенез благодаря их многочисленности. Они уникальны типом питания, образом жизни и влиянием на организмы, растения и животных.
Своей жизнедеятельностью, постройкой и перестройкой муравейников они взрыхляют почву и помогают растениям, питая их корни влагой и воздухом. В их гнёздах создаются идеальные условия для развития бактерий, обогащающих почву полезными веществами и микроэлементами.
Экскременты муравьёв служат удобрением. Рядом с их жилищами бурно произрастают различные травы. Насекомые леса муравьи способствуют росту дубов, сосен и прочих деревьев.
Муравьи трудолюбивые насекомые и обладают крайней работоспособностью. Они могут поднимать грузы весом в двадцать раз больше собственного и перемещаться на огромные расстояния. Муравьи – общественные насекомые .
Это значит, что социальная структура их напоминает человеческую. Тропические муравьи отличаются особенным разнообразием каст. У них есть королева, солдаты, рабочие и рабы.
Муравьи и другие насекомые , такие как осы и пчёлы, не в состоянии жить без своего сообщества, а отдельно от себе подобных погибают. Муравейник – это единый организм, каждый отдельный клан которого не может существовать без остальных. Каждая каста этой иерархии выполняет определённую функцию.
Выделяемое муравьями вещество, имеющее название: «муравьиный спирт» служит компонентом для лекарств от многих болезней. Среди них бронхиальная астма, сахарный диабет, ревматизм, туберкулёз и многие другие. Также это вещество применяется для предотвращения выпадения волос.
Питание муравья
Муравьи нуждаются в обильном питании, являются хищниками и уничтожают вредителей растений. Взрослые особи употребляют углеродную пишу: сок растений, их семена и нектар, грибы, овощи, фрукты, сладости.
Личинам обеспечивается белковое питание, в которое входят насекомые и беспозвоночные животные: мучнистые червяки, тля, щитовка и другие. Рабочие муравьи для этого подбирают уже умерших особей и нападают на живых.
Дома людей иногда становятся идеальным местом для опасного разведения фараоновых муравьёв. Там много тепла и пищи, в поисках которой насекомые неутомимы и изобретательны, преодолевая любые преграды.
Обнаруживая источник питания, они образуют к нему целую магистраль, по которой передвигаются в больших количествах. Часто вред муравьи наносят жилищам людей, садам и огородам.
Размножение и продолжительность жизни муравья
Маток в семействе этих насекомых может быть одна и больше. Их брачных полёт происходит только однажды, при этом собранного запаса спермы хватает на всю оставшуюся жизнь. После ритуала самка, сбрасывая крылья, становится королевой. Далее, матка занимается поисками подходящего места для откладывания яичек.
У лесных муравьёв они достаточно крупных размеров, имеют молочно-белых окрас с прозрачной оболочкой и вытянутую форму. Из оплодотворённых королевой яиц выходят самки, из прочих получаются самцы, которые живут лишь несколько недель до спаривания.
Личинки муравьёв проходят четыре этапа развития и похожи на червяков, почти неподвижны и вскармливаются рабочими муравьями. Впоследствии из них получаются жёлтого или белого цвета куколки, имеющие форму яйца.
Какой касты особь из них выйдет, всецело зависит от вскармливания. Наличие способов размножения муравьёв некоторых видов впечатляет, например, самки могут появляться путём бесполого размножения.
Срок жизни рабочих муравьёв доходит до трёх лет. Срок жизни королевы, с точки зрения насекомых, огромен и доходит иногда до двадцати лет. Тропические муравьи проявляют круглогодичную активность, но особи, обитающие в более суровых краях, зимой пребывают в состоянии покоя. Чаще всего личинки входят в диапаузу, а взрослые особи просто снижают активность.
Являются, как правило, моно- или олигофагами, и фаунистический состав их тесно связан с составом растительности) (Длусский, Купянская, 1972) .
Микроклимат. Логично ожидать, что основным фактором, определяющим численность и богатство фауны муравьев при наличии достаточного количества пищи и при отсутствии сильных различий в механическом составе почвы, является микроклимат, в первую очередь микроклимат почвы. Детальное изучение микроклимата в Уссурийском заповеднике (Таранков, 1967) показало, что наиболее высокие летние и среднегодовые температуры почвы наблюдаются на полянах и вырубках. На поляне в долине среднегодовая температура почвы на глубине 20 см за 4 года составила, например, 6,1°. В то же время на открытых участках гораздо сильнее, чем в лесу, суточные и сезонные колебания температур, а зимой почва промерзает до глубины 70-150 см. Под пологом леса колебания температуры сглаживаются и глубина промерзания почвы уменьшается. В чернопихтарниках и кедровниках годовая амплитуда температур на поверхности почвы снижается до 20° и более, а глубина промерзания (точнее, глубина проникновения нулевой термоизоплеты) уменьшается на 20-50 см, в ясеневнике - соответственно до 20° и на 10-20 см. Но в то же время под пологом леса в результате затенения летняя и среднегодовая температуры почвы ниже, чем на открытых участках. Так, в кедровнике на южном склоне среднегодовая температура почвы на глубине 20 см, по данным четырехлетних наблюдений, составила 5,25°, в ясеневнике - 5,1° и в чернопихтарнике на северном склоне - 4,55°.
Сопоставляя эти данные с результатами наших исследований, можно видеть, что муравьи четко реагируют на изменения микроклимата почвы. Наибольшее количество муравьев и самая высокая их биомасса отмечены на участках с наивысшей среднегодовой температурой, т. е. на вырубке и в кедровнике. В то же время сильные колебания температуры и, по-видимому, в основном суровые условия зимовки оказываются благоприятными практически лишь для одного вида - Lasius niger . Для него характерна чрезвычайно широкая эвритопность, пожалуй, самая широкая среди всех палеарктических муравьев. Этот вид (вместе с Camponotus herculeanus , Leptothorax acervorum и Myrmica rubra ) дальше всех проникает на север, а в зоне смешанных и лиственных лесов обитает практически во всех биотопах . Наиболее благоприятным биоценозом для существования муравьев является кедровник на южном склоне, где при сохранении сравнительно высоких среднегодовых температур температурные колебания оказываются сильно сглаженными. Именно на этом участке самая богатая фауна муравьев и наибольшее количество теплолюбивых реликтовых видов.
В Среднем и Северном Сихотэ-Алине в пихтово-еловых лесах к наиболее прогреваемым участкам относятся вырубки, поляны и редины. Анализ суточного хода температур на вырубке и в лесу показал, что в летнее время вырубка находится в более благоприятных условиях, чем лес. Средняя месячная температура здесь выше, чем под пологом леса, в июле на 0,8°, в августе на 1,5°, в сентябре на 0,8° (). Основной причиной хорошей прогреваемости вырубок в летнее время является большая освещенность, связанная с исключительно низкой сомкнутостью древостоя. Имеются литературные данные (Гринфельд, 1939) о том, что вырубки получают приблизительно в 10-15 раз больше тепла, чем сомкнутые стации, расположенные рядом. Сравнительно хорошо прогреваются также опушки и разреженные участки леса.
Учеты показали, что наиболее интенсивно заселяются муравьями именно вырубки. Здесь сосредоточены все теплолюбивые виды ( F. sanguinea , F. lemani , L. niger , L. flavus ). Достаточно плотно заселены также опушки и разреженные участки леса ().
Логично предположить, что в сомкнутые лесные биотопы теплолюбивые виды проникают по рединам и прогалинам. По наличию этих видов в известной степени можно судить о разреженности древостоя. Видимо, именно ею объясняется присутствие гнезд Lasius niger в лиственничниках. В остальных изученных нами типах леса теплолюбивые виды отсутствуют, что свидетельствует о высокой сомкнутости, которая благоприятствует расселению только типично лесных муравьев. Некоторые различия в размещении последних на разных участках леса, видимо, также объясняются температурными условиями, связанными с сомкнутостью древостоя. Так, на первой возрастной стадии в обоих типах леса древостой наиболее разрежен и состоит из отдельных куртин, вторая стадия, напротив, характеризуется наивысшей сомкнутостью полога. На третьей и пятой наблюдается частичное осветление и разреживание древостоя (Козин, 1972) . Можно предположить, что именно этими различиями определяется несколько большая плотность гнезд муравьев рода Myrmica на первой возрастной стадии и меньшая - на второй.
Пожары. Весной 1972 г. несколько наших пробных площадей, где уже была проведена маркировка муравейников, пострадали от пожара. Выгорел травяной и кустарниковый ярус, в местах устойчивого и длительного пожара были сильно повреждены подстилка и верхний горизонт почвы, сгорели пни и валеж. Пожар оказался губительным для муравьев , обитающих в пнях и бревнах. В то же время почвенные муравьи рода Myrmica не пострадали. Это объясняется, видимо, тем, что они еще не вышли из зимовочных камер, находящихся в почве на глубине 20-25 см. Следует отметить, что уже в текущем году началось заселение пожарища разными видами муравьев.
Экологические особенности видов. Принято считать, что муравьи теплолюбивые насекомые и концентрируются в теплых биотопах (Арнольди, 1968) . В эксперименте (термограде к гидрограде), если предоставляется право выбора, муравьи выбирают теплые и влажные условия (Гринфельд, 1939) . Однако исследования показали, что целый ряд видов игнорирует вырубки и концентрируется в разреженных лесах, а некоторые виды предпочитают сомкнутые тенистые леса. Leptothorax acervorum и Camponotus herculeanus sachalinensis вообще довольствуются малым количеством тепла, заходят далеко на север (Каменское, Аянка, верховья Кблымы) и встречаются в горных тундрах на более холодных наветренных склонах, а M. kamtshatica и F. aquilonia обитают в сомкнутых влажных темнохвойных лесах. Экспериментальные исследования (Берман и др., 1980) показали, что некоторые обладают высокой морозостойкостью, что дает им возможность перенести суровые зимы.
Наряду с этим есть эврибионтные виды, заселяющие одновременно большинство обследованных биотопов . Исследование биотопической приуроченности видов дает возможность выяснить, какие условия они предпочитают. В зависимости от отношения к теплу среди наших муравьев можно выделить 3 группы: микротермы - виды, довольствующиеся малым количеством тепла, обитающие под пологом леса, в сомкнутых лесах; макротермы - виды, выдерживающие прямое солнечное освещение, предпочитающие разреженные леса и открытые биотопы ; мезотермы - виды с умеренными требованиями к теплу, к которым относится большая часть муравьев Дальнего Востока. Большинство наших видов характеризуется также умеренными требованиями к влажности воздуха и почвы и относится к группе мезофилов, несколько видов предпочитают более засушливые условия, они относятся к группе гемиксерофиллов (гкф). В большинстве районов преобладают виды с умеренными требованиями к теплу и влаге (мезотермы и мезофилы), и только на крайнем юге Приморья и Кунашира и Приханкайской и Зейско-Буреинской равнинах возрастает число макротерм и гемиксерофилов , чаще всего приученных к открытым местам.
Дальний Восток, сильно вытянутый в меридиональном направлении (а на юге и в широтном), обладает сложным горным рельефом, подвержен влиянию морей и огромного азиатского континента и характеризуется такими природными контрастами, каких нет ни в одном районе нашей страны. Между тем, несколько видов муравьев (транспалеаркт Formica sanguinea , бореальные Leptothorax acervorum , Formica lemani , F. picea , Camponotus herculeanus ) встречаются от южных границ до крайнего севера. Более 10 эврибиотных транспалеарктических видов широко распространены и в Сибири, в разных экологических условиях от полупустынь до тундр. Отмечено, что большинство транспалеарктических видов на юге Приморья занимают целый спектр биотопов и, предпочитая сомкнутые тенистые, влажные места, ведут себя как микротермы. В средних районах Приморья эти виды переходят в мезотермные и мезофитные биотопы (разреженные леса разного типа), в пихтово-еловых лесах Приморья - на вырубки и поляны. Подобные примеры характерны и для муравьев Сибири (Дмитриенко, Петренко, 1976; Резникова, 1983) и являются прекрасной иллюстрацией принципа смены стаций (Бей-Биенко, 1961) .
Благодаря принципу смены стаций некоторые виды, известные как лесные, проникают в северную часть Дальнего Востока по интразональным местообитаниям. Известно, что в интразональных местообитаниях могут создаваться совершенно другие температурные условия: на Таймыре крутые склоны получают в 1,5 раза больше тепла, чем равнинные участки (Романова, 1969) . На севере к интразональным участкам можно отнести южные склоны, защищенные поляны, долины рек, сухие склоны с кустарниками или разнотравно-злаковой растительностью, в тундрах - ивняки и ерники. Именно в этих местообитаниях отмечено большинство видов муравьев, характеризующихся умеренными требованиями к теплу и влаге. Муравьи, связанные с интразональными местообитаниями, составляют в тундре 80% от общего количества видов, в темнохвойных лесах - 63, лиственничниках - 64%. Большое количество интразональных элементов в фауне свидетельствует о суровости условий, которые не совсем благоприятны для данной группы насекомых . В силу более суровых условий муравьи вынуждены переходить в лучше освещенные и более теплые места.
Межвидовые отношения. Распределение гнезд и численность муравьев зависят не только от абиотических факторов, но в значительной степени определяются межвидовыми отношениями муравьев. В ряде работ указывается, что муравьи в большинстве наземных биоценозов составляют автономные устойчивые комплексы, получившие название многовидовых ассоциаций (Демченко, 1975; Длусский, 19816; Резникова, 1983) . В большинстве случаев многовидовые ассоциации организованы по иерархическому принципу. Ведущее положение в них занимают виды-доминанты, имеющие крупные кормовые участки , охраняемые территории и активно функционирующие в разных ярусах биоценоза . Виды-доминанты определяют численность и активность субдоминантов, субдоминанты, соответственно, численность и активность инфлюэнтов. В Западной Европе и европейской части СССР в большинстве типов насаждений доминируют виды рода Formica (подрод Formica ), в Западной Сибири описаны ассоциации с доминированием вида F. pratensis (Резникова, 1983) .
Крупные муравейники доминирующего вида располагаются более или менее равномерно на всей заселенной территории, независимо от температурных условий, и приурочены к определенному типу леса. Другие виды муравьев обычно избегают селиться вблизи муравейников вида-доминанта. Так, в многовидовой ассоциации , характерной для среднего Сихотэ-Алиня, муравейники вида-доминанта F. aquilonia тяготеют к спелым древостоям пихтово-елового леса, расположенным на высоте 600- 700 м над ур. м. Гнезда субдоминанта Lasius niger отмечены ниже по склону на границе кормовой территории вида-доминанта, гнезда Formica lemani - на кормовой территории F. aquilonia , но на значительном удалении от муравейников F. aquilonia . Гнезда более мелких видов (инфлюэнтов) Myrmica jessensis , M. orientalis обычно размещены небольшими группами (по 2-4) и также на некотором расстоянии от гнезд и дорог вида-доминанта. На крайнем юге Приморья, в окрестностях пос. Хасан (Голубиный Утес), отмечена многовидовая ассоциация с доминированием F. yessensis , субдоминантами L. alienus и инфлюэнтами Myrmica orientalis и Leptothorax nassonovi . В окрестностях Владивостока в местах, где сохранились чернопихтово-широколиственные леса, доминируют Liometopum orientale : он имеет крупные гнезда, целую систему фуражировочных дорог и большую кормовую территорию, охраняемую от других муравьев. Будучи облигатным дендробионтом и интенсивно потребляя падь древесных тлей , обитающих в высоких кронах, он добывает пищу и в других ярусах: верхнем слое подстилки, подземных «тоннелях» с корневыми тлями , на поверхности почвы. В период усиленного кормления личинок муравьи собираются группами на поверхности почвы и в подстилке, на крупных насекомых или других беспозвоночных (гусеницы, бабочки, личинки пилильщиков, многоножки, улитки), съедают их на месте и переносят пищу в муравейник в зобе. Осенью, когда тли мигрируют на корни, мы находили скопления муравьев в подземных «тоннелях». Ранней весной муравьи были обнаружены на веточках тех растений, прилистники которых выделяют сладкий сок, в мае они активно носили семена адониса амурского, у которых выедали мягкие сочные придатки.
Большинство обнаруженных здесь видов муравьев имеют более или менее одинаковый состав пищи: они широко потребляют падь тлей , используют мелких насекомых , реже семена растений. Несколько видов - Camponotus herculeanus sachalinensis , C. quadrinotatus , Lasius fuliginosus , L. capitatus - также устраивают гнезда в древесине. Особенно сложные отношения, включающие конкуренцию за жилища, использование кормовой территории, обладание «тлевыми» деревьями, складываются у L. orientale с видами C. h. sachalinensis и L. fuliginosus , которые имеют сходную экологическую нишу: заселяют самые крупные дуплистые деревья и активно потребляют падь древесный тлей . Пограничные конфликты особенно легко заметить на участке, где гнезда L. orientale размещены очень плотно и практически не остается свободных деревьев, пригодных для заселения. Так, 4.VI.1984 во второй половине дня рабочие L. orientale сформировали дорогу (длиной 147 м) к дереву кедра (d=0,6; h=25м) с небольшим дуплом, заселенным C. h. sachalinensis . Уничтожив хозяев, они заняли это дупло и стали продолжать строительство гнезда.
В другом месте наблюдался случай, когда муравейник L. orientale подвергся нападению рабочих соседнего гнезда L. fuliginosus . Последние вторглись на кормовую территорию L. orientale , пройдя около 8 м по его фуражировочной дороге, в это время почти не функционировавшей. В ответ на это на дороге мгновенно оказалось несколько тысяч рабочих L. orientale , которые отбросили нападающих и восстановили прежние границы. Численность их на дороге, где создалось угрожающее положение, оставалась высокой в течение нескольких последующих дней.
Взаимоотношения этих экологически сходных видов совершенно не изучены. Напряженность отношений между ними, вероятно, несколько смягчается тем, что они обитают в разных стациях: L. orientale , как правило, предпочитает среднюю часть склонов, a L. fuliginosus поселяется ниже по склонам, в более влажных местах. Наблюдаются некоторые различия и в спектрах питания: если L. orientale наряду с потреблением пади тлей широко использует белковую пищу, принося ее в жвалах и зобе, то L. fuliginosus обеспечивает потребности гнезда в пище преимущественно за счет пади тлей . Муравьи последнего вида интенсивно потребляют падь вплоть до поздней осени, в то время как L. orientale уже снизили свою активность. В ослаблении конкуренции с C. h. sachalinensis , вероятно, большую роль играют различия во времени активности: если L. orientale наиболее активен днем, то C. h. sachalinensis - преимущественно в ночное время.
Прочие виды обитают в основном в почве и относятся к разным жизненным формам, добывающим пищу преимущественно в одном каком-то ярусе: геобионты в почве, стратобионты в подстилке, герпетобионты на поверхности почвы, хортобионты в траве. Некоторые, например геобионты Ponera japonica , Stenamma ussuriense , Lasius flavus , L. carniolicus , никогда не встречаются с L. orientale и мало зависят от него. В то же время, относясь к доминантам, которым свойственна организующая роль в многовидовых ассоциациях (Резникова, 1976) , L. orientale оказывает влияние на численность, активность, территориальное распределение многих видов, встречающихся в заселенных им лесных формациях. Хотя большинство муравьев активны днем и их можно увидеть в разных местах кормовой территории L. orientale , в период его повышенной активности они избегают выходить на его дороги и обычно устраивают гнезда в удалении от его гнезд и дорог.
Биогеоценоз
эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, длительно самоподдерживающаяся, однородная экологическая система, в которой функционально взаимосвязаны живые организмы и окружающая их абиотическая среда.
Биомасса
общая масса особей одного вида, группы видов или сообщества в целом на единицу поверхности или объема местообитания. Биомасса растений называется фитомассой, биомасса животных зоомассой.
Беспозвоночные
животные, не имеющие позвоночника: простейшие, губки, кишечнополостные, черви, моллюски, членистоногие, иглокожие и др.; примерно 3/4 видов всех животных.
Полифаг
организм, предпочитающий группу кормов обширной, но относительно целостной систематической категории.
Тли
подотряд насекомых отряда равнокрылых. Длина 0,5-6 мм. Св. 2,5 тыс. видов. Распространены главным образом в умеренном поясе Северного полушария. Живут колониями на растениях. Многие тлевые опасные вредители, некоторые переносчики ряда вирусных заболеваний растений. Сахаристые испражнения тлевых (падь) привлекают муравьев, которые охраняют тлевых.
Падь
сладкая густая жидкость, выделяемая тлями, червецами и другими насекомыми, питающимися соком растений. Медоносная пчела собирает падь с листьев и перерабатывает в падевый мед.
Lasius niger
(Linnaeus, 1758)
- черный садовый муравей, black ant, garden ant
Genus: Camponotus
Mayr, 1861
- carpenter ants, кампонотусы, муравьи-древоточцы, сахарные муравьи
Всего 965 видов.
Животный мир разнообразен. На территории округа обитают свыше 9,5 тыс. видов животных. Формировался животный мир в тесной взаимосвязи с животным миром Владимирской области и Центральной России. Но небольшая площадь округа, незначительная лесистость, высокая доля антропогенных ландшафтов и пойменных лугов придают краю своеобразие. По возрасту животный мир края, и области, молодой (послеледниковый). По особенностям формирования смешанный, образованый сибирским (таёжным), западноевропейским (животными широколиственных лесов) и южным (степными) видами. Однако в связи с сокращением лесов начался процесс исчезновения многих таёжных видов: животных вытесняет человек, они уходят в другие места ли погибают. Поэтому современный животный мир не так разнообразен и многочислен, как в прошлом. В видовом составе он представлен всеми основными группами животных. Самыми многочисленными являются беспозвоночные, их насчитывается более 9,2 тыс. видов. Хорошо представлены преобладающие в животном мире членистоногие, которые объединяют ракообразных, паукообразных и насекомых. С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса.
Большую роль в сохранении животных играют созданные заповедники, заказники, охраняемые территории, где сохраняются животные, оберегаются или акклиматизируются, реакклиматизируются. На территории Владимирской области существуют различные заказники, где муравьи являются охранными животными. Но в Муромском районе таких мест нет. Кроме этого видовой состав муравьёв Муромского края неизвестен, так как никаких мирмекологических исследований на данной территории не проводились. Эта работа является единственным источником сведений о видовом разнообразии муравьёв на территории Муромского района.
Трудность классификации муравьев связана с двумя феноменами – наличием видов-двойников и гибридов. Мирмекологи (зоологи, специализирующиеся на изучении муравьев) знают, что первых, т. е. видов, практически не различимых по внешнему виду, среди муравьев довольно много. В результате описанный по анатомическим (морфологическим) признакам небольшого числа особей вид нередко приходится разделять на два или более самостоятельных – изолированных друг от друга репродуктивно. Отличить их друг от друга можно на основе статистического анализа промеров очень больших количеств (крупных выборок) индивидов, по хромосомным (генетическим) или биохимическим (ферментным) особенностям. И напротив, два близкородственных вида муравьев, которые легко различимы по внешним признакам, в местах совместного обитания нередко скрещиваются и дают гибридные формы. Если эти гибриды плодовиты, значит, речь идет не о самостоятельных видах, а лишь о разных расах одного и того же (по определению, потомство от скрещивания разных видов неплодовито.)
2. История развития муравьев.
Появились муравьи на нашей планете 200 млн. лет назад (в верхнем мезозое). Их далекие родственники стали свидетелями расцвета динозавров. Предки современных муравьев были подземными хищниками, лишь значительно позднее они освоили поверхность земли и забрались на деревья. С течением времени одни формы муравьев вымирали, другие появлялись, и сейчас ученые около восьми тысяч различных видов. Муравьи – близкие родственники ос, и некоторые исследователи даже считают их своего рода высокоспециализированными осами. Известны как крылатые муравьи (самцы и царицы), так и бескрылые осы (самки немок). Однако в целом муравьи внешне отличаются от ос присутствием перед брюшком хорошо заметного стебелька из одного-двух узловато расширенных члеников, где часто находится торчащий вверх выступ. Другая их отличительная черта – парная метаплевральная железа, расположенная непосредственно перед стебельком в задних углах мезосомы (части тела между головой и брюшком, которая у большинства насекомых называется грудью) и часто заметная там по вздутиям – «буллам».
Хотя анатомическое и поведенческое сходство муравьев с осами уже давно приводило к тому, что последних считали их предками, эта точка зрения была научно подтверждена лишь в 1967, когда в янтаре из Нью-Джерси были найдены два ископаемых образца, соответствующих, так сказать, «осомуравью», т. е. переходной форме между двумя группами. Ее назвали Sphecomyrma freyi. Этот вид датирован концом мелового периода (примерно 80 млн. лет назад) и почти идеально подходит на роль звена, связующего муравьев с одиночными осами надсемейства Vespoidea. В его анатомии мозаично сочетаются муравьиные и осиные признаки, но таксономически вид относится к муравьям, поскольку обладает метаплевральными железами.
С тех пор обнаружено множество других ископаемых экземпляров, помещенных в роды Sphecomyrma и Cretomyrma, которые объединяют в подсемейство Sphecomyrminae. Судя по этим находкам, в среднем – позднем мелу несколько видов примитивных муравьев было широко распространено по Лавразии – суперконтиненту, разделившемуся впоследствии на Евразию и Северную Америку. По меньшей мере 65 млн. лет назад они начали эволюционно дивергировать, адаптируясь к различным местообитаниям (экологическим нишам). Одновременно происходила дивергенция покрытосеменных, или цветковых, растений, становившихся доминантами сообществ, и скорее всего, тогда же начали складываться их симбиотические взаимоотношения с муравьями.
В природе муравьёв не спутаешь с другими насекомыми: бескрылые, очень активные, всё время что-то ищущие, суетящиеся. Муравьи – общественные насекомые, обитающие на земле и деревьях по всему миру, кроме Антарктики, Исландии, Гренландии и некоторых удаленных от континентов островов. Благодаря такому космополитному распространению, обилию и своим хорошо заметным колониям муравьи известны повсюду.
Муравьи – самое эволюционно продвинутое семейство насекомых с точки зрения поведения, экологии и физиологии. Их колонии представляют собой сложные социальные образования с разделением труда и системами коммуникации, позволяющими особям координировать свои действия при выполнении задач, которые не по силам одному индивиду. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитые симбиотические отношения с другими насекомыми и растениями.
Преимущества, даваемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день это доминирующая по численности группа членистоногих. Так, на 1 акре (0,4 га) саванны в Кот-д"Ивуаре (Африка) обитает 8 млн. муравьев, образующих примерно 3000 колоний. Вместе с термитами (еще одной крупной группой общественных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропическом лесу бассейна Амазонки. Другими словами, при средней популяционной плотности 3,25 млн. муравьев и 0,4 млн. термитов на 1 акр они в сумме весят лишь вдвое меньше, чем все прочие сухопутные животные этого дождевого леса. В областях с умеренным климатом их меньше, но цифры все равно впечатляют. На площади 8 кв. км во Флориде обнаружено 76 видов муравьев из 30 родов, а на площади 5,5 кв. км в Мичигане – 87 их видов из 23 родов.
Живут семьями. В гнезде бывает до одного миллиона жителей. Разрастаясь, такая семья объединяет несколько муравейников своего вида, между которыми по специальным тропам осуществляется обмен обитателями.
Дороги муравьев никогда не пересекаются. Известны такие муравьиные дороги, которые не меняли своей конфигурации в течение пятнадцати лет, хотя и имели в длину до ста тридцати метров.
Редко увидишь одиночного муравья, даже вдали от его гнезда, обычно их всегда много. Это рабочие муравьи. Численность их в одном гнезде измеряется тысячами и десятками тысяч, а в некоторых и до миллиона особей. Кроме них, в семье бывает одна или несколько маток. Они тоже бескрылые и никогда не покидают гнездо. Раз в году в семье появляются крылатые молодые самцы и самки. Крылья у них слабые и для вылета в брачный полёт они ждут теплого, безветренного дня. Такой вылет происходит одновременно, в одни и те же часы, у всех муравьёв одного вида, живущих в этой местности. Этим обеспечивается перекрёстное оплодотворение.
Самцы муравьёв после роения погибают. Оплодотворённые самки (царицы), опустившись на землю, сбрасывают ставшие ненужными крылья и спешат спрятаться, найти укромное местечко, где можно основать новую семью.
Муравьи имеют три основных касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками, которые, правда, могут откладывать яйца, но из них никто не развивается. Самки муравьев живут до двух лет (иногда 10-20) хотя остальное население муравейника обновляется почти за год.
Сообщество муравьев состоит в основном из самок. Немногочисленные самцы, за редким исключением, не принимают участия в жизни колонии. Они остаются в гнезде до брачного лета, а после него оказываются бездомными и не способными о себе заботиться. В принципе, их единственная функция – спаривание, и, выполнив ее, они быстро умирают. За небольшими исключениями, самцы развиваются из неоплодотворенных яиц, т. е. генетически гаплоидны – обладают только одним набором хромосом, достающимся им от материнской яйцеклетки.
Неразмножающиеся рабочие, как и плодущие царицы, по генотипу самки, однако их половая система обычно недоразвита. И те и другие развиваются из оплодотворенных яиц, т. е. являются диплоидными – у них два набора хромосом, полученных от сперматозоида и яйцеклетки. Эту на первый взгляд универсальную систему усложняет присутствие телитокии, т. е. развития самок из неоплодотворенных яиц, например у Pristomyrmex pungens, наличие диплоидных самцов, в частности у S. invicta и Formica exsecta, и откладка у некоторых видов жизнеспособных яиц рабочими особями.
Хотя все оплодотворенные яйцеклетки по своему генетическому потенциалу способны развиться в цариц, у большинства видов основная их часть дает рабочих. Физиологические механизмы, определяющие, будет ли яйцеклетка оплодотворена и представитель какой касты получится в случае ее оплодотворения, окончательно не выяснены. Ясно только, что, в отличие от медоносных пчел, это определяют не выкармливающие личинок рабочие. В то же время развитие царицы зависит от особенностей питания и температурного режима. Известно также, что у родов Solenopsis, Monomorium и Myrmica некая пороговая пропорция девственных самок в гнезде подавляет их дальнейшее возникновение.
Рабочие муравьи живут около года, в отличие от цариц, которые могут дожить до 18 лет. Каста рабочих обычно делится на три различающиеся размерами субкасты – мелких, средних и крупных особей. У большинства видов переход между ними постепенный, и это деление отчасти условно, но в некоторых случаях существуют две четко выраженные группы – мелкие и крупные рабочие. Первые у ряда видов в основном или полностью выполняют защитные функции и называются солдатами. У зерноядных форм они часто занимаются также помолом, т. е. очисткой семян от оболочек и измельчением их питательной части, эндосперма. Мелкие и средние рабочие выполняют различные задачи, которые меняются с возрастом. Сначала они работают няньками, кормя и чистя расплод, затем становятся строителями, расширяющими и ремонтирующими гнездо, а самые старые (и чаще прочих гибнущие) выполняют опасную роль фуражиров, т. е. собирают и приносят в муравейник еду. Объем рабочей силы, доступной для каждой конкретной задачи, оптимизирован – он устанавливается и поддерживается в наиболее эффективных пределах путем регулирования периода жизни, в течение которого особи выполняют ту или иную функцию.
3. Расплод.
Цикл развития муравьев, как и у всех перепончатокрылых, включает полное превращение (голометаболия). Из яйца вылупляется личинка – единственная растущая стадия насекомого. Ее кутикула, т. е. наружный покров, растягивается только в определенных пределах, поэтому в ходе роста несколько раз сменяется – происходят линьки. Соответственно различаются несколько возрастных стадий личинки: первая – от вылупления до первой линьки, вторая – до второй линьки и т. д. Для муравьев типичны четыре личиночные стадии, которые завершаются окукливанием, хотя у некоторых видов их три или пять.
Перед тем как превратиться в куколку, личинка прекращает питаться, отрыгивает меконий (содержимое своего кишечника) и, у большинства муравьев, окружает себя шелковым коконом (именно эти коконы называют в народе муравьиными яйцами). Внутри куколки происходит радикальная перестройка тела насекомого – безногая мешковидная личинка превращается в морфологически сложную взрослую особь (имаго). Все предшествующие стадии жизненного цикла муравьев объединяют под названием «расплод». Гнезда у муравейников очень разнообразны: моховые и земляные комочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда используется 4-5 млн. хвоинок и веточек. Есть летние и зимние жилища (явление покали). Зимние гнезда обычно глубже летних и располагаются в укромных местах. С наступлением осени сотни муравьев мигрируют к зимним гнездам, а в летних, расположенных на открытых местах, остаются лишь единицы.
1. 1. 5. Питание
Основу питания почти всех муравьёв составляют два компонента: белковый и углеводный.
В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые. Муравьи охотятся на них или собирают трупы.
Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь - сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок).
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. По данным многолетних наблюдений западногерманского исследователя Г. Велленштайна, питание рыжих лесных муравьёв (по массе):
Падь - 62 %
Насекомые и другие беспозвоночные - 33 %
Сок растений - 4,5 %
Грибы и падаль - 0,3 %
Семена - 0,2 %
1. 1. 6. Продолжительность жизни
Рабочие муравьи живут около года, в отличие от цариц, которые могут дожить до 18 лет. В лабораторных условиях отдельные рабочие особи могут дожить до 3-4 лет. Известен случай, когда муравей прожил семь лет. Но в естественных условиях в течение года население муравейника почти полностью обновляется, так что в среднем рабочий муравей живёт около года. Значительно дольше - до 20 лет - живут самки. Известны семьи рыжих лесных муравьёв, которые оставались живыми.
7. Гнездо.
Муравьи – общественные насекомые, имеющие большое значение в жизни леса. Они устраивают характерные гнезда с куполом из растительных остатков – муравейники. Немало муравьёв имеют гнезда в почве без насыпных холмиков сверху, либо гнездятся в древесине или под камнями. Гнезда муравьев одного вида, имеющие общее происхождение и единую территорию, образуют комплексы. Комплексы муравейников – это компактно расположенная группа гнезд, не разделенных неопределимыми для муравьев преградами (реки, ручьи, оживленные асфальтовые дороги, безлесные разрывы шириной более 30 м). Муравейники, входящие в комплекс, не обязательно связаны дорогами, но соприкасаются территориями. Обычно комплексом можно считать группу муравейников при их количестве 7-8 на 1 га, если в такой группе имеются гнезда разных размеров, в том числе гнезда с диаметром купола более 1,2 м и высотой более 0,7 м. Группа локально расположенных крупных гнезд всегда образуют один комплекс. Расстояние между гнездами в комплексе может составлять от 10 до 30 м. Границы комплексов могут не совпадать с границами выдела или квартала. В одном квартале может быть несколько комплексов быть несколько комплексов, если между группировками гнезд имеется пространственный разрыв более 100 м. В некоторых случаях все муравейники одного квартала или даже небольшого лесного массивы представляют единый комплекс, что видно при нанесении гнезд на схему. Отдельно расположенные муравейники, каких бы размеров они ни были, рассматривать как комплексы нельзя. Муравьи строят гнезда в местах, выбираемых, по крайней мере, частично, с учетом их теплового режима. Например, в прохладную погоду их может привлечь прогреваемая солнцем скала. Зимой виды Solenopsis сосредоточивают свои гнезда на южных склонах насыпей идущих в широтном направлении дорог и возводят высокие холмики; летом они перемещаются на северную сторону насыпей, а холмики строят низкие или вообще их не возводят.
Муравьи могут отчасти оптимизировать температурные условия своего существования, перемещаясь внутри гнезда вверх-вниз или даже переходя в гнездо-спутник. Рабочие ряда пустынных видов, напившись воды, отрыгивают ее в муравейнике для поддержания необходимой влажности.
Комплексы гнезд муравьев являются важным компонентом лесных экосистем. Благополучие леса во многом зависит от степени зрелости комплексов. Поэтому организация мониторинга комплексов гнезд муравьев силами школьных лесничеств и краеведческих объединений школьников и студентов исключительно интересна актуальна.
В пределах различных климатических зон муравьи выбирают наиболее оптимальные экологические условия (биотоп, температуру, микроклимат и т. д.). Изучение экологической приуроченности в каждом конкретном участке ареала, характера взаимоотношений разных видов муравьев на одной территории предпринимается не только с целью создания наиболее точной картины биологии видов. Познание характера распределения видов муравьев. Анализ структуры комплексов их поселений имеет важное практическое значение, т. к. является основой для выбора правильных путей в искусственном расселении этих полезных насекомых.
12 1. 2. Краткие экологические характеристики муравьев, встречаемых в районе исследования.
Муравей бурый лесной (Formica fursa L.)
Массовый, типично лесной вид, обитающий в лиственных и смешанных лесах с густым подлеском, где другие Serviformica не живут. Гнезда его можно встретить в кочках на сырых лугах, в земле, под камнями, в гнилой древесине, под корой пней. Активно разрушает древесину. Кормится на тлях (живущих как на деревьях, так и на травах), мертвыми насекомыми, иногда нападает на живых членистоногих животных.
Муравей рыжий лесной(Formica rufa L.)
Рабочие особи достигают в длину 4 – 9 мм. Обитает в хвойных, смешанных и лиственных лесах возрастом свыше 40 лет, хотя одиночные гнезда встречаются в биотопах с густым подлеском (Длусский, 1967). Этот вид приурочен к хвойным насаждениям, но их нет в липняках и очень мало в березняках. Встречается на открытых, хорошо прогреваемых полянах и опушках. Строит гнезда из более мелких растительных остатков, гнёзда рыжего лесного муравья обычно составляют 0,5 – 0,7 м, но иногда достигают высоты 1,5 м, гнезда этого вида выглядят более аккуратными и имеют форму вала.
Муравей красный древоточец (Tetramorium caespitum)
Как показывает название, этот красногрудый, довольно крупный муравей (рабочие особи длиной 6 – 14 мм, а самки 15 – 18 мм. Встречается в сосновых лесах, гнездиться, выгрызая обширные гнездовые ходы, в больной и мертвой древесине отмирающих деревьев. В многовидовом сообществе этот вид муравьев является одним из доминантов. Одним из источников являются сахаристые экскременты тлей.
Жёлтый земляной муравей (Lasius flavus)
Встречается в основном на лугах, иногда на окраинах лесопосадок.
Одной из наиболее удивительных черт этих муравьев является то, что они ведут полностью подземный образ жизни. В ходе эволюции хитин этих муравьев почти утратил сою пигментацию, став желтым или светло-оранжевым. Характерную для муравьев бурую окраску сохранили только самки и самцы. Размеры аналогичны двум предыдущим видам.
Эти муравьи никогда не показываются на поверхности и ищут пищу прямо под землей, охотясь на различных членистоногих, живущих в почве. Как и у черных лазиусов, у флавусов тесные взаимоотношения с тлями, но их колонии они не разводят на близлежащих растениях, селят прямо в муравейнике на корнях растений. Получается очень интересное явление: подземная тлиная колония прямо внутри муравейника! Достаточно распространенный вид. Размеры семьи достигают 50 000 особей.
Краснощекий муравей-минер (Serviformica rifibarbis)
Малый, или голоспинный, лесной муравей (Formica polyctena) Обычен там же, где и F. rufa, однако предпочитает биотопы с разреженным подлеском. Гнезда F. polyctena построены из более мелких растительных остатков, поэтому выглядят более аккуратными, чем у F. rufa. Почва занимает не более 25% надземной части муравейника. При одинаковых по размеру гнездах у F. polyctena численность семьи и кормовой участок в 2–7 раз больше, чем у F. rufa. F. polyctena более агрессивный энтомофаг, чем F. rufa. Любопытен выбор пищи у этого вида. В то время, как другие виды муравьев не трогают личинок с ядовитой гемолимфой, F. polyctena активно на них нападает и кусает до тех пор, пока не прокусит кожу. После этого, правда, добычу выбрасывает и старательно чистит челюсти о песок. Густоволосатых гусениц он не трогает, а на слабоволосатых нападает группой. В его семьях лишь 6–20% муравьев являются фуражирами.
2. Материалы и методы исследования.
2. 1. Физико-географическая характеристика района исследования.
2. 1. 1 Физико-географическая характеристика Ковардицкого леса.
Ковардицкий лес расположен на территории ЗАО ПЗ «Нива» , общей площадью 159 га, которое входит в состав ГУ «Муромский сельский лесхоз», ГУ «Владимирское управление сельскими лесами» и расположено в западной его части на территории Муромского административного района Владимирской области. Лесной фонд сельхозпредприятия состоит из отдельных участков леса различной величины и конфигурации, большинство которых непосредственно примыкают к границам государственного лесного фонда, образуя крупные лесные массивы.
Лес расположен на Ковровско-Косимовском плато, которое представляет собой эрозионно-моренную расчлененную возвышенную равнину. Рельеф в пределах территории леса - холмисто-увалистый. Холмы и гряды чередуются с замкнутым понижением.
Климат района расположения леса умеренно-континентальный по влажности и температурным условиям с хорошо выраженными сезонами года. Продолжительность вегетационного периода 160-180 дней. Среднегодовая температура воздуха +3,7. Поздние весенние заморозки возможны до первых чисел июня и ранние осенние- с начала сентября. Максимальная температура воздуха +35,2, минимальная -40,7. Среднегодовое количество осадков-589 мм. Средняя глубина промерзания почвы 60-100 см. Высота снежного покрова в лесу достигает 50-70 см, что в достаточной мере предохраняет лесную растительность от вредного действия зимних заморозков. Преобладающими ветрами в Муромском районе являются южные и юго-западные. В целом климатические условия расположения леса следует считать вполне благоприятными для произрастания древесно- кустарниковой растительности, что подтверждает наличие высокопроизводительных насаждений сосны, ели и березы.
Коренными породами, подстилающими почву, являются известняки, которые близко подходят к поверхности и постепенно углубляются в направлении на запад. Большая часть леса расположена на легких суглинках и супесях.
Преобладание легкосуглинистых и супесчаных почв создают благоприятные условия для произрастания сосновых насаждений. Речная система состоит из реки Коварда и Солдатского озера. Территория леса отнесена к южно-центральному району подзоны смешанных лесов.
По лесохозяйственному районированию леса лесничества отнесены к хвойно-широколиственному округу (зона хвойно-широколиственных лесов подрайон сосново-еловых лесов Клязьменско-Окской возвышенности).
Ковардицкий лес является рекреационной зоной города Мурома, поэтому в данном месте наблюдается высокая антропогенная нагрузка на весь лесной массив, особенно в районе озера Солдацкое.
2. 1. 2. Физико-географическая характеристика природного комплекса Государственного заказника "Муромский"
Госзаказник расположен на территории двух районов Владимирской области - Гороховецком и в округе Муром в пойме реки Оки. Площадь заказника 62,7 тыс. га.
Природный комплекс государственного биологического заказника "Муромский" расположен на Ковровско-Касимовском плато, являющимся одним из природных округов Владимирской области. В округе выделяют три физико-географических района, в пределах одного из которых - Нижнеокская древнеаллювиальная низина - и на прилегающих участках поймы Оки находится заказник. На территории выделен отдельный охранный объект - озеро Виша с разнообразным растительным и животным миром. В целом территория госзаказника охватывает все разнообразие природных условий Окско-Клязьминского междуречья.
В географическом отношении территория представляет собой плоскую равнину с песчаными холмами и болотными низинами. Большую площадь занимают зандровые равнины, перерезанные грядами незначительных по высоте холмов, служащих водоразделами. Равнины сложены мощными (до 15-20 метров) песками водно-ледникового происхождения. Пойма реки Оки представляет собой песчаную равнину с невысокими, слабозадернованными грядами и гривами. С поверхности она сложена суглинками и глинами с прослойками песка и супеси. Суглинки представляются разнозернистыми песками с гравием и галькой.
На низменных зандровых и аллювиально-зандровых равнинах преобладают преимущественно дерново-слабозолистые почвы лёгкого механического состава, бедные гумусом и другими питательными веществами, в комплексе с болотными почвами. Преобладают супесчаные почвы.
Район расположения заказника относится к зоне умеренно-континентального климата и, как правило, характеризуется умеренно тёплым летом; холодной, снежной и продолжительной зимой; короткой, облачной, часто дождливой весной и относительно тёплой осенью. По данным Муромской метеостанции преобладающими ветрами на территории заказника являются юго-западные. Среднегодовая температура воздуха составляет + 3,4 градуса, самый тёплый месяц - июль, самый холодный - февраль. Средняя температура их соответственно + 19,3 градуса и -11 градусов. Среднегодовое количество осадков 588 мм, причём наибольшее количество осадков по временам года приходится на лето - 199 мм. Самые ранние заморозки (конец весенних заморозков) отмечены 15 апреля, самые поздние - 13 июня. Даты окончания последних заморозков весной приходятся, в основном, на 14 мая. Периодических засух, суховеев и ливневых дождей не наблюдается.
Территория заказника входит в состав смешанных лесов и относится к подзоне хвойных лесов южной части тайги. Слаборасчленённые водоразделы и сухие песчаные пространства террас покрыты сосновыми лесами. На вершинах холмов, дюн, сложенных песками, распространены светлые лишайниковые боры и боры верещатники. На пологих склонах, плоских вершинах и на более ровных участках произрастают сосняки, зеленомошники с брусникой, черникой и хорошо развитым моховым покровом. В более глубоких понижениях рельефа, со значительной заболоченностью, распространены сосняки сфагновые. Берёзовые леса распространены в пониженных формах рельефа. В местах, где пески близко подстилаются суглинками, на более переувлажнённых участках террас встречаются дубравы, приуроченные к гривистым повышениям рельефа.
Район исследования испытывает среднюю и слабую антропогенную нагрузку. Более сильное воздействие человека выявлено около берега озера Виши, чем дальше от водоема тем меньшая антропогенная нагрузка.
2. 2. Методы и методики
В работе использовался метод маршрутных учётов. Наносили на схему все встречные муравейники, нумеровали и измеряли их.
Плотность поселения муравьев высчитывалась по формуле: P=K/F (м²/га), где: K – сумма площадей оснований куполов (в м²), F – площадь, занимаемая комплексом (в га). Для определения объёма гнезд замеряется высота и диаметр купола, и он определятся по таблице
Таблица 1
Определение объёма гнезд
Диаметр купола, Высота купола, м H
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0, 25 0, 04 0, 80 0, 052 1, 35 1, 43 1, 90 2, 83
0, 30 0, 07 0, 085 0, 58 1, 40 1, 54 1, 95 2, 98
0, 35 0, 10 0, 90 0, 64 1, 45 1, 65 2, 00 3, 14
0, 40 0, 13 0, 95 0, 71 1, 50 1, 77 2, 05 3, 30
0, 45 0, 17 1, 00 0, 79 1, 55 1, 89 2, 10 3, 46
0, 50 0, 20 1, 05 0, 86 1, 60 2, 01 2, 15 3, 63
0, 55 0, 24 1, 10 0, 95 1, 65 2, 14 2, 20 3, 80
0, 60 0, 28 1, 15 1, 04 1, 70 2, 27 2, 25 3, 97
0, 65 0, 33 1, 20 1, 13 1, 75 2, 40 2, 30 4, 15
0, 70 0, 39 1, 25 1, 23 1, 80 2, 54 2, 35 4, 33
0, 75 0, 46 1, 30 1, 33 1, 85 2, 68 2, 40 4, 52
Проводился сбор муравьев и определялся их вид с использованием методики А. П. Букина и Г. М. Длусского. На каждый комплекс муравейников составлялся паспорт по методике паспортизации муравейников.
Для определения рода и вида муравьёв использовался цифровой микроскоп и «Определитель насекомых» под редакцией Плавильщикова Н. Н. ,. – М. :Учпедгиз.
Паспорт комплекса муравейников.
Лесничство_
Краткое таксационное описание участка:
·возраст_
·полнота_
· расположение по склону_
· Ф. И. О. должность ответственного_
· отметка о повреждении комплекса_
3. Результаты исследований и их обсуждения.
Первым этапом в изучении видового разнообразия муравьёв на территориях с различной антропогенной нагрузкой, был район Ковардицкого леса площадью 1 га, включающий в себя пробные площадки на опушке леса, поляне, в лесном массиве, прибрежной зоне озера Солдацкого. По полученным данным была составлена таблица видового разнообразия муравьев на контрольных площадках.
Таблица 3
Видовое разнообразие муравьев на пробных площадках участка Ковардицкого леса.
Виды муравьев, № контрольной площадки1 2 3
Ковардицкий лес
1 0,28 0,083 Овальная форма
2 0,47 0,16 С внешним валом
3 0,79 0,30 Овальная форма
4 1,77 2,99 Со скрытым валом
5 0,34 0,14 Овальная форма
6 0,64 0,21 Овальная форма
7 0,58 0,14 Со скрытым валом
8 0,39 0,16 Овальная форма
9 0,46 0,19 Со скрытым валом
10 0,20 0,044 Со скрытым валом
11 0,17 0,024 Овальная форма
12 0,33 0,12 Овальная форма
13 0,79 0,40 Овальная форма
ООПТ «Муромский»
1 0,33 0,096 Овальная форма
2 0,25 0,115 С внешним валом
3 1,73 2,7 Овальная форма
4 0,58 0,16 Со скрытым валом
5 0,35 0,13 С внешним валом
6 0,21 0,052 С внешним валом
7 0,69 014 Овальная форма
8 0,54 0,13 Со скрытым валом
9 0,23 0,135 С внешним валом
10 0,56 0,19 Овальная форма
11 0,24 0,141 С Внешним валом
12 0,67 0,17 Со скрытым валом
13 0,37 0,156 Со скрытым валом
14 0,26 0,122 С внешним валом
15 0,56 0,29 Овальная форма
16 0,35 0,143 Овальная форма
17 0,66 0,37 С внешним валом
18 0,34 0,16 С внешним валом
19 0,78 0,37 Со скрытым валом
20 1,43 2,31 С внешним валом
21 0,37 0,154 Овальная форма
22 0,71 0,29 Со скрытым валом
23 0,41 0,19 Овальная форма
В Ковардицком лесу на восьми пробных площадках было встречено 13 муравейников, среди которых самая большая площадь - 1,77 м2, объем - 3,05 м у муравьев древоточцев. У найденных муравейников отмечены такие типы: овальной формы, со скрытым валом, с внешним валом.
На территории ООПТ «Муромский» с незначительной антропогенной нагрузкой было встречено 13 муравейников, среди которых самая большая площадь - 1,73 м2, объем - 2,7 м3, и3. Как и в первом случае, муравейники трех типов, но преобладает муравейники овальной формы и с внешним валом. В заказнике размеры муравьиных гнезд небольшие, предположительно это может быть связано с постоянными разрушениями кабанами, так как данная территория является местом кормежки.
Все муравейники имеют конусовидную форму. У рыжего лесного муравья муравейник состоит из маленьких веточек, растительного мусора, сосновых иголок. Муравейники красного древоточца располагались около пней и состояли из крупных сосновых веточек и кусочков коры. Разнообразие в формах, материалах используемых для строительства муравейников обуславливается строением и образом жизни муравьев. В Ковардицком лесу отмечено у двух муравейников следы воздействия человека. На территории заказника наблюдаются следы разрушения муравейников кабанами.
Полученные данные позволили создать паспорт комплекса муравейников.
Учеными доказано, что наиболее приспособленными к антропогенным нагрузкам являются красные муравьи древоточцы и желтые земляные муравьи, а наименее приспособленными – рыжие лесные муравьи. Исследуя территории Ковардицкого леса и района ООПТ «Муромский», эти данные подтвердились. Самым распространенным видом на изученной территории является красный муравей древоточец.
Ковардицкий лес в большей степени подвержен антропогенной нагрузки со стороны человека, т. к. является ближайшей рекреационной зоной отдыха городского населения, это оказывает влияние на изменение видового разнообразия муравьев, в данном месте отмечено три вида.
Хотя ООПТ и является охраняемой территорией, но и там часто отдыхают туристы, организовывая несанкционированные свалки мусора, разрушая лесную подстилку, все это приводит к ухудшению экологического состояния этого удивительного места. Рыжий лесной муравей менее экологически пластичен, поэтому на территориях со средней антропогенной нагрузкой данный вид муравьёв встречается очень редко. Также одной из теорий малого количества муравьев на территории лесного массива вдоль озера Виши (ООПТ «Муромский») является наличие большого количества кабанов, которые разрушают гнезда муравьёв, используя их в качестве «санитарных ванн». Рыжий лесной муравей перебирается вглубь леса, оставляя свои муравейники. Более приспособленный к большим нагрузкам муравей красный древоточец активно занимает места, некогда принадлежащие рыжему лесному муравью.
Полученные в ходе работы результаты и анализ данных позволяют сделать следующие выводы:
1. На изученных территориях встречаются следующие виды муравьев:
1) Муравей бурый лесной(Formica fursa L.)
2) Муравей красный древоточец (Tetramorium caespitum)
3) Муравей рыжий лесной(Formica rufa L.)
4)Краснощёкий муравей-минер(Serviformica rifibarbis)
5)Желтый земляной муравей(Lasius flavus)
6) Малый лесной муравей(Formica polystena)
2. Наиболее часто встречается – муравей красный древоточец, более редко – малый лесной муравей;
3. Плотность поселения муравьев на пробных площадках резко различается;
4. Довольна высокая плотность населения наблюдается на территории заказника с наименьшей антропогенной нагрузкой, а наиболее низкая в Ковардицком лесу с высокой антропогенной нагрузкой.
5. На исследуемых территориях обнаружено 36 муравьиных гнезда, отличающиеся по площади, объёму и форме, что связано с разнообразием видов муравьев.
6. Площадь поселения муравьев составляет от 0,0502 м²/га до 0,0875 м²/га.
7. Наибольшее разнообразие видов и высокая плотность поселений представлено на территории заказника, что связано с меньшей нагрузкой на изучаемую территорию, увеличение которой может повлиять на сокращение видов.
5. Заключение
Среда обитания животных находится под влиянием человека и природы, она постоянно меняется. Неизменных человеком мест в нашем крае практически не осталось. Это в свою очередь влияет на видовой состав животных, в том числе и муравьев.
На территории округа Муром никогда не проводились какие-либо мирмикологические исследования. Данная работа является единственной. Но в ряде других районов Владимирской области такие исследования проводились, но они имели точечный характер. Следует принять во внимание, что многие сведения о муравейниках устарели, поэтому можно рекомендовать провести ряд новых исследований, направленных на изучение видового состава муравьёв Муромского края, соединить полученные данные и составить «Атлас видового разнообразия муравьёв Муромского края». Необходимо привлечь к данной работе участников школьных лесничеств нашего округа, создать паспорта муравейников рыжих лесных муравьев, так как они являются индикаторами экологического состояния леса.
Мы, люди, иногда безрассудно давим крошечных муравьев под ногами, не сознавая, что эти существа являются важной и неотъемлемой частью нашей экосистемы. Эти крошечные существа существовали на земле задолго до прихода человеческой расы. Муравьи возникли 145 миллионов лет назад, и они были свидетелями исчезновения динозавров.
С момента своего происхождения, муравьи превратилась в самых доминирующих существ в экосистеме земли. Например, они составляют 25% от общего веса животного мира в тропиках. Обладая необыкновенной приспособляемостью, эти существа заняли все возможные ниши и места обитания на земле. Они колонизировали лесной полог, вырыли подземные туннели, соорудили гнезда в гнилых бревна, щелях и т.д. Невзирая на температуру окружающей среды, приспособились жить в горах, чтобы быть частью экосистемы на большой высоте.
По оценкам ученых на земле существует почти 30000 видов различных муравьев, хотя на сегодняшний день только около 12 000 видов известны, а изучены и того меньше. 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.
Муравьи в экосистеме составляют одну десятую часть от общей биомассы на земле, и примерно равна общей биомассе людей. Если муравьи погибнут, род человеческий будет не в состоянии восполнить эти ресурсы. К сожалению, влияние антропогенной деятельности человека в природных экосистемах привело к тому, что десятки видов муравьев превратились во вредителей. Типичный пример этого фараонов муравей (Monomorium pharaonis), он же домовой муравей, который проник в наши жилища.
В природе не существует понятия «вредные-полезные» виды муравьев. Просто бывают ситуации, в которых один и тот же вид муравьев может приносить либо вред, либо пользу. Например, очень полезны в степи, где разносят семена растений. И они же около токов или в садах становятся вредителями. Строительная деятельность тоже полезна, так как улучшается структура почвы, хотя на лугу земляные насыпи мешают косить.
Роль муравьев в экосистеме леса приносит несомненную пользу. Как пример, в сосновых лесах их деятельность по уничтожению вредных насекомых, особенно в очагах массового размножения. Самое главное, что муравьи в первую очередь охотятся на тех насекомых, которые имеются в больших количествах. Муравьи – умные существа, и понимают, что выгоднее специализироваться на добывании пищи какого-то одного типа, сосредоточенного в одном месте.
Муравьи - это одно из самых распространенных насекомых в мире. По некоторым подсчетам, это семейство включает чуть более 12400 видов, в которых более 4500 подвидов. Но эта цифра не окончательная и постоянно растет. Учитывая то, сколько видов муравьев существует на всей земле, многим интересно узнать, какие из них встречаются на территории России.
Общее знакомство с муравьями
С биологической точки зрения муравьи относятся к перепончатокрылым. Их размер бывает разным, в зависимости от вида. Это общественные насекомые, которые живут колониями. Они строят свои муравейники из мелких частиц в почве или в древесине. Эти семейства хорошо организованы и имеют качественные системы коммуникации для того, чтобы все их действия были слаженными. Интересно, что некоторые виды муравьев общаются на своем языке, при помощи которого передают сложную информацию. Большинство из них имеют симбиотические отношения с некоторыми насекомыми, растениями, грибами и бактериями.
Каждый член колонии знает свое место и четко выполняет отведенную им роль.
- Самки. Это основатели муравейника. В большинстве колоний самка только одна. Она откладывает яйца для того, чтобы ее муравейник постоянно рос и пополнялся.
- Самцы. Они нужны для оплодотворения самок.
- Рабочие особи. Благодаря им муравейник живет. Они строят дом, охраняют его, убирают в нем, снабжают всех обитателей пищей, заботятся о личинках.
Стоит отметить, что самцы и самки снабжены крыльями, а рабочие муравьи их не имеют. Также некоторые виды муравьев имеют жало.
Образ жизни
После того как самка была оплодотворена, она теряет крылья и отправляется на поиски места, где заложит основание своего муравейника из нескольких комнат и отложит там яйца. Самец не выживает никогда. Матка вскармливает личинок при помощи слюны. Первая «партия» вышедших рабочих особей начинает заниматься строительством и добычей пищи. После того как появится достаточно рабочих муравьев, самка занимается только откладыванием яиц, а заботу о личинках (белых беспомощных червячках) берет на себя колония. Спустя пять линек образовываются куколки, которые перестают питаться. Из них выходят взрослые самки и рабочие особи. Этот процесс длится весь вегетационный период. Самцы возрождаются только весной.
Основной рацион - это сок растений из выделений тли. Но в тот момент, когда они заботятся о личинках, муравьи питаются другими насекомыми.
Муравьи: виды в России и их особенности
Известно, что эти насекомые способны приспособиться к различным условиям и заселить любой ландшафт. Но каждый отдельный вид имеет свои особенности, и это связано не только с внешними характеристиками. У каждого из них есть свои отличия в поведении и укладе жизни. Поэтому если узнать глубже об этих насекомых, даже тех, которые обитают на нашей территории, они могут показаться нам не менее интересными, чем те, которые проживают только в тропиках. Уже упоминалось о том, сколько видов муравьев в мире, поэтому стоит отметить, что из них более 125 видов находится в России. Но в разных источниках эта цифра варьируется и порой достигает 300. Самые знакомые из них - это рыжие лесные, луговые, фараоновы, домашние, термиты, листорезы и другие. Рассмотрим некоторые виды муравьев. Фото к некоторым насекомым будут прилагаться.
Рыжий лесной
Этот вид для своего обитания выбирает смешанные, хвойные и лиственные леса, которым больше 40 лет. Самки и рабочие отличаются красно-коричневым цветом. Их длина примерно 7-14 мм. Голова этого муравья имеет продолговатую форму, а тельце плотное. Самцы с красноватыми или желтоватыми лапками. Их семьи одиночные, разделенные на три касты. Одно гнездо может насчитывать от 800 тыс. до 1 миллиона особей. С мая до конца июня начинаются вылеты для спаривания. Удивительно то, что из яиц выходят только или рабочие особи, или самцы либо самки. Все зависит от потребностей семьи.
Этот вид муравьев способен навредить за счет то, что они разводят тлю. Но при этом они же приносят пользу садам. Эти насекомые уничтожают множество вредителей, которые наносят урон культурным растениям. При этом особое внимание муравьи обращают на тех насекомых, у которых начинается массовое размножение. Было подсчитано, что в крупном муравейнике эти насекомые за один день могут принести до 21 тысячи куколок вредителей. Поэтому один такой муравейник способен защитить примерно гектар хвойного леса.
Луговой муравей
Еще один вид, распространенный в России, - это луговой. Размер этого насекомого варьируется в пределах 5-11 мм. У луговых муравьев тело покрыто ворсинками, а спереди на грудке имеется темное пятнышко. Для строительства дома они выбирают луга, открытые опушки и полянки. Этот вид также разводит тлю. От муравейника к их «пастбищам» проложены углубленные дорожки, над которыми сделаны навесы. По этим путям муравьи ходят годами. Помимо выделений тли эти виды муравьев питаются мертвыми насекомыми. Очень редко лакомятся живыми.
После зимы, как только воздух прогреется до +10 градусов, они выползают из муравейника. При температуре +30 насекомые не покидают свое жилище. Выше было описано, сколько видов муравьев в мире, но из всех их только эти делают вылеты для размножения дважды в сезон. Они выпадают на май и август.
Фараонов муравей
Этот представитель относится к самым маленьким муравьям. Их полная длина равна 2-4 мм. Впервые они были обнаружены в Египте в гробницах на мумиях. Тогда Карл Линней их описал и присвоил им имя. Это случилось в 1758 году. Небольшие размеры помогли этим малышам распространиться по всей земле. В России они были замечены в 1889 году. Так приобрели известность эти виды муравьев. В мире они встречаются практически в каждом уголке, где есть люди.
Обычно они имеют желтый цвет и темное брюшко. Самцы практически черные и всегда крылатые. Этот вид очень трудолюбив, а в северной стороне они селятся исключительно в домах человека. Они предпочитают темноту и влагу, поэтому чаще встречаются в щелях полов, стен и других пустотах. Поскольку они всегда находятся в тепле, они не впадают в спячку и их колонии постоянно растут. Обычно их численность - несколько тысяч. Кроме того, для размножения им не приходится вылетать, а после оплодотворения рабочие особи отгрызают матке крылья. Всего за год семья вырастает на две тысячи обитателей. Гнездо делится, и так они распространяются по всей площади, вырастая в огромные колонии. Бороться с ними сложно, поскольку в одном месте может быть не одна самка. Интересно, что с этими обитателями не могут ужиться клопы, поскольку кислоты, которые исходят от смертельны для этих постельных вредителей.
Домовой муравей
Эти представители также относятся к самым мелким, их размер колеблется от 1 до 3 мм. Самка и самец темного коричневого тона, а рабочие особи отличаются желтой яркой окраской. Этих муравьишек называют ворами. Их небольшой размер делает их почти незаметными, и благодаря этому они неплохо уживаются около муравейников остальных видов. При этом они крадут у них личинок и яйца для того, чтобы прокормиться. Их можно повстречать в а также с южной стороны Европейской части страны.
Черный муравей
Этот вид также является одним из самых распространенных и нередко селится в домах человека. Их окраска обычно черная, но бывает темно-коричневой. Все тельце букашки покрыто мелкими ворсинками. Обычно муравейники строятся в почве, а сверху есть насыпной холмик. Также они могут строить свои жилища и в древесине, и под валунами. Порой можно встретить черного муравья более крупного размера - в этом случае вы наткнулись на другого представителя, его называют жнецом. Этот вид известен своей склонностью к огромным запасам в муравейнике. Они могут насобирать около килограмма семян и насекомых, чтобы успешно провести зимовку. Интересно то, что в отличие от других муравьев своих личинок они кормят растительной пищей, а не насекомыми.
Но на этом виды муравьев, которые встречаются в России, не заканчиваются. Например, многим известны древоточцы, которые бегают по веткам и собирают на листочках медвяную росу, а свои колонии основывают в пнях или под корой, прогрызая ходы. Также на территории страны встречаются некоторые виды «амазонок», которые не рождают рабочих особей, а воруют личинки у более мирных муравьев. Появившиеся на свет малыши думают, что амазонки - их родители и начинают для них выполнять всю «черную» работу.
Самые опасные виды муравьев: названия и описание
Существует два вида этих насекомых, которые вселяют особый страх в человека. Но водятся они не в России. Это муравьи «пуля» и «солдат» (также известны как Первый вид водится в лесах, раскинутых от Парагвая до Никарагуа. Длина его тела 2,5 сантиметра. Он устраивает свой муравейник на дереве. Проходя под ним, можно попасться этому муравью, который отважно спрыгивает на человека, чтобы уберечь свою колонию от врага. Эти насекомые умеют кричать и, прежде чем напасть, он издает зов. Его называют «пулей» не просто так. Его укус также пронзителен и болезнен, как пулевое ранение.
Муравей-солдат
Это второй опасный членистоногий. В основном он обитает в русле Амазонки, но его семейства можно повстречать в Азии и Африке. Это крупные особи, достигающие 1,5 см. Также они оснащены крупными жвалами (примерно 7-8 мм). Эти муравьи не имеют постоянного муравейника. Они всегда кочуют, устраивая привал только на тот небольшой период, пока королева откладывает яйца. В это время солдаты находятся в поисках пищи. Когда появляются личинки, муравьи их поднимают и продолжают путь. Самое ужасное - это то, что они на своем пути уничтожают все живое - насекомых, мелких и крупных животных - всех тех, кто не захотел прятаться или уснул. Неосторожную жертву словно волной накрывают сотни тысяч мощных солдат. Эти муравьи абсолютно слепые, поэтому все расценивают как угрозу их колонии. Именно поэтому они не страшатся размеров животных.
Эти муравьи являются необычайно сплоченным народом. При необходимости они могут создать из своих тел абсолютно любую фигуру. Например, они делают мосты, чтобы колония преодолела препятствие, или стены от непогоды. Для этого они прочно цепляются друг за друга.
Враги муравьев
Как мы увидели, разные виды муравьев имеют свою внутреннюю структуру, которая их оберегает и позволяет существовать колонии. Но у этих насекомых также есть враги, которые любят ими полакомиться. Одним из самых крупных муравьиных вредителей является медведь. Он регулярно разоряет муравейники, опуская туда лапы. Муравьи их «облепливают», и мишка слизывает лакомство. Также любят перекусить этими насекомыми кроты и лягушки, которые не пропустят бегущего мимо малыша. Кроме того, многим известно животное, которое носит название «муравьед». У него специально приспособлена мордочка для того, чтобы влезать в жилища насекомых. Кроме того, ему не страшны их укусы, поскольку шерсть настолько жесткая и густая, что даже мелкие муравьи не в силах пробраться сквозь нее. Мясо этого животного очень пахнет этими насекомыми и имеет черный цвет. Но это не единственные враги муравьев, поскольку за ними охотятся не только млекопитающие, но птицы и даже рыбы.