Видовое разнообразие муравьев для чего необходимо узнавать. Многовидовые ассоциации муравьёв на территориях с различной антропогенной нагрузкой. Особенности общения муравьёв

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность темы: Почти каждый человек в своей жизни, так или иначе, сталкивался с муравьями. И это не удивительно - муравьи живут везде, за исключением Антарктиды. Их 12.000 видов и, по некоторым подсчетам, они составляют до четверти биомассы наземных животных! В чем же секрет этих удивительных существ?

Ответ прост - в продвинутой социальной организации. Эти маленькие насекомые строят муравейники, по внутреннему устройству сравнимые с огромными замками или городами, слаженно трудятся, обороняются от врагов или сами затевают войны, у них есть подобие сельского хозяйства и животноводства, продвинутая система коммуникации, в их мире каждый знает свое место.

Муравьи относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабливаются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам. Они во многом похожи на людей.

Муравьи населяли нашу планету задолго до того, как появился человек. Они пережили динозавров и скорее всего, переживут и нас. Между нами больше 100 млн. лет эволюции. Однако, несмотря на долгий период изучения муравьёв, мы ещё многого о них не знаем.

Цель работы: изучение особенностейжизнедеятельности муравьёв и их влияния на экосистему леса.

Задачи:

познакомиться с жизнью муравьёв, особенностями их питания и общения;

провести наблюдение за внегнездовой жизнедеятельностью муравьёв;

определить роль муравьёв в экосистеме леса.

Объект исследования: жизнедеятельность муравьёв.

Предмет исследования: рыжий лесной муравей - Formica rufa.

Гипотеза: муравьи оказывают положительное влияние на лесную экосистему.

Практическая значимость работы: Нами не только исследуются особенности жизнедеятельности рыжих лесных муравьев, выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников.

Методы исследования:

Изучение литературных источников;

Полевые методы исследования (метод закладки пробных площадок, геоботанического описания, изучение почвы, измерение параметров муравьиных гнёзд и протяжённости троп с помощью рулетки);

Метод долговременного наблюдения;

Метод эксперимента;

Анализ, сравнение и обобщение результатов.

Оборудование, необходимое для исследования: 4 колышка, верёвка, лопата, деревянная доска, рулетка, компас, почвенный термометр, универ-сальные индикаторы - тест - полоски, корректирующая жидкость, Атлас - определитель.

Глава 1. Теоретическая часть исследования

1.1. Устройство муравейника

Все муравьи, обитающие у нас в стране, живут в гнёздах. Строят они их на земле. Снаружи их можно заметить по кучкам земли. Иногда муравьи селятся и в гнилой древесине: пнях, колодах.

Муравейник представляет собой сооружение из веточек, хвои ели, сосны, листьев. Здесь царит свой микроклимат - температура в муравейнике на 5 градусов выше окружающего воздуха. Муравьиная куча - сооружение не только наземное, но и подземное. Камеры, галереи, тоннели и коридоры пронизывают землю под муравейником, то причудливо переплетаясь, то разбегаясь в разные стороны. В гнезде есть свои склады продовольствия, мусорники, камеры для муравьиной матки и даже ясли для разных возрастных групп. Все эти помещения постоянно перестраиваются муравьями - открываются новые камеры, замуровываются старые, откапываются новые коридоры, а старые перекапываются и забиваются наглухо. В гнезде всё время кипит работа. Выполнение особью задач семьи - закон муравейника.

1.2. Муравьиная семья

Все муравьи - общественные насекомые. Они живут семьями. В гнезде рыжего лесного муравья насчитывается от нескольких десятков до одного миллиона жителей. Муравьи имеют три основные касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками.

Между членами муравьиной семьи существует разделение функций. В зависимости от возраста, размера насекомые несут разную службу. Обычно молодые рабочие муравьи - няньки, они ухаживают за расплодом и самками, повзрослевшие муравьи - строители, старшие - добытчики пищи. А те, которые совсем «состарились» - сторожа и наблюдатели. Они охраняют входы и выходы муравейников.

1.3. Особенности общения муравьёв

Все муравьи ориентируются в пространстве по наземным предметам, а также по солнцу. Особую систему восприятия окружающей обстановки создают обладающие запахом химические вещества - феромоны. Они выделяются железой внутренней секреции и воспринимаются другими муравьями как запах, играющий главную роль в организации колоний. Когда один муравей выделяет эту жидкость, другие муравьи посредством органов обоняния или вкусовых рецепторов получают сообщение и отвечают на послание. Все сигналы вырабатываются в соответствии с потребностями колонии.

Переговариваются муравьи друг с другом соприкосновением антенн, расположенных на голове. Так они передают различную информацию на понятном лишь им языке. Причем система передачи данных у муравьев подчас превосходит по эффективности даже человеческое речевое общение. Муравьи мгновенно решают вопросы, на которые человеку понадобятся многие часы.

1.4. Питание муравьёв

Основу питания почти всех муравьёв составляют два источника.

Первый, это насекомые. Муравьи охотятся или собирают уже мёртвых насекомых (мух, стрекоз, жуков и т.п.)

Второй источник - это падь - сладкое выделение тлей. Связь муравьёв с тлями - это яркий пример «сотрудничества» в мире животных. Тли снабжают муравьёв пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносят на свежие побеги растений, а иногда и уносят на зиму в муравейник. Помимо этого муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами.

Вся пища, которую собирают муравьи, переносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. Например, падь (муравьиное молочко) распределяется так: сначала падь набирается в зобик муравья. Затем, придя в гнездо, муравей становится в специальную позу, раскрывает челюсти и изо рта у него выступает капелька жидкости. К нему подходит один или несколько муравьёв, которые выпивают эту капельку и вскоре вся пища перекачивается. Если в гнездо поступает много пищи, её накапливают в зобиках определенной группы - хранителей. Это молодые и крупные муравьи. Таким образом, вся пища остаётся в семье.

1.5. Значение муравьев в природе

Муравьи выполняют множество экологических функций. Они оказывают положительное влияние на почвообразовательные процессы: перемешивают почву, улучшают её химический и механический состав. Прокладывая ходы, муравьи поднимают частицы почвы из нижних слоёв в верхние. При этом улучшается доступ воздуха к корням. Полезное перемешивание почвы происходит постоянно, так как муравьи непрерывно перестраивают свои гнёзда. В гнёздах и вокруг них накапливается большое количество экскрементов, удобряющих почву. Установлено, что деревья, корни которых попадают в зону влияния гнезда муравейника, быстро разрастаются, используя накапливаемые под муравейником питательные вещества. Около муравейников гораздо лучше развит живой напочвенный покров: масса травостоя, например, вокруг муравейника выше в 5-8 раз. Здесь развивается растительность, требовательная к плодородию почвы.

Муравьи, поселяющиеся в древесине и включающие в гнёзда старые пни, участвуют в разрушении омертвевшей древесины, ускоряя тем самым процесс её разложения. Кроме того, насекомые собирают в муравейник древесные и травянистые частицы, веточки, хвою, чешуйки, где их разложение идёт быстрее, чем на поверхности почвы.

Сам муравейник - общежитие не только для муравьев, но и сотен различных мелких животных - пауков, клещей, многоножек, жуков, сверчков и гусениц. Их привлекают сюда быстрое разложение веществ, высокая рыхлость почвы, стабильная температура, подходящая влажность.

Значение муравьев в природе возрастает еще и из-за того, что они являются одним из основных звеньев трофических цепей экосистем. Они служат пищей для барсуков, лис, медведей, певчих птиц. Без муравьёв невозможно нормальное развитие тетеревов и рябчиков.

Нельзя не отметить одну особенность муравьёв. Они способны размножать тлей, выделяющих большое количество экскрементов. Муравьиная семья использует их для питания взрослых особей, охраняет тлей от врагов. Но вред, причиняемый муравьями, является незначительным по сравнению с приносимой ими пользой.

Муравьи - активные хищники. Они быстро переключаются на новые обильные источники пищи и таким образом могут подавлять вспышки размножения вредителей. Жители среднего муравейника способны за день уничтожить до двадцати тысяч вредителей. За один сезон активности муравьёв лес очищается от пяти миллионов насекомых-вредителей.

Глава 2. Практическая часть

Исследования проводились в окрестностях посёлка СудаЧереповецкого района (в 40 км от Череповца).Время проведения исследования: июнь - август 2015 года.

Исследование 1. Закладка пробной площадки, её описание

Оборудование: 4 колышка, верёвка, компас, рулетка.

Для изучения лесного сообщества я выбрала участок леса, расположенный к юго-востоку от посёлка. (Приложение 1, рис.1.)

Здесь была заложена пробная площадка размером 30х30м 2:

1. установила колышек №1;

2. по компасу от колышка №1 отмерила расстояние 30м на север и поставила колышек №2;

3. от колышка №2 по компасу на восток отмерила расстояние 30м и установила колышек №3;

5. натянула между колышками верёвку.

Описание пробной площадки:

Рельеф участка равнинный, климат - умеренно-континентальный с умеренно тёплым летом и умеренно холодной зимой. Почва - дерново-подзолистая, супесчаная. Грунтовые воды залегают на средней глубине. Видовой состав растительного мира разнообразен. На участке I ярус принадлежит в основном хвойным, а также лиственным деревьям, II ярус представлен кустарниками и маленькими деревцами, III ярус - травы.

На исследуемом участке было обнаружено 7 муравейников: 4 крупных, 2-средних и 1 - малый. (Приложение 1, таблица 1)

Муравейники, построенные на освещённом месте, имеют сферическую форму, а в тени - высоко коническую. Состав куполов исследуемых муравейников в основном представлен мелкими веточками, стеблями и корнями трав, песчинками, хвоинками, кусочками древесины, сухими листьями. (Приложение 1, рис.2-8)

Высота муравейников составляет от 0,35 м до 1,20 м, а площади оснований куполов от 0,38 м 2 до 2,83 м 2 . Общее количество троп - 24. (Приложение 1, таблица 2)

Исследование 2. Изучение внегнездовой жизни муравьев

Оборудование: универсальные индикаторы - тест - полоски, корректиру-ющая жидкость, рулетка, деревянная доска, Атлас - определитель.

Для проведения экспериментов по внегнездовой деятельности муравьёв мной был выбран наиболее крупный муравейник №3.

Слегка пошевелив веточкой муравейник, я увидела, что потревоженные муравьи приняли оборонительную позу. Подержав над муравейником ладонь, почувствовала жжение и запах муравьиной кислотой, а подержав лакмусовую бумажку, обнаружила, что она стала красной. (Приложение 2, рис. 1,2)

Вывод: муравьи защищают себя и своё жильё с помощью муравьиной кислоты. Муравьиная кислота - это яд, которым муравьи защищаются и убивают добычу.

с помощью феромонов и усиков

Подсадка муравьёв из другого муравейника .

Я подсаживала муравьев на тропу рядом с муравейником и на муравейник (по 5 особей в каждом случае). Опознание чужака происходило только при непосредственном контакте особей (взаимное ощупывание усиками). Муравья, непосредственно вступавшего в контакт с чужой особью, поддерживали 2-3 муравья, находящиеся в непосредственной близости от зоны конфликта. Чужая особь атаковала не всегда, в большинстве случаев, ей давали убежать. Чужих муравьёв, подсаженных на тропу, атаковали и уничтожили в 8 случаях из 10.

В 20 см от купола муравейника вне тропы, движение муравьев внешне более хаотичное, что до некоторой степени препятствует прямым контактам особей. Здесь было опознано и уничтожено 10% чужаков. При подсадке особей из другой семьи на купол муравейника процент уничтоженных составил 50%. (Приложение 2, рис. 3,4)

Общение усиками .

Взяв осторожно одного из рабочих муравьев и обмакнув его брюшко в корректирующую жидкость (штрих), отправила обратно на поверхность муравейника. Один из его сородичей заметил «незнакомца» и засуетился - побежал сообщать всем о возможной опасности, передавая информацию с помощью усиков, скрещивая свои усики с усиками сородича: информация была передана и несколько муравьев побежали к «мнимому врагу». Подбежав к нему, незнакомец сделал несколько движений своими усиками и был узнан своими сородичами. (Приложение 2, рис. 5-7)

Вывод: Основной способ общения муравьев друг с другом - это особые химические вещества - феромоны, но общаются они также с помощью своеобразных антенн - усиков.

Эксперимент № 3. Охотничий инстинкти перемещение муравьев

в пространстве

Я подкладывала добычу (комаров и гусениц) на определенное расстояние от тропы и от муравейника. (Приложение 2, рис. 8,9) Добычу, подложенную прямо на тропу или на муравейник, обнаруживали быстро и сразу несколько особей, а добычу, подложенную вне тропы или чуть поодаль от муравейника, обнаруживали только через несколько минут 2-3 рабочих муравья.

Вывод: чем ближе добыча от тропы или муравейника, тем быстрее и больше особей её обнаруживают. Различия в сроках обнаружения у тропы объясняются различными расстояниями.

Положив доску на тропу в разные положения, я проверила реакцию муравьёв. Ожидалось, что, новый субстрат, не имеющий запаха муравьиной тропы, вызовет исследовательскою реакцию, и на восстановление тропы будет затрачено какое-то время. Однако этого не произошло. Доску расположенную как вдоль, так и поперёк тропы, муравьи проходили без задержки. Доску, поставленную на ребро, после кратковременного исследования муравьи обходили и возвращались на тропу. (Приложение 2, рис. 10,11)

Вывод: при использовании знакомой тропы насекомые используют не только обоняние, но и способность к ориентации. Древесные предметы, появляющиеся на тропах, большой неожиданностью не являются (запах древесины им знаком). Препятствия с высокими вертикальными стенками муравьи избегают, демонстрируя способность к навигации.

Эксперимент № 5.Изучение муравьиных троп

При наблюдении за муравейником я изучила тропы, отходящие от него. Было обнаружено 5 троп. С помощью рулетки измерила их длину. Самая длинная тропа составляет 16,3м, самая короткая - 7,9м. Я заметила, что окончание тропы может быть на дереве, пне или земле. Основное назначение троп - это . Данные наблюдений занесла в таблицу. (Приложение 2, таблица 2)

Вывод: большая часть троп, по которым осуществляется движение муравьиных потоков, относится к кормовым, поскольку по ним муравьи транспортируют пищу. Максимальное движение на тропах отмечается в дневное время. Тропы проложены в основном к стволам деревьев, имеющих следы повреждений различными вредителями. Следовательно, муравьи сохраняют прирост крон деревьев в очагах вредителей, повышают продуктивность леса.

Для изучения количественного учета истребляемых насекомых была выбрана тропа №5.

25 июля 2015 г. я собирала добычу муравьев на тропе в течение 15 минут три раза в день (утром, в полдень и вечером). Утром добыча муравьёв составила 23 насекомых, из них 3 полезных, 17 вредных и 3 насекомых определить не смогла. Днём количество насекомых увеличилось до 45, из них вредных было 32, полезных - 7. Вечером добыча муравьёв составила 28 насекомых, из них полезных - 4 , вредных - 23, неопределённых -1. Данные занесла в таблицу. (Приложение 2, таблица 2)

Вывод: пик истребления насекомых приходится на полдень. Большинство истребляемых муравьями насекомых относится к вредным. Следовательно, муравьи снижают численность вредителей.

Исследование 3. Изучение влияния гнёздостроительной деятельности муравьёв на экосистему леса

Оборудование: почвенный термометр, лопата, универсальные индикаторы - тест - полоски.

Для изучения почвообразующей деятельности муравьёв я сравнила почву вблизи и вдали от муравейника по следующим показателям - механический состав, влажность, температура, кислотность. Данные исследования занесла в таблицу. (Приложение 3, таблица 1)

По данным таблицы видно, что почва у муравейника более структурная, лучшего механического состава, более рыхлая, влажная, а, следовательно, и более плодородная. Температура почвы у гнезда выше, чем вдали. Это объясняется прежде всего тем, что внутри самого муравейника температура более высокая, чем снаружи, соответственно и почва также прогревается.

Вывод: в естественных биоценозах гнездостроительная деятельность муравьёв имеет важное почвообразующее значение.

Заключение

В результате проведенного исследования я изучила особенностижизнедеятельности муравьёв и их влияние на экосистему леса и пришла к следующим выводам:

Все муравьи - общественные насекомые. Они живут семьями в гнёздах. Между членами муравьиной семьи существует разделение функций в зависимости от возраста и размеров. Основу питания муравьёв составляют насекомые, выделения тлей, сок растений, семена, грибы и нектар. Общаются насекомые с помощью особых химических веществ - феромонов.

Муравьи защищают себя и своё жилище с помощью муравьиной кислоты. Опознание чужаков в муравейнике происходит с помощью ощупывания антеннами-усиками. При передвижении по тропам насекомые используют не только обоняние, но и способность к ориентации. Основная часть муравьиных троп относится к кормовым и заканчивается на стволах деревьев, имеющих повреждения. Большинство насекомых, истребляемых муравьями - вредные.

Рыжие лесные муравьи являются неотъемлемым звеном в экосистеме

леса. Они оказывают положительное влияние на почвообразовательные процессы, участвуют в разрушении омертвевшей древесины, повышают продуктивность леса, являясь основой биологического лесозащитного комплекса от насекомых - вредителей.

Таким образом, муравьи оказывают существенное положительное влияние на экосистему леса. Моя гипотеза подтвердилась.

Список литературы и интернет - источников

1. Бакшт Ф.Б. Магнитные муравейники // Природа.№7, 1990. -с.60-63

2. Гребенников В.С. Тайны мира насекомых. - Новосибирск: Новосибирское книжное издательство, 1990 - 272с.

3. Длусский Г. М. Муравьи рода формика. М.: Наука, 1967 - 236c.

4. Евтушенко С.А. Почти как люди. [Электронный ресурс], - http://www.oracle-today.ru - статья в интернете.

5.Жизнь муравьёв в муравейнике. [Электронный ресурс], - http://novosteika.ru/stati/nauka/muravei.php - статья в интернете.

6.Захаров А.А. Муравей, семья, колония.- М.: Изд-во « Наука», 1978 - 142c.

7. Клуб любителей муравьев. [Электронный ресурс], - http:// www.antclub.org/morphology/anatomy

8. Халифман И. А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1967 - 304с

Приложение 1

Закладка пробной площадки, её описание

Рис 1. Карта места расположения исследуемого участка

Таблица 1. Общие данные по обследованию участка

Фотографии муравейников, обнаруженных на исследуемом участке

Рис.2. Муравейник № 1 Рис.3. Муравейник № 2

Рис.4. Муравейник № 3 Рис.5. Муравейник № 4

Рис.6. Муравейник № 5 Рис.7. Муравейник № 6

Рис.8. Муравейник № 7

Таблица 2. Общие данные по обнаруженным муравейникам

Приложение 2

Изучение внегнездовой жизни муравьев

Эксперимент № 1. Защитная реакция муравьёв

Рис.1. Защитная реакция муравьёв

Рис.2. Обнаружений муравьиной кислоты

Эксперимент № 2. Выявление способов общения муравьев

с помощью феромонов и усиков

Рис.3. Подсадка чужих муравьёв на Рис.4. Подсадка муравьёв на

тропу рядом с муравейником муравейник

Рис.5. Муравей, помеченный Рис.6. Помеченный муравей

корректирующей жидкостью посажен на муравейник

Рис.7. Обнаружение помеченного

Эксперимент № 3. Охотничий инстинкт и перемещение муравьев

в пространстве

Рис.8. Помещение добычи Рис.9. Обнаружение муравьями

на муравейник добычи

Эксперимент № 4. Обнаружение препятствий

Рис.10. Доска, поставленная на ребро Рис.11. Доска, поставленная

поперёк муравьиной тропы

Эксперимент № 5. Изучение муравьиных троп

Таблица 1. Характеристика муравьиных троп, отходящих от муравейника №3

Эксперимент № 6. Количественный учёт истребляемых муравьями насекомых

Таблица 2. Учет истребляемых муравьями насекомых

Приложение 3

Изучение влияния гнездостроительной деятельности муравьёв на экосистему леса

Таблица 1. Характеристика почвы, взятой вдали и у муравейника

Определение характеристики почвы вдали и у муравейника

Рис.1. Взятие проб вблизи муравейника

Рис.2. Взятие проб вдали от муравейника

Определение температуры почвы вблизи и вдали от муравейника

Рис.3. Определение температуры Рис.4. Определение температуры

почвы у муравейника почвы вдали от муравейника

«Средняя общеобразовательная школа № 3»

Областной конкурс «Подрост-2014»

Номинация «Экология лесных животных»

Тема: "Экология и поведение лесных муравьёв"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3» 9 «а» класса,

прописан по адресу: 391430, г. Сасово, Рязанская область,

микрорайон «Северный», дом 5, кв.28.

Руководитель: Пупочкина Елена Сергеевна,

учитель биологии

Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

«Средняя общеобразовательная школа №3»,

прописана по адресу: 391430, г. Сасово, Рязанская область,

ул. Пролетарская д.29

телефон: 8-920-996-75-71

Сасово 2013

Оглавление:

Введение......................................................................................................

Методика исследования …………………………………………………….

Результаты исследований …………………………………………………..

Выводы ………………………………………………………………………

Заключение ………………………………………………………………….

Список использованной литературы ………………………………………

Приложения …………………………………………………………………

ВВЕДЕНИЕ

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

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

Появились муравьи на нашей планете двести миллионов лет назад. Предки современных муравьев были подземными хищниками, лишь значительно позднее они освоили поверхность земли и залезли на деревья. С течением времени одни формы муравьев вымирали, другие появлялись, и сейчас ученые насчитывают около восьми тысяч различных видов.

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

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

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

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

Гнезда у муравьев очень разнообразны: моховые и земляные кочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда используется четыре-пять миллионов хвоинок и веточек.

Ориентируются муравьи в пространстве по наземным предметам, а также по свету солнца. Особую систему восприятия окружающей обстановки создают обладающие запахом химические вещества, выделяемые муравьями – феромоны.

Переговариваются муравьи друг с другом соприкосновением антенн, расположенных на голове. Так они передают различную информацию на понятном лишь им языке.

А какова роль муравьев в природе? Она огромна.

О муравьях известно как о наиболее полезных насекомых. Всем известна роль муравьев в биоценозе - ускорение разложения растительных остатков, снижение численности зимующих и стволовых вредителей, и тем самым содействие приросту древостоя. Во многих отношениях муравейник представляет собой удобный модельный объект для исследования принципов организации биологических систем, структуры популяции и ценозов и ряда важных для науки и практики проблем.

Изучение образа жизни муравейника, внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев мне представляется очень интересной и актуальной задачей. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения ее воздухом, ускоряют разложение растительных остатков и удобряют почву гумусом, уничтожают много насекомых – древоразрушителей, содействуя приросту древостоя. При этом листогрызущие насекомые составляют 90% из пищевого рациона. Муравьи – активные хищники. Они быстро переключаются на новые обильные источники пищи и таким образом могут подавлять вспышки размножения вредителей. С другой стороны, сами муравьи – прекрасная еда для певчих птиц, рябчиков, тетеревов, барсуков, лис, медведей.

Таким образом, муравьи могут подавлять очаги массового размножения вредителей. Радиус защитного действия среднего гнезда (диаметром около 1 метра и высотой купола 55 см) рыжих лесных муравьев от сосновой и других совок, пилильщиков, ряда пядениц – 30 метров, шелкопрядов и майских хрущей – 10 метров. Четыре средних гнезда на одном гектаре леса гарантируют защиту от листогрызущих насекомых – вредителей.

Кроме того, муравьи улучшают водный режим почвы и регулируют его кислотность. Под муравейником обычно она более легкая, менее кислая.

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

Сам муравейник – общежитие не только для муравьев, но и сотен различных мелких животных. И кого здесь только нет – пауки, клещи, многоножки, жуки, сверчки, гусеницы бабочек… Их привлекают сюда быстрое разложение веществ, высокая рыхлость почвы, стабильная температура, подходящая влажность. Некоторые сожители поедают в муравейнике всякие отбросы, мертвых муравьев, не прочь поживиться муравьиными личинками. К таким «гостям» хозяева относятся враждебно. Однако к большинству они довольно равнодушны, а кое к кому испытывают явную симпатию. Некоторые «гости» хорошо владеют муравьиным языком и легко выпрашивают питательные капельки у сытых муравьев.

Основы питания почти всех муравьёв составляют 2 источника. Первый, это насекомые. Муравьи охотятся или собирают уже мёртвых насекомых (мух, стрекоз, и т.п.)

Второй источник – это падь – сладкое выделение тлей. Связь муравьёв с тлями – это яркий пример «сотрудничества» в мире животных. Тли снабжают муравьёв пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносит их на свежие побеги растений, а иногда и уносят их на зиму в муравейник.
Помимо этого муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами. И хотя семена не являются их основной пищей, для жизни леса это очень важно. Многие лесные травы, например: фиалки, пролеска, и др. растения расселяют исключительно муравьи. Муравьи отгрызают придаток, а само семя не трогают, но переносят его при этом на большое расстояние. А в пустынях обитают муравьи, которые питаются исключительно семенами. Они поедают их целиком, но при переноске часть их теряется.

В пользе муравьев для человека не нужно никого убеждать: повышение плодородия почвы, уничтожение вредителей, увеличение численности полезных животных… Не случайно человек издавна обратил на них внимание, и муравьи стали первыми насекомыми, которых люди начали использовать для борьбы с вредителями. В седую старину жители Южной Аравии переносили муравейники с холмов в финиковые рощи для защиты драгоценных пальм. И сейчас человек повышает численность и расширяет ареал муравьев, расселяя их. Такие работы ведутся во многих странах Европы. Идут они и у нас. На Украине, например, было расселено свыше 200 тысяч муравейников. Конечно, далеко не всегда операция завершается успешно. Тем не менее, результаты изучаются, по крупицам накапливается опыт.

Из яда рыжих лесных муравьев раньше получали так называемый муравьиный спирт, который использовали для натирания.

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

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

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

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

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

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

Данное исследование проводится в нашей местности.

Гипотеза работы : муравьи оказывают существенное влияние на лесную экосистему.

Предмет исследования : муравейники в окрестностях города.

Объект исследования : рыжие лесные муравьи (Fjrmica rufa ) .

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

Задачи:

провести картирование гнезд рыжих лесных муравьев

провести эксперименты по изучению внегнездовой деятельности муравьев

выявить роль муравьев в экосистеме леса и предложить рекомендации по их охране.

Работа выполнялась в течение лета 2012 - 2013 года.

Для выполнения работы был выбран биоценоз леса, находящегося на северо-востоке села Бастаново. Рельеф участка равнинный. Климат умеренно-континентальный с умеренно теплым летом и умеренно холодной зимой. Почвы дерново-подзолистые, супесчаные. Грунтовые воды залегают на средней глубине. Видовой состав растительного мира разнообразен. На участке первый ярус принадлежит лиственным деревьям: рябина, ольха и т.д. второй ярус представлен кустарником и маленькими деревцами.

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

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В своей работе нами применялись методы: полевые исследования (метод закладки пробных площадок, геоботанического описания, изучение почвы), работа с научно-популярной литературой, статистический метод обработки результатов, метод наблюдения, метод лабораторных исследований, метод эксперимента, измерения параметров муравьиных гнезд и протяженности троп с помощью рулетки.

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

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

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

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

Исследовательская работа проводилась по плану:

1.Изучение научно – популярной литературы и определение общих особенностей объекта исследования - Рыжий лесной муравей (Formica rufa) - общественное насекомое.

2.Обследование окрестностей села Бастаново, нахождение муравейника и определение его характеристик.

3.Изучение внегнездовой жизни муравьев:

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

перемещение муравьев в пространстве, охотничий инстинкт.

4. Изучение муравьиных троп.

5. Проведение кратковременного лабораторного эксперимента по доказательству « социальности» муравьев.

6.Определение роли муравьев и составление рекомендаций по их охране.

7.Проведение охранных мероприятий изучаемых муравейников.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Картирование гнезд рыжих лесных муравьев

Село Бастаново находится в 10 километрах от г.Сасово исследуемый участок выбран на северо-востоке города. Нами был выбран лесной биотоп, который ограничен на севере и востоке полями, на юге лесной дорогой, на западе тропинкой, которая идет к жилым домам. При внимательном осмотре стволов и ветвей деревьев были обнаружены различные повреждения. Если сравнить современное состояние участка с прошлыми годами, можно отметить, что антропогенная нагрузка на участок с каждым годом увеличивается. Больше появляется поврежденных деревьев и в результате воздействия человека, и в результате повреждений вредными насекомыми. Осенью была произведена рубка 4 поврежденных деревьев.

На исследуемом участке, площадью 720 кв.м. было обнаружено всего 4 муравейника. Купола всех муравейников имеют колоколообразную форму.

Таблица 1

Общие данные по обследованию леса

Общая площадь леса

Количество муравейников

Величина муравейников

Количество троп

Целых

Разрушенных

Всего

Крупный

Средний

Малый

Среднее на муравейник

Общее по участку

720 кв.м.

Таблица 2

Общие данные по обнаруженным муравейникам

№ муравейников

Размер муравейников

Количество троп, отходящих от муравейника

Состояние муравейника

Диаметр основания

Высота

Площадь основания купола (кв.м)

0,86

Не нарушен

0,46

Разбросан наполовину

0,52

Не нарушен

0,28

Не нарушен

Таблица 3

Размеры муравейников на исследуемой территории

№ муравейника

Высота в см

Диаметр в см

2012

2013

2012

2013

Описание муравейника.

Как устроен муравейник?

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

Физико–географическое положение пробной площадки, на которой расположен исследуемый муравейник.

Исследуемый участок расположен в 400 м на северо – восток от с. Бастаново. Рельеф слегка всхолмленная равнина. В травяном пологе лесов много типичных дубравных растений. Весной расцветает хохлатка, ветреница, медуница, ландыш майский и чистяк. Позже к ним присоединяются купена лекарственная, звездчатка, душица, костяника, яснотка, перловник, земляника, фиалка сомнительная. Роскошный покров образует здесь папоротник орляк. В дубравах много других трав, которых не увидишь в открытой степи: колокольчики, кипрей, горечавки, зорька, бутень, дягиль, шпажник, смолевка, марьянник. Видовой состав растительного мира разнообразен, доминирующие виды – дуб, осина, береза, подрост представлен осиной, терном, травянистый покров гораздо выше и гуще вокруг муравейников и состоит в основном из растений, требовательная к плодородию почв, но в тоже время способных произрастать на кислых почвах: ковыль на открытых участках, полынь, земляника лесная, крапива обыкновенная. Травяной покров в кустарниковых зарослях представлен лугово-степным разнотравьем: душицей обыкновенной, кровохлебкой лекарственной, шалфеем степным, подмаренником настоящим, васильком русским с примесью ковыля красивейшего, костра безостого и других злаков. Почвенный покров чернозёмы. По механическому составу наибольшее распространение получили тяжелосуглинистые почвы, среднесуглинистые.

Исследуемый объект – муравейник.

Наиболее крупный муравейник №1 располагается с южной стороны дерева под дубами. Пологая часть муравейника находится с южной стороны. Рядом с ним на расстоянии 4 м расположены еще 3 муравейника, более низкие, но с таким же крутым куполом.

Весь муравейник № 1 пронизан ходами (особенно в середине и сверху), по которым муравьи таскают наружу мелкий строительный материал: древесные и травянистые частицы, веточки, чешуйки, травинки, листья.

Результаты исследования почвы.

Таблица 3.Сравнительная таблица характеристик почвы вдали и у муравейника.

Признаки

Показатели возле муравейника

Показатели вдали от муравейника

Структура

Структурная

Менее структурная

Механический состав

Легкий суглинок

Средний суглинок

Степень утоптанности

слабо утоптанная около муравейника (лопата при сильном ударе вошла в почву на глубину 5 см.

почва среднеутоптан-ная, т.к. лопата вошла в землю на глубину 3,5 см.

Влажность

увлажненная

свежая

Температура

24ºС

22ºС

Кислотность

Кислая(изменение цвета лакмусовой бумаги на красный)

слабо кислая

Анализ таблицы.

По данным таблицы почва у муравейника более структурная, лучшего механического состава, более рыхлая, влажная, следовательно и более плодородная. Температура почвы у гнезда выше, чем в дали. Это объясняется прежде всего тем, что внутри самого муравейника температура более высокая, чем снаружи, соответственно и почва также прогревается.

Кислотность почвы у муравейника также повышенная.

Вывод: в естественных биоценозах, гнёздостроительная деятельность муравьев, имеет важное почвообразующее значение :

Прокладывая ходы гнезда, муравьи рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растения. Кроме того, муравьи выделяют экскременты, заносят в гнездо различные органические остатки, и тем самым обогащают почву углеродом, азотом, калием, фосфором и многими микроэлементами, тем самым делая почву более плодородной.

В гнездах формируется специфическая среда, которая способствует более быстрому разложению попадающих в гнездо растительных остатков, повышению биологической активности почв, т.к. при более высокой, чем в окружающей почве, температуре гнезда лучше развивается в муравейнике микрофлора - бактерий, грибы. Разложение ускоряется в десятки раз.

Поэтому исследуемое гнездо рыжих лесных муравьев диаметром более 1 м является «фабрикой плодородия» и настолько мощной, что в состоянии оказать серьезное влияние на рост не только произрастающих непосредственно у муравейников трав и кустарников, но и деревьев, достаточно удаленных от муравейника.

Муравьиные дороги

Существует определённая связь между живой силой муравьиной семьи - численностью населения муравейника - и размером, площадью кормового участка, обилием пищи на нём и распределением этой пищи. В пору массового размножения каких-нибудь насекомых, потребляемых муравьями, площадь кормового участка заметно сокращается, а по мере обеднения территории в кормовом отношении - вновь возрастает.

Но высота и объём гнездового купола на муравейнике не всегда отражают силу семьи и дают правильное представление о её возрасте. Правильнее судить о численности населения муравейника и его возрасте по состоянию и протяженности муравьиных дорог и интенсивности движения на этих дорогах, но, разумеется, с учетом и других сопутствующих обстоятельств.

Дороги вокруг муравейников формировались годами. Система дорог вокруг муравейника не просто «вытоптаны» лапками несчетного числа пробегающих здесь фуражиров, но и расчищены, выровнены, спрофилированы, а на отдельных участках иной раз даже тоннелированы.

Это говорит о том, что муравьям более поздних генераций достаётся в наследство от предшествовавших поколений уже сложившаяся сеть дорог, которую приходится только подновлять и поддерживать в порядке. Да и приведение в порядок гнезда после зимовки тоже требует значительно меньше затрат живой силы семьи, чем новое строительство. Все это в конечном счете способствует повышению коэффициента полезной деятельности рабочих муравьёв и, особенно, фуражиров из семей, обитающих в старых гнёздах: каждый кубический дециметр гнезда, каждый погонный метр муравьиных дорог обходится старому муравейнику дешевле, а это высвобождает активность рабочих муравьёв для рейдов фуражиров за добычей.

Проведенные наблюдения за тропами, по которым осуществляется движение муравьиных потоков на изучаемой территории, показали следующее. Большая часть троп соотносится кормовым, поскольку по ним муравьи транспортируют пищу. Тропы проложены в основном к стволам деревьев, имеющих следы повреждений различными вредителями, к скоплениям сучков и веточек, листового опада. Максимальное движение на тропах отмечается в дневное время.

Таблица 4

Характеристика муравьиных троп

№ тропы

(№ муравейника)

Назначение тропы

Длина тропы (м)

Место окончания тропы

1 (№1)

12,7

На деревьях

2 (№1)

Перенос корма и строительного материала

На земле

3 (№1)

Перенос корма и строительного материала

16,4

На земле

4 (№1)

Перенос корма и строительного материала

14,5

На пне

5 (№2)

Перенос корма и строительного материала

10,5

На земле

6 (№2)

Перенос корма и строительного материала

На дереве

7 (№2)

Перенос корма и строительного материала

На земле

8 (№3)

Перенос корма и строительного материала

13,5

На земле

9 (№3)

Перенос корма и строительного материала

На земле

10 (№3)

Перенос корма и строительного материала

11,2

На дереве

11 (№3)

Перенос корма и строительного материала

На дереве

12 (№4)

Перенос корма и строительного материала

На земле

13 (№4)

Перенос корма и строительного материала

На земле

14 (№4)

Перенос корма и строительного материала

На дереве

Таким образом, картирование гнезд рыжих лесных муравьев показало, что на исследуемом участке зафиксировано 4 гнезда, из них одно гнездо частично нарушено. Один муравейник относится крупным, три – средним. От каждого гнезда отходят муравьиные тропы, которые используются для переноса корма и строительного материала. Кроме этого в нашем случае все муравейники являются опорными, так как три муравейника расположены возле деревьев, а один муравейник, который находится в стадии построения возле пня. Все муравейники строящиеся, что доказывает изменение высоты и диаметра муравейников за время наблюдения.

Плотность поселения муравьев

Математические расчеты плотности поселения муравьев показали, что на исследуемом участке плотность составила 2,23, что соответствует формуле:

Р=2,12кв.м./0,72 кв.м.

Также можно вычислить достаточно ли муравейников на исследуемой территории для профилактики подавления вредных насекомых. По норме в хвойном лесу на 1 га должно быть 4 муравейника. В нашем случае на 720кв.м. имеется 4 муравейника, один из которых частично разрушен. Значит, в нашем лесу можно сказать, что по норме муравейников достаточно, но все большее количество зараженных деревьев говорит обратном.

Эксперименты по внегнездовой деятельности муравьев

В качестве эксперимента по изучению внегнездовой деятельности муравьев нами были проведены три эксперимента.

1) количественный учет истребляемых муравьями животных

2) закономерности суточной активности муравьев

3) изучение терморегуляции внутри гнезда.

Для изучения количественного учета истребляемых животных необходимо было собрать добычу муравьев за 15 минут три раза в день (утром, в полдень и вечером) на одной из муравьиных троп.

Для выполнения экспериментов был выбран муравейник №3 и тропа №10.

Таблица 5

Количественный учет истребляемых муравьями животных

№ муравейника

№ тропы

Время наблюдений

Продолжительность сбора

Количество отобранных у муравьев насекомых

Месяц, число

Часы, минуты

Всего

Полезных

Вредных

Не определенных

20.07.

9.00

15 мин

20.07.

13.30

15 мин

20.07

18.00

15 мин

Из таблицы можно сделать вывод, что большинство истребляемых муравьями животных относится к вредным. Пик истребления животных приходится на полдень.

В муравейнике нет внутри гнездовых приёмщиц, и фуражиры неспособны сообщать сестрам по гнезду какой и где их ожидает вокруг гнезда корм. В дни, когда гусениц много, охотники, подгоняемые наличием добычи, изо всех сил доволакивают её до порога дома, втаскивают на купол гнезда и, бросив здесь, спешат в обратный путь. Проходит час-другой и бывший поутру рыжим купол начинает зеленеть, а спустя какое-то время покрывается сплошным слоем убитых или только оглушенных ядом гусениц. Некоторые ещё словно шевелятся, или их сдвигают с места снующие вокруг муравьи.

Нам довелось один раз видеть порядочный по размерам купол муравейника от макушки до подножия, да и вокруг основания, сплошь засыпанный тысячами брошенных как попало трупов гусениц, что имеет представление о подлинных масштабах побоища, бесшумно совершаемого населением муравейника в летний день.

Суточная активность муравьев зависит от температуры. По нашим наблюдениям муравейники просыпаются в основном, когда температура весной подходит к положительным отметкам. Именно тогда открываются ходы в муравейнике и начинаются появляться на куполе муравьи. Данная активность в дальнейшем нарастает и продлевается практически до конца сентября, начала октября. В зависимости от температуры в разные годы. Также мы заметили, что муравьи покидают муравейник только после того, как температура становится выше +5 градусов.

Нами были проведены исследования зависимости суточной активности муравьев от температуры воздуха

Таблица 6

Суточная активность муравьев 03.07.2013

Часы наблюдений

Количество штук (за минуту)

Для сравнения во время наблюдений мы выбрали пасмурный день 12.07.2013, так как 03.07.2013 был солнечным днем.

Таблица 7

Суточная активность муравьев 12.07.2013

Часы наблюдений

Количество штук (за минуту)

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

Для изучения терморегуляции внутри гнезда мы провели следующий эксперимент. Мы окрасили гуашью часть купола муравейника в красный цвет. Рядом, на расстоянии около 1,5 метра от муравейника, насыпали ведро мелких веточек. На следующий день мы не обнаружили красного цвета на муравейнике. Высыпанные веточки рядом с муравейником не изменились. Это говорит о том, что муравьи все время перекладывают строительный материал муравейника с поверхности муравейника в нижние этажи. Скорее всего, это необходимо для того, чтобы в муравейнике не было сырости и внутренние камеры оставались сухими.

Все исследования вне гнездовой жизни муравьев говорят о том, что муравьи полезные насекомые, так как основой их пищи являются вредные насекомые. Значит, муравьи являются биологическим оружием с вредными насекомыми. Пик суточной активности муравьев приходится на полуденное время в ясные дни, когда лес прогревается. Так же муравьи постоянно просушивают свое жилье и не дают ему отсыреть.

Эксперимент «Защита муравьев»

Когда мы слегка пошевелили веточкой муравейник, потревоженные муравьи приняли оборонительную позу. Подержав над муравейником ладонь, мы почувствовали жжение и запах муравьиной кислотой. Потом мы подержали синюю лакмусовую бумагу и она стала красной, следовательно муравьи «выстреливают» из резервуара струйку жидкости, состоящей главным образом из смеси муравьиной кислоты и других углеводородов. Муравьиная кислота – это яд, которым муравьи защищаются и убивают добычу. Значит, таким образом муравьи защищают себя и свой муравейник.

Эксперимент «Выявление способов общения муравьев с помощью феромонов и усиков»

Эксперимент с подсадкой муравьёв из другого муравейника.

Мы подсаживали муравьев на тропу рядом с муравейником и на муравейник по 5 особей в каждом случае. Опознание чужака происходило только при непосредственном контакте особей (взаимное ощупывание усиками). Реакция муравья непосредственно вступавшего в контакт с чужой особью поддерживали 2-3 муравья находящихся непосредственно в близости от зоны конфликта. Чужая особь атаковала не всегда, в большинстве случаев ей давали удрать. Чужих муравьёв подсаженных на тропу атаковали и уничтожили в 8 случаев. В 20см от купола муравейника вне тропы, движение муравьев внешне более хаотичное, что до некоторой степени препятствует прямым контактам особей. Здесь было опознано и уничтожено 10% чужаков. При подсадке особей из другой семьи на купол муравейника процент убитых составило 50%.

Эксперимент с перемещением муравьёв с одной тропы на другую являлся контрольным по отношению к первому.

Мы взяли 5 муравьев с муравьиной тропы, которая ведет от муравейника, на него не нападают даже в том случае, если он взят очень далеко от муравейника. Это говорит о том, что муравьи отличают обитателей своего муравейника от пришельцев того же вида.

Эксперимент на общение усиками.

Взяв осторожно пинцетом одного из муравьев (рабочий муравей) и обмакнув его брюшко в корректирующую жидкость (штрих), отправила обратно на поверхность муравейника. Один из его сородичей заметил «незнакомца» и засуетился- побежал сообщать всем о возможной опасности, передавая информацию с помощью заветных усиков, скрещивая свои усики с усиками сородича: информация была передана и несколько муравьев побежали к «мнимому врагу». Подбежав к нему, незнакомец сделал несколько движений своими усиками и был узнан своими сородичами. После этого они подошли к пострадавшему и старательно стали счищать с брюшка это незнакомое белое вещество.

Вывод: Основной способ общения муравьев друг с другом - это особые химические вещества - феромоны, но общаются они также с помощью своеобразных антенн – усиков.

Эксперимент «Перемещение муравьев в пространстве, охотничий инстинкт»

Эксперимент на охотничий инстинкт

мы подкладывали добычу (гусениц) на определенное расстояние от тропы и от муравейника. В результате получилось следующее: чем ближе добыча с тропы или муравейника, тем быстрее и больше особей её обнаруживают. Различия в сроках обнаружения у тропы объясняются различными расстояниями.

Эксперимент на обнаружение препятствий

Положили доску 40г 10г 1,5см на тропу в разные положения и проверяли реакцию муравьёв. Ожидалось, что, новый субстрат, не имеющий запаха муравьиной тропы, вызовет исследовательскою реакцию и на восстановление тропы будет затрачено какое-то время. Однако этого не произошло. Доску расположенную как в вдоль, так поперёк тропы муравьи проходили без задержки. Доску поставленную на ребро, после кратковременного исследования муравьи обошли и вернулись на тропу.

Вывод: при использовании знакомой тропы насекомые используют не только обоняние, но и способность к ориентации. Древесные предметы появляющиеся на тропах большой неожиданностью не являются (запах древесины им знаком). Препятствия с высокими вертикальными стенками муравьи избегают, демонстрируя способность к навигации.

Кратковременные лабораторные исследования

« социальности» муравьев.

Мы поместили муравьев в разные пробирки. Через несколько дней мы увидели, что те, которые сидят по трое, нарыли больше песка, чем одиночные. Еще через несколько дней все одиночные умерли, а остальные были живы. Так мы узнали, что больше живут те муравьи, которые находятся вместе, а один муравей долго не проживет. Фактически муравей несамостоятельный организм. Одиночных муравьев в природе нет и проведенный нами опыт доказал « социальность» муравьев. Возникновение муравьев неразрывно связано с возникновением семьи (сообщества, общины) этих насекомых. Семья- постоянное, многолетнее объединение отдельных насекомых, взаимодействующих друг с другом, зависящих друг от друга и от общины в целом. Связь муравья с семьей столь велика, что изолированный одиночка неизбежно погибает.

Выявление роли муравьев в экосистеме

В ходе наших исследований мы определили, что рыжие лесные муравьи являются неотъемлемым звеном в экосистеме. Они являются основой биологического лесозащитного комплекса от насекомых-вредителей. Прокладывая свои гнезда, муравьи рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растений, обогащают почву углеродом, калием, азотом и другими элементами. Это подтверждается тем, что даже в хвойном лесу возле муравейников можно обнаружить не мхи и лишайники, а злаковые растения. Поэтому муравейники повышают продуктивность леса.

Состояние леса, в котором проходило исследование, является удовлетворительным. На состояние в основном влияет антропогенный фактор.

Результаты исследований показали несомненно благоприятное влияние муравьев на окружающую среду. Наши маленькие открытия подтвердили многолетние исследования, описанные в литературе.

Непосредственное влияние муравейника:

уничтожение вредителей и листвы;

обогащение почвы гумусом, К, N, P, Mg в доступных для растений формах;

увеличение численности насекомоядных птиц;

возобновление требовательных к почве лесных пород.

Опосредованное влияние муравейника:

снижение численности стволовых вредителей;

увеличение прироста древостоя;

сохранение прироста крон деревьев в очагах вредителей;

повышение продуктивности леса;

повышение биологической устойчивости насаждений.

Таким образом, работая с лесными рыжими муравьями, мы убедились в их биосферной роли в поддержании устойчивости экосистемы леса, плодородия почвы и пришла к выводу, что их надо беречь и охранять. Нами составлены рекомендации по охране муравьев , которые мы пропагандировали среди учащихся школы и жителей села:

Соблюдай правила поведения в лесу.

Не разоряй муравейник - муравьи это санитары леса, они приносят много пользы

Не оставляй в лесу мусор, в замусоренный лес ты не захочешь больше прийти, а кроме того:

Оставленная мусор может загореться от ярких солнечных лучей и устроить пожар;

целлофан и полиэтилен долго не разлагаются.

Не разжигай костёр вблизи муравейника.

Не оставляй костёр не потушенным.

Оставляй место своей стоянки в таком виде в каком ты хотел бы застать его в следующий свой приход.

ВЫВОДЫ

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

1. Было проведено картирование 4 гнезд рыжих лесных муравьев

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

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

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

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

Польза или вред?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

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

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

За всю историю существования советской, больше того, вообще русской ежедневной прессы слово «муравей» не появлялось так часто в колонках и заголовках газет. А уж фотографий муравейников уже за три-четыре месяца 1971 года было напечатано больше, чем за все время, прошедшее после первопечатника Ивана Федорова. Газеты активно разоблачали вредную деятельность сборщиков «муравьиных яиц» (как именуются в просторечии коконы окуклившихся муравьёв, добываемых для кормления пернатых и рыб), сборщиков «муравьиного спирта» (которые не столько спирта добывают, сколько муравьёв губят) и, наконец, тех, о которых Леонид Максимович Леонов писал в известной своей статье «О природе - начистоту»:

«В пригородных лесах вы уже не найдете ни одного не изуродованного муравейника. Идёт по лесу этакий взрослый, вроде как бы номенклатурный дядя, а увидал муравейник на пути, просиял вдруг и - раз, проковырнул его посошком до дна для забавы, получая удовольствие от великой муравьиной суматохи, ничем не меньшей, чем у людей после основательной бомбежки. А невдомек дураку, что один такой муравейник за летние сутки уничтожает тысячи вредных насекомых»…

Интересные факты о муравьях

Муравьи самые древние насекомые на Земле. Окаменелости муравья были найдены более чем 100 млн. лет тому назад.

Муравей сильнее слона, ведь он может поднять груз много больше своего веса.

Когда выпадает свободная минута, рабочие муравьи «играют», хватают друг друга лапками и катаются по земле.

Муравьи способны отличать своих «братьев» от чужих, благодаря запаху, который вырабатывают специальные железы.

Иногда запасы зерна у муравьёв могут доходить до 50 кг. При этом оно не загнивает в гнёздах, потому что они его тщательно просушивают на солнце.

В Южной Америке живут бродячие муравьи, Они передвигаются колоннами, сметая всё живое, что встречается у них на пути, даже ящериц и змей.

Почему интересны муравьи? Прежде всего своим сложным поведением. Их уму можно позавидовать! Основным примером для подражания является забота о своей семье, королеве – самке, о своем потомстве и друг о друге. Каждый муравей выполняет свой, определенный вид работы. Их отношение к труду поражает, муравьи - самые трудолюбивые существа в мире!

Помимо трудолюбия, большой интерес вызывает ум муравьев, их способность обучаться и учить других, организовывать свой труд, делиться на разные профессии, использовать полезные для них способности окружающих насекомых.

Муравей попал в капельку росы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Захаров А.А. Муравей, семья, колония, М.: Наука, 1978

Длусский Г.М. Муравьи рода формика, М.: Наука, 1967

Дунаев Е.А. Муравьи Подмосковья. Методы экологических исследований М.:МГСЮН, 1997

Русских Р.Д. Лесные робинзоны, Ижевск: Удмуртия, 1973

Харитонов Н.П., Дунаев Е.А. Изучение внегнездовой жизни муравьев. Методическое пособие по выполнению учебно-исследовательской темы, М.: МГДПиШ, 1992

Длусский Г.М., Букин А.П. Знакомьтесь: Муравьи! Москва, 1986.

Захаров А.А. Экология муравьёв. Наука, 1981.

В мире дикой природы. ООО «И.М.П.», 2007.

Экология/ Школьная энциклопедия. Русич, 2001.

Семейства муравьев является на сегодняшний день самым эволюционно продвинутым. Живут они колониями, в которых четко прослеживается самоорганизация и разделение труда. Муравьиные особи обладают особенным «языком», что позволяет им передавать сложную информацию, а также запахом, позволяющим им определять принадлежность отдельных особей к тому или иному семейству. В природе они поддерживают симбиотический баланс с другими видами насекомых, растениями, бактериями и грибами.

На сегодня науке известно более 14 тысяч разновидностей муравьев, 300 из которых обитают на территории России. Не все из них являются безобидными для человека, и их популяция с каждым годом увеличивается, поэтому рекомендуется знать о них как можно больше, особенно, когда муравьи все время пытаются прижиться в доме или квартире.

Какие бывают муравьи и какая их роль в природе

Несмотря на полезные экологические и сельскохозяйственные особенности муравьев, они все же могут наносить вред человеку, поселяясь в людском жилье. Из большого числа разновидностей муравьев следует знать о самых опасных для человека, которые живут в природе и ядовитые укусы которых могут быть смертельными для чувствительных людей.

Семейство муравьев

Несмотря на различные виды муравьев, все они не обитают отдельными особями, а выстраивают общий дом – муравейник, в пределах которого и размножают свою популяцию. В каждом из таких муравьиных поселений муравьи разделяются на группы, выполняющие определенное задание.

Колониальный устрой жизни этих насекомых способствует последующему разделению одного муравейника на несколько других. Строят они свои жилища зачастую глубоко в почве, в трухлой древесине, под мелкой каменистой породой, а также могут поселиться в фундаменте дома, под полами, в наружных щелях стен.

Самые опасные муравьи

Опасные муравьи зачастую называются убийцами. Муравьи-убийцы – это не вымысел, а научное доказательство существования таких насекомых, которые могут привести к летальному исходу человека, в зоне риска находятся в большей степени аллергики. Но это не означает, что другие люди от их укусов могут не пострадать.

Ядовитые популяции муравьев включают следующие их разновидности:

Среди людей бытуют легенды о том, что самыми опасными являются муравьи людоеды. Однако это всего лишь миф. Муравьи не едят людей. Опасные их виды могут искусать человека, за счет множества укусов и большого количества муравьиного яда он может скончаться. В зоне риска укусов полчища муравьев находятся маленькие дети.

Самые большие муравьи в мире

Людей страшат не только ядовитые свойства муравьев, но и их размеры. Далеко не все виды муравьев в природе являются мелкими букашками. Самыми гигантские из них представлены следующими видами:

Самые мелкие муравьи

Самыми малыми особями из семейства муравьиных насекомых являются домовые муравьи, которые селятся в домах и квартирах людей: фараоновы муравьи и маленькие рыжие муравьи (их еще называют коричневые муравьи). Их привлекает любой пищевой отход. Зачастую они селятся вблизи мусорника. Размер их тел 2-4 мм, самцы крылатые. Они являются большой проблемой для жильцов, ведь могут селиться в мебели, в полах, в фундаменте и даже в бытовой технике. Бороться с ним очень сложно, одна квартира может представлять собой один большой муравейник с множеством скрытых ходов и гнезд.

Фараоновы муравьи могут проникать в квартиру из соседнего жилья, с улицы через окна, с принесенными вещами или продуктами. Домовые муравьи представляют собой большие колониальные полчища, соседство с которыми не является чем-то приятным.

В домашних условиях могут завестись и муравьи с крыльями. Летающие особи не являются каким-то особенным видом муравьев, это всего лишь летающие самки и самцы, у которых проходит так называемый брачный период. Летающие муравьиные особи знаменуют о том, что где-то в человеческом жилье вскоре планируется развитие муравейника. Крыло является пищей для самки после того, как она отложит яйца. А вот самцы погибают после оплодотворения самок.

Фараоновы муравьи и рыжие могут годами досаждать жильцам, единственный эффективным метод борьбы с ними – применение токсических средств – спреев, порошков, смесей, гелей, аэрозолей, борной кислоты. Процесс борьбы достаточно продолжительный, ведь эффективность способов борьбы зависит от скорости гибели матки муравейника.

Популяции муравьев очень большие, одни виды скрещиваются с другими, и иногда очень сложно определить к какому виду они относятся.

• В природе совсем недавно был обнаружен паук в точности схожий на муравья. Но на то, что это не муравей указывают восемь ножек вместо шести. Такие пауки пробираются в муравейники, как разведчики. Отличную маскировку такого паука не различают даже муравьи.
• Не все муравьи строят свои дома в стволах деревьев и в земле. Муравьи, называемые ткачи, устраивают свое жилье на ветках деревьев, сшивая листву паутиной, которую выделяют личинки, в большой кокон. Вес такого муравьиного гнезда может достигать трех-пяти килограмм.

Муравьи против термитов

В природе встречаются как маленькие красные муравьи, средние и большие рыжие и черные, коричневые, так и белый бескрылый «муравей». Так выглядят термиты. Что самое интересное, никакого отношения к муравьям они не имеют, хоть и схожи с ними внешне, это прямые родственники тараканов. Термиты являются лакомством для муравьев.

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.

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.