Муравей принадлежит к классу насекомые, типу членистоногие, отряду перепончатокрылые, семейству муравьи (Formicidae). По организации муравьи относятся к группе общественных насекомых с четким разделением на три касты: рабочие особи, самки и самцы.
- Кроваво-красный муравей (рабовладелец) (Formica sanguinea )
широко распространен в Европе, средней полосе России, встречается в Китае и Монголии. Рабочие особи имеют длину до 8 мм и черное тело с оранжевой головой. Матка муравья вырастает до 10 мм и отличается красной головой и оранжевого цвета грудью. Летние гнезда муравьи устраивают в полусгнивших пнях, в земле и под камнями, в зимнее время семья перебирается в другое гнездо, расположенное у основания деревьев. Типичным образом жизни данного вида муравьев являются грабительские набеги на муравейники бурых лесных, прытких и других муравьев. Захваченные куколки приносятся в гнездо и воспитываются в качестве «рабов».
- Желтый муравей-амазонка (Polyergus rufescens )
вид муравьев, отличающийся достаточно крупными размерами: самки достигают почти сантиметровой длины, размеры самцов несколько скромнее – 6-7,5 мм, «солдаты» еще мельче и редко вырастают более 5-7 мм. Самки и «солдаты» окрашены в желто-красноватые тона, тельце обычно покрыто черными волосками. Самцы муравьев черные, конечности и усики бурого цвета. Вид обитает в странах Европы, в западных регионах Азии, на западе Сибири. Муравей-амазонка предпочитает селиться во влажных лесах, выбирая для постройки муравейника просеки и опушки. Амазонки ведут рабовладельческий образ жизни, похищают других муравьев в стадии куколок, а затем используют их в качестве рабов, рабочей силы.
- Муравьи-легионеры или муравьи-кочевники (дорилины, бродячие муравьи) (Dorylinae )
подсемейство кочевых муравьев, обитающих исключительно в тропиках и субтропической зоне. Особенно распространены муравьи-легионеры в Центральной и Южной Америке, встречаются на территории Африки. Обитают огромными колониями, основную часть которых составляют рабочие особи. Муравьи кочевники уничтожают на своем пути все, что годится в пищу. Несмотря на средние размеры в 2-4 мм, данный вид муравьев «берет» своей численностью, истребляя при нашествиях посевы культурных растений и питаясь их соками.
Где обитают муравьи?
Этих насекомых можно наблюдать на всех континентах, во всех природных областях и климатических зонах. Их нет только в суровом климате Арктики и Антарктиды, на холодных островах Гренландии и Исландии, а также в знойных пустынях. В районах с умеренным и холодным климатом муравьи зимой впадают в спячку.
В основном, эти насекомые строят себе жилища-муравейники в прелой или гнилой древесине, в почве и под мелкими камнями. Некоторые виды муравьев захватывают чужие гнезда или живут рядом с человеком.
Пища муравьев разнообразна и зависит от вида. Рацион питания большинства видов состоит из растительной и животной пищи, причем питается каждая особь по нескольку раз в сутки.
Источником белка, необходимым для роста и развития личинок муравьев в природе, становятся мертвые насекомые, останки животных, трофические яйца, откладываемые маткой при переизбытке еды, яйца насекомых-вредителей и полупереваренная пища взрослых муравьев. Личинки домашних муравьев довольствуются молочными продуктами, желатином и остатками яичных блюд. Питание матки муравьев также состоит из белковой пищи, которую специально пережевывают ухаживающие за ней муравьи.
Основу углеводного меню большинства муравьев составляют медвяная роса (сахаросодержащие соки листвы, выделяемые при перепадах температуры) и падь - сладкие выделения насекомых, в особенности тли.
Муравьи – молочные фермеры выращивают тлю для себя, пасут ее, выхаживают и защищают ее приплод от других муравьев. Эти пастухи доят своих домашних питомцев и питаются их молоком.
Дополнительными компонентами пищи муравьев в природе могут быть семена и корни растений, орехи, древесные соки.
Некоторые муравьи выращивают в муравейниках в качестве пищи колонии грибов, а также питаются и насекомыми.
Муравьи – жнецы употребляют сухие семена растений, сухие плоды и зерновые культуры. Они способны запасти 1 кг сырья, что дает возможность прокормиться зимой целой колонии муравьев. Муравьи-листорезы приносят в муравейник кусочки листьев, пережевывают и хранят в своеобразных камерах-теплицах. Со временем из этих кусочков в хранилище вырастают грибы, являющиеся основным кормом для этих муравьев-гурманов.
Муравьи-центромирмексы питаются исключительно термитами. Муравей-дракула пьет соки, выделяемые своими же личинками, а личинок кормит разными насекомыми. Домашние муравьи являются всеядными.
Зимой, при значительном похолодании, муравьи впадают в спячку, во время которой голодают.
Большинство видов, тем не менее, ведет зимой активный образ жизни в герметичном муравейнике, питаясь обильными запасами.
Определение требуемых характеристик для муравьев и термитов связано с большими трудностями.
Это прежде всего обусловлено значительной трудоемкостью данной работы, так как в настоящее время практически единственным способом определения этих величин остается полная раскопка гнезд и выборка всех оказавшихся там особей с последующим их перечетом и взвешиванием. Этим в основном объясняется небольшое количество таких раскопок, выполненных до настоящего времени.
Другие способы, используемые для этих целей, не дают приближающихся к истинным результатов. Использование индекса Линкольна затрудняется тем, что в пределах как муравейника, так и термитника существует разделение функций между особями, и в фуражировках принимает участие лишь часть муравьев, причём процент фуражиров колеблется в широких пределах в зависимости от состояния семьи и скорости ее роста, наличия молоди й других факторов. Использование меченной радиоактивными изотопами пищи также дает большие ошибки из-за непрерывного обмена пищей между всеми входящими в состав одной колонны особями при разной интенсивности обмена в различных функциональных группах.
Кроме того, понятно, что каким бы способом ни определялась численность семьи, применение его к каждому учитываемому муравейнику или термитнику нереально. Поэтому наиболее правильным будет получение усредненных данных по численности и биомассе гнезд различных размерных классов (для гнезд с капсулами) и секций для гнёзд секционного типа с последующим составлением для основных видов таблиц и номограмм, по которым можно определять искомые величины для конкретных случаев.
Поскольку население термитников исчисляется тысячами, а муравейников во многих случаях сотнями тысяч и даже миллионами особей, удобнее округлять полученные данные до порядка. Величина размерного класса определяется для каждого вида отдельно, так как средние максимальные размеры гнезд сильно отличаются в зависимости от вида, района и условий поселения. Так, наиболее крупные гнезда Formica s. str. достигают в диаметре 2,0-2,5 м, Coptoformica - около 1 м, Т. caespitum - 0,5 м и т. д. Для определения численности населения отдельных колонн у секционных гнезд необходимо подбирать муравейники, уже образовавшие несколько секций.
Чтобы получить пригодные к дальнейшему использованию цифровые Данные, по каждому виду изучаемых общественных насекомых и для каждой зоны необходима обработка результатов раскопок не менее 15 секций или гнезд, относящихся к 4-6 размерным классам.
Плотность поселения видов, сооружающих гнездовые капсулы, выражается двумя показателями: 1) количеством особей на 1 га или м 2 ; 2) суммарной площадью оснований купола на 1 га. Второй показатель является промежуточным. Однако использование данной величины в качестве показателя плотности поселения представляется правомочным, поскольку размеры гнезда связаны с численностью населяющей его активной семьи. Эта связь проявляется у большинства групп общественных насекомых. Площадь, занимаемая гнездовой капсулой, позволяет оценить численность населения отдельных гнезд в относительных величинах. По мере накопления данных о численности населения термитников и муравейников разных размеров полученные показатели приобретут и абсолютное значение. Этим способом мы получаем величины, отражающие плотность поселения термитов и муравьев гораздо точнее, нежели простой перечет гнезд на участке. Ведь в последнем случае мы приравниваем крупные и мелкие гнёзда с различным населением. Это неверно, так как здесь понятие «плотность поселения » подменяется понятием «количество поселений », неэквивалентным первому. Даже если определяется количество поселений простой перечет гнезд на участке вряд ли верен, так как в этом случае несколько семей, входящих в одну колонию, будут относиться к одному поселению. Учет плотности поселения по суммарной площади оснований гнездовых капсул позволяет избежать таких осложнений.
Для видов с секционными гнездами промежуточным показателем плотности поселения будет число секций на единицу площади.
Численность населения и биомасса муравейников и термитников определяются по-разному. Для термитов показано, что численность особей в гнезде и соотношение каст и возрастных групп значительно изменяются в течение сезона. Поэтому невозможно получить сравнимые результаты при раскопках, выполненных в различные фенологические сроки. Наиболее удобным для таких работ является отрезок времени, укладывающийся в один фенологический период в жизни термитника - с момента общей активизации семьи после зимы до начала массовых заготовок корма и строительства наземных галерей. В условиях Туркмении для A. ahngerianus этот период приходится на апрель - первую половину мая. Численность населения, определенная в этот период, принимается за «учётную численность населения», а биомасса семьи в тот же период - за «учётную биомассу» - численность и биомассу семьи после зимовки. При этом в расчёт принимаются число и сухой вес особей, функционирующих в семье (онлодотворенные репродуктивные особи, нимфы, солдаты, рабочие термиты, личинки). Биомасса отдельной касты или возрастной группы определяется как произведение среднего веса особи соответствующей группы па число особей в ней. Общая учетная биомасса населения термитника равняется сумме таких произведений для семьи.
Вес крылатых особей, имеющихся в термитнике, при определении учетной биомассы семьи в расчет не принимается, так как количество этих особей резко колеблется из года в год, а сами крылатые после имагинальной линьки уже не играют функциональной роли в семье.
Раскопки производятся следующим образом. Сначала вырезается часть гнездовой капсулы для того, чтобы установить факт нахождения в капсуле основной массы термитов. При отрицательном результате (термиты ещё находятся в глубинных камерах) повреждение закрывается и промазывается мокрой глиной. На дальнейшем существовании семьи произведенная операция не сказывается. Дальнейшим раскопкам подлежат гнезда, в которых в это время основная часть населения находится в капсуле. Гнездовая капсула сразу же целиком снимается и переносится на расчищенное и застеленное полиэтиленом место. Верхние слои почвы из-под капсулы также переносятся на место разборки материала. Обнажившиеся при выемке верхней части гнезда ходы закрываются ватными тампонами. Изъятый гнездовой материал разбирается, и производится выборка всех находящихся там термитов. Раскопка глубинных частей термитников производится параллельно вертикальным ходам. Схема расположения ходов и камер в гнезде картируется. Собранные термиты сортируются по кастам и размерным группам для перечёта и определения биомассы.
Оценками тех же характеристик для муравьев служат «условная численность населения» и «условная биомасса» - численность и биомасса особей-имаго (Длусский, 1974). Поскольку количество яиц и личинок в муравейнике сильно варьирует и контролируется семьей, учет их нецелесообразен. Кроме того, размеры гнезда, по-видимому, определяются только числом муравьев-имаго. Соблюдение определенных сроков раскопок имеет здесь меньшее значение, так как гнезда муравьев гораздо быстрее изменяются в размерах в зависимости от численности семьи.
Раскопки муравейников производятся путем послойного снятия наземного купола и поверхностных систем ходов и камер и выборкой при помощи пинцета (крупные виды) или эксгаустера (виды с мелкими особями) имеющихся муравьев-имаго. При оценке видов со значительной вариабельностью размеров или с кастовой дифференциацией рабочих (например, у Pheidole) условная биомасса семьи определяется как сумма значений по отдельным размерным группам и кастам.
Для определения среднего веса муравьев или термитов необходимо взвесить 40-50 особей с последующим определением взвешенной арифметической средней (Плохинский, 1961).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Практически у каждого человека муравьи ассоциируются с трудолюбием, самопожертвованием и способностью работать днем и ночью на благо колонии. Даже поговорка существует: «Работать, как сотня муравьев». Кроме того, ученые выяснили, что муравьи могут похвастаться не только завидным «трудоголизмом», но и поразительными физическими способностями. А зная, сколько весит муравей, можно только удивляться, как им это удается.
Ещё в школах ученикам рассказывают, что муравьи могут поднимать груз больше собственного веса в 10 раз больше их собственной массы. Но как оказалось, и это не предел - по мере изучения муравьев выясняются все более и более впечатляющие факты об их способностях…
Сколько весит муравей и все муравьи вообще?
Средний вес муравья колеблется в зависимости от вида от 1 до 150 миллиграммов. Обычные наши черные и весят около 5-7 миллиграммов.
Самые легкие муравьи - фараоновы, всем известные домашние вредители, и некоторые виды тропических муравьев, такие же мелкие. Масса муравья из касты рабочих у этих видов составляет 1-2 миллиграмма.
А одни из самых крупных видов муравьев - это южноамериканский муравей-пуля и африканские бродячие муравьи. У первых рабочий муравей весит до 90 миллиграммов, а у вторых матка в период оседлой жизни старательно полнеет и может весить до 10 граммов!
В это время такая матка может откладывать до 120 тысяч яиц каждый день, что тоже является одним из рекордов не только у насекомых, но и среди других животных вообще. Кроме того, и муравей-пуля и бродячие муравьи (сиафу) являются одними из самых опасных в мире.
Получается, что одна бродячего муравья весит столько же, сколько весит 200-700 рабочих особей. Хотя имеются виды - например, прыгающие муравьи - у которых матки от рабочих муравьев практически не отличаются ни по размерам, ни по массе. Но у этих муравьев есть множество других отличительных черт. Например, у них могут размножаться даже простые рабочие муравьи.
Это интересно
Самые крупные жившие на Земле муравьи имели длину тела до 7 см у маток. Если экстраполировать их массу, получится, что такие монстры весили около 20 граммов.
Вообще, муравьи столь широко распространены и так многочисленны, что их общая масса на планете больше, чем у любой другой группы насекомых. По подсчетам ученых, все муравьи на Земле весят приблизительно столько же, сколько весят все люди - около одного миллиарда тонн. При этом на каждого человека приходится примерно 10 миллионов муравьев.
Но в муравьях интересно даже не то, сколько они весят, но их способности поднимать очень тяжелые по сравнению с весом их тела предметы.
Какой вес поднимает муравей?
Сегодня проверено, что в среднем муравей поднимает вес, в 50 раз превышающий его собственный - например, до 100 мг переносит каждый рабочий муравей-листорез. Зная, сколько весит муравей, можно посчитать, на что он способен, как тяжелоатлет.
Интересно, что у муравьев-листорезов солдаты весят в несколько десятков раз больше обычных рабочих, а матка - в 700 раз! Естественно, что у этого вида солдаты появляются только в тех муравейниках, численность которых переваливает за 100 тысяч особей - меньшему количеству рабочих тяжело прокормить такую армию.
В принципе, солдат этого вида может поставить и более выдающийся рекорд, однако никогда этого не делает: его задача не носить грузы, а защищать «грузчиков».
На заметку
Если бы человек мог поднимать вес в таких же пропорциях, как это делают муравьи, то легко выжимал бы над головой штангу до 5 тонн. То есть, сила муравья превосходит таковую у человека примерно в 25 раз. Как остроумно подсчитали математики, для переноса взрослого человека потребуется около миллиона муравьев, а для переноса кружки пива - около 10 тысяч. Конечно же, результаты таких замеров зависят от вида муравья и того, сколько каждый из них весит.
Разумеется, чем меньше муравей, тем меньшую массу он поднимает. Однако отношение поднимаемого веса к массе самого муравья при уменьшении размеров насекомого растет.
Это интересно
При совместном переносе тяжестей способности муравьев ещё больше возрастают. Во время лабораторных экспериментов муравей в одиночку развивал мощность в 24.2 эрг/сек, а два муравья вместе развивали мощность в 63,2 эрг/сек. То есть муравей может поднять в сотрудничестве с товарищем столько, сколько не поднимают они оба самостоятельно вместе взятые.
Почему же муравьи такие сильные?
Надо сказать, что так сильны не только муравьи: в целом все насекомые могут развивать очень большую мощность. Те же блохи очень быстро толкают свое тело на расстояние, в 150 раз превышающее длину их тела. А жуки-скарабеи могут поднимать вес, превышающий их массу тела в 850 раз. Перед такими способностями даже сила муравья кажется не такой большой.
Причина таких феноменальных способностей муравьев и вообще насекомых уже давно объяснена учеными. В животном мире существует закон, согласно которому при уменьшении геометрических размеров тела живого существа его масса уменьшается пропорционально длине тела в третьей степени, а площадь поперечного сечения мускул - пропорционально квадрату длины тела.
Немного сложно, но это значит, что у муравьев на единицу массы мускулы в 100 раз сильнее, чем у человека. И такая пропорция соблюдается и для других живых существ - ракообразных, рыб, млекопитающих. А дополнительно наружный скелет и несколько иная структура мышц вносят в эти расчеты свои надбавки.
В целом это не значит, что самый - самый сильный. Действительно, крошечный поднимает вес, в большее количество раз превышающий вес, который поднимает гигантский бродячий муравей. Но абсолютная масса груза в случае с домашним вредителем меньше. Поэтому самый сильный муравей - как раз самый крупный.
Муравьиные способности
Однако сила муравьев определяется не только весом, который они могут поднять. Муравьи используют свои физические способности и в других направлениях.
Например, очень известны муравьиные мосты, которые организуют рабочие особи африканских кочевых муравьев для переноса личинок и матки через водные преграды. Несколько сотен муравьев захватывают тела друг друга так прочно, что по составленному мосту может перебежать на другую сторону ручья млекопитающее размером с кошку. Правда, ни одно животное не пробует этого делать - эти муравьи чрезвычайно опасны из-за своих болезненных укусов.
А те же муравьи-листорезы могут волочить за собой по земле груз весом в 30 раз больший массы их тела. Необходимость в этом может возникать, когда насекомое из-за нестандартного размера предмета не может поднять его над головой.
Интересно, что многие подобные способности муравьев особенно изобретательные представители Homo Sapiens научились использовать в своих целях.
Муравьи строят мост (видео)
Можно ли использовать «муравьиную силу»?
В Центральной Африке мощные челюсти муравьев используют для зашивания открытых ран на теле: два края раны прижимаются друг к другу и к ним, словно степлер, прикладывается головой разъяренный муравей. Насекомое сразу же сжимает челюсти и плотно сдавливает оба края кожи. Несколько таких муравьев - и шов готов. Важно только как можно скорее ножницами отрезать муравьиную голову: после этого челюсти уже не разожмутся.
Иногда в той же Африке туземцы добывают из муравейников вкусные семена и мелкие орехи, используя муравьев как собирателей. Однако туземцы в этом плане невероятно этичны - вместо взятых из муравейника запасов они оставляют насекомым куски вяленого мяса или фрукты. Они знают, что если природу не грабить, но поровну делиться с ней, она отблагодарит многократно.
Муравьи насекомые стадные. Нет муравьев одиночек или отшельников. Все разновидности этих мелких тружеников живут колониями. У каждого жителя муравейника свои конкретные обязанности, но все усилия направлены только на одно - защиту, укрепление и процветание своей многочисленной семьи .
Муравьиный «табель о рангах»
Общение и взаимный контакт между соплеменниками производится с помощью каналов (сигнальных и пищевых). Колония условно разделена на «отряды»:
Рабочие.
Солдаты.
Самки.
Самцы.
Во главе этого легиона стоит матка, она же королева . У матки самые большие размеры. Это настоящий конвейер по производству яиц. Рабочий отряд муравьев обязан ухаживать за яйцами, куколками, искать и заготавливать пропитание, ремонтировать и укреплять муравейник. Отряд муравьев-стражников, так называемые солдаты осуществляют защитные функции, охраняют входы и расправляются с чужаками. Для самок и самцов уготована роль участников в процессе воспроизведения потомства.
Защитники муравейника - это подвид рабочего муравья, но с немного большими габаритами. Отдельные муравьиные разновидности имеют насекомых - солдат, неспособных питаться самостоятельно. Рабочие вынуждены их кормить.
Основная функция солдата защитная . Он охраняет муравейник, пищевые запасы и муравьев-фуражиров. Второстепенная задача - это помощь при расчленении крупной добычи на части, если рабочий муравей не в состоянии унести ее целиком.
Муравьи-рабочие
Это самая многочисленная группа жителей муравейника. Первые, кто появляется после того, как матка заложит первую камеру будущего муравейника - это муравей-строитель. Он расширяет и укрепляет будущее подземное царство, ухаживает за будущим потомством.
Рабочие муравьи делятся в своей группе на несколько подгрупп . Кому какие обязанности выполнять, зависит от индивидуальных качеств каждого насекомого. Например, особи с инициативными наклонностями и реакцией идут в охотники или разведчики. Более степенные пасут и разносят по растениям тлю, собирают ее сладкую падь. Повлиять на смену деятельности может только возраст, когда старый муравей уже не годится для разведывательной деятельности или охоты или внезапная гибель большей части колонии.
Молодые экземпляры работают под землей, внутри муравейника . Строят новые ячейки, роют проходы, ухаживают за личинками и самками.
Про некоторых людей говорят: «Трудится как муравей». И не имеется ввиду, что результат его труда микроскопический. Наоборот, это похвала, обозначающая гигантскую работу, сделанную в одиночку. Сравнение с насекомым не случайно. Мало кто в животном мире может похвастаться такой силой и выносливостью. Маленький муравьишка способен поднимать и носить вес, больше его самого в 50 раз! А если несколько насекомых объединят свои усилия, то цифра увеличивается до 70-80! Это потому, что в строении тела у муравья преобладает мышечная ткань. Учитывая численность муравейника и количество «нахлебников», которых рабочий муравей обеспечивает пищей, понятно, что сила ему совсем не лишняя. Упорное насекомое, если не в состоянии поднять и нести большую добычу, будет волочить ее по земле за собой, пока не подоспеет помощь.
Удивительно, что при возникновении преграды на пути, муравьи сцепляются лапками и образуют живые мостики длиной до нескольких метров . Обычно это нужно для преодоления ручья, расселины, любых мест, где нет возможности пройти по земле. Так вот, такой мост способен выдержать груз в несколько кг.
Кто же главный?
Образование новой колонии начинается с матки. Это королева колонии. Она не выполняет никаких функций (заготовка, защита, строительство), кроме одной - увеличивать и поддерживать численность муравьиного семейства. Матка образуется из обычной самки, которую оплодотворил самец, и она смогла организовать собственное «королевство» . У матки единственной есть крылья, которые она откусит себе сама после выхаживания первого помета.
Продолжительность жизни муравьиной королевы доходит до двух десятков лет и более. Пока матка жива, у колонии есть все шансы восстать из пепла после любых, самых сокрушительных потерь . За весь биологический цикл она откладывает полмиллиона яиц.
За королевой-матерью по статусу идут рабочие, самое многочисленное поголовье колонии. Затем следуют охранные войска. И замыкают цепочку самцы и самки, среди которых, конечно же, есть особи, которые при успешном оплодотворении сами станут матками и образуют собственное муравьиной царство.
Видео "Первые шаги муравья-солдата"
Муравьев на Земле насчитывается более 12 000 видов. Они населяют самые разные природные ландшафты, приспосабливаются практически к любым условиям существования и умудряются почти везде стать доминирующей группой насекомых. Общий вес всех муравьёв, живущих на Земле – не менее 500 млн тонн. Это четверть массы всех обитателей планеты. Также считается, что на каждого человека приходится больше 2 млн муравьёв. Муравьи живут практически по всему миру. Нет их только в Гренландии, Антарктиде и на некоторых океанических островах. Там же, где муравьи обитают, они сумели покорить практически все биотопы, населяя зону вечной мерзлоты, леса, деревья, степи и даже пустыни, в которых питаются гибнущими от зноя насекомыми. Но вне зависимости от биотопа муравейник любых муравьев представляет собой сложную структуру, в которой яйца и личинки содержатся в оптимальных для них условиях микроклимата. В целом же муравьи - пример альтруизма и полного самопожертвования на благо колонии. Каждый из них готов погибнуть, защищая муравейник от врага, и каждый всю свою короткую или долгую жизнь самоотверженно трудится. Неудивительно, что именно муравьи сегодня являются самыми многочисленными насекомыми на Земле, по количеству особей превосходя любую другую группу членистоногих.
