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.
«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
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.
Животный мир разнообразен. На территории округа обитают свыше 9,5 тыс. видов животных. Формировался животный мир в тесной взаимосвязи с животным миром Владимирской области и Центральной России. Но небольшая площадь округа, незначительная лесистость, высокая доля антропогенных ландшафтов и пойменных лугов придают краю своеобразие. По возрасту животный мир края, и области, молодой (послеледниковый). По особенностям формирования смешанный, образованый сибирским (таёжным), западноевропейским (животными широколиственных лесов) и южным (степными) видами. Однако в связи с сокращением лесов начался процесс исчезновения многих таёжных видов: животных вытесняет человек, они уходят в другие места ли погибают. Поэтому современный животный мир не так разнообразен и многочислен, как в прошлом. В видовом составе он представлен всеми основными группами животных. Самыми многочисленными являются беспозвоночные, их насчитывается более 9,2 тыс. видов. Хорошо представлены преобладающие в животном мире членистоногие, которые объединяют ракообразных, паукообразных и насекомых. С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса.
Большую роль в сохранении животных играют созданные заповедники, заказники, охраняемые территории, где сохраняются животные, оберегаются или акклиматизируются, реакклиматизируются. На территории Владимирской области существуют различные заказники, где муравьи являются охранными животными. Но в Муромском районе таких мест нет. Кроме этого видовой состав муравьёв Муромского края неизвестен, так как никаких мирмекологических исследований на данной территории не проводились. Эта работа является единственным источником сведений о видовом разнообразии муравьёв на территории Муромского района.
Трудность классификации муравьев связана с двумя феноменами – наличием видов-двойников и гибридов. Мирмекологи (зоологи, специализирующиеся на изучении муравьев) знают, что первых, т. е. видов, практически не различимых по внешнему виду, среди муравьев довольно много. В результате описанный по анатомическим (морфологическим) признакам небольшого числа особей вид нередко приходится разделять на два или более самостоятельных – изолированных друг от друга репродуктивно. Отличить их друг от друга можно на основе статистического анализа промеров очень больших количеств (крупных выборок) индивидов, по хромосомным (генетическим) или биохимическим (ферментным) особенностям. И напротив, два близкородственных вида муравьев, которые легко различимы по внешним признакам, в местах совместного обитания нередко скрещиваются и дают гибридные формы. Если эти гибриды плодовиты, значит, речь идет не о самостоятельных видах, а лишь о разных расах одного и того же (по определению, потомство от скрещивания разных видов неплодовито.)
2. История развития муравьев.
Появились муравьи на нашей планете 200 млн. лет назад (в верхнем мезозое). Их далекие родственники стали свидетелями расцвета динозавров. Предки современных муравьев были подземными хищниками, лишь значительно позднее они освоили поверхность земли и забрались на деревья. С течением времени одни формы муравьев вымирали, другие появлялись, и сейчас ученые около восьми тысяч различных видов. Муравьи – близкие родственники ос, и некоторые исследователи даже считают их своего рода высокоспециализированными осами. Известны как крылатые муравьи (самцы и царицы), так и бескрылые осы (самки немок). Однако в целом муравьи внешне отличаются от ос присутствием перед брюшком хорошо заметного стебелька из одного-двух узловато расширенных члеников, где часто находится торчащий вверх выступ. Другая их отличительная черта – парная метаплевральная железа, расположенная непосредственно перед стебельком в задних углах мезосомы (части тела между головой и брюшком, которая у большинства насекомых называется грудью) и часто заметная там по вздутиям – «буллам».
Хотя анатомическое и поведенческое сходство муравьев с осами уже давно приводило к тому, что последних считали их предками, эта точка зрения была научно подтверждена лишь в 1967, когда в янтаре из Нью-Джерси были найдены два ископаемых образца, соответствующих, так сказать, «осомуравью», т. е. переходной форме между двумя группами. Ее назвали Sphecomyrma freyi. Этот вид датирован концом мелового периода (примерно 80 млн. лет назад) и почти идеально подходит на роль звена, связующего муравьев с одиночными осами надсемейства Vespoidea. В его анатомии мозаично сочетаются муравьиные и осиные признаки, но таксономически вид относится к муравьям, поскольку обладает метаплевральными железами.
С тех пор обнаружено множество других ископаемых экземпляров, помещенных в роды Sphecomyrma и Cretomyrma, которые объединяют в подсемейство Sphecomyrminae. Судя по этим находкам, в среднем – позднем мелу несколько видов примитивных муравьев было широко распространено по Лавразии – суперконтиненту, разделившемуся впоследствии на Евразию и Северную Америку. По меньшей мере 65 млн. лет назад они начали эволюционно дивергировать, адаптируясь к различным местообитаниям (экологическим нишам). Одновременно происходила дивергенция покрытосеменных, или цветковых, растений, становившихся доминантами сообществ, и скорее всего, тогда же начали складываться их симбиотические взаимоотношения с муравьями.
В природе муравьёв не спутаешь с другими насекомыми: бескрылые, очень активные, всё время что-то ищущие, суетящиеся. Муравьи – общественные насекомые, обитающие на земле и деревьях по всему миру, кроме Антарктики, Исландии, Гренландии и некоторых удаленных от континентов островов. Благодаря такому космополитному распространению, обилию и своим хорошо заметным колониям муравьи известны повсюду.
Муравьи – самое эволюционно продвинутое семейство насекомых с точки зрения поведения, экологии и физиологии. Их колонии представляют собой сложные социальные образования с разделением труда и системами коммуникации, позволяющими особям координировать свои действия при выполнении задач, которые не по силам одному индивиду. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитые симбиотические отношения с другими насекомыми и растениями.
Преимущества, даваемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день это доминирующая по численности группа членистоногих. Так, на 1 акре (0,4 га) саванны в Кот-д"Ивуаре (Африка) обитает 8 млн. муравьев, образующих примерно 3000 колоний. Вместе с термитами (еще одной крупной группой общественных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропическом лесу бассейна Амазонки. Другими словами, при средней популяционной плотности 3,25 млн. муравьев и 0,4 млн. термитов на 1 акр они в сумме весят лишь вдвое меньше, чем все прочие сухопутные животные этого дождевого леса. В областях с умеренным климатом их меньше, но цифры все равно впечатляют. На площади 8 кв. км во Флориде обнаружено 76 видов муравьев из 30 родов, а на площади 5,5 кв. км в Мичигане – 87 их видов из 23 родов.
Живут семьями. В гнезде бывает до одного миллиона жителей. Разрастаясь, такая семья объединяет несколько муравейников своего вида, между которыми по специальным тропам осуществляется обмен обитателями.
Дороги муравьев никогда не пересекаются. Известны такие муравьиные дороги, которые не меняли своей конфигурации в течение пятнадцати лет, хотя и имели в длину до ста тридцати метров.
Редко увидишь одиночного муравья, даже вдали от его гнезда, обычно их всегда много. Это рабочие муравьи. Численность их в одном гнезде измеряется тысячами и десятками тысяч, а в некоторых и до миллиона особей. Кроме них, в семье бывает одна или несколько маток. Они тоже бескрылые и никогда не покидают гнездо. Раз в году в семье появляются крылатые молодые самцы и самки. Крылья у них слабые и для вылета в брачный полёт они ждут теплого, безветренного дня. Такой вылет происходит одновременно, в одни и те же часы, у всех муравьёв одного вида, живущих в этой местности. Этим обеспечивается перекрёстное оплодотворение.
Самцы муравьёв после роения погибают. Оплодотворённые самки (царицы), опустившись на землю, сбрасывают ставшие ненужными крылья и спешат спрятаться, найти укромное местечко, где можно основать новую семью.
Муравьи имеют три основных касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками, которые, правда, могут откладывать яйца, но из них никто не развивается. Самки муравьев живут до двух лет (иногда 10-20) хотя остальное население муравейника обновляется почти за год.
Сообщество муравьев состоит в основном из самок. Немногочисленные самцы, за редким исключением, не принимают участия в жизни колонии. Они остаются в гнезде до брачного лета, а после него оказываются бездомными и не способными о себе заботиться. В принципе, их единственная функция – спаривание, и, выполнив ее, они быстро умирают. За небольшими исключениями, самцы развиваются из неоплодотворенных яиц, т. е. генетически гаплоидны – обладают только одним набором хромосом, достающимся им от материнской яйцеклетки.
Неразмножающиеся рабочие, как и плодущие царицы, по генотипу самки, однако их половая система обычно недоразвита. И те и другие развиваются из оплодотворенных яиц, т. е. являются диплоидными – у них два набора хромосом, полученных от сперматозоида и яйцеклетки. Эту на первый взгляд универсальную систему усложняет присутствие телитокии, т. е. развития самок из неоплодотворенных яиц, например у Pristomyrmex pungens, наличие диплоидных самцов, в частности у S. invicta и Formica exsecta, и откладка у некоторых видов жизнеспособных яиц рабочими особями.
Хотя все оплодотворенные яйцеклетки по своему генетическому потенциалу способны развиться в цариц, у большинства видов основная их часть дает рабочих. Физиологические механизмы, определяющие, будет ли яйцеклетка оплодотворена и представитель какой касты получится в случае ее оплодотворения, окончательно не выяснены. Ясно только, что, в отличие от медоносных пчел, это определяют не выкармливающие личинок рабочие. В то же время развитие царицы зависит от особенностей питания и температурного режима. Известно также, что у родов Solenopsis, Monomorium и Myrmica некая пороговая пропорция девственных самок в гнезде подавляет их дальнейшее возникновение.
Рабочие муравьи живут около года, в отличие от цариц, которые могут дожить до 18 лет. Каста рабочих обычно делится на три различающиеся размерами субкасты – мелких, средних и крупных особей. У большинства видов переход между ними постепенный, и это деление отчасти условно, но в некоторых случаях существуют две четко выраженные группы – мелкие и крупные рабочие. Первые у ряда видов в основном или полностью выполняют защитные функции и называются солдатами. У зерноядных форм они часто занимаются также помолом, т. е. очисткой семян от оболочек и измельчением их питательной части, эндосперма. Мелкие и средние рабочие выполняют различные задачи, которые меняются с возрастом. Сначала они работают няньками, кормя и чистя расплод, затем становятся строителями, расширяющими и ремонтирующими гнездо, а самые старые (и чаще прочих гибнущие) выполняют опасную роль фуражиров, т. е. собирают и приносят в муравейник еду. Объем рабочей силы, доступной для каждой конкретной задачи, оптимизирован – он устанавливается и поддерживается в наиболее эффективных пределах путем регулирования периода жизни, в течение которого особи выполняют ту или иную функцию.
3. Расплод.
Цикл развития муравьев, как и у всех перепончатокрылых, включает полное превращение (голометаболия). Из яйца вылупляется личинка – единственная растущая стадия насекомого. Ее кутикула, т. е. наружный покров, растягивается только в определенных пределах, поэтому в ходе роста несколько раз сменяется – происходят линьки. Соответственно различаются несколько возрастных стадий личинки: первая – от вылупления до первой линьки, вторая – до второй линьки и т. д. Для муравьев типичны четыре личиночные стадии, которые завершаются окукливанием, хотя у некоторых видов их три или пять.
Перед тем как превратиться в куколку, личинка прекращает питаться, отрыгивает меконий (содержимое своего кишечника) и, у большинства муравьев, окружает себя шелковым коконом (именно эти коконы называют в народе муравьиными яйцами). Внутри куколки происходит радикальная перестройка тела насекомого – безногая мешковидная личинка превращается в морфологически сложную взрослую особь (имаго). Все предшествующие стадии жизненного цикла муравьев объединяют под названием «расплод». Гнезда у муравейников очень разнообразны: моховые и земляные комочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда используется 4-5 млн. хвоинок и веточек. Есть летние и зимние жилища (явление покали). Зимние гнезда обычно глубже летних и располагаются в укромных местах. С наступлением осени сотни муравьев мигрируют к зимним гнездам, а в летних, расположенных на открытых местах, остаются лишь единицы.
1. 1. 5. Питание
Основу питания почти всех муравьёв составляют два компонента: белковый и углеводный.
В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые. Муравьи охотятся на них или собирают трупы.
Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь - сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок).
Помимо пади и насекомых, муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами.
Вся пища, которую собирают муравьи, приносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. По данным многолетних наблюдений западногерманского исследователя Г. Велленштайна, питание рыжих лесных муравьёв (по массе):
Падь - 62 %
Насекомые и другие беспозвоночные - 33 %
Сок растений - 4,5 %
Грибы и падаль - 0,3 %
Семена - 0,2 %
1. 1. 6. Продолжительность жизни
Рабочие муравьи живут около года, в отличие от цариц, которые могут дожить до 18 лет. В лабораторных условиях отдельные рабочие особи могут дожить до 3-4 лет. Известен случай, когда муравей прожил семь лет. Но в естественных условиях в течение года население муравейника почти полностью обновляется, так что в среднем рабочий муравей живёт около года. Значительно дольше - до 20 лет - живут самки. Известны семьи рыжих лесных муравьёв, которые оставались живыми.
7. Гнездо.
Муравьи – общественные насекомые, имеющие большое значение в жизни леса. Они устраивают характерные гнезда с куполом из растительных остатков – муравейники. Немало муравьёв имеют гнезда в почве без насыпных холмиков сверху, либо гнездятся в древесине или под камнями. Гнезда муравьев одного вида, имеющие общее происхождение и единую территорию, образуют комплексы. Комплексы муравейников – это компактно расположенная группа гнезд, не разделенных неопределимыми для муравьев преградами (реки, ручьи, оживленные асфальтовые дороги, безлесные разрывы шириной более 30 м). Муравейники, входящие в комплекс, не обязательно связаны дорогами, но соприкасаются территориями. Обычно комплексом можно считать группу муравейников при их количестве 7-8 на 1 га, если в такой группе имеются гнезда разных размеров, в том числе гнезда с диаметром купола более 1,2 м и высотой более 0,7 м. Группа локально расположенных крупных гнезд всегда образуют один комплекс. Расстояние между гнездами в комплексе может составлять от 10 до 30 м. Границы комплексов могут не совпадать с границами выдела или квартала. В одном квартале может быть несколько комплексов быть несколько комплексов, если между группировками гнезд имеется пространственный разрыв более 100 м. В некоторых случаях все муравейники одного квартала или даже небольшого лесного массивы представляют единый комплекс, что видно при нанесении гнезд на схему. Отдельно расположенные муравейники, каких бы размеров они ни были, рассматривать как комплексы нельзя. Муравьи строят гнезда в местах, выбираемых, по крайней мере, частично, с учетом их теплового режима. Например, в прохладную погоду их может привлечь прогреваемая солнцем скала. Зимой виды Solenopsis сосредоточивают свои гнезда на южных склонах насыпей идущих в широтном направлении дорог и возводят высокие холмики; летом они перемещаются на северную сторону насыпей, а холмики строят низкие или вообще их не возводят.
Муравьи могут отчасти оптимизировать температурные условия своего существования, перемещаясь внутри гнезда вверх-вниз или даже переходя в гнездо-спутник. Рабочие ряда пустынных видов, напившись воды, отрыгивают ее в муравейнике для поддержания необходимой влажности.
Комплексы гнезд муравьев являются важным компонентом лесных экосистем. Благополучие леса во многом зависит от степени зрелости комплексов. Поэтому организация мониторинга комплексов гнезд муравьев силами школьных лесничеств и краеведческих объединений школьников и студентов исключительно интересна актуальна.
В пределах различных климатических зон муравьи выбирают наиболее оптимальные экологические условия (биотоп, температуру, микроклимат и т. д.). Изучение экологической приуроченности в каждом конкретном участке ареала, характера взаимоотношений разных видов муравьев на одной территории предпринимается не только с целью создания наиболее точной картины биологии видов. Познание характера распределения видов муравьев. Анализ структуры комплексов их поселений имеет важное практическое значение, т. к. является основой для выбора правильных путей в искусственном расселении этих полезных насекомых.
12 1. 2. Краткие экологические характеристики муравьев, встречаемых в районе исследования.
Муравей бурый лесной (Formica fursa L.)
Массовый, типично лесной вид, обитающий в лиственных и смешанных лесах с густым подлеском, где другие Serviformica не живут. Гнезда его можно встретить в кочках на сырых лугах, в земле, под камнями, в гнилой древесине, под корой пней. Активно разрушает древесину. Кормится на тлях (живущих как на деревьях, так и на травах), мертвыми насекомыми, иногда нападает на живых членистоногих животных.
Муравей рыжий лесной(Formica rufa L.)
Рабочие особи достигают в длину 4 – 9 мм. Обитает в хвойных, смешанных и лиственных лесах возрастом свыше 40 лет, хотя одиночные гнезда встречаются в биотопах с густым подлеском (Длусский, 1967). Этот вид приурочен к хвойным насаждениям, но их нет в липняках и очень мало в березняках. Встречается на открытых, хорошо прогреваемых полянах и опушках. Строит гнезда из более мелких растительных остатков, гнёзда рыжего лесного муравья обычно составляют 0,5 – 0,7 м, но иногда достигают высоты 1,5 м, гнезда этого вида выглядят более аккуратными и имеют форму вала.
Муравей красный древоточец (Tetramorium caespitum)
Как показывает название, этот красногрудый, довольно крупный муравей (рабочие особи длиной 6 – 14 мм, а самки 15 – 18 мм. Встречается в сосновых лесах, гнездиться, выгрызая обширные гнездовые ходы, в больной и мертвой древесине отмирающих деревьев. В многовидовом сообществе этот вид муравьев является одним из доминантов. Одним из источников являются сахаристые экскременты тлей.
Жёлтый земляной муравей (Lasius flavus)
Встречается в основном на лугах, иногда на окраинах лесопосадок.
Одной из наиболее удивительных черт этих муравьев является то, что они ведут полностью подземный образ жизни. В ходе эволюции хитин этих муравьев почти утратил сою пигментацию, став желтым или светло-оранжевым. Характерную для муравьев бурую окраску сохранили только самки и самцы. Размеры аналогичны двум предыдущим видам.
Эти муравьи никогда не показываются на поверхности и ищут пищу прямо под землей, охотясь на различных членистоногих, живущих в почве. Как и у черных лазиусов, у флавусов тесные взаимоотношения с тлями, но их колонии они не разводят на близлежащих растениях, селят прямо в муравейнике на корнях растений. Получается очень интересное явление: подземная тлиная колония прямо внутри муравейника! Достаточно распространенный вид. Размеры семьи достигают 50 000 особей.
Краснощекий муравей-минер (Serviformica rifibarbis)
Малый, или голоспинный, лесной муравей (Formica polyctena) Обычен там же, где и F. rufa, однако предпочитает биотопы с разреженным подлеском. Гнезда F. polyctena построены из более мелких растительных остатков, поэтому выглядят более аккуратными, чем у F. rufa. Почва занимает не более 25% надземной части муравейника. При одинаковых по размеру гнездах у F. polyctena численность семьи и кормовой участок в 2–7 раз больше, чем у F. rufa. F. polyctena более агрессивный энтомофаг, чем F. rufa. Любопытен выбор пищи у этого вида. В то время, как другие виды муравьев не трогают личинок с ядовитой гемолимфой, F. polyctena активно на них нападает и кусает до тех пор, пока не прокусит кожу. После этого, правда, добычу выбрасывает и старательно чистит челюсти о песок. Густоволосатых гусениц он не трогает, а на слабоволосатых нападает группой. В его семьях лишь 6–20% муравьев являются фуражирами.
2. Материалы и методы исследования.
2. 1. Физико-географическая характеристика района исследования.
2. 1. 1 Физико-географическая характеристика Ковардицкого леса.
Ковардицкий лес расположен на территории ЗАО ПЗ «Нива» , общей площадью 159 га, которое входит в состав ГУ «Муромский сельский лесхоз», ГУ «Владимирское управление сельскими лесами» и расположено в западной его части на территории Муромского административного района Владимирской области. Лесной фонд сельхозпредприятия состоит из отдельных участков леса различной величины и конфигурации, большинство которых непосредственно примыкают к границам государственного лесного фонда, образуя крупные лесные массивы.
Лес расположен на Ковровско-Косимовском плато, которое представляет собой эрозионно-моренную расчлененную возвышенную равнину. Рельеф в пределах территории леса - холмисто-увалистый. Холмы и гряды чередуются с замкнутым понижением.
Климат района расположения леса умеренно-континентальный по влажности и температурным условиям с хорошо выраженными сезонами года. Продолжительность вегетационного периода 160-180 дней. Среднегодовая температура воздуха +3,7. Поздние весенние заморозки возможны до первых чисел июня и ранние осенние- с начала сентября. Максимальная температура воздуха +35,2, минимальная -40,7. Среднегодовое количество осадков-589 мм. Средняя глубина промерзания почвы 60-100 см. Высота снежного покрова в лесу достигает 50-70 см, что в достаточной мере предохраняет лесную растительность от вредного действия зимних заморозков. Преобладающими ветрами в Муромском районе являются южные и юго-западные. В целом климатические условия расположения леса следует считать вполне благоприятными для произрастания древесно- кустарниковой растительности, что подтверждает наличие высокопроизводительных насаждений сосны, ели и березы.
Коренными породами, подстилающими почву, являются известняки, которые близко подходят к поверхности и постепенно углубляются в направлении на запад. Большая часть леса расположена на легких суглинках и супесях.
Преобладание легкосуглинистых и супесчаных почв создают благоприятные условия для произрастания сосновых насаждений. Речная система состоит из реки Коварда и Солдатского озера. Территория леса отнесена к южно-центральному району подзоны смешанных лесов.
По лесохозяйственному районированию леса лесничества отнесены к хвойно-широколиственному округу (зона хвойно-широколиственных лесов подрайон сосново-еловых лесов Клязьменско-Окской возвышенности).
Ковардицкий лес является рекреационной зоной города Мурома, поэтому в данном месте наблюдается высокая антропогенная нагрузка на весь лесной массив, особенно в районе озера Солдацкое.
2. 1. 2. Физико-географическая характеристика природного комплекса Государственного заказника "Муромский"
Госзаказник расположен на территории двух районов Владимирской области - Гороховецком и в округе Муром в пойме реки Оки. Площадь заказника 62,7 тыс. га.
Природный комплекс государственного биологического заказника "Муромский" расположен на Ковровско-Касимовском плато, являющимся одним из природных округов Владимирской области. В округе выделяют три физико-географических района, в пределах одного из которых - Нижнеокская древнеаллювиальная низина - и на прилегающих участках поймы Оки находится заказник. На территории выделен отдельный охранный объект - озеро Виша с разнообразным растительным и животным миром. В целом территория госзаказника охватывает все разнообразие природных условий Окско-Клязьминского междуречья.
В географическом отношении территория представляет собой плоскую равнину с песчаными холмами и болотными низинами. Большую площадь занимают зандровые равнины, перерезанные грядами незначительных по высоте холмов, служащих водоразделами. Равнины сложены мощными (до 15-20 метров) песками водно-ледникового происхождения. Пойма реки Оки представляет собой песчаную равнину с невысокими, слабозадернованными грядами и гривами. С поверхности она сложена суглинками и глинами с прослойками песка и супеси. Суглинки представляются разнозернистыми песками с гравием и галькой.
На низменных зандровых и аллювиально-зандровых равнинах преобладают преимущественно дерново-слабозолистые почвы лёгкого механического состава, бедные гумусом и другими питательными веществами, в комплексе с болотными почвами. Преобладают супесчаные почвы.
Район расположения заказника относится к зоне умеренно-континентального климата и, как правило, характеризуется умеренно тёплым летом; холодной, снежной и продолжительной зимой; короткой, облачной, часто дождливой весной и относительно тёплой осенью. По данным Муромской метеостанции преобладающими ветрами на территории заказника являются юго-западные. Среднегодовая температура воздуха составляет + 3,4 градуса, самый тёплый месяц - июль, самый холодный - февраль. Средняя температура их соответственно + 19,3 градуса и -11 градусов. Среднегодовое количество осадков 588 мм, причём наибольшее количество осадков по временам года приходится на лето - 199 мм. Самые ранние заморозки (конец весенних заморозков) отмечены 15 апреля, самые поздние - 13 июня. Даты окончания последних заморозков весной приходятся, в основном, на 14 мая. Периодических засух, суховеев и ливневых дождей не наблюдается.
Территория заказника входит в состав смешанных лесов и относится к подзоне хвойных лесов южной части тайги. Слаборасчленённые водоразделы и сухие песчаные пространства террас покрыты сосновыми лесами. На вершинах холмов, дюн, сложенных песками, распространены светлые лишайниковые боры и боры верещатники. На пологих склонах, плоских вершинах и на более ровных участках произрастают сосняки, зеленомошники с брусникой, черникой и хорошо развитым моховым покровом. В более глубоких понижениях рельефа, со значительной заболоченностью, распространены сосняки сфагновые. Берёзовые леса распространены в пониженных формах рельефа. В местах, где пески близко подстилаются суглинками, на более переувлажнённых участках террас встречаются дубравы, приуроченные к гривистым повышениям рельефа.
Район исследования испытывает среднюю и слабую антропогенную нагрузку. Более сильное воздействие человека выявлено около берега озера Виши, чем дальше от водоема тем меньшая антропогенная нагрузка.
2. 2. Методы и методики
В работе использовался метод маршрутных учётов. Наносили на схему все встречные муравейники, нумеровали и измеряли их.
Плотность поселения муравьев высчитывалась по формуле: P=K/F (м²/га), где: K – сумма площадей оснований куполов (в м²), F – площадь, занимаемая комплексом (в га). Для определения объёма гнезд замеряется высота и диаметр купола, и он определятся по таблице
Таблица 1
Определение объёма гнезд
Диаметр купола, Высота купола, м H
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0, 25 0, 04 0, 80 0, 052 1, 35 1, 43 1, 90 2, 83
0, 30 0, 07 0, 085 0, 58 1, 40 1, 54 1, 95 2, 98
0, 35 0, 10 0, 90 0, 64 1, 45 1, 65 2, 00 3, 14
0, 40 0, 13 0, 95 0, 71 1, 50 1, 77 2, 05 3, 30
0, 45 0, 17 1, 00 0, 79 1, 55 1, 89 2, 10 3, 46
0, 50 0, 20 1, 05 0, 86 1, 60 2, 01 2, 15 3, 63
0, 55 0, 24 1, 10 0, 95 1, 65 2, 14 2, 20 3, 80
0, 60 0, 28 1, 15 1, 04 1, 70 2, 27 2, 25 3, 97
0, 65 0, 33 1, 20 1, 13 1, 75 2, 40 2, 30 4, 15
0, 70 0, 39 1, 25 1, 23 1, 80 2, 54 2, 35 4, 33
0, 75 0, 46 1, 30 1, 33 1, 85 2, 68 2, 40 4, 52
Проводился сбор муравьев и определялся их вид с использованием методики А. П. Букина и Г. М. Длусского. На каждый комплекс муравейников составлялся паспорт по методике паспортизации муравейников.
Для определения рода и вида муравьёв использовался цифровой микроскоп и «Определитель насекомых» под редакцией Плавильщикова Н. Н. ,. – М. :Учпедгиз.
Паспорт комплекса муравейников.
Лесничство_
Краткое таксационное описание участка:
·возраст_
·полнота_
· расположение по склону_
· Ф. И. О. должность ответственного_
· отметка о повреждении комплекса_
3. Результаты исследований и их обсуждения.
Первым этапом в изучении видового разнообразия муравьёв на территориях с различной антропогенной нагрузкой, был район Ковардицкого леса площадью 1 га, включающий в себя пробные площадки на опушке леса, поляне, в лесном массиве, прибрежной зоне озера Солдацкого. По полученным данным была составлена таблица видового разнообразия муравьев на контрольных площадках.
Таблица 3
Видовое разнообразие муравьев на пробных площадках участка Ковардицкого леса.
Виды муравьев, № контрольной площадки1 2 3
Ковардицкий лес
1 0,28 0,083 Овальная форма
2 0,47 0,16 С внешним валом
3 0,79 0,30 Овальная форма
4 1,77 2,99 Со скрытым валом
5 0,34 0,14 Овальная форма
6 0,64 0,21 Овальная форма
7 0,58 0,14 Со скрытым валом
8 0,39 0,16 Овальная форма
9 0,46 0,19 Со скрытым валом
10 0,20 0,044 Со скрытым валом
11 0,17 0,024 Овальная форма
12 0,33 0,12 Овальная форма
13 0,79 0,40 Овальная форма
ООПТ «Муромский»
1 0,33 0,096 Овальная форма
2 0,25 0,115 С внешним валом
3 1,73 2,7 Овальная форма
4 0,58 0,16 Со скрытым валом
5 0,35 0,13 С внешним валом
6 0,21 0,052 С внешним валом
7 0,69 014 Овальная форма
8 0,54 0,13 Со скрытым валом
9 0,23 0,135 С внешним валом
10 0,56 0,19 Овальная форма
11 0,24 0,141 С Внешним валом
12 0,67 0,17 Со скрытым валом
13 0,37 0,156 Со скрытым валом
14 0,26 0,122 С внешним валом
15 0,56 0,29 Овальная форма
16 0,35 0,143 Овальная форма
17 0,66 0,37 С внешним валом
18 0,34 0,16 С внешним валом
19 0,78 0,37 Со скрытым валом
20 1,43 2,31 С внешним валом
21 0,37 0,154 Овальная форма
22 0,71 0,29 Со скрытым валом
23 0,41 0,19 Овальная форма
В Ковардицком лесу на восьми пробных площадках было встречено 13 муравейников, среди которых самая большая площадь - 1,77 м2, объем - 3,05 м у муравьев древоточцев. У найденных муравейников отмечены такие типы: овальной формы, со скрытым валом, с внешним валом.
На территории ООПТ «Муромский» с незначительной антропогенной нагрузкой было встречено 13 муравейников, среди которых самая большая площадь - 1,73 м2, объем - 2,7 м3, и3. Как и в первом случае, муравейники трех типов, но преобладает муравейники овальной формы и с внешним валом. В заказнике размеры муравьиных гнезд небольшие, предположительно это может быть связано с постоянными разрушениями кабанами, так как данная территория является местом кормежки.
Все муравейники имеют конусовидную форму. У рыжего лесного муравья муравейник состоит из маленьких веточек, растительного мусора, сосновых иголок. Муравейники красного древоточца располагались около пней и состояли из крупных сосновых веточек и кусочков коры. Разнообразие в формах, материалах используемых для строительства муравейников обуславливается строением и образом жизни муравьев. В Ковардицком лесу отмечено у двух муравейников следы воздействия человека. На территории заказника наблюдаются следы разрушения муравейников кабанами.
Полученные данные позволили создать паспорт комплекса муравейников.
Учеными доказано, что наиболее приспособленными к антропогенным нагрузкам являются красные муравьи древоточцы и желтые земляные муравьи, а наименее приспособленными – рыжие лесные муравьи. Исследуя территории Ковардицкого леса и района ООПТ «Муромский», эти данные подтвердились. Самым распространенным видом на изученной территории является красный муравей древоточец.
Ковардицкий лес в большей степени подвержен антропогенной нагрузки со стороны человека, т. к. является ближайшей рекреационной зоной отдыха городского населения, это оказывает влияние на изменение видового разнообразия муравьев, в данном месте отмечено три вида.
Хотя ООПТ и является охраняемой территорией, но и там часто отдыхают туристы, организовывая несанкционированные свалки мусора, разрушая лесную подстилку, все это приводит к ухудшению экологического состояния этого удивительного места. Рыжий лесной муравей менее экологически пластичен, поэтому на территориях со средней антропогенной нагрузкой данный вид муравьёв встречается очень редко. Также одной из теорий малого количества муравьев на территории лесного массива вдоль озера Виши (ООПТ «Муромский») является наличие большого количества кабанов, которые разрушают гнезда муравьёв, используя их в качестве «санитарных ванн». Рыжий лесной муравей перебирается вглубь леса, оставляя свои муравейники. Более приспособленный к большим нагрузкам муравей красный древоточец активно занимает места, некогда принадлежащие рыжему лесному муравью.
Полученные в ходе работы результаты и анализ данных позволяют сделать следующие выводы:
1. На изученных территориях встречаются следующие виды муравьев:
1) Муравей бурый лесной(Formica fursa L.)
2) Муравей красный древоточец (Tetramorium caespitum)
3) Муравей рыжий лесной(Formica rufa L.)
4)Краснощёкий муравей-минер(Serviformica rifibarbis)
5)Желтый земляной муравей(Lasius flavus)
6) Малый лесной муравей(Formica polystena)
2. Наиболее часто встречается – муравей красный древоточец, более редко – малый лесной муравей;
3. Плотность поселения муравьев на пробных площадках резко различается;
4. Довольна высокая плотность населения наблюдается на территории заказника с наименьшей антропогенной нагрузкой, а наиболее низкая в Ковардицком лесу с высокой антропогенной нагрузкой.
5. На исследуемых территориях обнаружено 36 муравьиных гнезда, отличающиеся по площади, объёму и форме, что связано с разнообразием видов муравьев.
6. Площадь поселения муравьев составляет от 0,0502 м²/га до 0,0875 м²/га.
7. Наибольшее разнообразие видов и высокая плотность поселений представлено на территории заказника, что связано с меньшей нагрузкой на изучаемую территорию, увеличение которой может повлиять на сокращение видов.
5. Заключение
Среда обитания животных находится под влиянием человека и природы, она постоянно меняется. Неизменных человеком мест в нашем крае практически не осталось. Это в свою очередь влияет на видовой состав животных, в том числе и муравьев.
На территории округа Муром никогда не проводились какие-либо мирмикологические исследования. Данная работа является единственной. Но в ряде других районов Владимирской области такие исследования проводились, но они имели точечный характер. Следует принять во внимание, что многие сведения о муравейниках устарели, поэтому можно рекомендовать провести ряд новых исследований, направленных на изучение видового состава муравьёв Муромского края, соединить полученные данные и составить «Атлас видового разнообразия муравьёв Муромского края». Необходимо привлечь к данной работе участников школьных лесничеств нашего округа, создать паспорта муравейников рыжих лесных муравьев, так как они являются индикаторами экологического состояния леса.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Видовое разнообразие муравьёв на территории города
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Морфология
1.2 Биология муравьёв
1.3 Экология муравьёв
1.3.1 Состав семьи. Разделение функций
1.3.2 Питание
1.4 Муравьи Беларуси
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1 Краткая характеристика района исследований
2.2 Описание пробных площадок
2.3 Методы сбора материала
2.4 Математическая обработка данных
Глава 3. Результаты исследования
3.1 Таксономический анализ собранного материала
Библиографический список
Введение
Муравьи (Formicidae) - это самое многочисленное по количеству особей семейство насекомых. Да и по количеству видов немногие семейства могут поспорить с ним. Сейчас насчитывается примерно 6000 видов муравьев, но, учитывая, что каждый год описываются все новые и новые виды и роды и то, что муравьи многих районов земного шара почти не изучены, число это будет значительно увеличено.
Актуальность изучения данной темы состоит в том, в настоящее время человек, расширяя масштабы хозяйственной деятельности, повсеместно вовлекает муравьев в сферу своего непосредственного влияния, изменяя при этом свойственную им среду обитания.
Жизнь лесных муравьев тесно связана с лесом. Но не в каждом лесу они могут жить. Если человек изменяет природу, он изменяет и условия, в которых сформировались признаки приспособленности. Поэтому взаимодействуя с природой, проводя наблюдение, эксперименты, необходимо строго соблюдать законы самой природы .
В лесах умеренного пояса и тропических лесах муравьи обеспечивают перемещение и аэрацию грунта. Многие земляные виды муравьев являются почвообразователями, рыхлящими, перемешивающими, удобряющими почву. Их почвообразующая деятельность заключается в перемешивании почвы, изменении её механического и химического состава. В дождевых тропических лесах 99,9 % питательных веществ оставалось бы в верхнем слое почвы, если бы не переносилось вглубь, в том числе и муравьями. Многие муравьи также представляют собой важные звенья в пищевых цепях как хищники, питающиеся беспозвоночными. Муравьи, поселяющиеся в древесине или устраивающие свои гнёзда в старых пнях, принимают участие в механическом разрушении мёртвой древесины, ускоряя процессы её разложения. Муравьи, питающиеся семенами, непосредственно способствуют расселению многих видов растений. Семена некоторых растений (т. н. мирмекохорных растений) расселяются только муравьями (копытень, фиалки, пролесок и др.). В степях и пустынных районах семена многих растений разносятся исключительно муравьями]. Муравьи -- единственные насекомые, которые рассеивают семена в больших количествах, на всех континентах и практически во всех экосистемах.
Целью настоящей работы является выяснение видового разнообразия муравьёв на территории г. Гродно.
Исходя их поставленной цели, определены следующие задачи:
1) установление биологического разнообразия муравьёв в выбранных биотопах на территории города;
1) изучение видового обилия в пределах выбранного биотопа;.
3) охарактеризовать особенности экологии муравьёв на территории г. Гродно.
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Морфология
Муравьи отличаются по своей морфологии от других насекомых наличием коленчатых усиков, метаплевральной железой, а также сильным сужением второго абдоминального сегмента в узел-петиоль. Голова, мезосома и брюшко являются тремя различными сегментами тела. Петиоль -- это узкая талия между мезосомой (три грудных сегмента, а также первый абдоминальный сегмент, который сливается с ними) и брюшком (абдоминальные сегменты после петиоля). Он может состоять из одного или двух члеников (только второй или второй и третий абдоминальные сегменты). Брюшко и петиоль вместе объединяют в метасому .
Как и другие насекомые, муравьи имеют экзоскелет -- наружную хитиновую оболочку, которая обеспечивает поддержку и защиту тела. Нервная система состоит из брюшной нервной цепочки, которая расположена по всей длине тела, и нескольких нервных узлов, связанных между собой. Наиболее важной частью нервной системы является надглоточный ганглий, в котором образуются временные связи. Его объём относительно наибольший у рабочих, меньше у цариц и самый маленький у самцов.
Как и большинство насекомых, муравьи имеют сложные фасеточные глаза, состоящие из многочисленных крошечных линз. Муравьиные глаза хорошо различают движение, но не обладают высокой разрешающей способностью. Кроме сложного глаза имеются три простых глазка на верхней части головы, которые определяют уровень освещённости и плоскость поляризации света. По сравнению с позвоночными животными, большинство муравьёв обладают посредственным зрением, а некоторые подземные виды являются полностью слепыми.
Усики на голове являются органами чувств, служащими для обнаружения химических веществ, воздушных потоков и вибраций, а также используются для приёма и передачи сигналов через прикосновения.
Голова муравьёв имеет сильные мандибулы, которые используются для переноса пищи, манипулирования различными объектами, строительства гнезда и обороны. У некоторых муравьёв эти жвалы открываются на 270 и защелкиваются словно капканы, например, у таких родов, как Anochetus , Odontomachus , Myrmoteras , Strumigenys . У некоторых видов имеется небольшой отросток пищевода, называемый "общественным желудком", или зобом. В нём может храниться пища, которая впоследствии распределяется между другими муравьями и личинками.
Крючковатый коготь на конце каждой лапки помогает муравью подниматься по вертикальным поверхностям. У большинства цариц и самцов муравьёв есть крылья. Царицы отгрызают крылья после брачного полёта.
В брюшке муравья расположены внутренние органы, включая репродуктивные, а также выделительные железы. У рабочих муравьёв многих видов на конце брюшка присутствует видоизменённый яйцеклад в форме жала, который используется для добывания пищи, а также защиты гнезда или нападения (например, у мирмицин,Myrmeciinae , Paraponerinae , понерин и др.). У примитивных форм подсемейства мирмицины жало редуцировано, а у эволюционно продвинутых форм -- видоизменено, при этом даже у примитивных родов данной группы оно неспособно эффективно парализовать жертву.
Сигнальные вещества выделяются специальными железами. У различных видов муравьёв их может быть десятки. Данные железы различаются по количеству, форме, функциям и никогда не встречаются одновременно у одного вида. Экзокринная система у муравьёв хорошо развита и включает более 75 желёз.
Метаплевральные железы выделяют антибиотические вещества (например, фенилуксусную кислоту), а иногда также феромоны тревоги и репелленты для защиты от врагов. Однако они отсутствуют у ряда видов, ведущих древесный образ жизни. Для защиты и нападения также используются половые железы, изменившие своё назначение у рабочих особей. Среди них выделяют ядовитую железу, вырабатывающую кислотный экскрет, и железы Дюфура, вырабатывающие щелочной экскрет, разнообразные углеводороды, кетоны, спирты, сложные эфиры и лактоны. Основу яда многих нежалящих видов составляет муравьиная кислота. Такие муравьи выбрызгивают секрет на расстояние до нескольких сантиметров, одновременно выделяя "феромоны тревоги".
Пигидиальные железы открываются сзади протоками на верхней стороне брюшка. У ряда видов они вырабатывают феромоны тревоги и репелленты, других -- следовые феромоны. Стернальные железы открываются протоками на нижней стороне брюшка и выделяют следовые и призывные феромоны. Мандибулярные железы открываются протоками на внутренней стороне жвал.
Ранее энтомологами считалось, что все муравьи способны выделять ядовитую муравьиную кислоту (откуда и произошло её название), однако сейчас известно, что на это способны только представители подсемейства формицины .
1.2 Биология муравьёв
Муравьи, как представители насекомых с полным превращением, в своём развитии проходят несколько стадий: яйцо, личинка, куколка и имаго. Цикл развития муравьёв, как и всех других перепончатокрылых, включает полное превращение (голометаболия). Из яйца вылупляется личинка -- единственная растущая стадия насекомого.
Жизнь муравья начинается с яйца. Если яйцеклетка оплодотворена, то из неё вырастет самка, а если нет, то самец. Обычно яйца хранятся не по отдельности, а небольшими "пакетами". После инкубационного периода из яйца выходит малоподвижная червеобразная личинка, кормлением и уходом за которой занимаются рабочие особи. Наружные покровы личинки могут растягиваться только до определённых пределов, и в ходе роста происходят линьки. Соответственно принято различать несколько возрастных стадий личинки. Для муравьёв типичны четыре личиночные стадии, которые завершаются окукливанием, хотя у некоторых видов может быть три или пять личиночных стадий. Кормление личинки осуществляется при помощи трофаллаксиса, когда муравей отрыгивает жидкую пищу из своего зоба -- как и при обмене пищей между имаго, хранящими пищу в "общественных желудках". Личинки могут потреблять и твёрдую пищу, такую как кормовые яйца, куски добычи или семена, принесённые рабочими. У некоторых видов личинок переносят непосредственно к месту, где была захвачена добыча. Перед окукливанием личинка перестаёт питаться и выделяет содержимое своего кишечника. У некоторых видов (например, у представителей подсемейств формицины, понерины, Amblyoponinae ) муравьёв личинки перед окукливанием плетут кокон. Куколка свободная -- придатки имаго внутри неё свободны и не слиты с телом. В зависимости от питания, которое получает личинка, она может развиться в царицу или рабочую особь. Если у вида существует деление рабочих на касты, то питание также определяет, к какой касте будет относиться будущее имаго муравья. Личинки и куколки должны находиться при определённой постоянной температуре, поэтому рабочие часто перемещают их из одной камерымуравейника в другую, с более подходящими условиями. После завершения стадии куколки рабочие муравьи помогают новой особи выйти из неё, так как муравей самостоятельно не в состоянии вскрыть кокон.
Первые несколько дней жизни новые рабочие особи проводят, ухаживая за королевой и расплодом. Затем они обычно занимаются рытьём туннелей и другой работой внутри гнезда. Впоследствии муравей становится защитником гнезда ифуражиром. Эти изменения довольно внезапные и являются примерами временных каст. Объяснение такой последовательности связано с высокой смертностью среди фуражиров.
У большинства видов муравьёв способность к спариванию имеется только у самок (будущих цариц) и самцов. Вопреки распространённому мнению, в некоторых семьях муравьёв могут быть несколько королев (полигинность), а в других может не быть королевы вовсе. Рабочие, способные к размножению, называются гамэргатами,а семьи, в которых нет королевы, -- гамэргатными. Крылатые самцы муравьёв выходят из куколок вместе с будущими царицами и на протяжении своей жизни только питаются и спариваются. Большинство муравьёв моновольтинны, то есть за год развивается только одно поколение. В определённый момент времени, который зависит от вида, крылатые самки и самцы покидают гнездо и отправляются в брачный полёт. Как правило, самцы взлетают раньше самок и выделяют феромоны, заставляющие их следовать за ними. Самки большинства видов спариваются только с одним самцом, но встречаются также виды, самки которых спариваются с десятью и более самцами. После спаривания самка ищет подходящее место для создания нового муравейника. Найдя таковое, она отгрызает себе крылья и роет первую камеру будущего гнезда, а затем начинает откладывать яйца и ухаживать за ними. Царица хранит сперму, полученную во время брачного полёта, и оплодотворяет ею свои яйца. Первые рабочие в новой семье являются слабыми и мелкими по размеру в сравнении с более поздними рабочими особями. Они увеличивают гнездо, добывают корм и ухаживают за расплодом. Так создаются новые семьи у большинства видов, однако существуют виды, у которых колонию образуют сразу несколько королев. В определённое время одна из королев со "свитой" покидает семью и переселяется на новое место.
У муравьёв отмечен широкий спектр стратегий размножения. Например, самки некоторых видов способны размножаться путём бесполого размножения(партеногенеза), при котором самки появляются из неоплодотворённых яиц.
Уникальный вариант естественного клонирования существует у малого огненного муравья, самцы и самки которого размножаются клонированием независимо, благодаря чему генофонды обоих полов не смешиваются. У данного вида рабочие особи развиваются из оплодотворённых яиц, матки -- из неоплодотворённых диплоидных яиц. В некоторых яйцах, оплодотворённых самцами, все хромосомы матери разрушаются, и из таких гаплоидных яиц развиваются самцы.
Размножение и расселение муравьёв происходит один раз в году (у некоторых видов -- дважды за год).
1.3 Экология муравьёв
1.3.1 Состав семьи. Разделение функций
Большую часть года семья муравьев состоит из одной или нескольких плодовитых самок, большого числа рабочих особей и расплода (яиц, личинок, куколок). Если в семье имеется одна плодовитая самка, она называется моногинной, если много? полигинной. Число самок в полигинных семьях Formica polyctena достигает нескольких сотен. У большинства видов моногинными бывают лишь молодые или слабые семья, однако есть и исключения.
Численность рабочих во взрослых семьях разных видов муравьев зависит от уровня социальной организации вида и варьирует от немногих десятков особей у наших Ponerinae до нескольких миллионов у Formica rufа и тропических муравьев-кочевников. Количество расплода в семье сильно изменяется в течение года.
Единственная функция самки в гнезде - откладка яиц. Между рабочими особями существует разделение функций, или полиэтизм, который может быть возрастным или кастовым. Под первым понимается закономерная смена круга работ, выполняемых муравьев в гнезде на протяжении жизни. В типичном случае молодые рабочие выполняют различные работы по уходу за самкой и расплодом. После этого они становятся строителями, а затем - фуражирами. У Formica rufа самые старые муравьи становятся сторожами на куполе. Под кастовым полиэтизмом понимаются различия в круге работ у муравьев одного возраста, обусловленные различиями в их размерах и строении.
Образование новых семей. Раз в году, в разное время у различных видов муравьев в гнездах появляются крылатые половые особи молодые самки и самцы. В соответствующий момент, обычно более или менее синхронно в разных гнездах одного вида, начинается брачный лет. Крылатые муравьи поднимаются на растения и взлетают в воздух. у некоторых видов, например у Monomorium, Diplorchoptrum и Lasius , спаривание начинается в воздухе и заканчивается на земле. У других, например у Tapinoma , Formica и Cataglyphis , самки быстро опускаются и бегают по земле, а самцы или подлетают, или подбегают к ним, и спаривание происходит на земле. Одна самка у многих видов может спариваться с несколькими самцами. Запас спермы, полученной самкой во время брачного лета, хранится в ее сперматеке всю жизнь; повторных спариваний не бывает.
После спаривания самцы погибают, а самки сбрасывают крылья и начинают строить новую гнездовую камеру. Иногда несколько санок объединяются и основывают первоначальное гнездо совместно. Это явление носит название плеометроз. Обычно впоследствии остается лишь одна из этих самок. У примитивных муравьев, например Amblyoроnе и Manica rubida , самка-основательница иногда покидает гнездо и охотится. Но у большинства муравьев она не покидает гнезда и не получает пищи до появления первых рабочих особей. Для выкармливания потомства они используют часть отложенных яиц и выделения желез. При этом расходуются накопленные запасы жира и резорбируются крыловые мышцы..
После того как из куколок выйдут первые рабочие особи, они делают выход наружу из камеры и начинают добывать пищу. С этого момента самка только откладывает яйца. Рабочие ухаживают за новым расплодом и по мере увеличения численности семьи расширяют гнездо. Из года в год численность растет, гнездо увеличивается, и наконец количество муравьев достигает того уровня, при котором семья может вырастить крылатых самок и самцов. Обычно это происходит на 3-4-й год жизни семьи.
Помимо этого способа у многих видов, в частности Monomorium kusnezovi и Tapinoma karavaevi , новые семьи могут образовываться делением старой семьи. На некотором расстоянии от родительского гнезда строится дочернее, или отводок, куда переселяется часть рабочих с расплодом и с одной или несколькими самками. Между отводком и материнским гнездом некоторое время сохраняется связь и происходит обмен рабочими особями и расплодом.
1.3.2 Питание
Все виды муравьев, обитающих в одном биогеоценозе, образуют коадаптивный комплекс,члены которого определенным образом делят между собой пищевые ресурсы биогеоценоза. Во влажных местообитаниях, где более или менее выражена ярусность биогеоценозов, муравьи делят среду, главным образом, по вертикали. Дендробионты (некоторые Camponotus, Crematogaster и Leptothorax ) добывают пишу в кронах и на стволах деревьев, хортобионты - в травостое, герпетобионты (Tetramorium, Aphaenogaster, Formica и т.д.) - на поверхности почвы, стратобионты (Myrmica, Ponera, Leptothorax и др.) в подстилке, геобинты (Lasius flavus ) - в почве. Питание этих муравьев довольно сходно. Вот они являются зоонекрофагами, т.е. питаются малоподвижными насекомыми или их трупами, а также посещают колонии тлей, от которых они получают падь.
Можно выделять 3 главных трофических группы:
1. Карпофаги, или муравьи, питающиеся семенами растений. К этой группе относятся муравьи-жнецы (Messor ) и мелкие карпофаги (Tetramorium, Pheidole, Monomorium и др.).
3. Ночные хищники. В эту группу входят представителя подрода Tanaemyrmex рода Camponotus . В принципе характер питания Tanaemyrmex не отличается от такового у других герпетобионтов-зоонекрофагов, они также собирают трупы насекомых, охотятся на малоподвижных беспозвоночных на поверхности почвы или собирают падь тлей. Однако эти насекомые начинают охоту после захода солнца и эаканчивают ее утром.
Большенство зоофагов и зоонекрофагов имеют очень широкий спектр питания, однако у части видов может наблюдаться определенная специализация.
1.4 Муравьи Беларуси
В 2000 году Блинов указывал для Беларуси 59 видов муравьев. В 2011 Радченко указал уже 62 для нашей республики. Fauna Europaea указывает 61 вид, описанный на территории Беларуси.
Виды муравьев фауны Беларуси без учета подсемейств и триб.
Camponotus fallax (муравей-древоточец блестящий)
Camponotus herculeanus (муравей-древоточец красногрудый)
Camponotus ligniperda (муравей-древоточец европейский или краснобрюхий)
Camponotus vagus (муравей-древоточец черный)
Diplorhoptrum fugax (муравей-вор домовый)
Dolichoderus quadripunctatus (муравей пятнистый или четырехточечный)
Formica aquilonia (муравей лесной северный)
Formica cinerea (муравей песчаный серый)
Formica cunicularia (муравей степной прыткий)
Formica exsecta (муравей тонкоголовый обыкновенный или красный)
Formica forsslundi (муравей Форшлюнда)
Formica fusca (муравей лесной темно-бурый)
Formica lemani
Formica lugubris (муравей лесной волосистый краснощекий)
Formica picea (муравей черный блестящий или болотный)
Formica polyctena (муравей лесной малый или голоспинный)
Formica pratensis (муравей луговой)
Formica pressilabris (муравей тонкоголовый малый)
Formica rufa (муравей лесной рыжий обыкновенный)
Formica rufibarbis (муравей-минер краснощекий)
Formica sanguinea (муравей-рабовладелец кроваво-красный)
Formica truncorum (муравей красноголовый)
Formica uralensis (муравей черноголовый)
Formicoxenus nitidulus (муравей-крошка, или муравей-малютка блестящий)
Harpagoxenus sublaevis
Lasius affinis
Lasius alienus (муравей садовый бледноногий)
Lasius brunneus (лазий дубовый)
Lasius emarginatus
Lasius flavus (муравей земляной (или садовый) желтый)
Lasius fuliginosus (муравей-древоточец пахучий)
Lasius hybridus
Lasius mixtus
Lasius niger (муравей садовый обыкновенный или черный)
Lasius platythorax
Lasius umbratus (муравей пахучий желтый волосистый)
Leptothorax acervorum (муравей подкоровый)
Leptothorax affinis
Leptothorax corticalis
Leptothorax crassispinus
Leptothorax interruptus
Leptothorax muscorum
Leptothorax tuberum
Leptothorax unifasciatus
Monomorium pharaonis (муравей домовой рыжий или фараонов)
Myrmecina graminicola
Myrmica gallieni (мирмика болотная)
Myrmica lobicornis
Myrmica rubra (мирмика рыжая)
Myrmica ruginodis (мирмика морщинистая)
Myrmica rugulosa (мирмика луговая)
Myrmica sabuleti
Myrmica scabrinodis (мирмика моховая)
Myrmica schenmcki
Polyergus rufescens (муравей-амазонка желтый)
Sifolinia karavajevi
Stenamma debile
Strongylognathus testaceus
Tapinoma ambiguum (тапинома неясная)
Tapinoma erraticum (муравей блуждающий, тапинома пахучая)
Tetramorium caespitum (муравей дерновый или луговой)
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1 Краткая характеристика района исследований
Исследование фауны муравьёв проводили на территории города Гродно (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1-Карта?схема города Гродно .
Город Гродно - административный центр Гродненской области и района, расположен на берегу реки Неман (по среднему течению), в северо-западной части республики возле границы с Польшей, в пределах Гродненской возвышенности . Его географические координаты - 53? 41 мин. северной широты и 23? 50 мин. восточной долготы, высота над уровнем моря - 118 м, общий уклон поверхности направлен с юга на север. Гродно является крупным промышленным центром и транспортным узлом Беларуси . В городе размещено более 100 промышленных предприятий, широко развит железнодорожный, автомобильный и речной транспорт. За год город вырабатывает до 12,2 тыс. тонн вредных веществ.
Климат Гродно является умеренно-континентальным и обусловлен не только географическим положением города в умеренных широтах, но и характерной для него атмосферной циркуляцией: значительным влиянием морских воздушных масс, перемещающихся с Атлантического океана. Общая циркуляция атмосферы обуславливает преобладание в Гродно ветра западной части горизонта, западное направление сохраняется и по сезонам, среднегодовая скорость ветра 3,9 м/с. Чередование воздушных масс разного происхождения создает характерный для города неустойчивый тип погоды 13.
Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 0С - 253 суток, вегетационный период - 199 суток, безморозный - 156 суток. Заморозки в воздухе в среднем прекращаются в начале мая.
В пределах города Гродно и его окрестностей протекают река Неман и его притоки. Неман течет в глубокой и узкой долине и пересекает город с юго-востока на северо-запад.
Долина реки в пределах Гродно V-образной формы, склоны высокие, крутые. Протяженность реки в городе - 6,6 км. Неман принадлежит к типу равнинных рек с преобладанием снегового питания. Режим стока в городском разрезе характеризуется высоким весенним половодьем, относительно низкой летней меженью, периодическими осенними паводками. В пределах города Гродно протекает ручей Городничанка, впадающий в Неман справа, длина его 4,6 км, начинается на северо-восточной окраине города, долина в верховье заболочена, выражена слабо. Ширина русла 1,5 м. В трубах или под мостами пересекает центральную часть города, протекает по территории городских парков имени Жилибера и Коложского. В нижнем течении долина Городничанки сужается до 40 м, склоны высокие и крутые, ширина русла до 3 м 4.
Территория города и окрестностей входят в состав Гродненско-Волковысско-Лидского агропочвенного района. В скверах, парках, на приусадебных участках города и окрестностей преобладают дерново-подзолистые почвы, встречаются дерново-подзолистые заболоченные, дерновые заболоченные, местами дерново-карбонатные почвы, по механическому составу суглинистые, супесчаные. Естественный покров в городе сильно изменен, на приусадебных участках почвы окультурены.
Территория, на которой расположен Гродно, относится к евроазиатской хвойно-лесной (таежной) геоботанической области, подзоне грабово-дубово-темнохвойных подтаежных лесов (елово-грабовых дубрав), Неманско-Предполесскому округу, Неманскому геоботаническому району (классификация И.Д. Юркевича, В.С. Гельтмана) . Основным типом растительности являются леса, в составе которых преобладают сосновые боры и смешанные леса с дубом, березой, ясенем (сосновая и широколиственно-сосновая формация). Болота занимают примерно 3% территории. Исследуемая территория относится к району суходольно-низинных лугов. Преобладают низинные луга, высока заболоченность луговых угодий. Поймы рек в значительной мере заторфованы, по экологии и геоботанической структуре представляют собой гипново-разнотравно-злаково-осоковые болота 3.
Для проведения исследования выбрали 4 участка, различающихся месторасположением и характером растительности.
2.2 Описание пробных площадок
Участок 1 . Выбран участок, располеженный на территории так называемого Старого парка или Центральный парк культуры и отдыха имени Жилибера(рисунок 2.2). Он расположен в центре города на улице Ожешко.. Имеет давнюю историю и подвергается периодическим катастрофическим реконструкциям, выражающимся в вырубке деревьев. Планировка регулярная, газонов немного и те сильно вытаптываются, цветущей растительности немного В парке произрастает около 30 видов деревьев и кустарников. В травяном ярусе преобладают мятликовые (Poaceae sp . ), кострец безостый (Bromopsis inermis ), подорожник ланцетолистный (Plantago lanceolata ), тысячелистник обыкновенный (Achillйa millefуlium ). Древесный ярус представлен берёзой повимслой (Bйtula pйndula ), ивой белой(Sбlix бlba ), елью (Pнcea бbies ).
Рисунок 2.2 - Карта-схема расположения биотопа №1
Где С - коэффициент Жаккара;
Q - общее число видов на сравнительных участках;
a - число видов на участке а;
b - число видов на участке b.
Таблица 2.1 - Определение общности видового состава
Глава 3. Результаты исследования
3.1 Таксономический анализ собранного материала
Объектами исследования являются муравьи.
Царство -- животные (Animalia или Metazoa )
Раздел -- билатеральные или двусторонне-симметричные (Bilateralia )
Подраздел -- первичноротые (Protostomia )
Тип -- членистоногие (Arthropoda )
Надкласс -- неполноусые (Atelocerata )
Класс -- насекомые (Insecta )
Отряд -- перепончатокрылые (Hymenoptera )
Подотряд -- стебельчатобрюхие (Apocrita )
жалоносных (Aculeata ) (по другой классификации)
Надсемейство -- муравьиные (Formicoidea )
Семейство -- муравьи (Formicidae ).
За время проведения исследований,в июле 2015 года,было собрано 150 экземпляров.
Таблица 3.1 - Видовой состав муравьёв на исследованных участках
1 .Дерновый муравей(Tetramorium caespitum )
Рабочий . Брюшко короткое, овальное. Ноги недлинные. Окраска тела варьирует от буровато-черного до бурого и даже светло-бурого (желтовато- или красновато-бурого). Жвалы, лапки и часто задняя часть брюшка светлее (желтоватые). Длина тела 2,3-3,5 мм.
Самка . Жвалы морщинистые. Среднеспинка в передней части гладкая, в задней - частично с морщинками. Длина тела 6-7 мм.
Самец . Блестящий. Коричнево-черный; иногда брюшко темно-коричневое. Усики, жвалы и ножки, особенно лапки и задний сегмент брюшка более-менее желтоватые. Длина тела 5,8-7 мм.
Довольно распространенный вид. Живет в разнообразнейших биотопах, чаще открытых сухих и хорошо прогреваемых. Гнездится в земле, под камнями, или живет в рыхлых земляных кучах, пронизанных травинками. Обычно заселяет места с песчаной почвой, в том числе - лесные просеки. Нередок и в культурых ландшафтах - города, сады, улицы, человеческое жилье.
Гнезда строит под камнями или в земле, над поверхностью которой иногда заметны холмики диаметром до 10 см, которые часто проростают травяной растительностью и имеют около основания выходные отверстия. Реже поселяется в пнях или гнилом дереве.
Семья обычно состоит из одной самки и 11000 рабочих особей.
Кормятся мертвыми насекомыми, падалью, семенами, нектаром цветов, соком плодов.
По характеру деятельные и упорные. Если в бою муравью этого вида удается схватить кого-либо или что-либо, расцепить челюсти невозможно и легче оторвать голову.
Вид был обнаружен в биотопе №1,№2.
Рисунок 3.1 - Внешний вид Tetramorium caespitum
2. Рыжий лесной муравей ( Formica rufa )
Рабочий . Голова, грудь и стебелек брюшка красно-бурые; затылок, темя, пятно на пронотуме, не доходящее до его заднего края, и брюшко темно-бурые или черновато-бурые. Ноги красноватые или более-менее буроватые. Глаза черные. Жало отсутствует. Половину брюшка занимает кислая ядовитая железа, окруж?нная мощным мускулистым мешком. При сокращении мышц яд выбрасывается на расстояние до нескольких десятков сантиметров. Длина тела 4-9 мм.
Самка . Окраска как у рабочих особей. Голова, грудь и стебелек брюшка красно-бурые, брюшко черноватое. Пятно на голове как у рабочего. Крылья в основной половине желтовато-бурые. Длина тела 9-11 мм.
Самец . Тело матовое. Окраска черная, с красноватыми или желтоватыми ногами и половыми придатками. Крылья как у самки. Длина тела 9-11 мм. муравей влияние биотоп территория
Активность этого вида начинается уже в апреле. Встречается преимущественно в хвойных лесах, где строят крупные насыпные кучи-муравейники, чаще на открытых хорошо прогреваемых полянах и опушках. Также обитает в смешанных и лиственных лесах старше 40 лет, хотя одиночные гнезда встречаются в биотопах с густым подлеском. Вне лесов не встречается.
Строит из веточек рыхлую кучу в виде конуса, поселяясь у пней, стволов деревьев. Вал вокруг гнезда не образует, или образует очень редко. Почва занимает не более 25% надземной части муравейника.
Найден в биотопе №4.
Рисунок 3.2 - Внешний вид Formica rufa
3. Лугвой муравей ( Formica pratensis )
Рабочий . Голова, грудь и стебелек брюшка красно-бурые; затылок, темя, четкое пятно на пронотуме, доходящее до мезонотума, и брюшко темно-бурые или черновато-бурые. Ноги и усики буроватые. Область глазков бурая. Жало отсутствует. Длина тела 4-9 мм.
Самка . Скутум и скутеллюм черные, верх головы темный. Брюшко матовое, черновато-бурое, кроме маленького красноватого пятна у основания и анального конца; с обильным прилежащим опушением. Крылья в основной половине желтовато-бурые. Длина тела 9-11 мм.
Самец . Окраска черная, кроме желтоватых половых придатков. Длина тела 9-11 мм.
Обитает в лесной зоне на полянах, опушках и просеках сосновых боров; на песчаных почвах и легких суглинках; небольшие гнезда встречаются на полянах, опушках и вырубках молодых смешанных лесов.
Гнезда обычно рыхлые, имеют форму конуса со сглаженным плоским куполом и широким земляным валом диаметром от 0,5 до 3 м. Однако под пологом леса гнезда бывают и с высоким куполом. Купола гнезд строятся из крупных растительных остатков и сцементированы песком. Иногда купол кажется сделанным целиком из песка, среди которого имеются лишь редкие отдельные палочки. Однако "внутренний конус", как правило, состоит только из веток. Нередко в основе гнезда лежит старый полузгнивший пень. От гнезд к деревьям с колониями тлей идут четкие дорожки, обычно углубленные в земле, а местами даже закрытые сверху. Эти дорожки используются в течение долгих лет.
В питании значительную роль играют мертвые насекомые и падь тлей, причем последний вид пищи преобладает и симбиоз с тлями у этого вида развит сильнее, чем у всех других видов Formica. Иногда поедают и живых насекомых.
Обнаружен в биотопе №4.
Рисунок 3.3 - Внешний вид Formica pratensis
4.Бледноногий муравей(Lasius alienus ).
Рабочий . Тело одноцветное, черное, бурое или желтовато-бурое, слабо блестящее или матовое. Усики и ноги красновато-коричневые, желтоватые или красноватые. Длина тела 2,5-3,8 мм.
Самка . Внешне имеет признаки рабочего. Окраска темно-коричневая, с желтоватыми или красноватыми усиками, жвалами и ногами, с более светлой нижней поверхность брюшка. Крылья бесцветные. Длина тела 6-9 мм.
Самец . Длина тела 3,5-4,5 мм.
Обитает на песчаных почвах, избегая влажных грунтов. Часто селится на сухих пустошах. Изредка проникает в леса (на пляны и взлески). Селится в жилище человека.
Обычно не строит гнезд в виде холмиков. Часто селится под камнями. Очень близок по строению и поведению к L. niger, но старается селиться подальше от последнего. Выбирает сухие открытые склоны, хорошо освещаемые солнцем. Здесь устраивает на небольшой глубине подземные гнезда и прокладывает фуражировочные тоннели, что обеспечивает ему защиту от ветра, дождя и пожаров, периодически возникаемых на пустошах.
Основную пищу составляют почвенные членистоногие, особенно после пожаров.
Найдён в биотопе №3.
Рисунок 3.4 - Внешний вид Lasius alienus
5.Муравей земляной (садовый) желтый (Lasius alienus )
Рабочий . Глаза маленькие. Желтый (мелкие экземпляры)или желто-охристый, брюшко и голова иногда сверху буроватые (крупные экземпляры) , жвалы красноватые. Жало отсутствует. Длина тела 2-4 мм.
Самка . Окраска от буровато-желтой, до желто-бурой или коричневая со светло-коричневым брюшком, желтоватыми ногами, щеками, усиками, нижней поверхностью брюшка и иногда жвалами. Крылья с коричневатой основной половиной и коричневыми жилками и краевым пятном. Длина тела 7-9 мм.
Самец . Тело более-менее блестящее. Окраска темно-коричневая или желтовато-бурая, ноги светлее. Жгутик усиков, лапки, сочленения ног и половые придатки - желтоватые. Крылья в основной половине коричневые, но всегда светлее, чем у самки. Длина тела 3-4,5 мм.
Часто встречается на лугах, всюду обычен. Предпочитает открытые биотопы. Живет в грунте, особенно во влажных местах - на лугах, топких участках леса, в болотных кочках, реже под камнями и, как исключение, в гнилом дереве.
Строит земляные холмики, укрепленные корнями и корневищами травянистых растений. Обычно эти холмики более компактные, чем у L. niger. Может устраивать зимние и летние гнезда (явление поликалии). В гнездах насчитывается до 50000 особей. Как правило, муравьи ведут ночной образ жизни, не выходя на поверхность.
Крылатые особи встречаются в июле-августе.
Питается почти исключительно почвенными членистоногими и выращивает на корнях тлей многих видов.
Обнаружен в биотопе №3.
Рисунок 3.5 - Внешний вид Lasius alienus
За время исследований было выявлено распределение собранных видов по биотопам(таблица 3.2).
Таблица 3.2 - Распределение видов муравьёв по биотопам
Примечание: "+" - наличие вида в биотопе, "-" - его отсутствие;
Биотоп №1 - парк Жилибера, биотоп №2 - Парк имени 40-летия ЛКСМБ (Коложский, биотоп №3 - сквер памяти войнов-афганцев, биотоп №4 - лесопарк Пышки.
Исследования показали, что в биотопе №1 был найден только один вид муравьёв,соответственно,этот биотоп является самым скупым по количеству населяемых видов из всех исследуемых участков.Это связано с тем, что на него приходится наибольшее влияние антропогенного фактора
В остальных трёх биотопах было обнаружено по два вида
Для исследования фаунистических комплексов использовали индекс Жаккара (2.1) (таблица 3.3).
Таблица 3.3 - Расчет коэффициентов Жаккара
Анализ сходства видового состава муравьёв на исследуемой территории показал наличие малого видового соответствия между биотопами: парком Жилибера и Коложским парком, Коложским парком и сквером войнов-афганцев.В остальных случаях соответствия нет.
Рисунок 3.2 - Дендограмма
Выводы
В результате проведенных исследований нами сделаны следующие выводы:
1. За время проведения исследований в июле 2015 года собрали 5 видов муравьёв, относящихся к 3 родам. Объем выборки составил 150 экземпляров;
2. Исследования показали: биотоп №1 является самым малочисленным по количеству населяемых видов из всех исследуемых участков. Это связано с наибольшим влиянием антропогенного фактора на данный биотоп. В остальных трёх биотопах было обнаружено по два вида.
3. Анализ сходства видового состава муравьёв на исследуемой территории показал наличие малого видового соответствия между биотопами: парком Жилибера и Коложским парком, Коложским парком и сквером войнов-афганцев.В остальных биотопах соответствия нет.
Библиографический список
1. Formica (Formica) pratensis [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://formicidae-g2n.jimdo.com/formicinae/formica-pratensis - Дата доступа:17.04.2016;
2. Бледноногий муравей(Lasius alienus). [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://formicidae-g2n.jimdo.com/formicinae/lasius-alienus//- Дата доступа:17.04.2016;
3. Видовой состав. [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://formicidaeg2n.jimdo.com/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9-%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2// - Дата доступа:17.04.2016;
4. Гиляров, М.С. Жизнь животных./ М.С. Гиляров, В.Д. Соколов, Ю.Г.Полянский. // - М.: Просвещение, 1984. - 78-82 с.
5. Захаров, А. А. Муравей, семья, колония / К. В. Арнольди. -- М.: Наука, 1978. -- 144 с.
6. Изучение интелекта муравья..html ?Дата доступа:17.04.2016;
7. Изучение экологического состояния смешанных лесов Пошатовского лесничества с помощью рыжих лесных муравьев [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://pandia.ru/text/79/020/36068.php/- Дата доступа:17.04.2016;
8. Климат Гродно / редкол.: Савицкий И.А. [и др.]. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982. - 124-132 с.
9. Муравей земляной (садовый) желтый (Lasius alienus) [Электронный ресурс ] - Режим доступа http://formicidae-g2n.jimdo.com/formicinae/lasius-flavus/- Дата доступа:17.04.2016;
10. Муравьи Беларуси. [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://formicidae-g2n.jimdo.com/ - Дата доступа:17.04.2016;
11. Муравьи. [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://www.animalsglobe.ru/muravi/- Дата доступа:17.04.2016;
12. Муравьи. [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://www.wildgarden.ru/insect/ants.php- Дата доступа:17.04.2016;
13. Муравьи. [Электронный ресурс ] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%B2%D1%8C%D0%B8 - Дата доступа:17.04.2016;
14. Необычные животные. [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://elite-pets.narod.ru/anim12.htm- Дата доступа:17.04.2016;
15. Республика Беларусь. География. Географическое положение [Электронный ресурс] / Президент Республики Беларусь. Пресс-служба Президента Республики Беларусь. - Минск, 2001 - 2005. - Режим доступа: http: //www.president.gov.by/rus/map2/geo/position. Дата доступа: 15.04.2016.
16. Рыжий лесной муравей (Formica rufa) [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://formicidae-g2n.jimdo.com/formicinae/formica-rufa/- Дата доступа:17.04.2016;
17. Фасулати, К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных: учеб.пособие для университетов / К.К Фасулати; под ред. В.С. Капышева. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1971. - 424 с
18. Экологические исследования. Изучение внегнездовой жизни муравьев [Электронный ресурс ] - Режим доступа: http://neobionika.ru/ekolognapravlenie/151.html- Дата доступа:17.04.2016;
19. Юркевич, И.Д. Растительность Белоруссии, её картографирование, охрана и использование / И.Д. Юркевич, Д.С. Голод, В.С. Адерихо. - Минск: Наука и техника, 1979. - 248 с
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особенности экологии и распространения муравьёв, характеристика внутреннего строения насекомых. Структура семей рыжих лесных муравьёв. Фенологический контроль состояния развитости половой системы и жирового тела рабочих особей рыжих лесных муравьев.
дипломная работа , добавлен 23.01.2018
Практические познания об окружающих человека растениях. Признаки семейства крестоцветных, его видовое разнообразие. Экологическая и хозяйственная роль представителей семейства крестоцветных в составе растительности Южного полушария и тропической зоны.
реферат , добавлен 09.07.2015
Физико-географическая характеристика города Магнитогорск. Природно-климатические условия города Магнитогорск. Критерии для определения степени сходства видового состава птиц. Видовое сходство составов летней орнитофауны окрестностей города Магнитогорск.
дипломная работа , добавлен 09.03.2018
Способы питания и строение клетки водорослей. Основные типы морфологической структуры их тела. Сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах. Размножение, циклы развития и распространенность растений в водоемах.
курсовая работа , добавлен 05.12.2014
Способы питания и основные типы морфологической структуры тела водорослей. Строение их клетки, размножение и циклы развития. Сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах. Сбор материала и гербаризация растений.
курсовая работа , добавлен 11.12.2014
Распространение и видовое разнообразие жуков-чернотелок, их морфологические особенности. Основные травмы чернотелок в природных условиях: повреждённый экзоскелет, механические и химические травмы. Практическая значимость насекомых в сельском хозяйстве.
курсовая работа , добавлен 06.08.2013
Характеристика врановых птиц: строение, питание и значение. Физико-географическая характеристика Гомеля. Закономерности распределения, видовой и количественный состав врановых птиц на территории города Гомеля. Антропогенные кормовые методы врановых птиц.
дипломная работа , добавлен 22.02.2011
Видовое разнообразие стрекоз, экологические особенности стрекоз села Зубово, распространение на территории села. Анализ результатов деятельности педагогов по составлению программ факультативных курсов, кружков. Стрекозы в школьной программе по биологии.
дипломная работа , добавлен 07.10.2016
Один из фундаментальных механизмов формирования биологического разнообразия в ходе эволюции. Что такое биологическое разнообразие, теории его происхождения на Земле. Механизмы устойчивости биосферы. Опасность обеднения и пути сохранения биоразнообразия.
статья , добавлен 12.01.2010
Биология и экология амфибий Белорусского Полесья. Бесхвостые амфибии, встреченные на различных участках Гомельского района. Практическое значение земноводных. Видовое разнообразие и численность бесхвостых амфибий, их морфометрические показатели.
Согласно научным данным, муравьи жили еще 140 миллионов лет назад, в меловом периоде. Они отличались от современных насекомых внешним видом и достигали 7 см в длину. Сейчас муравьи живут почти на всех континентах и островах, кроме Гренландии, Исландии и Антарктиды. За долгие годы своего существования они сильно изменились. Какие виды муравьев сейчас существуют? Как обустроена их жизнь?
Классификация
Муравьи относятся к семейству формицидов и к отряду перепончатокрылых. Их сородичами являются пчелы, осы и шмели.
Семейство формицидов насчитывает около 7000 видов . Больше всего разновидностей живет в тропиках. Однако встретить их можно во всех поясах, вплоть до холодной тундры.
Жители теплых стран
Муравьи различаются в зависимости от зоны их обитания. Те, которые живут в тропиках, отличаются агрессивным поведением и опасностью для окружающих:
- Муравей-пуля. Укусы представителей такого вида чрезвычайно болезненны. Говорят, что их можно сравнить с пулевым ранением. Они превосходят других особей по размерам. Длина такого муравья достигает 3 см.
- . Эти злые насекомые живут в Бразилии. Они попали туда совершенно случайно из Африки. Так же случайно на торговых судах они попали в Австралию и Китай. Их укус похож на сильнейший ожог.
- Муравьи-бульдоги. Территория их обитания – Австралия и Тасмания. Во время укуса в организм жертвы попадает яд, который может привести к сильнейшей аллергии.
- Солдаты. Муравьи этого вида кочуют по территории Южной Америки и Африки. Перемещаются они колоннами, уничтожая на своем пути все, что не успело спрятаться. Интересной особенностью этого вида является то, что они не имеют постоянного дома. Единственное их убежище строится из их собственных тел и то – только для размножения.
- Желтые муравьи встречаются преимущественно в Аризоне. Они являются самыми ядовитыми. Небольшое количество яда может убить животное весом около 2 кг.
Ни один из этих видов не способен жить в средней полосе.
Наши «соотечественники»
На территории России и стран СНГ живет приблизительно 220 видов муравьев. В северных местностях их меньше, в южных, наоборот, больше. К примеру, на Кавказе можно встретить около 160 видов, а вот в Архангельской области всего 24.
Какие же разновидности муравьев встречаются в средней полосе?
- Мирмика рыжая. Строение муравья этого вида отличается от других. Главное отличие – размер. Взрослые особи имеют тельце длиной 6 мм. Они окрашены в желто-красный цвет. Основная пища таких муравьев – другие насекомые. В качестве «десерта» они используют выделения тлей, имеющие сладковатый привкус.
- Рыжий муравей. Имеет средние размеры. Брюшко обычно темное, а его средние части окрашены в рыжий цвет. Эти муравьи оказывают неоценимую помощь в борьбе с насекомыми-вредителями. Этот вид находится на грани исчезновения.
- черный. Имеет сравнительно небольшие размеры (около 1 см). Ест насекомых и выделения тлей. Царица этого вида живет очень долго. Рекорд – 28 лет.
Помимо этих видов, есть несколько других. Это домовой, корабельный или фараонов муравей. Почему фараонов? Впервые он был найден в гробницах египетских правителей. Мелкие размеры насекомого помогли ему расселиться по довольно обширным территориям.
Брюшко достигает длины 5 мм. Обитают преимущественно в жилище людей. Размножаются особи этого вида очень быстро. Этот муравей считается вредителем. Он может испортить продукты и даже принести в дом некоторые инфекции. Живут обычно несколькими колониями. Они поддерживают друг друга. Если погибает одна, другая быстро восстанавливает ее численность.
Основа разделения на касты
Муравьи делятся на виды и по своим функциям. Есть самцы, самки и рабочие особи. Они сильно отличаются внешне. Самцы и самки имеют крылья, а работяги – нет. Правда, у маток после оплодотворения крылья отпадают.
Еще одно отличие заключается в процессе рождения каждого вида. Матка и рабочие муравьи появляются из оплодотворенных яиц, а самцы – из неоплодотворенных.
Матка
Представители этой касты производят потомство. В одном муравейнике их может быть несколько. По сравнению с другими они являются более крупными.
Спариваются матки раз за всю жизнь. Этот процесс носит название брачного полета. Одни виды имеют одного партнера, а другие – десятки. В результате взаимоотношений у матки остается запас спермы, которого ей хватит на всю жизнь.
Как только оплодотворение произошло, матка уходит в новую семью или остается жить в старой. В первом случае ей предстоит найти подходящее место для нового жилища и оборудовать для себя комнату.
Некоторые виды разрешают оплодотворенной самке сидеть в муравейнике и готовиться к появлению потомства, а другие отправляют ее на работу наравне со всеми.
Интересно, что к маткам не всегда относятся с уважением. Если в муравейнике их несколько, одну могут подарить соседям. Или убить, если она не производит нужное количество потомков.
Самцы
Эти особи имеют только материнские хромосомы. У них есть крылья. Молодые самцы часто умирают в результате жестокой борьбы за «дам». Их основная функция – оплодотворение. По окончании процесса их жизненный путь заканчивается.
Работяги
Рабочие муравьи полностью оправдывают свое название. На них лежит ответственность за порядок во всем муравейнике. В зависимости от строения выполняют разные функции:
- Солдаты. Имеют большую голову и очень сильную челюсть. В мирное время работают так же, как и другие.
- Няньки. Обычно это молодые особи. Они берут на себя уход за личинками. Они же контролируют процесс их кормления.
- Фуражиры. Ищут еду, прокладывают к ней путь.
Зимовка
Как зимуют эти насекомые? Подготовка к зиме начинается ранней весной. Это серьезная и ответственная работа. На нее уходят все силы и ресурсы.
Разные виды этих насекомых зимуют в разное время. Например, зимовка у полярного вида длится около 9 месяцев. За оставшиеся в году месяцы им нужно успеть вырастить и выкормить потомство. Те же, которые живут в южных местностях, зимуют всего лишь пару месяцев.
Фараонов муравей не зимует совсем. Основное место обитания этого вида – тропики. Там погода практически не меняется на протяжении года. Именно поэтому в средней полосе эти насекомые могут жить только в доме у человека.
Муравьи зимуют в тех же муравейниках, в которых проводят остальное время. Они опускаются в комнаты, расположенные глубже других. Там поддерживается более комфортная для проживания температура. Вход на зиму плотно закрывается с помощью сухих листьев и земли. Если температура снаружи повышается, муравьи могут выйти наружу, чтобы найти еду.
Некоторые виды муравьев впадают в спячку. На протяжении зимы их органы практически не функционируют. Другие же виды активны все время. Они мало едят и двигаются, однако продолжают заботиться о личинках.
У некоторых видов на зимовку отправляются только взрослые муравьи. Для них подготовка к зиме – ответственное дело. Она заключается в собирании семян, сухих растений и плодов. Представители рабочих каст этих видов во время зимовки стараются преобразить муравейник, делая в нем ремонт. Также они делают комнаты более просторными и поддерживают нужную температуру.
Муравьи являются высоко организованными насекомыми, даже людям есть чему у них поучиться. Они заботятся друг о друге и о своем потомстве. Зимуют муравьи в своем муравейнике. Подготовка к зиме является ответственным занятием. В это время нужно не только собрать запасы еды, но и оборудовать места жительства личинок и матки. Каждый муравей выполняет свою работу, но если есть необходимость, может помочь своим собратьям.
