муравьиная жизнь исследовательская работа
Муравьиная жизнь исследовательская работа
В прошлом году я делал исследовательскую работу на тему «Жители муравейника». Я наблюдал за рыжими лесными муравьями (Formika rufa) в хвойном лесу. Выполняя эту работу, я столкнулся с проблемой: невозможности заглянуть в муравейник, не разрушив его. А мне очень хотелось узнать, как живут муравьи внутри муравейника, увидеть царицу и ее свиту, понаблюдать, как происходит развитие муравьев и посмотреть, чем муравьи заняты в своем подземном доме.
Читая книги, я нашел решение этой проблемы: искусственный муравейник дома. Самый простой искусственный муравейник – формикарий, описанный В. Гребенниковым, состоит из трехлитровой стеклянной банки, п-образной стеклянной трубки и двух картонных дисков, подвешенных на веревочку. У известного энтомолога, П.И. Мариковского тоже жили дома муравьи. Он так любил своих необычных домашних питомцев, что даже разрешал им прогуливаться по своей квартире. Конечно, мои родители не были в восторге от идеи поселить муравьев у нас дома. Особенно маму и папу пугала мысль, что муравьи могут сбежать и будут гулять по всей квартире.
Заглянув в интернет, к моему удивлению, я узнал, что очень многие люди увлекаются наблюдениями за муравьями в домашних условиях и существует огромное количество различных формикариев, в которых исключается вероятность побега муравьев. Были взвешены все за и против, и мои родители согласились на необычных домашних питомцев.
Поселить дома рыжих лесных муравьев практически невозможно. По словам многих авторов, этот вид муравьев требует особых условий и даже в лабораториях не всегда удается содержать колонию в искусственном формикарии, к тому же этот вид очень свободолюбив и постоянно находит лазейки, чтобы убежать на волю. Но и эти доводы не самые главные, еще прошлым летом я на себе испытал, как больно кусаются рыжие лесные муравьи! Так какой же вид муравьев выбрать для своих наблюдений?
Всем известно, что существует огромное количество различных видов муравьев. На первый взгляд все муравьи одинаковые! Как же мирмекологи отличают муравьев, относящихся к разным видам? Все ли муравьи так же полезны, как рыжие лесные муравьи? Интересно, одинаково ли ведут себя муравьи разных видов?
Для своих наблюдений я выбрал всем известных садовых муравьев (Lazius Niger). Этот вид муравьев самым интереснейшим образом описан в книге «Тайны мира насекомых». К сожалению, литературы по данной теме очень мало. Все книги Мариковского, Гребенникова и др. авторов имеются в библиотеках нашего города только в заказниках. Поэтому я читал книги в электронном виде и пользовался интернет источниками.
Цель: Наблюдение за жизнью муравьев Lasius Niger.
Задачи:
1. Изучить литературу и интернет источники по данной теме.
2. Узнать, где живут садовые муравьи в природе.
3. Поймать царицу муравьев Lazius Niger во время лета и понаблюдать за развитием муравьев.
4. Провести эксперименты и посмотреть, как ведут себя муравьи Lasius Niger в различных ситуациях.
Предмет исследования. Искусственные формикарии для муравьев и естественная среда обитания садового муравья.
Объект исследования: муравей садовый – Lasius Niger
Гипотеза: в гнезде муравьев можно увидеть матку, расплод и рабочих муравьев
Методы исследования: наблюдение, эксперимент, измерение, подсчет фотографирование, видеосъемка.
Используемые материалы для изготовления формикария: пластиковый контейнер, пробирки, шприцы, вата, губка от швабры.
Внешнее строение муравья
В ходе изучения внешнего строение муравьев мне стало ясно, почему муравьи разных видов на первый взгляд одинаковы. Все муравьи имеют одинаковое общее внешнее строение. Из книг я узнал, что тело всех муравьев состоит из трех частей: голова, грудь и брюшко.
Голова муравья имеет сложное строение. На ней располагаются: усики, глаза и рот. Усиков у муравья два, и они называются антеннами. К моему удивлению я узнал, что у муравья пять глаз: пара сложных фасеточных глаз и три простых глазка. Ротовой аппарат муравья грызущего типа. Рот муравья окружен челюстями – жвалами, в некоторых источниках их еще называют мандибулами.
Грудь состоит из трех частей: передняя средняя и задняя. К каждой части груди прикрепляется пара ног. Все муравьи имеют шесть ног. На конце каждой ноги имеются коготки.
На брюшке располагается жало, также у некоторых видов на брюшке могут быть выросты.
Муравьи имеют сложное внешнее строение. Для детального рассмотрения муравьев, мирмекологи используют специальные бинокуляры и микроскопы.
Эти знакомые незнакомцы – Садовые муравьи
Муравей садовый: Lazius Niger
Раньше я и не замечал, что эти маленькие труженики все время мельтешат у нас под ногами. Оказалось, что муравьев этого вида можно встретить практически везде! Их муравейники мне удалось найти в городе на тротуаре и на газоне, в лесу на лугу и даже на огородной грядке (см. Приложение 4). Именно от того, что эти муравьи часто являются не прошеными гостями садовых участков, их называют садовыми. Моя бабушка, например, ведет с ними неравный бой у нас на даче. Она утверждает, что они вредители сада и огорода. Так это или нет, мне предстоит разобраться.
Да, конечно, эти муравьи питаются падью – сладким выделением тли, разносят своих «коровок» на молодые сочные растения. Но и лесные муравьи тоже дружат с тлей! Так почему же одни санитары леса и их надо охранять, а другие вредители и с ними ведется борьба!
Разбираясь в этом вопросе, я ознакомился с мнением многих авторов книг и интернет источников. И вот что мне удалось узнать о садовых муравьях.
Садовые муравьи распространены от Португалии и Англии через всю Европу до центральной части Сибири и Монголии. Эти муравьи очень неприхотливы, легко приспосабливаются к изменяющимся условиям жизни.
Свое название Niger, они получили из-за окраски тела. Они действительно черные. В сравнении с рыжими лесными муравьями они имеют небольшие размеры. Рабочие муравьи имеют длину 3–5 мм. Матка 7–10мм. Колония садовых муравьев состоит из рабочих муравьев и царицы. Царица у этого вида муравьев одна.
В своей жизни муравей проходит несколько стадий: яйцо, личинка, кокон. Из кокона появляется новый муравей.
Питаются садовые муравьи той же пищей, что и лесные муравьи: личинки, гусеницы, насекомые, сладкая падь тли, соки фруктов и ягод.
Садовые муравьи – хорошие «фермеры». Они усердно пасут своих «коровок» – тлю на сочных молодых растениях. Я узнал, что садовые муравьи строят для тли укрытия. Их не сразу и заметишь! С виду просто комочек земли, приставший к стеблю растения, но если его сковырнуть, то можно увидеть, что внутри них скрываются пастухи со своим стадом. К сожалению, мне пока не удалось их увидеть.
В нашей местности довольно холодные зимы. В это неблагоприятное для муравьев время они впадают в спячку. На зимовку они уходят в более глубокие этажи своего муравейника.
Эти маленькие непоседы действительно могут приносить вред садовым участкам:
• распространяют тлю и дают ей приют в своем муравейнике зимой
• питаясь сладким нектаром, нарушают бутоны цветов
• лакомятся сладкими ягодами
Но, помимо вреда эти муравьи приносят пользу:
• способствуют рыхлению почвы, наполняют ее кислородом и полезными веществами;
• уничтожают вредных личинок и гусениц;
• являются мусорщиками – важным звеном круговорота веществ в природе.
Получается, что эти муравьи виноваты лишь тем, что выбрали для своего дома тот же участок, что и мы для своей дачи. И если на нашем дачном участке поселятся рыжие лесные муравьи, с ними тоже надо будет вести борьбу.
Лет – рождение новой семьи
Определившись с выбором вида муравьев для наблюдений, пере до мной встал вопрос: где взять муравьиную семью для моих наблюдений?
Вариант, описанный в книге «Насекомые», мне не подходил. Автор книги предлагает просто выкопать часть муравейника и поместить их в искусственный формикарий. Мне не хотелось вторгаться в муравьиную семью. Такое переселение может повредить муравьев, их расплод и саму царицу. А возможно вообще приведет к гибели всей семьи. К тому же, мне очень хотелось своими глазами увидеть, как происходит развитие новой семьи.
Оставалось только одно: поймать царицу вовремя лета. Но, наблюдая за муравьями прошлым летом, я сколько не старался, не смог увидеть крылатых муравьев. Хотя многими авторами описывается этот этап жизни муравьиной семьи.
Это событие происходит, обычно, один раз в году. Семья готовится к нему заранее: в муравейнике появляются крылатые самцы и самки. Именно эти крылатые самки и должны дать начало новым семьям, став царицами. Но в их родном муравейнике уже есть царица! Поэтому, для того чтобы начать новую самостоятельную жизнь, им предстоит улететь. Крылатые муравьи, самцы и самки, взлетают! Участь самцов печальна. Они нужны лишь для того, чтобы обеспечить будущую царицу способностью откладывать оплодотворенные яйца. Сразу после лета самцы погибают. Чаще всего они становятся пищей для птиц.
Из интернет-источников я узнал, что лет муравьев происходит у каждого вида по расписанию.
Муравьи Lazius Niger летят обычно в конце
Июня, в начале августа.
За несколько дней перед летом в муравейнике можно увидеть крылатых муравьев. Это первый признак того, что приближается лет.
Лет муравьев Lazius Niger происходит после дождя, во второй половине дня и продолжается до захода солнца.
1. Рассмотрел общее внешнее строение муравьев
Основные части тела муравья хорошо видны невооруженным глазом. Также можно рассмотреть шесть ног и антенны. (см. Приложение 1) Не все особенности строения видны невооруженным взглядом. Челюсти и фасеточные глаза мне удалось разглядеть только с помощью usb микроскопа.
2. Мои наблюдения за муравьями Lazius Niger в природе:
• Нашел муравейники Lazius Niger в природе. (см. Приложение 2) Наблюдал за тем, какую пищу муравьи Lazius Niger несут в свой дом: личинки насекомых, остатки пищи человека. Наблюдал за тем, как муравьи «доят» тлю.
• Наблюдал лет муравьев. (Приложение 3).
Дата, время, место событий
Лет был замечен в 14:20
Большое скопление муравьев возле муравейника. Активное, беспорядочное движение муравьев. В муравейнике можно было разглядеть сначала только самцов. Затем появились самки. Сам полет был не- долгим. Все происходило прямо вблизи муравейника. Потом наблюдал маток с одним крылом и совсем бескрылых. Бескрылых маток можно было встретить и на следующий день после лета.
г. Александровск 16.08.2018г.
Лет замечен в 16:45
3. Мои наблюдения за муравьями Lazius Niger в искусcтвенном формикарии
• Наблюдения за пойманной маткой муравьев и расплодом.
Мной было поймано 5 самок. Одна из самок была с необычной формой брюшка, она вскоре погибла (см. Приложение 4)
Самки были рассажены по отдельным пробиркам (см. Приложение 4)
Для наблюдений была выбрана одна самка, отложившая яйца.
• Наблюдения за развитием муравьиной семьи (см. Приложение 5).
Поймана во время лета в г.Перми
Отложила первую кладку яиц
Трудно определить дату
Появился первый кокон
Появился первый рабочий муравей
• Наблюдения за колонией муравьев. Lazius Niger в искусственном формикарии (см. Приложение 6)
Для наблюдений за более зрелой колонией мной была приобретена семья Садовых муравьев (лет 2017 г.) в специализированном магазине.
Начало наблюдений: 23 июня 2018г.
Численность муравьев за период июнь – ноябрь увеличилась примерно с 30 до 70 рабочих муравьев.
Наблюдая за развитием муравьев выяснено, что именно личинка оплетает себя нитью и делает кокон. (см. Приложение 6). Иногда коконы не образуются, тогда личинка превращается в куколку (см. Приложение 6).
Садовые муравьи отличные охотники. Все действия происходят слажено. Если возле гнезда появляется вкусненькое, фуражир сразу передает информацию остальным муравьям. Он потирает свои усики передними ногами. Был замечен один главный фуражир (у него была повреждена нога). Именно он регулярно производил обход территории вокруг гнезда. Пока семья небольшая и из гнезда не выходили больше 5 муравьев. С увеличением численности семьи фуражиров становится больше.
Интересно наблюдать, как эти муравьи пьют сахарный сироп. Светлые полоски на брюшках расширяются, наполняясь сиропом. Этот сироп они несут в гнездо и кормят остальных муравьев и матку. Кроме сахарного сиропа, муравьи получали и белковый корм: мушки дрозофилы, тараканы, личинки жука знахаря.
При стрессе (если часто тревожить или при колебаниях формикария) муравьи рассаживаются вокруг яиц и коконов. Охрана 3–5 муравьев располагается у входа в гнездо. Главный фуражир обычно находится ближе всех к выходу.
В настоящее время эта муравьиная колония проходит зимовку в холодильнике. Муравьи во время зимовки мало подвижны. Они ничего не едят в этот период.
Проведенные мной эксперименты я оформил в виде таблицы.
Исследовательская работа «Муравьи – знакомые-незнакомцы»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №6 г. Новочеркасска
Муниципальный этап областного этапа конкурса научно-исследовательских проектов «Созвездие»
Номинация: «Флора и фауна»
Автор: Лосев Владислав
12 лет, учащийся 6г класса
МБОУ СОШ №6 г. Новочеркасска
Руководитель: Битюкова О.А.
МБОУ СОШ №6 г. Новочеркасска
II . Муравьи – знакомые-незнакомцы ………………………………..4-13
3.2.Нервная система и органы чувств………………………………………………..7-7
4. Как наблюдать жизнь муравьёв в домашних условиях? ……………………..8-9
4.2.Еда для домашних муравьев……………………………………………………….8-9
4.3.Влажность и температура для формикария ………………………………………9-9
5.1. Эксперименты и наблюдения …………………………………………………. 9-12
5.3.Почему летают муравьи. 12-13
Тема: « Муравьи – знакомые-незнакомцы».
Цель: изучить особенности строения и поведения муравьёв
Новизна исследовательской работы состоит в изучении жизнедеятельности колонии муравьёв в процессе выполнения практических исследований
В работе использовались теоретические и практические методы: анализ и классификация материала из различных источников, проведение простых экспериментов
Практическое значение: материал, который представлен в работе может быть интересен для учащихся школ.
Тема работы мною выбрана не случайно, меня очень заинтересовали самые известные общественные насекомые – муравьи.
Впервые я заинтересовался муравьями в 4 классе. Тогда я наблюдал их на даче, рассматривал под лупой, и мне стало интересно, что же это за насекомые?
Цель: изучить особенности строения и поведения муравьёв
Данная работа позволила на основе наблюдений и экспериментов изучить жизнедеятельность муравьёв.
II. Муравьи – знакомые-незнакомцы
Существует более двенадцати тысяч видов муравьёв, я же перечислю более известные всем нам виды и расскажу немного о каждом виде.
.
Жнецы потребляют в пищу семена растений. Гнезда в почве, глубиной до нескольких метров и могут служить индикаторами грунтовых вод. Муравьи – жнецы делают запасы семян в глубинных камерах.
Lasius Nigger – чёрный садовый муравей
Всем нам известный чёрный садовый муравей потребляет в пищу, как и семена, так и других насекомых.
Фаронов муравей – (домовой муравей)
Фараонов муравей достигает в длину всего двух миллиметров. Окрас у него рыжий, широко известный, как «домовой муравей» заселяющий человеческие жилища. Относиться к одним из известнейших домашних вредителей.
2. Устройство муравейника
Муравейники бывают разных видов: подземные, купольные, древесные.
2.1. Купольные муравейники
Купольный муравейник устроен очень сложно. Купол муравейника, построенный из веточек и хвои, может достигать два метра в высоту и три метра в диаметре. Поверхность купола пронизана многочисленными входами, которые открываются и закрываются муравьями в зависимости от времени суток и погоды. Подземная часть гнезда, где зимует семья, и располагаются камеры с кормовыми запасами, расположена под куполом и уходит на глубину до метра-метра и 50 сантиметров
.
Муравьи могут строить свои гнёзда в старых упавших деревьях, или под их корой. Рядом с такими муравейниками можно часто увидеть горки древесных опилок.
Нервная система муравьев состоит из длинной брюшной нервной цепочки и нервных узлов. Сложное поведение насекомых возможно благодаря надглоточному ганглию, который представляет собой мозг муравья. Его размеры достаточно велики по сравнению с размерами тела, а самый большой – у рабочих особей.
Не менее интересно узнать, чем видят муравьи. Как и у других насекомых, у них сложные фасеточные глаза, состоящие из большого количества линз. Муравьи не могут достаточно хорошо различать форму предмета, так как их зрение имеет низкое разрешение, зато отлично реагируют на движение. Кроме того, в верхней части головы расположены три маленьких органа зрения, которые называют простыми глазками. Они способны различать уровень освещенности и определять плоскость поляризации светового потока. Существуют также абсолютно слепые виды, которым зрение не нужно, так как они обитают в толще почвы.
Также на голове муравьев находится универсальный орган чувств – усики. Они способны распознавать молекулы различных химических веществ, чувствовать воздушные потоки, вибрации и принимать сигналы при соприкосновении с предметами или другими насекомыми. Кстати, прикосновения вместе с особыми жестами и выделением феромонов составляют язык муравьев. Они же помогают различать вкус. Муравьи могут отличать чистую воду от загрязненной, обнаруживают минеральные примеси, растворенный сахар и кислоты.
4. Как наблюдать жизнь муравьёв в домашних условиях?
Домашних муравьев можно содержать в простой стеклянной пробирке до тех пор, пока колония не станет достаточно большой, чтобы переселить её в настоящий муравейник. В стеклянную пробирку необходимо поместить ватку, смоченную в сладкой воде. Пробирку необходимо закрыть еще одной ваткой, дабы муравьи не сбежали. Подобный тип жилья может и выглядит непривлекательно, но все же подойдет для содержания небольших колоний с максимальной численностью работников в 25 муравьев.
Покупной муравейник или формикарий состоит из гнезда и внешней оболочки. Гнездо обыкновенно выполнено из гипса или бетона, снабжено туннелями, покрытыми стеклянным шифером. Стекло накрывают чем-либо, чтобы создать темноту для гнезда, но в любой момент человек может заглянуть вовнутрь. Внешняя оболочка представляет собой территорию, где вы сможете оставлять еду для муравьев, сюда же они будут выбрасывать мусор.
4.2.Еда для домашних муравьев
Тип пищи зависит от конкретного вида муравьёв, который вы хотите завести. В целом муравьи питаются мертвыми или даже живыми насекомыми и смесью воды и сахара (или воды и мёда). Некоторые виды потребляют семена, например, вид муравьёв-жнецов Messor. Также насекомых вполне можно кормить фруктами, мясом, пыльцой и сиропом.
Вы можете сделать сладкую воду для муравьев, смешав 7 частей воды с 1 частью сахара или мёда. Получившуюся жидкость налейте в крышку от газировки, поставьте ее на общедоступную часть муравейника. Меняйте воду каждые 2-3 дня, не позволяя ей заканчиваться.
Для подкормки муравьев подойдут следующие насекомые: живые или только что умершие плодовые мушки, мелкие сверчки, мухи, моль, тля. Белки, полученные от этих насекомых, играют важную роль для жизнедеятельности колонны ваших домашних муравьев.
Оптимальная влажность воздуха зависит от каждого конкретного вида муравьёв. Температура для формикария должна быть 20-28 градусов днем, и не ниже 15 градусов ночью. Гнездо должно находиться в темноте всё время.
5.1. Эксперименты и наблюдения
В августе я приехал на дачу, чтобы провести своё наблюдение за муравьями. Я нашёл муравейник с муравьями вида Lasius Nigger (Чёрный садовый муравей). В тот день было очень жарко, а муравейник был расположен не в тени, поэтому я сделал искусственную тень, чтобы муравьи вышли из муравейника. Первым моим наблюдением была быстрота реагирования муравьёв на появление еды возле муравейника (в качестве еды я взял кусочки яблока и конфету). Спустя одну минуту и тридцать секунд после появления тени из муравейника выполз первый муравей – разведчик. Он быстро пополз в направлении яблока. Когда муравей достиг яблока, он подал сигнал с помощью феромонов другим муравьям, что появилась пища. Буквально через десять секунд из муравейника выползли ещё десять муравьёв, а затем двадцать. Все они направились к кусочкам яблок. Затем муравьи начали отрывать от яблока кусочки и уносить в муравейник.
— У муравья мертвая хватка, как у бульдога. Его могут надвое разорвать, но челюсти он, если вцепился в противника, не разожмет. Такое поведение встречается именно у тех особей, которые выполняют функцию охранника. Муравьи-охотники близки к охранникам, у них тоже высокая агрессивность. Но у охотников больше проявляется еще и исследовательская активность, они чаще вступают в социальные контакты. И главное, агрессия имеет границы, она обычно не доходит до мертвой хватки, а значит, охотники не так склонны к риску.
№ 4. Наблюдение за ориентировкой муравьев.
Я взял муравья с тропы, ведущей к муравейнику, и посадили его на расстоянии 2 метров от этой тропы на землю. Муравей долго и хаотично блуждал в течение 5 минут, пока не наткнулся на другую тропу. По ней он сразу же направился к муравейнику.
Я палочкой провел поперёк муравьиной тропы, стёр верхний слой земли.
Муравьи беспомощно стали метаться взад и вперёд, не зная куда идти. Движение на этом участке муравьиной тропы нарушилось.
Затем в муравьиной тропе верхний слой земли нарушил сразу в двух местах.
Муравьи находились как бы в заключении, никак не могли находить дорогу к муравейнику.
Не нарушая поверхностный слой земли, слегка прикоснулся пальцами к муравьиной тропе на несколько секунд.
Даже от такого прикосновения наблюдалось замешательство муравьев и нарушение движения, видимо от запаха пальцев рук, которое передалось почве при соприкосновении.
№ 5. Узнают ли муравьи своего?
Возьмём муравья и посадим в другой муравейник.
А) Чужой муравей тотчас подвергнётся нападению со стороны хозяев.
Б) Если муравьи не нападают, то этот муравей из их семьи.
5.3.Почему летают муравьи?
Летом мы обращаем внимание на странных летающих муравьев, нашествие которых происходит ежегодно, примерно в один и то же период. Муравьи начинают летать только для того, чтобы совершить «брачный лет». Молодые самцы и самки муравьев покидают свои жилища, чтобы иметь возможность спариться
Полностью брачный лет, как правило, заканчивается оплодотворением самок и массовой гибелью самцов. Спустившись на землю, все самки начинают искать подходящее место. Когда место найдено, самка строит в земле камеру и откладывает туда яйца. Так образуется новая колония.
В середине октября 2017г. после прохладной погоды на несколько дней аномально поднялась температура воздуха. На своем дачном участке под облепихой я наблюдал массовое скопление муравьёв, среди которых большинство особей имели крылья. Что же заставило насекомых появиться на поверхности? Я стал искать ответ на вопрос…. Оказалось, что из-за аномально теплой и влажной погоды и осенью может произойти вылет этих насекомых. Так срабатывает их организм на определенный температурный режим.
В начале исследовательской работы я поставил цель – узнать о самых известных насекомых – муравьях.
Летом мной были проведены несложные эксперименты. Проведенные исследования позволили понять, что в сложном поведении этих общественных насекомых преобладают инстинкты.
Считаю, что в ходе работы удалось достичь поставленную цель. Планирую продолжить наблюдения за этими удивительными насекомыми не только в природе, но и в условиях формикария.
4.Энциклопедия знаний «Насекомые» Р О С М Э Н 2013 г.
5. Большая энциклопедия школьника «Эксмо» 2005 г.