XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Содержание муравьев в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мы с семьей любим проводить свободное время на природе, наслаждаясь ее красотой, наблюдать за ее жителями, в том числе и за жизнью муравьёв.
Фото 1. Увлекательные лесные прогулки
Нам известно, что муравьи живут в муравейниках, которые строят в почве, древесине, под камнями. А могут ли муравьи жить в домашних условиях, как их жизнь зависит от внешних факторов окружающей среды? Этот вопрос я решил изучить в исследовательской работе.
Цель исследовательской работы: изучить жизнь муравьев и их поведение в домашних условиях.
Задачи:
Изучить условия жизни муравьёв в дикой природе;
Подобрать вид муравьев для домашнего содержания;
Ознакомится с основами содержания муравьиной фермы в домашних условиях;
Подобрать и оборудовать формикарий (место для поселения муравьев);
Провести наблюдение за развитием колонии муравьев;
Провести эксперименты для исследования воздействия внешних факторов окружающей среды на их поведение;
Сделать выводы по содержанию муравьёв в домашних условиях.
Объект исследования: жизнь муравьёв в домашних условиях.
Предмет исследования: колония муравьёв.
Гипотеза: предположим, что на жизнь муравьёв не влияют изменения условий окружающей среды.
Методы исследования:
Изучение литературы;
Наблюдение;
Анализ;
Эксперимент;
Фотографирование;
Обобщение
Теоретическая часть
Изучение условий жизни муравьев в дикой природе
Одна из самых важных задач при создании собственной муравьиной фермы, это правильно подобрать вид наших будущих «жильцов». На рынке представлено большое количество разных видов муравьев, отличающихся размером, формами, манерой поведения и требованием к содержанию. Свой выбор мы остановили на муравьях вид Messor structor. По-другому их называют муравьи-жнецы. Это самый популярный вид для разведения в домашних муравейниках.
Фото 2. Вид Messor structor
Откуда пошло такое название? Жатва - это процесс уборки злаковых культур. И именно эти муравьи собирают зёрна с полей, подобно мужчинам, жнущим в поле хлеб. В природе существует более 110 видов муравьёв-жнецов, из них 5 видов обитают и в России. Муравьи-жнецы отлично подходят для новичков. Они неприхотливы, миролюбивы и не требуют зимовки. Я решил узнать, как живут муравьи-жнецы в естественных условиях.
Внешний вид муравьев жнецов и среда их обитания
Тело насекомых состоит из трёх частей — это голова, грудь и брюшко. Они соединены между собой подвижными перемычками, что делает жнецов очень гибкими. На груди расположены три пары конечностей. Крупная голова имеет мощные челюсти — жвалы, которые удобны для переноса пищи и размалывания семян и зёрен. Окраска у муравьёв тёмная, красновато коричневая. Их длина считается одной из самых больших среди прочих семейств муравьёв: рабочие муравьи имеют длину от 4 до 9 мм, тогда как королева достигает огромных размеров — от 11 до 15 мм. Обитают муравьи-жнецы в степях, полупустынях и пустынях в странах Азии, Северной и Южной Африки.
Фото 3. Строение муравья
Организация муравейника
В колонии муравьёв-жнецов существует строгая иерархия: каждый член семьи занят своим делом. Семейство состоит из матки — она производит потомство, солдат — они охраняют муравейник от опасностей и помогают со сбором урожая, рабочих муравьёв — они занимаются добычей пропитания и уходом за молодняком. Ещё есть самцы и самки — они спариваются между собой, создавая новые колонии. Наземная часть жилья муравьёв представляет собой отверстие в почве, по краям которого находится вал из земли и мусора от приносимой добычи. Подземная часть имеет вертикальный тоннель, от которого по бокам отходят ходы с камерами. В этих помещениях муравьи обустраивают кладовые для хранения пищи и «детские комнаты», в которых складывают личинки. Снаружи муравейник напоминает вулкан.
Рис.1. Строение муравейника
Питание муравьев
Особое внимание нужно уделить питанию и добыче пищи жнецами. Так как они чаще всего питаются зерновыми культурами, то долгое время считалось, что муравьи являются вредителями сельского хозяйства. Однако исследования показали, что насекомые собирают только урожай, непосредственно упавший на землю зёрен. Крупные муравьи-солдаты перетирают зерно своими мощными челюстями.
Очень интересно у жнецов происходит сбор провизии. Как говорилось ранее, сбор зерна происходит, когда оно оказывается на земле. Учёные выяснили, что муравьи-жнецы высылают рабочих столько, сколько есть доступной еды. Если её много, то рабочие возвращаются быстрее и количество отправляемых муравьёв за едой увеличивается. Но если они возвращаются медленно, то количество высылаемых муравьёв уменьшается или прекращается вовсе.
Для хранения зерна трудолюбивые жнецы обустраивают специальные помещения глубоко под землёй. Во влажных тёплых комнатах семена начинают прорастать, и как только появляются первые ростки и корешки, муравьи тут же уничтожают отростки. После этого крупные муравьи-солдаты перетирают зерно своими мощными челюстями в порошок и, смачивая его слюной, кормят этой смесью личинок.
Размножение и продолжительность жизни муравьев-жнецов
В каждом гнезде муравьёв существует одна матка. Спаривание происходит ранней весной в апреле, так как селятся жнецы в степях с тёплым климатом. После оплодотворения матки самец погибает, а самка отправляется искать подходящее место для основания новой колонии. Полноценная рабочая сила появляется к концу лета. Первые три стадии проходят за 2–3 недели каждая.
Размножаются жнецы двумя способами — половым и бесполым. При первом на свет появляются самцы и самки, которые нужны для дальнейшего размножения. Бесполое размножение называется партеногенезом, то есть женская половая клетка развивается во взрослый организм без оплодотворения самцом. При таком размножении на свет появляются только муравьи-рабочие.
После оплодотворения через некоторое время матка откладывает яйца. После этого их перемещают в отдельные камеры и следят за соблюдением благоприятных условий. Разделение на рабочие касты происходит уже на момент вылупления из яиц личинок. К какой касте будет относиться будущая особь, зависит от того, сколько пищи личинка потребляет. Молодое поколение постоянно растёт, окукливается через 1–2 месяца. Куколка имеет тонкую оболочку, что позволяет следить за развитием насекомого. На последнем этапе появляется полноценный муравей, которые живёт от одного года до пяти лет.
Фото 4. Развитие муравья
Укус муравья жнеца
Известно, что жнецы — это миролюбивые насекомые, и без видимой причины первыми не атакуют. Но если появился внешний раздражитель или муравейнику угрожает опасность — муравьи тут же бросаются в атаку. Укус вызывает жжение, а место укуса сильно опухает. Иногда возможны аллергические реакции организма на яд жнецов.
Практическая часть
Муравьиная ферма в квартире, или что такое формикарий
Формикарий - это «аквариум» особой конструкции, где есть все, чтобы колония муравьев жила и размножалась. Лабиринты для прогулок, затемненные камеры-пещеры, освещенная арена. Обитателей формикария нужно кормить и поить, беречь от стрессов матку и расплод, защищать город муравьев от ультрафиолета, шума и вибраций. Давать им достаточно углеводной и белковой пищи, чтобы у них появлялась энергия работать, размножаться и кормить потомство. Это не просто хобби, а настоящий живой остров, где действуют законы природы и дружные семьи ведут кипучую деятельность.
Здесь каждый день все по-новому!
Существует огромное количество видов, форм, размеров формикариев, начиная от простейших банок, заполненных наполнителем, заканчивая сложными замкнутыми системами с автоматической поддержкой уровня освещённости, влажности, температуры.
Наш выбор пал на Акриловый формикарий с горизонтальным расположением систем ходов, т.к. очень удобно наблюдать за всей колонией сверху. Также у данного формикария есть большая арена для муравьиных прогулок. Муравьи любят исследовать разные места. На арену мы будем сыпать корм для наших питомцев.
Фото 5. Акриловый формикарий с горизонтальным расположением систем ходов
В настоящих муравейниках высокая влажность постоянно поддерживается с помощью растений, погодных явлений и грунтовых вод. В муравьиных фермах роль источника влаги играет камера увлажнения. Наш формикарий оснащен двумя гипсовыми камерами для увлажнения.
Чтобы обеспечить быстрый рост и развитие муравьев, нужно подобрать оптимальные условия содержания: влажность и температуру. Если температуру можно всегда измерить термометром, то возникает вопрос: как измерить влажность в муравьиной ферме? Значения влажности можно узнать с помощью гигрометра. Это простой миниатюрный прибор, который помещают на арену и отслеживают измеряемые показатели. Уровень влажности отображается в процентах.
Для удобства обслуживания используют различные принадлежности и полезные аксессуары к муравьиной ферме, к ним относятся:
Пинцет - незаменимый и многофункциональный помощник. При уборке на арене муравьиной фермы пинцетом захватывают кусочки оставшейся еды или мусора. Пинцет имеет широкий хват и с его помощью можно совершать различные манипуляции с мелкими предметами.
Термоковрик - некоторые виды муравьев очень любят тепло. Это значит, что комнатной температуры им недостаточно, и требуется дополнительно подогревать муравьиную ферму. С помощью термоковрика можно повысить температуру в формикарии, особенно в зимние месяцы. Термоковрик кладут под арену, и тепло распространяется по всему формикарию. В подобных условиях значительно ускоряется развитие расплода и кладка яиц.
Пипетка – для увлажнения камеры в формикарии.
Антипобег - это смесь масел, предназначенная для предотвращения побега муравьев из фермы. Наносится по периметру потолка арены.
Корм для муравьев (жнецов) – семена основная пища для муравьев-жнецов. В зёрнах содержатся самые полезные и питательные вещества: жиры, белки, углеводы, витамины и минеральные вещества. Семена легко усваиваются организмом, при этом муравьи получают энергию для эффективной трудовой деятельности. В состав входит: мак, клевер, горчица, рапс, просо.
Итак, мы купили формикарий, корм и все необходимые аксессуары для ухода и обслуживания наших муравьев, оборудовали всем необходимым и приготовились к заселению нашей фермы.
Поселение муравьёв, наблюдение и уход за колонией
Мы приобрели матку муравьев-жнецов, с которой были несколько (10 шт.) рабочих муравьев и несколько яиц 01.05.2021 года. Матка с расплодом находится в пробирке-инкубаторе. Что бы переселить наших муравьев в формикарий, нужно просто положить пробирку на арену, муравьи сами подберут себе удобное место и перенесут туда расплод и запасы еды.
Очень интересно наблюдать за четкими и слаженными действиями каждого члена семьи. После того как мы открыли пробирку и положили ее на арену формикария, муравьи не спеша стали выходить из нее по одному и исследовать небольшие участки вокруг входа, за тем возвращались к матке и как будто рассказывали ей о том, что находится вокруг.
Фото 6. Жизнь формикария
Через несколько дней (15.05.2021 года) матка переместилась в одну из камер формикария, за ней пришли все рабочие особи, забрав из пробирки всю еду и расплод. Мы убрали пробирку из формикария и началось развитие нашей колонии.
Очень интересное наблюдение: муравьи оказались очень аккуратными, яйца и личинки перенесли в камеру к матке рядом с камерой увлажнения, а семена разложили в другой камере с более низкой влажностью.
Через несколько недель (27.05.2021 года) появились новорожденные муравьи, их очень легко отличить, цвет их тела светло коричневого цвета. Наблюдая за полным превращением муравьёв, были отмечены все стадии развития муравья: яйцо, личинка, куколка и взрослая особь.
В процессе наблюдения за муравьями нами было определено различие в строении и размерах муравьёв различных каст: самок, самцов, воинов и рабочих особей. Самки, намного крупнее остальных, а воины намного крупнее рабочих.
С увеличением численности муравьев, стало заметно разделение их обязанностей. В каждой камере с едой находился один муравей, который постоянно сортировал и переворачивал семена, на «главном входе» появились охранники. Разведчики постоянно исследовали новые области арены и переносили рассыпанный нами корм в камеры. На арене была организована свалка, на которую муравьи выносили продукты жизнедеятельности, скорлупу от семян. Несколько особей постоянно находились возле матки. Няньки постоянно перекладывали яйца и личинки.
Прошло 3 месяца (01.08.2021 года). Мы продолжали ухаживать за муравьиной фермой, увлажняли, кормили семенами, иногда прикармливали пойманными на улице мухами. Население формикария увеличилось, появились солдаты. Жизнь муравейника не останавливалась ни на секунду, все были заняты своими обязанностями.
Исследование воздействия внешних факторов окружающей среды на поведение и смену социальной роли муравьёв
Для того, чтобы исследовать влияние изменений условий содержания на поведение и смену социальной роли муравьёв, мы провели несколько опытов.
Опыт 1
Цель: изучить влияние температуры окружающей среды на жизнь и поведение муравьев.
Ход работы:
При помещении формикария в прохладное место (ниже 16°C) муравьи уходят в более тёмный угол и стараются держаться плотными группами.
Фото 7.Формикарий в прохладном месте
Вывод: оптимальная температура для содержания муравьев-жнецов от +16°C до +27°C.
Опыт 2
Цель: выявить влияние освещенности на жизнь и поведение муравьев.
Ход эксперимента:
1.При помещении формикария под яркий источник света муравьи начинают интенсивно перемещаться по формикарию и искать укрытие.
2. При помещении формикария в тень поведение муравьёв не изменилось.
Вывод: оптимальное освещение для формикария- полутень.
Фото 8. Формикарий на свету
Заключение
В ходе своего исследования я изучил жизнь муравьев и их поведение в домашних условиях. Для этого мы приобрели формикарий и поселили туда колонию муравьёв. По результатам своих наблюдений и экспериментов я сделала следующие выводы:
Муравьи могут жить и размножаться в формикариях при соблюдении определённых условий: их нужно кормить и поить, беречь от стрессов матку и расплод, защищать город муравьев от ультрафиолета, шума и вибраций, поддерживать определённую температуру воздуха и влажность.
Муравьи реагируют на изменение условий окружающей среды. Изменение температуры воздуха и освещённости влияет на поведение муравьёв. В экстремальных ситуациях муравьи могут менять свою социальную роль.
Моя гипотеза о том, что на жизнь муравьёв не влияют изменения условий окружающей среды, не подтвердилась.
Поставленные мной цели и задачи исследования выполнены.
Список литературы и интернет-ресурсы
Муравьи-жнецы: жизнь в природе и в домашних фермах https://domovod.guru/borba-s-vreditelyami/muravi/skolko-zhivet-muravey-zhnets.html
Как ухаживать за муравьиной фермой https://mr-ant.ru/blog/kak-uhazhivat-za-muravinoj-fermoj/
Виды муравьёв для домашнего содержания https://muravdom.ru/help/o-muravyax/kakoj-vid-muravev-vybrat-dlya-novichka/
Питание муравьёв https://muravdom.ru/help/uxod-za-koloniej/kormlenie/
Содержание и разведение муравьёв-жнецов http://biomelab.ru/soderzhanie-i-razvedenie-muravev-zhnecov-messor-sp-v-domashnix-usloviyax/