XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Жизнь муравьев-жнецов в условиях домашних формикариев
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Муравьи – древнейшие насекомые на Земле, они обитают на нашей планете уже миллионы лет и живут по всему земному шару. О муравьях можно говорить бесконечно. Это самые трудолюбивые и загадочные жители нашей планеты. Они единственные в мире существа, поведение которых сильно напоминает человеческое. Только муравьи живут семьями, прокладывают дороги, строят тоннели и многоэтажные жилища, разводят грибы, пасут тлю и только среди них существует «профессиональное» разделение: есть строители и няньки, охотники и сторожа, носильщики и пастухи. Эти насекомые, работающие слаженно, как единый организм, всегда вызывали интерес у людей, и я не исключение.
С семьей мы смотрим много документальных фильмов про различных насекомых и млекопитающих. В детском саду наша группа показывала постановку по басне Ивана Андреевича Крылова «Стрекоза и Муравей». Муравей в этой басне очень трудолюбив и ответственен. И мне стало интересно, так ли это на самом деле. На площадке в детском саду и на даче, я часто наблюдал за жизнью муравейников и их обитателями. Устраивал им препятствия и смотрел, как они его проходят, как они идут друг за другом к одной цели. Мне нравится наблюдать за ними в их среде обитания.
Но, к сожалению, информация о муравьях в научной литературе для школьников моего возраста везде однообразна и сводится только к нескольким фактам о них и перечислениям различных видов. А мне хотелось узнать еще больше о жизни этих насекомых. Выяснить, а на самом ли деле они так трудолюбивы и дисциплинированы, как описывается в художественной литературе и показывается в мультфильмах и передачах? В интернете, на каналах YouTube я узнал о существовании муравьиных ферм – формикариях. А так как наблюдать за муравьями в природе довольно сложно, то это отличная возможность вырастить колонию муравьев у себя дома и наблюдать за жизненным циклом и развитием колонии круглый год.
В настоящее время содержание муравьёв в домашних муравьиных фермах стало распространённым явлением. Содержание муравьёв в домашних условиях может заинтересовать тех, кто не имеет возможность иметь в качестве домашних питомцев крупных животных. Однако в погоне за «необычным» многие забывают об особенностях жизнедеятельности муравьев, особенностях ухода за ними и формикариями. Исходя из вышесказанного, исследование «Жизнь муравьев-жнецов в условиях домашних формикариев» является актуальным.
Объект исследования: жизнедеятельность муравьев-жнецов.
Предмет исследования: жизнедеятельность муравьев-жнецов в условиях домашних формикариев.
Цель исследования: изучение жизнедеятельности и поведения муравьев-жнецов в условиях домашних формикариев.
Задачи исследования:
Изучить научную литературу и интернет источники об особенностях муравьев-жнецов и домашних формикариев;
Провести наблюдение за жизнедеятельностью и поведением муравьев-жнецов в условиях домашнего формикария;
Составить рекомендации для начинающих по содержанию муравьев – жнецов в условиях домашних формикариев.
Гипотеза исследования заключается в том, что в условиях домашних формикариев возможна полноценная и продуктивная жизнедеятельность муравьев-жнецов, если:
- домашний формикарий оборудовать чистым природным материалом (песком, камушками, ветками) и «мусоркой»;
- процесс заселения муравьев в формикарий будет постепенным, с затемнением ходов;
- организовать систему увлажнения с постепенной подачей воды – 2 раза в неделю;
- в процессе кормления муравьев использовать разнообразную пищу;
- соблюдать световой и температурный режим и избегать постоянной смены расположения формикария.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Общая характеристика муравьев-жнецов
Муравьи (лат. Formicidae) принадлежат к классу насекомых. Они одни из самых древнейших насекомых на земле. У муравьев, как и у всех насекомых, шесть лапок, на них есть маленькие коготки, благодаря которым муравей может карабкаться вверх. На теле муравья есть насечки, которые разделяют их туловище на три части – голова, грудь и брюшко. На голове у них глаза и усики. Глаза состоят из множества линз, они могут различать движение, но не дают четкого изображения. Усиками муравей может чувствовать вибрацию почвы и потоки воздуха, чувствует запахи. Этим органом они и общаются между собой. Запахи играют важную роль в жизни муравьев. С помощью запаха муравьи отличают членов своего сообщества от других, узнают о месте нахождения корма, подают сигнал тревоги или призыв к атаке.
Муравей – жнец - это довольно крупный и неприхотливый вид. Этот вид был открыт в 1871 году. Распространён от горных областей Южной Европы до Атлантического побережья. Встречается в степях, лугах, или в светлых лесах. Климат в местах обитания этих муравьёв сухой и тёплый летом, и немного влажный, холодный зимой. Гнёзда строит в земле, часто на каменистой территории.
Это единственный вид, который заготавливает зерна на зиму. Часто вокруг муравейника Жнецов густо растет растительность. Раньше все думали, что муравьи выращивают себе, еду, но нет - это просто случайность. В кладовых зерна начинают прорастать. Муравьи их выкидывают не далеко от гнезда. Там они и начинают расти и дают плоды, которыми потом питаются муравьи.
Муравьи - жнецы также характерны своими огромными запасами продовольствия в муравейниках. На зиму они могут собирать до килограмма семян и мертвых насекомых в гнезде, чего семье из нескольких тысяч муравьев вполне хватает для того, чтобы в условиях пониженной активности благополучно перезимовать. Собранные зёрна хранятся муравьями в особых камерах и по необходимости выносятся на просушку.
Особенностью муравьев - жнецов является также то, что они кормят своих личинок перемолотыми зернами растений – у большинства других муравьев личинки питаются исключительно животной пищей. При этом в муравейнике жнецов солдаты перемалывают своими мощными челюстями самые крупные зерна, после чего к их переработке приступают более мелкие рабочие. Так происходит до тех пор, пока семечко не превращается в муку, которая затем смешивается со слюной и превращается в питательное пюре, которое поедают как самимуравьи, так и их личинки.
В любой муравьиной семье, как и у людей, каждый владеет профессией и ежедневно выполняет свои обязанности. В каждой колонии есть строгое распределение обязанностей:
- Муравьиная царица (матка) – самая крупная особь в муравейнике. Ее главная функция – приносить потомство методом кладки яиц;
- Рабочий муравей - составляет основную часть жителей колонии. Интересно, что все рабочие особи – это самки, только без функции воспроизводства. Рабочие – это самая популярная профессия. Каждый день рабочие муравьи бегают в поисках припасов и еды. Все найденное они несут в муравейник;
- Няньки – следят за молодняком, яйцами, куколками;
- Фуражиры – добывают необходимое пропитание;
- Строители – прорывают новые ходы, занимаются ремонтом муравейника.
- Солдаты – охраняют муравейник, матку, яйца и куколок от опасностей. Солдаты этих муравьёв имеют очень крупные головы и жвала, которые нужны им для разделывания семян – основного источника пищи для муравьёв.
Особенность муравьев жнецов в том, что население колонии может достигать нескольких тысяч особей, но королева в семье бывает только одна. Муравей жнец - это единственный вид муравьев, которые могут меняться ролями, то есть рабочие могут становиться солдатами (воинами). Окраска рабочих муравьёв и матки блестяще-чёрная. Рабочие муравьи живут несколько месяцев, а матка (королева) 15-20 лет. В гнёздах встречаются не только рабочие и солдаты разных размеров, но и несколько переходных форм. Размеры муравьёв: рабочие и солдаты - от 4 до 13 мм; матка - от 13 до 15 мм; самец - от 8 до 11 мм.
1.2 Общая характеристика домашних муравейников - формикариев
Формикарий (лат. Formicarium) сооружение для содержания муравьёв или искусственный муравейник.
Первые формикарии были созданы биологами для своих научных исследований ещё в XIX веке. Повышенный интерес привёл к массовому распространению простейших конструкций - формикариев. Первый коммерческий формикарий был создан примерно в 1929 году изобретателем Фрэнком Остином, профессором США. В наше время повышенный интерес к домашним муравьиным фермам наблюдается во всём мире примерно с 2000 года. А недавно и в нашей стране появились любители формикариев.
Система формикария может быть разной – от несложных емкостей с землей, до сложных закрытых систем с автоматической регуляцией влаги, света и температуры. В любом формикарии должна быть арена, куда муравьи станут стаскивать весь мусор, и где они будут добывать еду.
Все формикарии делятся по двум критериям - по типу, и по используемому наполнителю.
По типу формикарии бывают:
Горизонтальный формикарий
Вертикальный формикарий
Башня
Комплексные
Острова
По используемому наполнителю:
1. Гипсовые, алебастровые, цементные и бетонные формикарии. Такие формикарии представляют собой ёмкость, в которую заливается наполнитель, который достаточно быстро затвердевает и сохраняет форму. В этом наполнителе имеются ходы и камеры, имитирующие внутреннюю структуру муравейника.
2. Деревянные формикарии, в которых в качестве наполнителя служит дерево. Изготовление и эксплуатация таких формикариев связана с рядом проблем, связанных с разбуханием дерева при повышении влажности.
3. Грунтовые формикарии, в которых в качестве наполнителя служит грунт, например песок или обычная почва. В таких формикариях ходы прорываются самими муравьями, что приближает условия содержания к природным. Однако наблюдение за муравьями в таких формикариях часто становится затруднительным, так как муравьи могут прорывать ходы подальше от стекла, закрывать стекло грунтом.
4. Стеклянные формикарии. В таких формикариях стенки ходов и камер сделаны из стекла. Чаще всего такой формикарий представляет собой комплекс ёмкостей с наполнителем или без, соединённых между собой. Самый простой вариант — это комплекс из множества пробирок, соединённых трубками.
5. Гелевые формикарии. Такие формикарии напоминают грунтовые, однако заполнены не грунтом, а специальным гелем. В таком наполнителе муравьи могут прогрызать ходы. Сам гель в такой муравьиной ферме служит муравьям не только убежищем, но и пищей. Но продолжительное существование семьи муравьёв в гелевых формикариях невозможно, так как муравьи не могут длительно питаться одним гелем, а дополнительный корм в таком формикарии портится.
6. Резиновые и прочие формикарии — формикарии, сделанные из различных полимерных веществ. Такие вещества могут оказаться токсичными и привести к гибели муравьёв.
7. Акриловые формикарии. В акриловых формикариях стенки ходов и камеры выполнены из акрила.
8. Комбинированные формикарии — формикарии, сочетающие в себе различные конструкционные особенности. Также есть жилые искусственные муравейники, соединённые с ареной специальной гибкой трубкой.
2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Организация и анализ полученных результатов исследования
Целью исследования являлось изучение жизнедеятельности и поведения муравьев-жнецов в условиях домашних формикариев, для решения которой необходимо было провести наблюдение. Исходя из гипотезы исследование проводилась в несколько этапов:
этап – оборудование домашнего формикария чистым природным материалом (песком, камушками, ветками), «мусоркой» и заселить в него муравьев-жнецов;
этап – оборудование постоянного местоположения формикария, организация системы увлажнения и питания муравьев;
этап – подведение итогов исследования и составление рекомендаций для начинающих по содержанию муравьев – жнецов в условиях домашних формикариев.
В нашей исследовательской работе использовался «формикарий - Стандарт» для начинающих. В нем можно содержать муравьев до достижения семьи шестидесяти особей. После этого муравьёв надо переселять в средние по размеру формикарии, в которых уже могут проживать от ста до двухсот особей. После этого колонию переселяют в большой искусственный муравейник. Сам формикарий (муравьиная ферма) сделан из прочного, безопасного и крепкого акрила. Состоит из двух основных элементов: арена (прямоугольная пустая полость) и система ходов в виде лабиринтов.
На первом этапе в муравьиной ферме мы постарались создать условия максимально приближенные к природе. На арене разместили природные материалы - песок, камушки. Так же я поставил искусственное деревце, положил пластиковые палочки и в углу арены поставил емкость – «мусорку». Кроме того, согласно инструкции, насыпали 1/4 чайной ложечки корма – семян (Приложение 1).
Первое наблюдение было за процессом заселения формикария муравьями. Для наблюдения нами был выбран и приобретен вид степных муравьев - Messor structor. Потому что они не агрессивны, просты в уходе и не прихотливы в еде. Колония при покупке состояла из 1 матки и 15 рабочих муравьев, а также нескольких личинок. Заселение муравьев в формикарий процесс очень важный, на него ушло три дня. Пробирку-инкубатор с муравьями мы поместили, на арену в горизонтальном положении. Удалили из пробирки ватку, закрывающую ее, переложив кусок ваты в «мусорку», чтобы в дальнейшем муравьи самостоятельно выносили и хранили мусор именно в специально отведенном для этого месте. Муравьёв ни в коем случае нельзя вытряхивать из колбочки силой, они могут испытать большой стресс.
В процессе наблюдения за муравьями было определено различие в строении и размерах муравьёв различных каст: матка, воинов и рабочих особей. Самки, как и было отмечено в литературных источниках, намного крупнее остальных. А воины намного крупнее рабочих. Я заметил, что сначала из пробирки вышли муравьи-разведчики. Они шли медленно и очень активно работали своими усиками, прозванивая, разведывая новую территорию. Когда формикарий был проверен на отсутствие опасностей и пригодность к проживанию, рабочие муравьи приступили к переносу расплода в одну из ячеек. И только после того, как все личинки были перенесены, за ними перешла матка (Приложение 2).
На третью ночь, колония полностью переехала. В одной из ячеек находилась матка с расплодом и несколько муравьев-нянек, для ухода за личинками. В другой ячейке муравьи организовали склад провизии. В которой постоянно находился один из рабочих, который занимался перекладыванием зерен и наведением порядка.
Второй этап проходил 1 месяц. Первое что мы решили сделать это определить место расположение муравьиной фермы, с оптимальным температурным режимом, освещением. Были получены следующие результаты:
1. При помещении в прохладное место (в районе окна), и проветривании помещения, когда потоки воздуха направлены на муравьев, они уходят в более тёмный угол и стараются держаться группами, начинают прятаться.
2. При помещении в жаркое место (на столе) муравьи начинали сосредотачиваться около источника влаги. Кроме того когда на ферму попадал яркий свет настольной лампы, то муравьи начинали быстро бегать по ходам и искать убежище. Такая же суета замечалась, в момент когда формикарий переносился с места на место. Ощущая опасность первым делом муравьи переносили яйца и личинки в более дальние камеры, все защищали и охраняли матку.
В связи, с чем можно сделать вывод, что для расположения муравьиной фермы необходимо выбрать место без сквозняков, с оптимальной температурой воздуха от +20°С до +25°С, без прямых источников света, оптимальное освещение – полутень. Поэтому мы разместили наш формикарий в комнате на модульной полке (Приложение 3).
Так же на протяжении месяца муравьям-жнецам предлагались разные виды пищи: зерновые культуры, фрукты, белковая пища.
По нашим наблюдениям самое большое предпочтение муравьи отдают маку, семени горчицы и мучному жуку и курице. Потому что именно эти продукты оказываются в ячейках «склада» (Приложение 4).
Таблица 1 – Исследование предпочтений в еде.
|
№ |
Предложено |
Реакция |
|
1 |
Мак |
Едят с удовольствием |
|
2 |
Грецкий орех |
Отнесли на «свалку» |
|
3 |
Семя подсолнечника |
Едят, но не охотно |
|
4 |
Семя горчицы |
Едят с удовольствием |
|
5 |
Мучной жук |
Едят с удовольствием |
|
6 |
Курица отварная |
Едят с удовольствием |
|
7 |
Яблоко |
Едят с удовольствием |
Так же нами было замечено, что при добавлении в рацион белковой пищи (конкретно мучного жука и курицы), популяция муравьев стала резко увеличиваться. За первую же неделю в кладке появилось около 9 новых личинок.
В дальнейшем в рацион я думаю добавить такие лакомства как груша, банан, ананас, вареное яйцо, отварную рыбу.
Любопытно, что лишний мусор, а также пищу, которая не пришлась им по вкусу, муравьи выносят за пределы жилых ячеек, в «мусорку». Что говорит о высокой организации быта. Муравьи-жнецы не мусорят в жилых помещениях.
В каждой ферме есть специальная камера для увлажнения. С помощью пипетки мы заливаем в камеру 1,5 мл воды. После этого гипс сменил цвет с белого на серый. Сначала я увлажнял ферму 1 раз в 4 дня. Вода должна быть комнатной температуры. Однако я заметил, что муравьи стали скапливаться возле гипса, что свидетельствует о недостатке влаги. Исходя из этого, нами был составлен график на календаре – через каждые 3 дня. Так же дополнительно мы разместили небольшую колбочку с водой и ваткой на арене (Приложение 4).
Таким образом, в ходе наблюдения за муравями-жнецами в условиях домашнего формикария мы смогли изучить особенности их жизнедеятельности и смены поведения в зависимости от смены внешних факторов, организации системы увлажнения и питания муравьев.
2.2 Рекомендации для начинающих по содержанию муравьев – жнецов в условиях домашних формикариев
Содержание, уход за муравьями под силу как опытным мирмикиперам, так и новичкам. Создав комфортные условия, ухаживать за жнецами практически не приходится. С запасом воды и корма муравьиная ферма легко переносит отсутствие человека в течение нескольких недель. Кроме того, они миролюбивы и не требуют зимовки. По итогам нашего исследования были составлены рекомендации для начинающих:
Муравьиную ферму лучше всего выбирать из акрила – надежный, не токсичный материал и легко можно наблюдать за жизнью муравьев.
Оптимальная температура воздуха для формикария от +20°С до +25°С.
Формикарий нельзя размещать вблизи сквозняков, под прямые источники света. Не ставить рядом с настольной лампой. Оптимальное освещение – полутень.
У муравьёв должно быть постоянное место, ведь они не любят, чтобы их жилище перемещали.
При заселении нельзя вытряхивать муравьев из пробирки. Это вызовет у них стресс или гибель.
Основная пища – это семена мака и горчицы. Для прироста коллонии муравьям необходимо давать белковую пищу. Им запрещены кисломолочные и сахаросодержащие продукты, а так же еда со стола.
Важно соблюдать оптимальный режим увлажнения. Главные ориентиры при увлажнении: состояние и цвет гипса. Желательно установить график и точную дозировка. Всё зависит от температуры и влажности воздуха в помещении, где вы расположили ферму. Повышенная влажность вызывает появление плесени и гибель муравьев- жнецов.
Периодически необходимо делать уборку и установить «мусорку» на арене, которую тоже нужно иногда чистить, чтобы там не развивались патогенные организмы.
Неосторожное обращение — жнецы имеют достаточно хрупкое телосложение, несмотря на большие головы и, казалось бы, угрожающую внешность. По возможности лучше не брать этих муравьев в руки, а в случае побега использовать эксгаустер. Матки требуют особой аккуратности — были описаны случаи, когда матка погибала после подобных травм.
Заключение
Муравьи – самые организованные и трудолюбивые из всех насекомых. Это позволяет им выживать в самых разнообразных условиях. Из-за своей живучести и точной иерархии обязанностей муравьи заселили практически все уголки нашей планеты. Наблюдение за муравьями в домашнем формикарии увлекает, развивает любознательность, воспитывает гуманное отношение к животному миру. Больших материальных вложений он не требует. Времени на содержание тоже требуется очень мало.
На основе проведенного исследования были сделаны следующие выводы следующие выводы:
Муравей – жнец - это довольно крупный и неприхотливый вид, питающийся приемущественно зерновыми культурами. В колонии есть строгое распределение ролей и обязанностей. Муравьиное семейство очень похоже на нас, людей. Они так же живут семьями, общаются, заботятся о потомстве, королеве, друг друге. И в случае опасности, первыми спасают личинок. Мурави-жнецы отлично подходят для содержания в домашних формикариях. Которые в свою очередь тоже имеют разные виды и типы.
В процессе наблюдения нами было определено, что наиболее благоприятными условиями для содержания муравьев – жнецов в домашних формикариях являются: оборудование формикария природными материалами (песком, камушками) и «мусоркой», температура воздуха от +20°С до +25°С, затемненное место (полутень), подальше от сквозняков, избежание постоянного перемещения и тряски. Необходимо организовать систему увлажнения с постепенной подачей воды – 2 раза в неделю. Основная пища – это семена мака и горчицы. Для прироста колонии муравьям необходимо давать белковую пищу. По итогам нашего исследования были составлены рекомендации для начинающих по содержанию муравьев – жнецов в условиях домашних формикариев.
Таким образом, поставленная цель и сформулированные в исследовании задачи были решены. Гипотеза исследования подтверждена.
Список использованной литературы
1. Бакшт Ф. Куча чудес. Муравейник глазами геолога: Издательство Печатная мануфактура, 2005.
2. Вудворт Джон. Насекомые: Издательство РОСМЭН, 2010.
3. Гребенников В.С.: Тайны мира насекомых. Новосибирское книжное издательство, 1990.
4. Муравски Д., Гонович Н.: Большая энциклопедия насекомых. Издательство Эксмодетство, 2020.
Интернет ресурсы
1. antfarmsnsk.ru
2. klop911.ru/muravi/o-muravyax/muravi-raznyx-vidov-na-foto.html
3. antclub.org/lib
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПОДГОТОВКА И ОБУСТРОЙСТВО ФОРМИКАРИЯ
«Мусорка» Декор для формикария
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ЗАСЕЛЕНИЕМ МУРАВЬЕВ
П робирка – инкубатор с муравьями
Процесс заселения муравьев
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
НАБЛЮДЕНИЕ ЗА МУРАВЬЯМИ ПРИ СМЕНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ МУРАВЬИНОЙ ФЕРМЫ, ТЕМПЕРАТУРЫ, ОСВЕЩЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ПИТАНИЕМ, ПРЕДПОЧТЕНИЯМИ В ЕДЕ И УВЛАЖНЕНИЕМ КАМЕР