Введение
Однажды, гуляя по деревне, я наткнулась на муравейник и засмотрелась. Множество черных муравьев ходили туда-сюда, таская в ходы муравейника веточки, камешки и листочки. Наблюдая за муравьями, мне стало интересно, как живут они, чем питаются, как устроен муравейник. К сожалению, в природе ходы муравейника скрыты от глаз человека в глубине или под землей. Я задумалась, можно ли создать дома свой муравейник?
Актуальность работы
Благодаря книгам, видео-роликам, я нашла информацию о муравьях. Оказывается, их заводят и разводят в домашних условиях тысячи людей по всему миру. Посоветовавшись с мамой и папой, мы заказали муравьиную ферму – формикарий. Людей, занимающихся разведением домашних формикариев, называют мирмикиперами. В дословном переводе этот термин означает «хранитель муравьев».
Муравьи очень интересные существа, за ними очень интересно наблюдать как в природе, так и дома, в домашних муравейниках. А использование знаний о муравьях поможет бережнее относиться к природе.
Цель исследования: создание естественной среды обитания для жизни муравьев в домашних условиях.
Задачи:
1. Узнать, кто такие муравьи-жнецы.
2. Изучить, как устроен формикарий;
3. Научиться ухаживать за муравьями и формикарием;
4. Создать условия для жизни муравьев в формикарии;
5. Провести наблюдения за муравьями;
6.Провести анкетирование среди первоклассников.
Гипотеза: Если создать правильные условия жизни для муравьёв, то можно их держать у себя дома, как домашних питомцев.
Методы исследования:
- изучение научно – популярной литературы;
- интернет - источников по теме проекта, просмотр видео по теме;
- опыты и наблюдения, фотографирование, сравнение, анкетирование.
Объект исследования: поведение муравьёв в условиях домашнего формикария.
Предмет исследования – муравьи-жнецы.
Основная часть.
1.1. Муравьи, их особенности.
Муравьи - одни из самых древних насекомых на Земле. В мире насчитывается 14 000 видов муравьев. Учёные считают, что муравьи являются ближайшими родственниками ос и пчёл. Ведь в природе встречаются как крылатые муравьи, так и бескрылые осы.
Тело муравья состоит из 3-х основных частей, четко разделенных между собой – это голова, которая соединяется с грудью и брюшком с помощью тонкой перемычки в виде талии. Все три части покрыты хитиновой оболочкой. Глаза муравьев состоят из большой численности линз, при этом они не позволяют получить хорошее изображение, а лишь позволяют реагировать на движение. Сверху головы располагаются дополнительные простые глаза в количестве 3-х штук. С помощью 6-ти тонких лапок, вооруженных на конце коготками, муравьи способны передвигаться, как по горизонтальным, так и по вертикальным поверхностям.
На голове муравья можно увидеть усики, которые служат в качестве органов осязания. С их помощью насекомые улавливают запахи, колебания воздушных масс, а также колебания почвы.
Муравьи постоянно общаются между собой, при этом они касаются друг друга усиками. Язык муравьёв - это язык запахов и жестов. Шевеля усиками, муравей обнюхивает и ощупывает все встречные предметы. Так они могут поднять тревогу или обратиться в бегство, могут рассказать рабочим муравьям направление к источнику еды, отмечают пахучими метками свои дорожки.
Существуют разные виды муравьев, отличающихся размером, формами, манерой поведения и питанием. Среди муравьев встречаются растительноядные, хищные и всеядные виды.
Бродячим муравьям и муравьям-церапахисам пищей служат лишь насекомые и их личинки.
Некоторые виды насекомых употребляются падь и медвяную росу. Такая роса образуется на листьях деревьев после перепадов температуры. Падью называют сахаристые выделения тлей и некоторых других насекомых. Падью питаются рыжие лесные муравьи. Она составляет больше половины их рациона. Поэтому они и нередко защищают и оберегают тлей.
Муравьи-древоточцы добывают углеводы из камеди, то есть из смолы деревьев. Она появляется при повреждении древесной коры. Однако и они не откажутся от пади, ибо одной камеди им не хватает.
Некоторые виды муравьёв, при всём разнообразии пищевого баланса, выбирают только 1-2 вида провианта. К таким гурманам относятся следующие насекомые: Муравьи-листорезы притаскивают в муравейник кусочки листьев. Правда, сами листья они не едят, а только пережевывают и складируют эту влажную массу в подземных камерах. Там, в сырости и темноте на этом «силосе» начинают расти грибы, которые муравьи и поедают. Твёрдой травой муравьи не питаются.
Муравьи-центромирмексы питаются только термитами.
Муравьи уникальны: могут переносить груз в сто раз превосходящий их собственный вес, могут висеть вниз головой на гладком стекле, выдерживать чудовищные перегрузки. Они потребляют огромное количество пищи и перемещаются на большие расстояния. Каждый муравей обладает немалой силой, а действуя сообща, они превращаются в суперцивилизацию. Эти насекомые любят не только работать, но и отдыхать. Четверть своего времени они тратят на уход за собой (гигиенические процедуры). Спят муравьи, тесно прижав конечности к туловищу.
Муравьи самые привычные для человека насекомые, очень организованные и этим отличаются от других насекомых.
1.2. Что такое муравейник.
Большинство видов муравьев создают для жилья специальные гнезда — муравейники. Обычно главная часть муравейника погружена в почву, где образует разветвленную систему ходов, иногда доходящих до глубины 4 м.
Муравейники бывают разные. Необычно смотрятся гнезда пещерных муравьев из Австралии. Они располагаются в земле, а вход в гнездо муравьи окружают довольно высоким барьером из сухих листьев и веточек. Так называемые спиральные муравьи выстраивают вокруг входа настоящие лабиринты из засохшей глины. Красногрудые муравьи-древоточцы ведут себя как настоящие короеды. Они выгрызают ходы в трухлявой древесине и устраивают свои гнезда в стволах старых деревьев. Остробрюхие муравьи сооружают в кронах настоящие гнезда из бумаги, похожие на осиные. Вершиной строительного искусства можно считать жилища муравьев-портных или муравьев-ткачей. Они создают гнезда из листьев деревьев, причем делают это, не отрывая их от ветвей. В процессе строительства рабочие муравьи хватаются лапками за край одного листа, а жвалами удерживают край другого, их собратья в это время подносят к краям листьев собственные личинки, выделяющие клейкие нити.
Некоторые виды муравьев не имеют постоянных гнезд и все время кочуют. Но движение колонны не может длиться вечно, насекомые вынуждены периодически останавливаться для размножения. В этом случае они создают временное гнездо из собственных тел. Множество муравьев сплетаются в ажурные сети, из которых формируется огромный шар. В самом его центре находится королева, откладывающая яйца.
В России чаще встречаем муравьев, у которых муравейник с виду напоминает обычную гору веток, травинок, кусочков земли, но на самом деле это тонко и грамотно продуманное жилище. Муравьиный домик имеет форму конуса, благодаря этому дождик почти не попадает внутрь. Муравейник возвышается над уровнем травы, чтобы внутрь проникали солнечные лучи, которыми муравьи прогреваются, а также греют свои личинки и куколки. А более глубокие слои муравейника является убежищем для насекомых в холодные дни. Благодаря хитрому проекту, лето муравьи проводят в летнем конусе, а зимуют в земляных ходах.
У каждого муравейника свой характерный запах. Поэтому муравьи одного вида, но из разных колоний, будут воевать друг с другом.
Все муравьиные семьи делятся на социальные группы - касты:
Матка или королева — главная в колонии. Матка не добывает еду, не работает, не защищает семейство. Ее единственная задача — давать расплод.
Солдаты — самые крупные особи в семействе, занимаются охраной дома. Они крупнее других муравьев и выполняют тяжелую работу. Например, защищают дом от чужаков или разделывают крупную и жесткую пищу.
Самцы – эти насекомые оплодотворяют матку в период лёта и погибают через 2-3 недели.
Рабочие — главные труженики колонии. Они очищают муравейник, строят, переносят еду, сортируют склады.
В зависимости от исполняемых обязанностей каста рабочих муравьев делится на группы:
Няньки. Насекомые следят за кладками яиц, куколками и молодняком. Они измельчают добытую пищу в своеобразную «кашку» для кормления личинок.
Скотоводы. Эти особи заняты выпасом тли – своих «домашних питомцев». Их переносят на самые сочные листья, а затем забирают в гнездо. Тля выделяет сладкий сироп, который любят муравьи.
Строители. Растущая колония нуждается в постоянном добавлении новых камер. Муравьи-строители прорывают ходы и ремонтируют гнездо.
Фуражиры. Насекомые, отвечающие за питание в колонии. Фуражиры делятся на активных (разведчиков) и пассивных. Обнаруживая пищу, активный муравей возвращается в гнездо и оставляет за собой след запаха. По нему пассивные особи находят еду и переносят ее в жилище.
Принадлежность к касте обусловлена генетически и не может быть изменена ни при каких обстоятельствах.
Несмотря на свой крошечный размер муравьи живут очень долго: рабочие особи — 1-3 года, а королевы — до 20 лет! И только возраст самцов обычно не превышает нескольких недель.
В муравейнике, кроме самих хозяев, обитают другие насекомые, вроде жуков, гусениц, моли и их личинок. Хозяева не прогоняют их, даже выделяют на их долю свои яйца. Взамен они питаются их сиропом. Для этого нужно потрогать квартиранта и тот выделит немного вкусного сиропа.
Некоторые живые организмы пользуются помощью муравьев, не причиняя им вреда. Это 250 видов мелких птиц, регулярно принимающих «ванны» в муравейниках. Распушив перья, пернатые позволяют муравьям выпускать в себя струйки муравьиной кислоты, которая дезинфицирует оперение.
Один муравейник может уничтожать до 2000 насекомых вредителей. Это огромная польза для растений. Неоценимую услугу оказывают муравьи различным лесным цветам. Этим растениям трудно распространять свои семена, поскольку они маленькие, а ветра в лесу не бывает. Поэтому у пролески, фиалки, марьянника, копытня, чистотела, кандыка семена имеют крохотный сочный придаток, привлекающий муравьев. Сорвав семя, муравей тащит его в гнездо и лакомится сочным придатком, а само семя выбрасывает. Таким образом, эти насекомые ежегодно растаскивают миллиарды семян по всему лесу.
Польза муравьев значительно превышает вред, который они способны нанести, поэтому у людей эти насекомые издавна пользовались любовью. Они являются образцом трудолюбия и взаимопомощи. В то же время ряду эндемичных видов угрожает исчезновение. Сейчас в Красный список Международного союза охраны природы внесены 146 видов муравьев.
1.3. Муравьи-жнецы.
Степные муравьи-жнецы (Messor structor) получили свое название от слова жатва – процесс уборки злаковых культур. Живут в основном в степях, питаются зернами растений. Строят муравейники, которые представляют собой глубокий вертикальный ход. Часто докапываются до грунтовых вод, поэтому населяют даже пустыни.
Колония муравьев жнецов делится на классы:
Матка муравьев(15 мм);
Рабочий муравей (4-9 мм);
Переходная форма (10 мм);
Солдат (11 мм).
Есть переходная форма между солдатом и рабочей особью. Образуются в связи с недостатком белка для развития полноценных солдат. У них уже развиваются массивные затылочные мышцы, которые отвечают за работу нижних челюстей. Жнецы - вид не агрессивный, муравьи-солдаты по сути мельники. Огромными челюстями муравьи растирают крупные семена в муку, которую потом смешивают со слюной. Смесью кормятся как муравьи, так и личинки.
Пищей муравьёв-жнецов служат сухие семена, упавшие на землю, они составляют до 97% их рациона. Это жёсткая пища, но в её состав входят углеводы. Источником белка являются мелкие насекомые. Он нужен для роста и развития колонии.
Зимой муравьиная семья вынуждена голодать. Муравьи, обитающие в России, в анабиоз не впадают, а активно действуют в закрытом муравейнике. Скудное их питание составляют прежние запасы. На юге России муравьи-жнецы способны за летние месяцы заготовить около одного килограмма семян разных трав. Тогда все зимние месяцы они перенесут спокойно, голода в муравейнике не будет. В зимний период личинок в муравьиной куче нет. Без белковой пищи, в которой нуждаются личинки, муравьи могут обойтись. Северные муравьи все 9 зимних месяцев спят. Во время спячки им пища не нужна.
1.4. Муравьиная ферма (формикарий).
Муравьиная ферма, формикарий - это домашний муравейник. Условия жизни в нём напоминают естественную среду обитания муравьев.
Впервые формикарии создавались мирмикологами для своих научных исследований ещё в XIX веке. Первый коммерческий формикарий был создан примерно в 1929 году и запатентован в 1931 году изобретателем Фрэнком Остином. Ему пришла эта идея, когда он наблюдал за колонией муравьев. Ферма Остина состояла из деревянного каркаса, снабженного двумя панелями. Она была заполнена землей.
Домики для муравьев бывают двух типов – с вертикальным и горизонтальным расположением ходов.
Муравьиная ферма состоит из трёх основных частей: арены, системы ходов и камеры увлажнения.
Арена – это открытое пространство, место для прогулок и охоты. В природе муравьи выходят из муравейника в поисках еды. Арена в муравьиной ферме – это окружающий мир для питомцев.
Система ходов – это внутреннее пространство, квартирка для муравьев. Разумные муравьи сами выбирают комнаты для хранения запасов, для жизни королевы и выращивания потомства.
Камера увлажнения – это закрытая ёмкость внутри системы ходов с небольшим отверстием для залива воды. В камере увлажнения находится гипсовая вставка. Она пропитывается водой и создаёт разный уровень влажности (часть ходов имеет доступ к смачиваемому гипсу, а часть остаётся сухими). Это нужно для нормального роста потомства и хранения запасов.
Практическая часть.
2.1. Заселение муравьёв.
На сайте antplanet.ru мы заказали готовый формикарий, модель «Стандарт». Размер фермы: ширина 262 мм, длина 225 мм, высота арены 47 мм, высота жилого пространства ходов 15 мм и 9 мм в отсеках с гипсовыми вставками. Вместимость фермы – 1200 особей. Минимальное число для заселения – 20 особей.
В комплекте была пробирка с маткой и 20 особями муравьев-жнецов – это количество подходило для заселения формикария.
Заселение муравьев в ферму – важный и ответственный процесс. Сначала мы проверили внутренние перегородки и заглушки, оставили открытым только первую часть пространства ходов. Установили на ходы затемнители. Увлажнили ферму водой (в левую камеру 10-12 мл, в правую – 7-8 мл).
Муравьи сильно переживают во время переселения, а некоторые из них могут погибнуть, поэтому мы аккуратно положили пробирку с муравьями на арену и открыли её. Муравьи долго не спешили выходить из пробирки. На следующий день вся семья перешла в систему ходов.
2.2. Увлажнение формикария.
Температура в формикарии должна быть не меньше 20°С. Чтобы поддержать нужную влажность в муравейнике необходимо его увлажнять, для этого нужно раз в 3-4 дня заливать воду в специальное отверстие. Очень внимательно следить, чтобы вода не попала в систему ходов и не затопила муравейник.
С помощью шприца нужно залить в камеру 1,5 мл воды. После этого гипс меняет цвет с белого на серый. Через несколько дней (в среднем это 2-4 дня), когда гипс начинает белеть, процедуру повторить. Воду необходимо заливать исключительно в камеру увлажнения. Вода должна быть комнатной температуры (не холоднее, не теплее), иначе из-за перепада температур на стекле может появиться конденсат. Также вода должна быть чистой, избавленная от накипи и осадка.
Через несколько дней как наши муравьи немного освоились, я начала за ними наблюдать. Муравьи осторожно присматривались к пище и окружающей обстановке. Матка-королева всегда находится в глубине системы ходов, где её охраняют другие муравьи.
Наблюдать и любоваться муравьями можно в любое время суток. Лучше не тревожить их резким светом и тряской. Крышка арены должна быть закрыта, чтобы муравьи не разбежались по квартире.
2.3. Уборка формикария.
Для уборки необходимо дождаться, когда колония будет свободна, большая часть мурашей должна находиться внутри коридоров и камер.
1. Открыть крышечку и быстро закрыть выход системы ходов ваткой.
2. Разведчиков, которые остались на арене, убрать в другую ёмкость.
3. Убрать крупный мусор. Метки и мелкие соринки убрать влажным ватным диском.
4. Вытереть арену насухо, не оставляя водных разводов.
5. Насыпать маленькую щепотку мусора в угол арены. Это нужно, для того чтобы муравьи поняли, куда выносить отходы, а не пытались организовать «мусорку» в новом месте.
6. Вернуть отсаженных муравьев в ферму и разблокировать ходы.
Для уборки можно использовать только воду.
2.4. Наблюдения.
1. Как влияет смена рациона на размножение муравьев в домашних условиях?
В течение первых четырех недель я кормила муравьев только растительной пищей - семена различных растений. Количество муравьев осталось прежним.
В ходе эксперимента в течение следующего месяца я добавляла каждые 7 дней белковую пищу – мучной хрущ. Был получен следующий результат: количество особей в формикарии увеличилось – самка отложила яйца.
Вывод: Для правильного и быстрого роста колонии необходим белок.
Не стоит давать муравьям больше пищи, чем им требуется. Если лишней пищи слишком много, то маленькая колония может не справиться с уборкой, что грозит забиванием камер отходами и появлением плесени. Нельзя давать острое, жирное, сиропы.
2. Заполняют ли муравьи свои хранилища зерном или съедают всё сразу?
Для этого эксперимента я высыпала на арену горсть зерен. Через несколько часов арена стала пуста. Я открыла затемнители и увидела, что в одной из камер муравьи организовали склад.
Вывод: Муравьи делают запасы, а не съедают все сразу.
3. Влияние освещенности на поведение муравьев.
При включении в темной комнате яркого направленного света (настольная лампа) муравьи первым делом пытаются закрыть собой потомство. Затем, переносят личинок в полутень в систему ходов. На арене обычно остаются только муравьи-разведчики и несколько солдат.
Вывод: Муравьи очень чувствительные создания, если направить на них яркий свет, то муравьи воспринимают это как приближение опасности и объявляют «общую тревогу». Цель ее – переместить потомство в безопасное место.
При помещении формикария в тень поведение муравьёв не меняется.
4.Муравьи-жнецы – аккуратные и чистоплотные создания.
Для эксперимента мы взяли личинки мучного хруща и положили на арену. После муравьи-солдаты обезвредили личинку, а затем перенесли её в систему ходов для кормления всей колонии. Через 2 часа я заметила, что остатки личинок мучного хруща муравьи вынесли на арену и сложили аккуратно в одну кучку.
Вывод: Мусор, отходы и погибших мурашей семейство выносит в облюбованный уголок на арене.
Таким образом, муравьи – очень интересный объект для исследования, обладают определённым разумом, их вполне можно содержать дома, наблюдая за их поведением. На данный момент моя колония насчитывает более 300 особей, поэтому могу сделать вывод, что я научилась правильно ухаживать за формикарием и муравьями.
3. Анкетирование первоклассников.
Исследуя жизнь муравьев, мне стало интересно, а знают ли о них мои сверсники. Вместе с родителями, я составила вопросы для анкетирования – всего пять вопросов. (Приложение 1) А мой научный руководитель помог его провести. Всего было опрошено 49 первоклассников.
Диаграмма 1. Ответ на вопрос: «Как называется дом муравьев?»
Из проведенного опроса следует, что на первый вопрос анкеты все 49 участников ответили верно – дом муравьев называется муравейник.
Диаграмма 2. Ответ на вопрос: «Чем питаются муравьи?»
На второй вопрос анкеты ответы детей разделились. Правильно ответили 13 человек: 11 – жуками, личинками, 2 – семенами. Остальные ошиблись, ответив, что муравьи питаются листьями или травой – 12 человек, 3 – крошками, 2 – термитами. Затруднились дать ответ на данный вопрос 6 человек. Никто из опрошенных не знал, что еще муравьи питаются соком тли и грибами.
Диаграмма 3. Ответ на вопрос: «С помощью чего муравей различает разные запахи, общается?»
На третий вопрос 13 человек ответили верно – усиками. 6 человек предположили. что муравьи чувствуют запахи носом, ртом, мордой, глазами и лапами. При этом 23 участника опроса вообще не смогли ответить на данный вопрос.
Диаграмма 4. Ответ на вопрос: «Какие насекомые являются ближайшими родственниками муравьев?»
Только 1 человек ответил правильно – осы. Ведь в природе встречаются как крылатые муравьи, так и бескрылые осы. Остальные 48 участников ответили неверно. Кузнечики -11, стрекозы - 4, термиты – 27, не являются родственниками муравьёв. 6 человек ответили «не знаю».
Диаграмма 5. Ответ на вопрос: «Какую пользу приносят муравьи?»
Самым сложным вопросом оказался «Какую пользу приносят муравьи?». Ведь муравьи рыхлят землю, разносят семена по лесу, очищают лес от умерших насекомых и вредителей, муравьиная кислота используется при лечении болезней.Только 8 человек правильно ответили на вопрос – защищают от вредителей, убирают ветки. Остальные опрошенные ответили: не знаю – 38 участников, показывают путь – 3.
По итогам опроса мы сделали вывод, что уровень знаний учащихся о муравьях находится на низком уровне. Большинство участников опроса знают о том, дом муравьев называется муравейник, общаются, чувствуют запахи с помощью усиков. Меньше всего знаний у участников опроса о том, какую пользу приносят муравьи, чем питаются, ким насекомым приходятся родственниками.
Заключение.
Ухаживать за муравьиной фермой очень интересно и несложно. Муравьев можно оставлять одних на несколько дней, и не беспокоиться о них. За муравьями очень интересно наблюдать, у них интересные взаимоотношения, каждый муравей выполняет то, что ему положено. В домашних условиях они неприхотливы и могут приспособиться к новым условиям жизни.
Наблюдая за муравьями, я научилась созерцать, наблюдать, ухаживать за другими. Многим из нас стоит поучиться у них дружбе, трудолюбию и взаимовыручке.
Считаю, что гипотеза, выдвинутая в начале исследования, о том, что наблюдать за жизненным циклом муравьёв можно круглый год дома, полностью подтвердилась.
Цель - создать естественную среду обитания для жизни муравьёв в домашних условиях, достигнута. Задачи исследования выполнены. Мною сделаны следующие выводы:
1. Для правильного и быстрого роста колонии необходим белок.
2. Муравьи делают запасы, а не съедают все сразу.
3. Муравьи реагируют на яркий свет. Нельзя размещать ферму под прямыми солнечными лучами.
4. Мусор, отходы и погибших мурашей семейство выносит в один уголок на арене.
В дальнейшем я планирую завести другой вид муравьев, которых можно будет кормить сладким сиропом. Своим опытом я поделилась со своими друзьями. Некоторые из них даже захотели завести дома таких необычных, милых, трудолюбивых насекомых.
Используемая литература и интернет-источники:
1. Клуб любителей муравьёв: http://antclub.org/
2. Фермы и аксессуары: https://antplanet.ru/
3. http://www.mir-nasekomyh.ru
4. https://animalsglobe.ru/muravi/
5. https://qwizz.ru/удивительная-жизнь-муравьев/
6. Кувыкина О. Письма насекомых. М: Издательский дом Мещерикова, 2017. - 64с.
7.
Тезисы
Муравейник - это тонко и грамотно продуманное жилище, по сути, целая цивилизация.
Формикарий – домашний муравейник.
Мирмикиперы – люди, занимающиеся разведением домашних формикариев.
Медвяная роса – это роса, которая образуется на листьях деревьев после перепадов температуры.
Падь – это сахаристые выделения тлей и некоторых других насекомых.
Камедь – смола деревьев.
Матка или королева — главная в колонии.
Солдаты — это муравьи, которые защищают дом от чужаков или разделывают крупную и жесткую пищу.
Самцы – эти насекомые оплодотворяют матку в период лёта.
Рабочие муравьи — очищают муравейник, строят, переносят еду, сортируют склады.
Няньки – это муравьи, которые следят за кладками яиц, куколками и молодняком.
Скотоводы – это муравьи, которые занимаются выпасом тли.
Строители – это муравьи, которые прорывают ходы и ремонтируют гнездо.
Приложение 1
Анкета
1. Как называется дом муравьев?
2. Чем питаются муравьи?
3. С помощью чего муравей различает разные запахи, общается ?
4. Какие насекомые являются ближайшими родственниками муравьев?
А) Термиты; Б) Осы; В) Стрекозы; Г) Кузнечики
5. Какую пользу приносят муравьи?
Ответы:
1. Муравейник.
2. Тля, мелкие насекомые, семена растений, грибы.
3. Усики муравья
4. Осы
5. Рыхлят землю, разносят семена по лесу, очищают лес от умерших насекомых и вредителей, муравьиная кислота используется при лечении болезней.