XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение поведения муравьёв под влиянием абиотических факторов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гладченко Л.С. 1

---

1«МОАУ Лицей №4»

Сысоева М.С. 1

---

1"МОАУ Лицей №4"

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Всё началось с того, что я люблю играть на электрогитаре, а усилитель звука, который даёт достаточно сильные вибрации стоит рядом с формикарием. Однажды, после того как я поиграл на гитаре, заметил некоторые изменения в их поведении. Муравьи перемещались по формикарию с непривычной для них скоростью. Тогда и подумал: «Если простые вибрации заставили их так себя вести, то скорее всего есть и другие раздражители, воздействие которых можно рассмотреть и описать, потому что воздействие некоторых из них может быть губительно для муравьёв. А я своим исследованием смогу помочь людям разобраться чему лучше не подвергать муравьиную ферму».

Актуальность: Исследование актуально, так как популярность муравьёв как домашних животных растёт, так и в научных целях растёт, а наше исследование может помочь разобраться с условиями их содержания и областью применения в науке.

Цель: Исследование поведения муравьев под влиянием абиотических факторов на формикарий.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать литературу по данной теме.

2. Рассмотреть поведение муравьёв в разных условиях.

3. Провести исследование по изучению поведения муравьёв в зависимости от освещённости/вибраций/влажности/температуры содержания.

4. Сделать вывод и разработать рекомендации.

Объект: Муравьи вида Мessorstructor.

Предмет: Поведение муравьёв вида Мessorstructor в условиях формикария.

Гипотеза: Изменение внешних факторов влияет на поведение муравьёв.

При выполнении исследовательской работы использовались следующие методы исследования: анализ научной литературы по данной теме, наблюдение, эксперимент, фотографирование, измерение температуры и влажности с помощью датчика температуры фирмы Xiaom. Дополнительное оборудование: гитара с комбоусилителем, микроволновка.

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯЧАСТЬ

1. 1. . ВИДЫ МУРАВЬЁВ

В России живет до 300 разновидностей муравьев, большая часть из которых живет в лесной местности. Насекомые нелегко поддаются классификации (приложение, таблица 1). Это обусловлено существованием двойников и гибридов, трудно различающихся по виду [7].

Messorstructor (приложение, рисунок 1).К роду Messor относится множество видов муравьев. Такие как Messor denticulatus, Messor capitatus, Messor barbarus, Messor minor. Но именно Messorstructor, по праву, считаются самыми популярными муравьями для формикария. Необычайно зрелищные, разумные и неприхотливые питомцы с комфортом живут в муравьиных фермах.

Цвет муравьев черный, есть касты рабочих и крупных солдат. В семействе жнецов царит строгое разделение труда. Рабочие занимаются поиском, сбором еды, ухаживают за потомством и королевой. Солдаты гораздо крупнее рабочих. Они защищают колонию от вторжений и размалывают своими мощными жвалами большие зерна.

В природе муравьи-жнецы живут в засушливых степях, где питаются семенами растений и зернышками. Каждое утро и по вечерам, сотни рабочих выбираются из своего подземного домика и отправляются на поиски пищи. В этом секрет простого меню жнецов и несложных условий содержания в формикарии [2].

Lasiusniger(приложение, рисунок 2).Черный садовый муравей самый известный и распространенный вид средней полосы. Живут в садах, огородах, встречаются в городских скверах и парках. К роду Lasius относятся также более редкие виды муравьев Lasiusflavus, Lasiusumbratus, Lasiusalienus.

Lasiusniger второй по популярности вид для домашнего разведения в муравьиной ферме после Messorstructor. Садовые муравьи очень неприхотливы к условиям содержания и питанию. При этом колония живет по своим четким правилам, отличается строгой организацией и разделением труда.

В естественных условиях садовые муравьи строят колонии в почве, выбирая укромные места под камнями или пнями. Разводят тлей и питаются их выделениями. Занимаются собирательством, едят погибших насекомых. Иногда ведут себя агрессивно, нападают на соседние колонии Lasiusflavus и Lasiusalienus. В домашних условиях формикария разводить тлю не могут, для этого требуется воссоздание природной экосистемы. Зато в муравьиной ферме всегда будет питательный сахарный сироп, благодаря уходу хозяина [4].

Cataglyphisaenescens(приложение, рисунок 3).

Cataglyphisaenescens соседи Messorstructor. Так же как муравьи-жнецы, муравьи-бегунки живут в засушливых степях. Черный блестящий окрас и огромная скорость, спасают этих спортсменов от палящего солнца. Пары минут хватает взрослой особи, чтобы выбежать на поверхность, пронестись несколько десятков метров в поисках, поймать добычу и вернуться обратно в прохладный домик.

1.2. ВЛАЖНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРА ДЛЯ ФОРМИКАРИЯ.

О птимальная влажность воздуха для жизнедеятельности муравьев зависит от каждого конкретного вида. Температура для формикария должна быть 20-28 градусов днем, и не ниже 15 градусов ночью. Гнездо должно находиться в темноте всё время.

Для постоянного и равномерного увлажнения муравьиной фермы необходимо использовать пористый материал, хорошо удерживающий и высвобождающий воду. Современные акриловые формикарии оснащены специальными накопителями-увлажнителями, сделанными из гипса или губки (приложение, рисунок 4). А вот системой обогрева или охлаждения никакие формикарии не оснащены. Поэтому необходимо подобрать оптимальное место для муравьиной фермы.

Необходимо наливать воду именно в эту камеру увлажнения, пипеткой. После заливания туда воды, пропитывается гипсовая прослойка, поддерживающая таким образом влажность в формикарии.

Для нормальной жизнедеятельности муравьем вида Messorstructor необходимо увлажнять формикарий не полностью. Если наполнить камеру увлажнения на треть, влажность повысится только в нескольких камерах, но наполнив полностью, влажность повысится во всем муравейнике.

Муравьи впитывают воду из воздуха, поэтому ее запасы нужно постоянно пополнять. Чем больше размеры колонии, тем быстрее падает влажность в формикарии. Для небольших муравейников до 100 особей достаточно наливать 1,5-2 мл воды раз в 3-4 дня.

Очень важно чтобы часть формикария оставалась сухой.

Помимо влажности, необходимо учитывать и температуру воздуха, которая может оказывать двоякое воздействие на насекомых [1].

II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ МУРАВЬЕВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Для изучения поведения муравьев в зависимости от температуры нам необходимо было наличие формикария с населенной колонией муравьи вида Messorstructor.

Исследование проводилось в течение января.

Целью данного эксперимента является изучение поведения муравьев при изменении температуры окружающей среды.

Гипотеза: «Изменение температуры влияет на поведение муравьев».

Было решено оставить муравьиную ферму у открытого окна до похолодания в ней до допустимого уровня с целью понизить температуру.

Через 1,5 час температура в ферме опустилась с 23 ⁰С до 15 ⁰С, еще через 1,5 часа до 10 ⁰С.

При температуре с 23 ⁰С до 15 ⁰С у муравьёв не наблюдалось снижения активности. А вот при температуре 10 ⁰С активность у муравьёв не наблюдалась. Они без движения сидели на местах. Из-за большого количества конденсата, было решено прекратить эксперимент и перенести формикарий в комнату с нормальной для муравьёв температурой (приложение, таблица 2). Надо заметить, что после резкого поднятия температуры в ферме работоспособность муравьёв поднялась. Это было обнаружено по семенам, которые перед проведением эксперимента были насыпаны на арену.

2.2. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ МУРАВЬЕВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЛАЖНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Для изучения поведения муравьев в зависимости от влажности нам необходимо было наличие формикария с населенной колонией муравьи вида Messorstructor. Исследование проводилось в течение января

Целью данного эксперимента является изучение поведения муравьев при изменении влажности.

Гипотеза: «Изменение влажности влияет на поведение муравьев»

Было решено оставить муравьиную ферму без увлажнения на несколько дней с целью понизить влажность.

8 дней мы не добавляли в камеру увлажнения воду. Достаточно высокая активность муравьев наблюдалась до 48%, с 46% их активность начала снижаться. Муравьи перенесли яйца к камере увлажнения, стали вялыми.

На 9 день в камеру увлажнения налили воду. Влажность в формикарии начала повышаться. Муравьи начали проявлять активность. В районе 62% влажности мы заметили снижение активности, 70% муравьи начали выносить часть семян из хранилища на арену. При влажности 73% мы приняли решение, что в ближайшие дни наливать воду в камеру увлажнения не будем.

Постепенно со снижением влажности стали замечать, что муравьи начали проявлять активность, где-то в районе 64% начали перетаскивать обратно с арены семена сначала в проход, далее в хранилище (приложение, таблица 3)

График зависимости поведения муравьев от влажности (приложение, график 1).

Было решено считать уровень активности муравьёв по 10-ти бальной шкале, где 10 - активные, а 5 - вялые.

Влажность, %	Активность, баллы
48 - 64	10
47-46, 65-66	9
45-44, 67-68	8
43- 42, 69-70	7
41- 40, 71- 72	6
73	5

2.3. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ МУРАВЬЁВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОЛЕБАНИЙ

Для изучения поведения муравьев в зависимости от температуры нам необходимо было наличие формикария с населенной колонией муравьи вида Messorstructor. Исследование проводилось в течение января

Целью данного эксперимента является изучение поведения муравьев при изменении наличия колебаний.

Гипотеза: «Наличие колебаний влияет на поведение муравьев».

Итак, было решено повторить действия из введения, то есть поиграть на электрогитаре рядом с формикарием. Как можно было запомнить, в условиях реального муравейника муравьи не испытывают каких-либо колебаний. Следовательно, колебания должны вызвать у муравьёв бурную реакцию.

Решено было начать с небольших колебаний. По началу реакции не наблюдалось, и муравьи в привычном темпе занимались своими делами.

Тогда начали повышать частоту, и колебания усилились. Реакция муравьёв не заставила себя ждать. У муравьёв повысилась активность, но кроме этого изменений в их поведении не наблюдалось.

Повысив частотность на ещё несколько пунктов у муравьёв стала наблюдаться реакция, которая наблюдалась только при таком уровне колебаний. У муравьёв сильно повысилась двигательная активность и они начали переносить личинки в камеры формикария которые были больше удалены от источника колебаний (приложение, таблица 4).

2.4. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ МУРАВЬЁВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАДЕНИЯ НА ФЕРМУ ПРЯМЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ

Для изучения поведения муравьев при попадании прямых солнечных лучей нам необходимо было наличие формикария с населенной колонией муравьи вида Messorstructor.

Исследование проводилось в течение января.

Целью данного эксперимента является изучение поведения муравьев при попадании на формикарий прямых солнечных лучей.

Гипотеза: «Наличие прямых солнечных лучей влияет на поведение муравьев».

Для проведения этого эксперимента нами была подготовлена настольная лампа с лампой накаливания. Сразу после начала эксперимента у муравьёв увеличилась двигательная активность, они начали прятаться в более затемнённые места формикария.

Но уже через 10 минут поведение муравьёв стало спокойным, и они начали заниматься своими «делами». После выключения лампы изменений в поведении муравьёв не наблюдалось. Однако после окончания проведения эксперимента муравьи были менее подвижны чем до него, из чего можно понять, что муравьям весьма неприятно попадание прямых солнечных лучей (приложение, таблица 5)

2.5. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ МУРАВЬЁВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАЛИЧИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Для изучения поведения муравьев в зависимости от электромагнитного поля нам необходимо было наличие формикария с населенной колонией муравьи вида Messorstructor.

Исследование проводилось в течение января.

Целью данного эксперимента является изучение поведения муравьев под влиянием электромагнитного поля.

Гипотеза: «Наличие электромагнитного поля влияет на поведение муравьев».

Для проведения этого эксперимента нами была подготовлена микроволновка и пробирка с муравьями. Было решено оставить на некоторое время пробирку с муравьями рядом с микроволновкой. Сразу после начала эксперимента у муравьёв увеличилась двигательная активность, но в их движениях стала наблюдаться дёрганность, дрожь. Подобное поведение, нетипичное для муравьёв данного вида могло означать явное раздражение электромагнитным полем. Эксперимент было решено прекратить из-за возможности навредить муравьям (приложение, рисунок 5).

2.6. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ВЗАИМОПОМОЩИ СРЕДИ МУРАВЬЁВ

Для изучения явления взаимопомощи среди муравьёв нам необходимо было наличие формикария с населенной колонией муравьи вида Messorstructor.

Исследование проводилось в течение января.

Целью данного эксперимента является изучение явления взаимопомощи среди муравьёв.

Гипотеза: «При попадании в неблагоприятные условия части муравьиной колонии оставшаяся её часть будет пытаться помочь попавшим в беду товарищам».

Для проведения эксперимента нами была подготовлена пробирка с муравьями и формикарий. Сначала часть муравьёв была поймана в пробирку с неплотно заткнутым ваткой горлышком. После подготовки, пробирка с муравьями помещена на арену. Спустя несколько минут около 10 муравьёв собралось снаружи пробирки, и стали всячески пробовать повредить ватку закрывающую выход из пробирки. Наблюдение за муравьями проводилось в течении часа, и за это время муравьи так и не отошли от пробирки, и не прекратили попытки открыть выход из пробирки (приложение, рисунок 6, 7).

Через два часа наблюдений никаких изменений в поведении муравьёв не наблюдалось, и было принято решение прекратить эксперимент.

Проанализировав полученные результаты можно сделать вывод:

Муравьиную колонию не стоит подвергать какому-либо внешнему воздействию, необходимо обращать внимание на устойчивость формикария, температуру, контролировать количество солнечных лучей, попадающего на искусственный муравейник, и количество электромагнитного излучения.

2.7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ФОРМИКАРИЯ

В наше время популярность муравьиных ферм растёт, но не все знают, как ухаживать за формикарием. Поэтому были разработаны несколько рекомендаций:

1. Необходимо поддерживать необходимую температуру для определенного вида муравьев.

Муравьи — это очень чувствительные существа, и при отклонении температур становятся вялыми.

2. Освещение. По природе своей муравьи подземные жители, и соответственно попадание света в муравьиную ферму нужно минимизировать.

3. Не перемещать муравьиную ферму. Так как муравьи в природе живут в муравейнике, который не может перемещаться, то неприязнь к путешествиям сохранилась и у домашних муравьёв.

4. Пространство. Это один из важнейших параметров. Хоть муравьи и трудолюбивые и чистоплотные существа, но они не прочь сложить отходы в свободные камеры в формикарии. А в этом самом мусоре с большой вероятностью уже через неделю заведутся вредоносные паразиты, из-за которых, может погибнуть колония. Поэтому на ранних этапах необходимо огородить место обитания муравьёв до 4-5 камер.

5. Влажность. Наверное, важнейший параметр в уходе за муравьями. От недостатка влажности муравьям становится плохо, так как живут они в естественной среде в муравейнике, где всегда сыро. Переувлажнять тоже нельзя, так как семена могут отсыреть, и в них заведётся плесень, которая может привести к гибели колонии.

6. Выносить мусор 1 раз в неделю. Муравьи его выносят на арену.

7. Когда колония займет более 70% пространства, необходимо будет подключить новые модули или переселить их в домик просторнее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы по изучению влияния влажности на муравьев нами были решены следующие задачи:

1. Изучена и проанализирована литература по данной теме.

Литературы по видам муравьев достаточно много, ведь эти насекомые являются очень древними и всегда представляли интерес для ученых. Информации по муравьиным фермам – формикариям, в последнее время стало появляться все больше, у многих эти насекомые вызывают интерес.

2. Проведено исследование по изучению поведения муравьёв в зависимости от влияния на них абиотических факторов (температура влажность, освещённость, колебания, электромагнитное излучение).

3. После нескольких дней исследований подтверждена гипотеза о влиянии абиотических факторов на поведение муравьёв.

4. Сделан вывод и разработаны рекомендации по содержанию муравьев в формикарии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение к исследовательской работе

«Поведение муравьёв под влиянием абиотических факторов»

Таблица 1

Рисунок 1

Внешний вид муравья-жнеца

Рисунок 2

Внешний вид черного садового муравья

Рисунок 3

Внешний вид муравья-бегунка

Рисунок 4

Камера увлажнения в формикарии

Таблица 2

Влияние температуры в формикарии на активность муравьев

Таблица 3

Влияние влажности в формикарии на активность муравьев

График 1

График влияния влажности в формикарии на активность муравьев

Таблица 4

Влияние колебаний на активность муравьев

Таблица 5

Влияние прямых солнечных лучей на поведение муравьёв

Время, минут	Активность по 20-ти бальной шкале, где 10-это нормальное поведение
10	15
20	13
30	11
40	10
50	5
60	4

Рисунок 5

Влияние электромагнитного поля на поведение муравьев

Рисунок 6

Изучение явления взаимопомощи среди муравьёв

Рисунок 7

Изучение явления взаимопомощи среди муравьёв (прошло 30 минут)