XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Наблюдение за жизнью муравьёв жнецов в формикарии

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кудреватых М.А. 1

---

1МАОУ «Гимназия № 12»

Метель Ю.В. 1

---

1МАОУ «Гимназия № 12»

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Наша планета прекрасна, на ней существует огромное количество разных форм жизни. Мне очень нравится наблюдать за окружающим миром, изучать природу. В данной работе я хочу рассказать о своих наблюдениях за удивительными насекомыми – муравьями-жнецами.

В живой природе за муравьями наблюдать сложно, так как большая часть их жизни проходит в муравейниках, проникнуть в которые человеку невозможно, поэтому наблюдения я проводила за жизнью муравьев в формикарии.

Цель работы: на основе собственных наблюдений за колонией муравьев-жнецов изучить пищевое поведение и изменения при расширении площади обитания.

Были поставлены следующие задачи;

- провести наблюдения за жизнью колонии;

- изучить литературу и интернет источники по данному вопросу;

- изучить особенности поведения муравьев в неволе.

Объект исследования: колония муравьев Messor structor (муравьи-жнецы)

Предмет исследования: поведение муравьев-жнецов в неволе

Гипотеза: муравьи – жнецы могут жить в формикарии в условиях комнаты

2. Теоретическая часть

   1. Кто такие муравьи

Муравьи  — семейство насекомых отряда перепончатокрылых. Являются общественными насекомыми. Муравьи обитают по всему миру, кроме Антарктики, Исландии, Гренландии и некоторых удалённых островов, образуя 10—25 % земной биомассы наземных животных.

1. 2. Виды муравьев

В мире существует более 14000 видов муравьев. В таблице № 1 (Приложение № 6.1.) я указала наиболее распространённые в России виды муравьёв.

1. 3. Жилища муравьёв

Муравьи живут семьями в гнёздах, называемых муравейниками, которые устраивают в почве, древесине, под камнями; некоторые сооружают муравейники из мелких растительных частиц. Муравейник только с виду кажется кучей веточек и хвоинок, но внутри находится целый «муравьиный город».

Внутри подземная галерея ведёт к камерам, которые соединены между собой. Глубина гнёзд различна от 30 см до 2-х м. Купол гнезда состоит из хвои веточек – у него защитная функция, он защищает от дождя, ветра, снега. Внутри купол состоит из крупных веток, там поддерживается постоянная t 26-29°C. А зимуют муравьи в подземной части. В пустынях, где земля прогревается до 60°C, муравьи никогда не строят наземные гнёзда, только под землёй, где температура значительно ниже.

Части муравьиного жилища.

Входы и выходы - служат не только для того чтобы войти и выйти, но и отлично вентилируют помещение. Самые сильные и крупные муравьи охраняют вход в муравейник, прикрывая его своим телом. Перед дождем вход закрывается, чтобы все проходы и камеры оставались сухими.

Солярий - обычно это верхняя камера, или комната. Благодаря своему расположению она очень быстро нагревается и муравьи заходят сюда, чтобы погреться. А весной они могут разносить тепло на своем теле, прогревая весь муравейник.

Кладбище - если спускаться ниже по муравейнику, то можно наткнуться на груды мертвых муравьев и мусор. Все это складывается в отдельную ячейку, которая находится не очень глубоко и недалеко от вентиляции.

Зимовальная камера - как и медведи, муравьи тоже впадают в спячку, чтобы перенести суровые холода. Для этого им нужна своя берлога. Обычно она находится где-то посередине муравейника.
Хлебный амбар - в хранилище муравьи складывают семена растений на тот случай, если не смогут найти себе пропитание. Отдельные муравьи занимаются тем, что присматривают за кормом и даже выносят его на солнце, чтобы подсушить.

Апартаменты царицы- в царских покоях живет матка муравьев – царица. Обычно она является и первым жителем в своей колонии. Матка очень редко покидает муравейник. Весь смысл ее жизни заключается в том, чтобы откладывать яйца.

Ясли и детский сад - это камеры, в которых хранятся яйца, личинки и куколки. Няньки все время находятся рядом, потому что личинкам нужна еда и круглосуточный присмотр. Они переносят их вверх, или вниз муравейника в зависимости от погоды, стараясь, чтобы они всегда были в тепле и необходимой влажности.

Мясная кладовка - место, где находится все самое питательное. Сюда муравьи складывают гусениц и другую добытую еду.

Коровник - место, где муравьи содержат тлей.

1. 4. Внешнее строение муравьёв

Все виды муравьев имеют одинаковое строение тела.

Тело этих насекомых покрыто хитиновой оболочкой и имеет следующее строение:  голова, брюшко, грудь. Последние две части соединяются между собой тонкой талией.

Глаза расположены на головке, они состоят из множества линз, которые не могут передавать в мозг четкое изображение, но улавливают движение. На голове сверху есть также 3 обычных глаза. На голове есть усики, которые выполняют осязательную функцию. Благодаря им муравей улавливает в потоках воздуха запахи и пульсацию почвы.

Муравей имеет 6 тонких лапок. Коготки на них помогают насекомому ползать по вертикальным поверхностям.

Специальные железы насекомого вырабатывают кислоту (яд) для защиты. В оборонительных целях муравьи также применяют мощные жвалы.

Размер муравья и его строение зависят от занимаемого им положения в сообществе и вида. Размер насекомого варьируется от 1 мм до 3 см. Окрас зависит от вида и может быть черным, красным, коричневым, зеленым и даже синим.

1. 5. Вред и польза муравьёв в лесу.

Они поедают вредных насекомых наряду с птицами, но делают это в 20 раз быстрее пернатых. За одно лето жители одного муравейника способны уничтожить несколько миллионов вредителей. Способствуют распространению растений: когда муравьи переносят найденные семена к себе в дом в качестве пищи, часть их теряется и таким образом растения заселяют новые территории.

Маленькие труженики не только распространяют семена, но и опыляют растения, питаясь цветочным нектаром. Муравьи — важное звено в пищевой цепи лесных обитателей, ведь они являются кормом для многих птиц.

Иногда муравьи селятся в мёртвых деревьях, помогая их разложению, чем очищают лес от трухлявых, гнилых, больные растений. Муравьи улучшают почву. Протаптывая тропинки и строя нижние уровни муравейников, они способны рыхлить землю на глубину до полуметра, удобряя её. Именно поэтому растения возле муравейников хорошо развиваются — им помогает удобренная почва.

Помимо пользы для леса и сада, муравьи несут её и для человека. Их используют для получения муравьиного спирта и других препаратов на основе муравьиной кислоты. Препараты на основе муравьиной кислоты используют в лечении: артритов, неврозов, гнойных поражений кожи, также из муравьёв делают лекарства с кровоостанавливающим действием.

Есть у муравьиной кислоты и другие области применения: в хирургии и фармацевтике используется для дезинфекции; при заготовке сельскохозяйственных кормов (сена и силоса) применяется в качестве антибактериальной добавки; используется в пчеловодстве для борьбы с паразитами.

Домашние муравьи портят продукты и грызут мебель, они не несут пользы. Садоводы считают муравьев вредителями участка, потому что они оберегают и разводят тлю, а также могут повреждать корни растений. Но есть от маленьких тружеников и польза: чёрные садовые муравьи, так же как и лесные, хорошо рыхлят почву. В процессе насекомые перемешивают её с травой, перегноем, животными останками. В результате земля насыщается кислородом, минеральными и органическими веществами.

Муравьи — враги насекомых-вредителей (за исключением тли). Особенно они любят охотиться на гусениц кольчатого шелкопряда и яблоневой моли.

1. 6. Муравьи-жнецы

В домашних условиях в формикарии чаще всего содержат 2 вида муравьев: муравьи-жнецы и чёрный муравей-древоточец.  В моём формикарии живут муравьи-жнецы.

Откуда пошло такое название «муравьи-жнецы»? Жатва - это процесс уборки злаковых культур. И именно эти муравьи собирают зёрна с полей, подобно мужчинам, жнущим в поле хлеб.

Особенности вида. Насекомые имеют разный окрас тела – черный, коричневый, рыжеватый. Длина тела от 4 до 9 мм максимум. Самки в несколько раз крупнее самцов. Несколько отличаются строением рабочие особи. В муравейнике четкое разделение на касты, с большим количеством «профессий». Няни, акушерки, транспортировщики, охранники, воины, добытчики пищи, храните складов и так далее.

Места, где обитают муравьи жнецы, с засушливым климатом – Азия, Африка, Америка, Южная Европа. Жители пустынных, полупустынных краев. Степной муравей жнец сооружает колонии от 500 особей до 50 000. Предпочитает водиться вблизи полей со злаковыми культурами. На поиски пищи отправляется за 80 м от муравейника

Добывание пищи. Долгое время считалось, что муравьи – жнецы являются вредителями сельского хозяйства, поскольку в их муравейнике обнаруживались большие запасы зерен пшеницы, ячменя, пшена, проса. Позднее, стало известно, что едят муравьи, как собирают семя.

Особенность заключается в том, что муравьи жнецы собирают зернышки с земли, не трогая растущий колос. Подбирают «урожай» после деятельности вредной черепашки, мышей и других вредителей.

В муравейнике сооружают многочисленные камеры для хранения зерна. За один сезон могут собрать до 50 кг зерен. Съедать насекомое все это может за один сезон.

На поиски пищи семейство муравьев отправляет разное количество посланцев. Сколько их требуется, зависит от скорости возвращения отправленных членов семейства. Если урожая много, муравьи возвращаются быстро, приносят большие запасы.

В бедственном положении на полях муравей отсутствует долго, после его возвращения на промыслы отправляют уже меньшее количество особей, постепенно сводя численность до нуля.

Особенности питания. В отличие от других видов, питаются муравьи жнецы в основном растительной пищей.

Однако изредка можно баловать питомцев белковым кормом (насекомыми), чтобы колония росла быстрее, а особи в ней были крупными. За запасами следят особо тщательно. При прорастании зерен крахмал превращается в сахар, что представляют особую ценность для муравьиной семьи. Корешки, ростки рабочие быстро отгрызают, запасы тщательно перебирают. Личинок кормят перемолотой мукой.

Размножение. У молодых самок, самцов на период спаривания вырастают крылья. Брачный период проводят в воздухе. Самцы вскоре погибают, самки углубляются в землю, откладывают яйца. Из них рождаются рабочие особи, которые принимаются за обустройство нового муравейника. Одного оплодотворения матке достаточно, чтобы воспроизводить потомство всю жизнь.

Развитие личинок. За яйцами ухаживают отдельные особи, перемещают их в отдельные камеры, следят за соблюдением благоприятных условий. Подразделение на касты происходит уже во время вылупления личинок. Кто из них кем будет в обществе, зависит от количества потребляемой пищи.

Личинки не способны самостоятельно передвигаться, кушать. Все это обеспечивают кормильцы, сиделки. Молодняк постоянно увеличивается в размерах, окукливается спустя 1-2 месяца. Куколка не имеет плотной оболочки, можно проследить за развитием насекомых. На последнем этапе начинает двигаться, появляется полноценное насекомое. В таблице (Приложение 6.2.) указаны стадии развития муравьёв.

Постепенно колония растет. Подрастают десятки личинок и яиц. Несколько мелких рабочих всегда рядом и ухаживают за самкой и яйцами. Развитие яиц происходит примерно за месяц.

3. Практическая часть

   1. Формикарий

Для содержания муравьев существуют специальные террариумы – муравьиные фермы (формикарии). Они бывают песчаные, гипсовые, гелевые и из оргстекла.

Первые формикарии создавались  для научных исследований ещё в XIX веке. А первый домашний формикарий был создан примерно в 1929 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.

Я использую 2 вида формикария из оргстекла: вертикальный (размеры: 20х30х2см) и горизонтальный (23х18х9 см). В начале исследования муравьи жили в вертикальном формикарии. Название связано с расположения системы ходов и камер - они находятся в вертикальной плоскости и имеют выход на открытое пространство – арену, куда насекомые выходят на поиски еды, выносят накопившийся мусор, гуляют.

В таблице № 3 (Приложение № 6.3.) указаны части формикария и помещены соответствующие фотографии. Муравьи в вертикальных камерах обустроили кладовые, детский сад апартаменты царицы.

На арену насыпается корм, и муравьи выносят мусор, складывая его в одно место, но, время от времени, место складирования мусора перемещалось в разные места. Источник воды для питья – это колба с водой, из которой вода увлажняет губку и муравьи пьют, высасывая воду из губки. .

Очень важно увлажнять формикарий, так как если муравейник сухой, муравьи могут погибнуть. В гнезде всегда должно быть влажно. Для увлажнения используется колба с водой, из которой вода через губку увлажняет камеры, уровень влажности отражается на индикаторе. Дополнительно для увлажнения на арене размещалась емкость с влажными ватными дисками

Индикатор влажности -если полоска начинает высыхать, значит влага не поступает в формикарий и нужно долить воды или переустановить колбу. Муравьи предпочитают, чтобы камеры муравейника были затемнены. Для этого вертикальную часть формиркария я расположила в бумажном пакете.

Колония постепенно росла, появилось много новых особей, стало трудно убирать мусор из формикария, так как большое количество муравьев при открытии крышки старались очень быстро выбраться. Стало понятно, что необходимо увеличить пространство и решили добавить еще один формикарий. Был выбран горизонтальный формикарий, где ходы и камеры, так же как и арена расположены горизонтально. Получается удобная для наблюдения и устойчивая конструкция.

Горизонтальный формикарий – это классическая модель домашней муравьиной фермы. В этой модели внутри влажность поддерживается увлажнением не губки, а гипса. Вода из колбы увлажняет перегородки из гипса и этим должен поддерживаться достаточный уровень влажности, индикатора влажности нет. В комплекте с формикарием были дополнительные инструменты: совок для уборки мусора, пипетка, пинцет, колба для воды, аксессуары.

Т ак как при наблюдении за муравьями было замечено, что мусор муравьи складывают не в вертикальные камеры, а выносят на арену в одно место, то я решила попробовать поставить емкость для мусора и проверить будут ли муравьи ею пользоваться. Еду в новом формикарии насыпала в кормушку, а в емкость для мусора была помещена небольшая часть мусора для того, чтобы муравьи поняли для чего этот резервуар.

Подготовленный для заселения формикарий выглядел так:

К ак только формикарии соединили трубкой, муравьи начали проводить исследование нового прохода. Очевидно, что это муравьи-разведчики. Несколько раз разведчик возвращался назад и шевелением усиков передавал информацию другим муравьям.

Н а выходе из тоннеля первые муравьи долго изучали воздух - шевелили усами, улавливая запахи, и не решались зайти в новое пространство. Часть муравьев, выбежавших из вертикального формикария, запустили в новый формикарий через открывающуюся сверху крышу.

1. 2. Наблюдение за жизнью муравьёв в формикарии

П осле изучения разведчиками новой территории постепенно в горизонтальный формикарий начали переходить и муравьи-рабочие, но пока только на арену. В лабиринты разведчики не решались заходить в течение нескольких часов, затем, постепенно, все-таки приступили к исследованию лабиринтов.

З а следующие сутки муравьи-рабочие потрудились - начали разрушать гипс внутри лабиринтов и закрывать им прозрачный потолок для затемнения ходов в лабиринте.

Н а арену муравьи начали выносить частички мусора.

На четвертый день муравьи продолжили закрывать потолок гипсом и занесли немного запасов еды в лабиринт, в дальнем углу появился склад разрушенного гипса.

М уравьи сосредоточили свои усилия на разрушении гипса и дальше – после разрушения гипса, служащего для увлажнения внутри лабиринтов, начали разрушать стенки формикария в месте крепления. Поэтому я укрепила стенки горизонтального формикария скотчем по периметру снаружи и заклеила вырытый в гипсе ход. Муравьи в этом месте перестали разрушать стенку, но в остальных стенах были проделаны ходы. Если бы стенки не были укреплены, муравьи выбрались бы из формикария.

Спустя 20 дней после присоединения детский сад и апартаменты царицы не были перенесены в новый формикарий, а корм из специальной новой кормушки муравьи перенесли в вертикальный формикарий и расположили перед входом в лабиринт.

Мусор наоборот начали переносить из горизонтального формикария в установленную в новом формикарии емкость для мусора. Муравьи догадались,

что это мусорная корзина и постепенно очищают старое жилье.

В ывод: муравьи новый формикарий используют как вспомогательную площадь для размещения мусора, ведения исследований нового материала – гипса (разрушают его, используют в строительстве затемнения) и пытаются выбраться через микро отверстия для вентиляции. Новую площадь используют разведчики, рабочие и добытчики, няни и царица не покидают вертикальный формикарий.

1. 3. Исследование рациона питания муравьёв-жнецов

При изучении литературы я узнала, что в природе муравьи-жнецы питаются в основном растительной пищей с редким добавлением белковой и решила провести исследование питания муравьев в формикарии.

В ходе исследования рациона питания муравьёв-жнецов муравьям были предложены следующие продукты: мак, пшено, рис, овсяные хлопья, варёная курица, хурма , яблоко.

По моим наблюдениям мак нравится муравьям больше, чем другие крупы. Рис, овсяные хлопья, семена кунжута и пшено были муравьями перемещены в часть сбора мусора.

На данных фото видно, что пшено оказалось в мусоре, а мак отправлен в кладовые формикария.

М ак и пшено Место для сбора мусора Кладовые

В качестве белковой пищи я давала муравьям кусочки вареной курицы.

Муравьи очень заинтересовались курицей, и кусочек был полностью расщеплен на очень тонкие волокна, занесен в кладовые и съеден за сутки.

Так как кусок был большой и тяжелый для одного муравья, то мне удалось увидеть, что муравьи перемещали кусочек группами, они договаривались с помощью «антенного кода» - касаясь усиками, друг друга и сообща двигали кусочек. При исследовании было замечено, что если курицу давать чаще, чем один раз в 2 недели, то муравьи не съедают кусочек курицы - постепенно он засыхает, и они его относят вместо сбора мусора.

П ри кормлении курицей заметно увеличилось количество муравьёв.

З атем я предложила муравьям хурму и яблоко. Хурма более сладкий и сочный фрукт, и как только кусочки были помещены внутрь - гораздо больше муравьев в первую очередь начали исследовать хурму. Но, спустя несколько часов, стало понятно, что больше им понравилось яблоко, так как кусочек яблока почти полностью бы съеден.

Выводы: в процессе исследования я выяснила: моим муравьям понравилась курица, мак и яблоко. Рацион питания влияет на размножение муравьев. Резко увеличилось количество особей, когда я добавляла кусочки куриного мяса и свежий огурец. Появилось больше крупных особей – солдат и разведчиков. Муравьи едят не всех насекомых. Своих мертвых собратьев муравьи не едят.

4. Заключение и выводы

Считаю, что я достигла поставленной перед собой цели – я изучила рацион питания муравьев, выяснила их пищевые привычки. Изучив пищевые привычки, делаю вывод - моим муравьям нравится мак, яблоки, курица. Не понравился рис, виноград и специальный белковый корм – гаммарус.

На основе наблюдений (появление второго формикария) могу сделать вывод, что при появление большего количества пространства, поведение муравьёв изменилось – они стали более активны. Ферма «оживилась» - большое количество муравьев занялось исследованием новой площади, изменением организации жизненного пространства, наведением порядка в формикариях.

Новую площадь используют разведчики, рабочие и добытчики, няни и царица не покидают вертикальный формикарий.

В процессе наблюдения за муравьями мне удалось выяснить, что муравьи представляют собой сложные группы, в которых распределены обязанности, они умеют общаться, передавать информацию и действовать сообща. Я понаблюдала за распределением обязанностей, узнала, какие профессии есть у муравьёв, это было очень интересно.У всех муравьев свои обязанности, поэтому им удается прекрасно вести свое хозяйство, четко выполняя все действия.

Моя колония успешно развивается, так как созданы все необходимые условия для жизни муравьев в неволе.

Благодаря формикарию, я пронаблюдала:

-питание муравьев в деталях: какие продукты они предпочитают, муравьи не только едят сами, но и делятся пищей друг с другом (подобно тому, как птицы кормят новорожденных птенцов);

-муравьиный мир, полон заботы и любви: муравьи не только ведут круглосуточный уход за яйцами и куколками, но также чистят и облизывают друг друга. Противомикробные свойства слюны защищают их организм от внешних бактерий;

Я узнала много различных фактов и поделилась с ребятами. Теперь я точно знаю условия их содержания, могу определить условия для успешного развития колонии, знаю о распределении обязанностей. Я выяснила, как мои насекомые ведут себя в разных обстоятельствах, как реагируют на посторонние предметы, свет, запах, звук. Очень интересен процесс обустройства формикария и то, как они обустраивают своё жилище.

Я создала рекомендации для тех, кто заинтересуется разведением муравьев (Приложение 6.3. «Памятка для начинающего фермера»).

Я выяснила, что большинство муравьёв — полезные существа. Поэтому прежде чем убить маленького труженика, следует хорошо подумать, ведь в природе каждое живое существо на своём месте.

Работа над проектом показала мне, что наблюдение за миром животных - интересное занятие, где можно узнать много нового и увлекательного.

Теперь я поставлю перед собой задачу – проследить развитие муравья от яйца до куколки и рождения маленьких муравьёв. Об этом я расскажу в следующий раз.

5. Используемая литература

1. Муравьи [Электронный ресурс] – Режим доступа:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%B2%D1%8C%D0%B8

2. Муравьи дома [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://antclub.ru/muravi-doma

3. Муравьиная цивилизация [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.antfarm.ru/articles/muravinaya-civilizaciya.html

4. Муравьи и муравьиные фермы [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://antplanet.ru/

5. Сколько обычно живут муравьи и как протекает их жизнь в муравейнике [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://klop911.ru/muravi/o-muravyax/skolko-zhivut-muravi.html

6. Приложения

   1. Таблица 1. Наиболее распространённые в России виды муравьев.

1. 2. Таблица 2. Стадии развития муравьёв

1. 3. Таблица 3. Части формикария

6.4. Памятка для начинающего фермера

Купить муравьиную ферму можно на любом сайте. Но лучше всего в вашем городе, так как при дальней перевозке муравьи могут погибнуть. Вместе с фермой вы получите инструкцию по уходу и содержанию. Эту памятку я составила на основе своих экспериментов, в дополнение к основной инструкции.

Формикарий лучше поставить в место, куда не попадают прямые солнечные лучи. Если в комнате очень жарко, то можно поставить и на окно, но обязательно накрыть тонированной пленкой. Если, наоборот, холодно, то можно приобрести коврик с подогревом. Но покупать обязательно на сайте, где предлагают муравьев и формикарии.

Песок насыпать на арену перед заселением, чтобы не создать ненужную панику.

Заселяйте ферму, в соответствии с инструкцией. Не вытряхивайте! Тогда не будет потерь особей.

В рацион питания, кроме основной пищи - зерен, добавлять несоленое мясо курицы, для большего прироста колонии.

Ограждайте семейство от случайных чужаков, чтобы не создавать стрессовую ситуацию.

Не убирайте муравьев, которые получили повреждение. Дайте возможность другим муравьям вылечить своего собрата.

Муравьи, живущие в неволе, нуждаются в вашей заботе. Не оставляйте их без присмотра на долгое время.

Важно! Не забывайте увлажнять формикарий. Муравьи любят воду!

Выполняйте уход и в соответствии с инструкциями.

Всего Вам доброго!