Влияние вибрации на жизнедеятельность муравьёв в формикарии

XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Влияние вибрации на жизнедеятельность муравьёв в формикарии

Носков И.В. 1
1МБОУ Гимназия №6 3г
Злыгостева Т.П. 1
1МБОУ Гимназия №6
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Шум, вибрация и ультразвук объединены общим принципом их формирования: все они являются результатом вибраций тел, передаваемых непосредственно или через газообразные, жидкие и твердые среды. Они отличаются друг от друга только частотой этих вибраций и разным восприятием человеком. 

Вибрации твердых тел или передаваемые через твердые тела называются вибрацией. Вибрация воспринимается человеком как удар.

Человек издавна интересовался влиянием вибраций, которые окружали его повсюду. В настоящее время довольно подробно изучен факт влияние вибрации на организм человека. В своей работе мы решили уделить внимание менее изученной проблеме - исследование воздействия вибрации на животных, в частности на муравьях.

Актуальность

Все живые организмы живут в мире звука, шума и вибрации. Вибрационное воздействие на жизнедеятельность живых организмов, неоднократно исследовалось. Споры о вреде и пользе разнообразных источников вибраций на здоровье человека ведутся постоянно, и в настоящее время они основываются на огромном количестве экспериментов.

Что такое вибрация? Как она влияет на жизнедеятельность живых организмов на примере муравьев Messor Structor? Действительно ли вибрационные поля вызывают негативное воздействие на живую природу? В этом исследовании я и хотел бы разобраться на примере муравьев.

Цели исследования: исследовать влияние вибрации на жизнедеятельность муравьев Messor Structor.

Задачи исследования:

- Изучить теоретические аспекты понятия вибрация и влияние вибрации на живые организмы.

-Узнать строение и жизнь муравьев в формикарии.

-Наблюдение за жизнью муравьев.

-Исследование влияния вибраций на жизнедеятельность муравьев.

Гипотеза: Влияет ли вибрационное поле, которое создается от постоянно работающего фильтра аквариума на жизнедеятельность муравьев Messor Structor.

Объект исследования: муравьи Messor Structor находящиеся под влиянием вибрации.

Предмет исследования: воздействие вибрации на жизнедеятельность муравьев Messor Structor (жнецов) в формикарии.

Методы исследования:

-анализ статей энциклопедии и интернета

-наблюдение

-эксперимент

-иллюстрирование с помощью фотографирования и видео

Влияние вибрации на живые организмы

Восприятие вибрации зависит от частоты колебаний, их силы и диапазона амплитуды. В последние годы было установлено, что вибрация, подобно шуму, воздействует на живой организм энергетически. Вибрация ощущается только тогда, когда она вступает в непосредственный контакт с вибрирующим телом или через другие твердые тела, соприкасающиеся с ним. При контакте с источником вибрации, который испускает звуки, живой организм воспринимает её как шок.

Вибрации, передаваемые от вибрирующей поверхности к телу человека, раздражают многочисленные нервные окончания в стенках кровеносных сосудов, мышц и других тканей. Ответные импульсы приводят к нарушениям нормального функционального состояния некоторых внутренних органов и систем, в первую очередь периферических нервов и кровеносных сосудов, заставляя их сокращаться. Сами нервные окончания, особенно кожные, также претерпевают изменения и становятся менее восприимчивыми к раздражению. Все это проявляется в виде необоснованных болей в руках, особенно ночью, онемения, ощущения «ползучести», внезапного отбеливания пальцев, снижения всех видов чувствительности кожи (боли, температуры). Весь этот комплекс симптомов, характерных для вибрационного воздействия, называется вибрационной болезнью. Пациенты с вибрационной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю усталость. Кроме того, у женщин от воздействия вибрации часто появляются нарушения функционального состояния детородных органов.

Развитие вибрационной болезни и других неблагоприятных явлений зависит главным образом от спектрального состава вибрации: чем выше частота вибрации и чем больше амплитуда и скорость вибрации, тем выше опасность вибрации по отношению к времени и степени тяжести вибрационной болезни.

Охлаждение тела, в основном тех частей, которые подвержены вибрации, мышечному напряжению, шумовому и др. Способствует развитию вибрационной болезни.

Вибрация оказывает раздражающее и вредное воздействие на организм человека, а значит на любые живые организмы.

Основная часть

Муравьи - это древнейшие животные на Земле, они живут на Земле более 130 миллионов лет. В мире известно около 15000 видов муравьев, и каждый из них отличается не только строением тела, но и образом жизни. По подсчетам одного их наиболее уважаемых мирмеколов мира Эдварда Уилсона, на Земле сегодня проживают от 1 до 10 квадриллионов особей муравьев. На каждого человека приходится около миллиона этих созданий, а общая масса их примерно равняется общей массе всех людей.

Жизнь муравьев очень сложна, их поселение зависит от массы разных инстинктов. У муравьев очень развита сигнальная система, разделение труда, существует определенный распорядок жизни.

Характеристика

Степной муравей-жнец является наиболее крупным на фоне других муравьев. Окраска темная, красновато-коричневая. Длина рабочего насекомого варьируется от 4 до 9 мм, королевы – до 11-15 мм. Тело состоит из трех частей: голова, грудь, брюшко, соединенных между собой перемычками, благодаря чему насекомые гибки, подвижны.

Муравьи неуклюжи и медлительны; при раздражении выбирают бегство. Для вида характерен половой полиморфизм, то есть наличие различных форм особей: самки, самцы, рабочие, солдаты и переходные формы. Каждая категория муравьев-жнецов исполняет свои обязанности.

При изучении вопроса сколько живут муравьи-жнецы, получены сведения, что рабочий живет до 3-5 лет, а матка – до 20 лет.

Особенности питания жнецов создали несколько переходных форм среди рабочих муравьев. Для измельчения зерен злаков необходимо приложить немалое усилие. Так крупная голова муравьев-солдат — результат развития массивных затылочных мышц, отвечающих за работу нижней челюсти. Подготовленные кусочки семян обрабатывают рабочие муравьи меньших размеров, так как это требует меньше усилий. Далее зернышки превращаются в муку, смачиваются слюной. Этой кашицей кормят личинок.

 

Все усилия направлены только на одно – защиту, укрепление и процветание своей многочисленной семьи.

Общение и взаимный контакт между соплеменниками производится с помощью каналов.

Во главе формикария стоит матка она же королева. У матки самые большие размеры. Это настоящий конвейер по производству яиц.

Муравьи самые умные насекомые в мире!

Образование и наблюдение за колонией муравьев

Мне папа купил готовый круглый формикарий диаметром 20 см, в нем имеется арена и лабиринты. Я положил пробирку с муравьями на арену и сразу несколько муравьев стали выползать и обследовать арену, это были муравьи солдаты и фуражиры. Матка с яйцами сидела в пробирке. На следующий день все муравьи перебрались в лабиринт формикария.

В начале моего наблюдения колония состояла из 1 матки ,25 рабочих ,6 фуражиров ,5 солдат и 12 яиц.

Для кормления муравьев в комплекте был специальный корм из семян растений и баночка с гамарусами. Любимая пища муравьев на мой взгляд это гамарусы.

После переселения, муравьи сразу же принялись за работу. Они перенесли все зернышки в отдельную комнату и сделали там хранилище еды.

У муравьев существуют няньки, они всегда находятся около яиц и личинок. Они перебирают и перекладывают яйца, а основная их роль облизывать их, слюна муравьев содержит питательные вещества, с помощью которой яйца растут и развиваются.

Из созревшего яйца вылупляется личинка, потом она окукливается, далее няньки помогают вскрывать кокон и выбраться из него новорожденному муравью.

И вот появляются новые муравьи. Сначала они были наполовину темные и наполовину белые, ходили не уверенно, постоянно спотыкались. Через 2 дня они потемнели.

Наблюдая за маткой, я заметил, что около нее всегда большое количество муравьев, они ухаживают за ней, греют её, моют, кормят, поят.

Муравьи очень чистоплотные существа, мусор складывают в один из углов формикария. Свои запасы хранят в отдельной комнате формикария, но немного запасов приносят и в другие комнаты.

Рабочие муравьи в течении жизни не растут, поэтому им самим белок не очень нужен. А вот малоподвижным и быстрорастущим личинкам без белка невозможно жить.

Одно из приспособлений общения муравьев между собой –это усики, уникальный орган чувств. Они способны распознавать различные вещества, чувствовать воздушные потоки, вибрации и принимать сигналы при соприкосновении с предметами или другими насекомыми. Прикосновения вместе с особыми жестами составляют язык муравьев.

Эксперимент

Когда у меня появился формикарий, он стоял на столе в моей комнате. Там было тепло, тихо и спокойно. Муравьи прекрасно себя чувствовали и размножались, росли, занимали свои социальные роли в своей семье. По некоторым причинам мне необходимо было переставить муравьиную семью в другое место, и я поставил её в зале рядом с аквариумом, мне казалось ,что мне будет удобно ухаживать за моими питомцами находящимися рядом.

В течении 14 дней моих наблюдений за муравьями я стал замечать,что на 3 день они начали становиться вялыми, не откладывали яйца ,а затем стали умирать.

Сначала я искал причину этих событий в другом, но корм и вода были те же. Я начал мерить и записывать температуру воздуха вокруг, и она была такая же, как в комнате, в которой они жили ранее. Мне было все не понятно. Затем я решил переставить ферму на кухню. Два дня муравьи болели, были вялые, мало двигались, не откладывали яйца. Потом они как будто оживились, стали вести привычный, активный образ жизни. Матка опять начала откладывать яйца, няньки ухаживали за ними и все пошло своим обычным чередом.

Но меня не отпускала мысль, из -за чего же это произошло. И я понял!

В аквариуме находиться на круглосуточной работе фильтр для очистки воды. И от него постоянно идут колебания и волны по твердой поверхности. Это и не нравиться муравьям. Представьте на минуту, как жить человеку в постоянной тряске? Невозможно. И муравью тоже невозможно.

Я решил продолжить эксперимент и поместил формикарий обратно к аквариуму, теперь я знал, какие признаки в поведении муравьев я должен заметить, чтобы не допустить потери муравьев. Через 2 дня я стал замечать, что муравьи стали опять вялые, матка бегает и суетиться, это неё не обычное поведения. Не дожидаясь потери муравьев, я переставил муравьиную ферму в комфортное для них место.

Мы с мамой начали подробно изучать этот вопрос в литературе и интернете. Действительно учеными было доказано вредное воздействие колебаний и волн разных видов на живые организмы.

Таким образом, я сделал предположение о вредном воздействии колебаний и волн на твердой поверхности для муравьев.

Дневник наблюдения

Время воздействия

Условия

Реакция муравьев

1 день

фильтр постоянно работает

Активные, питаются, матка откладывает яйца, выполняют работы в соответствии с ролью в формикарии

2 день

фильтр постоянно работает

Активные, питаются, матка откладывает яйца, выполняют работы в соответствии с ролью в формикарии

3 день

фильтр постоянно работает

Вялые, матка просто бегает, реже откладывает яйца

4 день

фильтр постоянно работает

Вялые, матка просто бегает, реже откладывает яйца

5 день

фильтр постоянно работает

Постоянно лежат, матка перестала откладывать яйца

6 день

фильтр постоянно работает

Постоянно лежат, матка перестала откладывать яйца

7 день

фильтр постоянно работает

Умерло 3 муравья, остальные вместе с маткой очень вялые

8 день

фильтр постоянно работает

Умерло 6 муравьев, остальные вместе с маткой очень вялые

9 день

фильтр не работает

Постоянно лежат, матка перестала откладывать яйца

10 день

фильтр не работает

Постоянно лежат, матка перестала откладывать

Яйца

11 день

фильтр не работает

Начинают немного двигаться, питаются, матка не откладывает яйца

12 день

фильтр не работает

Начинают немного двигаться, питаются, матка не откладывает яйца

13 день

фильтр не работает

Активные, питаются, матка откладывает яйца, выполняют работы в соответствии с ролью в формикарии

14 день

фильтр не работает

Активные, питаются, матка откладывает яйца, выполняют работы в соответствии с ролью в формикарии

Вывод: Муравьи очень плохо переносят вибрацию. Воздействие вибрацией на муравьев Messor Structor короткое время привели к болезненному состоянию муравьев, они становились вялыми, отказывались от приема пищи и воды. Длительное воздействие вибрации привело к тому, что матка перестала откладывать яйца и муравьи стали умирать.

Заключение. В результате проведённого исследования, мы подтвердили гипотезу исследования и доказали, что вибрационное поле, которое создается от постоянно работающего фильтра аквариума отрицательно влияет на жизнедеятельность муравьев Messor Structor,можно сказать уничтожая муравьев, как вид.

Список использованной литературы

1.Никулина, В.Н. Влияние вибраций на растительные и животные организмы /М.Г.Никулина, О.Корниенков, Я.С.Панова, В.К.Щербинина. - [Электронный ресурс] // Актуальные проблемы ботаники и экологии. – Киев, 2008

2.https://testslab.ru//index.php?cnt=910

3. Шевченко Н.Г. Основы безопасности жизнедеятельности. - М.: Инфра-М, 2004

4. Калыгин В.Г. «Промышленная экология». Курс лекций. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2000

5. Биология: Энциклопедия/Под ред. М.С. Гилярова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2003

6. Гребенников В.С. Тайны мира насекомых.-НОВОСИБИРСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1990.-[Электронный ресурс]. URL:http://antclub.ru/

7.Муравьи.[Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/

8.Муравьи-жнецы.[Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/

Просмотров работы: 80