XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Возможна ли дружба между муравьями разных видов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Покладов Т.И. 1

---

1МОУ СОШ 1

Полушкина Д.Р. 1

---

1МОУСОШ №1

Работа в формате PDF

494 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Однажды летом я гостил у бабушки в деревне. У нее в огороде было много муравьев, и бабушка постоянно с ними боролась. Я спрашивал у бабушки, зачем с ними бороться, ведь это полезные насекомые, но бабушка объясняла, что они вредят нашим овощам и фруктам. Пришлось наблюдать за муравьями на улице, подальше от огорода. Лето закончилось, а мне так не хотелось расставаться с насекомыми! Я хотел посадить муравьев в баночку и взять домой, но мама сказала, что они так не выживут, и что есть специальные домашние домики для муравьев – формикарии. И на новый год родители сделали мне такой подарок – формикарий с муравьями-жнецами. Наступало следующее лето, у бабушки на улице просыпались муравьи, за которыми я наблюдал в прошлом году и мне захотелось подружить домашних и уличных муравьев. Вообще стало интересно, будут ли дружить муравьи уличные разных видов и домашние? Так родилась тема моей работы: «Возможна ли дружба между муравьями разных видов?»

Я предположил, что муравьи разных видов, не будут дружить между собой. Это стало гипотезой моей работы.

Цель работы: изучить разные виды муравьев и проверить на практике смогут ли они подружиться.

Чтобы достичь данной цели, я поставил перед собой следующие задачи:

1. Изучить особенности муравьев разных видов, обитающих в Копейске и моем формикарии.

2. Попробовать «подружить» муравьев из разных муравейников между собой, и муравьев в формикарии.

Объектом моего исследования стали муравьи. А предметом исследования особенности поведения муравьев разных видов.

Актуальность работы: в настоящее время растет популярность содержания муравьев в домашних условиях. Это очень интересно наблюдать за насекомыми в домашних условиях. А также интересно посмотреть за их поведением при появлении муравья другого вида и вне формикария.

В ходе работы я использовал следующие методы исследования:

1. Теоретический (сбор информации).

2.Практический (эксперименты по подселению муравьев в другие муравейники).

3. Обобщение

Практическая значимость исследовательской работы заключается в том, что материал, представленный в моей работе, может использоваться на уроках окружающего мира, для проведения классных часов и внеклассных занятий.

Глава 1 Удивительные насекомые - муравьи

1.1 Муравьи. Кто это?

Муравьи – одни из самых древних насекомых на Земле. Они жили ещё при динозаврах, но в отличие от последних дожили до наших дней.

Это социальные насекомые, нет ни одного вида среди муравьев, который бы вёл одиночный образ жизни. 

Муравьи – самые умные насекомые, их мозг состоит из 250 тыс. клеток. Некоторые виды муравьев известны тем, что они пользуются инструментами для своей работы, при этом они способны думать и выбирать наиболее подходящее орудие.

В муравьиных семьях разные особи выполняют разную работу. Существуют няньки, добытчики еды, сторожи, строители, доильщики тли и другие разнообразные «профессии». Королева муравьев занимается исключительно откладыванием яиц.

Муравьи помогают окружающей среде. Они распространяют семена, опыляют растения, уничтожают вредителей и улучшают качество грунта. Будучи искусными строителями, муравьи строят муравейники из стеблей травы, щепочек, хвои, песка, являясь тем самым чистильщиками леса.

Вряд ли найдется человек, который никогда не видел муравьев. Этих насекомых можно встретить в любом уголке планеты, за исключением Антарктиды.

Организация жизни, необычное поведение муравьев неизменно вызывает вопрос – а разумны ли они? Кажется, что муравейник – это единый организм, настолько слаженными выглядят действия каждого члена сообщества. За муравьями можно наблюдать бесконечно, открывая для себя все новые и новые грани неведомой жизни.

В настоящее время в мире насчитывается около 14 тысяч видов муравьев. На Россию из них приходится 260 видов.

В работе мы остановимся на муравьях видов: рыжий лесной муравей (Formica rufa) и черный садовый муравей (Lasius niger), как наиболее распространенных в природе, по нашему мнению, на территории Копейска; и на таком виде, как степной муравей-жнец (Messor structor / muticus) – лучший вид для содержания в муравьиной ферме.

Рассмотрим эти виды подробнее.

1.2. Черный садовый муравей

Начнем с черного садового муравья.

Черный муравей - самый распространенный вид муравьев на планете. Они попадаются на глаза и в городе, и на загородном участке. Несмотря на свое название, представители вида бывают и черными, и темно-коричневыми. Туловище сплошь покрыто маленькими волосками. Черные муравьи создают жилище в виде насыпного холма на поверхности земли. Также они способны обитать под камнями или в старых пнях.

Основной продукт их питания - сладковатая слизь, выделяемая тлей.

Стоит отличать черного муравья от муравья-жнеца, который тоже имеет черную окраску тела, но заметно больше черного муравья.

Рабочие особи этих муравьев способны достигать длины тело порядка 4,5 миллиметров, а самки могут иметь длину в 11 миллиметров. Их туловище окрашено темно-коричневыми или черными небольшими волосками. Они предпочитают обустраивать свои гнезда в земле или под мертвой древесиной. Питаются преимущественно падью, которую выделяет тля. В результате эти насекомые являются вредителями, так как разводят и охраняют тлю, которая наносит большой вред сельскохозяйственным угодьям. Примечателен тот факт, что матка этого муравья способна доживать до 30 лет.

Большей частью особей в муравейнике составляет класс рабочих муравьёв. Муравьи-рабочие тоже самки, однако, они имеют более упрощенное строение тела. Во многих видах присутствует полиморфизм, что означает отличие особей из одного гнезда в физических факторах. Такое различие помогает распределиться муравьям на определенные задачи в муравейнике. Главной ролью такого класса является проявление различной заботы о гнезде. Именно поэтому муравьи-рабочие крупных размеров являются носителями непропорционально большой головы, что даёт им преимущественно сильные жвалы. Таких муравьёв называют муравьями-солдатами, ибо своё преимущество они используют для обороны, где проявляется их высокая эффективность. Но при этом, важно отметить, что их основные обязанности в семье не отменяются, отчего их жизнь незначительно отличается от других рабочих особей. Помимо различий в размерах, муравьи доказывают своё интеллектуальное превосходство над другими насекомыми за счёт разделения труда. Когда одни могут помогать матке ухаживать за потомством, другие продолжают нести в гнездо пищу или расширять территорию муравейника. Также любопытно, что в определенном виде муравьёв рабочая каста может нести потомство.

Обязанности рабочих муравьев распределяются строго: одни заботятся о личинках и яйцах, другие занимаются строительством и расширением муравейника. Еще одна группа занята поисками корма, есть также охранники и рабочие, ухаживающие за королевой. 

Раз в год, обычно в июне — июле, крылатые молодые королевы и самцы покидают муравейник и отправляются в брачный полет. Спаривание происходит во время полета, причем семенной жидкости самца в дальнейшем хватает самке на всю жизнь. После этого самцы погибают, а оплодотворенная самка — матка избавляется от крыльев и выкапывает небольшую ямку, которая станет основой для будущего муравейника. Первые яйца матка откладывает в течение нескольких дней после спаривания. Из неоплодотворенных яиц появляются самцы, а из оплодотворенных — самки.

Через 2-3 недели отрождаются личинки. Первых личинок матка кормит запасами своего организма — слюнным секретом. Через 10-15 дней личинки образуют коконы, а еще через 3 недели из коконов выходят имаго. Плодовитыми являются все женские особи. Кто из них станет самкой-основательницей, зависит от питания. Потенциальных королев кормят специальной жидкостью, которую продуцируют некоторые из рабочих особей. Самки-основательницы иногда живут до 25 и более лет.

Защита своей семьи для муравьёв является первостепенной задачей. Для этого в зависимости используются различные методы. Один из самых распространенных и известных фактов: муравьи умеют кусаться. Однако, укус черного муравья не опасен для человека. По отношению к другим видам черный муравей не агрессивен.

1.3. Рыжий лесной муравей

Следующий вид, который нас интересует это рыжий лесной муравей.

Насекомое средних размеров. Длина тела рабочих особей составляет 4-9мм, голова и грудь красновато-бурые, брюшко черноватое, блестящее. На нижней стороне головы имеется несколько пар отстоящих волосков. Грудь с многочисленными отстоящими волосками. Крылатые самцы и самки значительно крупнее рабочих особей (8—10 мм). Лобный треугольник блестящий.

   Наиболее широко распространен в лесной и лесостепной зонах Европы и Сибири, к востоку отмечен до Прибайкалья. В Сибири встречается не столь часто, как в лесной зоне Европы.  Рыжий лесной муравей выявлен и в горных лесах Кавказа, но численность его очень незначительна. Рыжие лесные муравьи насекомоядный вид. Поэтому они питаются различными насекомыми, обнаруженными в пределах границ контролируемой территории.
      Относится к общественным насекомым. Колония рыжих лесных муравьев обитает в специальных сооружениях – муравейниках. Высота муравейников обычно составляет 0.5-0.7м, но иногда достигает и 1.5м. В целом, муравейник состоит из надземной и подземной частей. Основным «строительным» материалом для надземной части муравейника являются хвоинки, мелкие веточки, различный растительный мусор. Численность колонии составляет около 500.000 особей, а в крупных муравейниках - до 1000000 особей.

     Каждая колония контролирует определенную территорию.

 Известно, что в течение сезона один муравейник может дать особей только какого-либо одного пола: либо самок, либо самцов.

   Рост численности семьи сопровождается образованием в муравейнике более мелких подсистем - колонн - самостоятельно функционирующих группировок. Обособление их не нарушает целостности семьи, так как между ними происходит постоянный обмен. Если численность одной из колонн несоизмеримо возрастает, происходит ее деление на две или отделение молодой семьи.

В поисках пропитания муравьи могут причинять беспокойство не только соседствующим с ними животным, но и людям, оказавшимся вблизи муравейников. Эти членистоногие обладают весьма сильными челюстями. Механизм их работы выглядит так; ротовые мышцы насекомого усилием его волы раскрываются на сто восемьдесят градусов, затем, в нужный момент особь их расслабляет и челюсти мгновенно «защелкиваются». Рыжие лесные муравьи — хищные и очень агрессивные насекомые, со своей территории они легко вытесняют любых конкурентов.

1. 4. Степной муравей-жнец (Messorstructor / muticus) – житель формикария.

Степные муравьи-жнецы живут в природе, но наиболее известны, как лучший вид для содержания в муравьиной ферме.

Муравьи-жнецы в первую очередь интересны своим внешним видом – ведь большинство видов этого рода отличаются большими размерами и красивыми большеголовыми солдатами (т.н. полиморфизм рабочих). В колонии есть разнообразные формы рабочих – от очень мелких "нянек", которые ухаживают за расплодом, до большеголовых солдат, чья задача – охранять гнездо и перемалывать семена растений

В целом, жнецы – довольно спокойный и не агрессивный род муравьев. Никогда не атакует другие муравейники, только защищает собственную кормовую территорию. В домашних условиях с ростом колонии растет агрессивность и активность, если арена недостаточно велика или чего-то не хватает (семян или воды), начинают лезть напролом через антипобег, но преодолевают его очень редко и с большим трудом.

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.

Продолжительность жизни рабочего муравья от 3 до 5 лет, а матки – до 20 лет.

Жнецы – муравьи пустынь и степей. Такая жизнь развила в них интересную особенность. Почти все виды встречающихся у нас муравьев выращивают молодых самцов и самок весной, чтобы к концу весны, либо летом они смогли улететь и дать начало новым колониям. У мессоров стратегия совершенно иная: молодые способные размножаться особи выращиваются не в мае, а в августе. Далее крылатое поколение зимует в родном муравейнике и вылетает к концу апреля. В то время, когда у других муравьев матки еще в состоянии личинки, мессоры уже начинают выращивать первое поколение новых рабочих. Казалось бы, к чему такие странности? Ответ прост: в степях и полупустынях самые благоприятные условия для создания новых колоний появляются весной, когда среднесуточная температура не так высока и сохраняется влажность почвы.

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.

Кроме того, едят муравьи и животную пищу: собирают мертвых насекомых или сами организуют коллективную охоту. Однако такой вид пищи второстепенен.

Условия проживания наложили отпечаток даже на особенности размножения жнецов. Большинство муравьев выращивает половозрелых особей к концу весны или началу лета. Жнецы появляются к концу лета, проводят зиму в гнезде, начинают размножаться в апреле. Это дает им возможность построить муравейник при благоприятных условиях, пока степная почва не пересохла, а температура окружающей среды еще не так высока.

В каждом гнезде муравьев-жнецов одна матка. На стадии образования гнезда их может быть несколько, но потом муравьи изгоняют или съедают лишних. Самцы же, оплодотворив самку, погибают.

Муравей-жнец — насекомое с полным циклом развития: яйцо, личинка, куколка, взрослая особь. Три первые стадии занимают до 2-3 недель каждая. Для муравьёв-жнецов характерно два способа размножения: бесполый и половой. Бесполый представлен партеногенезом, он приводит к рождению муравьев-рабочих. При половом способе рождаются самцы и самки.

Глава II Чужак в муравейнике!

Мы изучили литературу по нашему вопросу. И выяснили, что многие виды муравьев могут колонизировать другие виды. То есть поселить в своем муравейнике чужаков и приобщить их к труду (ухаживать за потомством, рыть норы, следить за запасами и другое). Некоторые виды непрошенных гостей убивают и выбрасывают их трупы на свалку. Черные садовые муравьи и муравьи-жнецы спокойны и не агрессивны, на чужие колонии не нападают, однако способны защитить свое гнездо. Рыжие лесные муравьи агрессивны, способны нападать и защищать. Будет интересно посмотреть, как разные виды будут защищать свои муравейники и королев-маток.

Так как рабочие муравьи-самки вступают в драку в крайних случаях, для этого приспособлены муравьи-солдаты, для чистоты эксперимента мы будем стараться вылавливать солдат, определяя их по более крупному размеру.

1. 1. Что будут делать муравьи-жнецы при появлении чужака?

Опыт 1

Сначала я выловил черного садового муравья и посадил его на арену в формикарий. Два муравья-хозяина встали на стражу около входа. Черный муравей сначала бегал по арене, останавливался подальше от хозяев. Жнецы за чужаком не бегали, но, видимо, передали другим муравьям, что может угрожать опасность, и муравьиная королева перешла в дальний ход формикария. Потом черный садовый муравей забежал в поилку и не выходил из нее, остался в ней на ночь. Утром муравья не было. Мы осмотрели песок на арене, ходы, пересчитали жнецов, но чужак исчез. Немного позже мы обнаружили тело муравья в песке. Вероятнее всего, ночью жнецы расправились с чужаком. [Приложение1]

Опыт 2

Далее посмотрим, как будут справляться жнецы с рыжими лесными муравьями. Так как рыжики агрессивны и существует прямая угроза для матки, мы ход в ее отделение формикария закроем разделительной крышкой, оставив свободным переднее отделение, где находятся разведчики муравьев-жнецов. Итак, мы посадили рыжего лесного муравья на арену в формикарий. Хозяева-жнецы снова встали на стражу. Рыжий муравей сначала бегал по арене кругами. К жнецам он пробовал подойти, но тут же убегал. Гость нашел себе убежище в углу арены, на песке. Мы постоянно проверяли формикарий, но рыжик сидел на месте. Утром история повторилась! Как и с черным муравьем, тело рыжего лесного муравья было найдено в песке. [Приложение2]

Вывод: исходя из проведенных опытов, мы сделали выводы. Муравьи-жнецы хоть и миролюбивые насекомые, но, когда опасность угрожает их королеве, они способны ее защитить.

2.2 Что будут делать черные садовые муравьи при появлении чужаков?

Опыт 1

Сначала подсадим муравья-жнеца к муравейнику черных муравьев. Я готов был пожертвовать двух муравьев-жнецов для этого эксперимента. Однако, хотелось, чтобы жнецы остались целыми и невредимыми. Итак, из пробирки жнецы вышли прямо к черным муравьям. И сразу побежали прочь. Несколько раз я возвращал жнецов к черным муравьям, чтобы посмотреть, как хозяева будут реагировать на гостей. Однако, несмотря на близость, черные муравьи продолжали заниматься своими делами, не обращая внимания на чужаков. А жнецы каждый раз пытались убежать. И я понял, что пока жнецам не угрожает опасность, они нападать специально не будут, а лучше спасутся бегством. Также и черные муравьи. Чужаки на них не нападали, не пытались проникнуть в муравейник, они и не стали пытаться как-то им навредить.

Опыт 2

Теперь посмотрим, что будут делать черные муравьи, когда увидят рыжего лесного муравья. Рыжик был подсажен к черным муравьям тоже из пробирки и сразу попытался убежать. Я поймал его и посадил рыжего муравья рядом с черными. Предвкушая, что вот сейчас начнется бой. Но, муравьи не оправдали моих ожиданий. Черные муравьи не обратили внимания на незнакомца. А чужак трусливо сбежал. И я понял, что рыжий муравей находился в меньшинстве, задачи от муравейника, захватить чужаков у него не было вот он и убежал несмотря на боевой характер.

Вывод: Исходя из проведенных опытов, я сделал вывод, что черные муравьи, если им не угрожает опасность, первые нападать не будут.

2.3 Что будут делать рыжие лесные муравьи при появлении чужаков?

Опыт 1

Рыжие лесные муравьи – агрессивный вид муравьев, посмотрим, что они будут делать с нашими подсаженными муравьями. Первым подсадим к ним муравья-жнеца. Рыжики, защищайте свой дом! Но снова, рыжие лесные муравьи не реагируют на чужака. Я повторил эксперимент несколько раз. Еще три жнеца попробовали сходить в гости к рыжим лесным. Реакция была прежней. Вернее, ее не было. Хозяева занимались своими делами. [Приложение3]

Опыт 2

Теперь посадим к рыжим муравьям черного. Неужели совсем не проявится бойцовский характер у рыжих муравьев?! Один рыжик заинтересовался черным муравьем, но гость быстро сбежал. Мы подсадили еще пять черных муравьев к рыжим, но гости быстро разбежались в разные стороны. Снова не случилось столкновения между разными видами муравьев.

Вывод: Рыжие лесные муравьи на чужаков, которые случайно забрели на их территорию, но не представляют опасности, первыми не нападают.

Теперь мы можем сделать общий вывод, исходя из результатов, полученных в ходе всех трех опытов. Муравьи разных видов могут мирно сосуществовать в природе, если не представляют опасности друг для друга или у них нет задачи захватить чужой муравейник. Когда мы искусственно создаем для насекомых чувство опасности (помещаем чужака в формикарий), они будут защищать свою королеву и свой дом от непрошенных гостей.

Заключение

Муравьи – удивительные насекомые! Их можно встретить в песках пустынь, в прериях, на морском побережье, на склонах гор, в лесах – практически во всех уголках мира, за исключением высочайших гор! Существуют тысячи разновидности муравьев. Все муравьи - существа общественные, они живут колониями. Муравьи более-менее похожи внешне, хотя и значительно отличаются по своим размерам. Хоть у муравья и нет носа, он чувствует запахи усиками, именно благодаря усикам муравей может различать соплеменников и общаться с ними. Чувствовать чужаков муравью тоже помогают усики.

Мы достигли цели работы: изучили особенности жизни муравьев видов черный садовый, рыжий лесной и муравьи-жнецы; проверили на практике смогут ли подружиться муравьи разных видов. Наша гипотеза подтвердилась – муравьи разных видов не могут подружиться.

Мы сделали следующий вывод. Муравьи разных видов могут мирно сосуществовать в природе, если не представляют опасности друг для друга или у них нет задачи захватить чужой муравейник. Когда мы искусственно создаем для насекомых чувство опасности (помещаем чужака в формикарий), они будут защищать свою королеву и свой дом от непрошенных гостей.

Мне понравилось наблюдать за этими насекомыми. Я с удовольствием продолжу это делать.

Список литературы

1. Грин, Т. Насекомые [Текст]: Полная энциклопедия / Т. Грин. – М.: Эксмо, 2024. – 256 с.

2. Диккиннс, Р. Насекомые [Текст]: Детская энциклопедия / Р. Диккенс. – М.: РОСМЭН, 2021. – 48 с.

3. Длусский, Г. М. Букин, А.П. Знакомьтесь! Муравьи. [Текст] / Г. М. Длусский, А. П. Букин. - М.: Просвещение, 1982. – 128 с.

4. Захаров, А.А.  Муравей, семья, колонии. [Текст] / А. А. Захаров. - М.: Просвещение, 1984. – 272 с.

5. Ликум, А. Все обо всем. [Текст]. В 16 т. Том 1 / А. Ликум. – М.: Компания Ключ «С», 1993. – 511 с.

6. Ликум, А. Все обо всем. [Текст]. В 16 т. Том 1 / А. Ликум. – М.: Компания Ключ «С», 1993. – 480 с.

7. Павлинов, И. Я. Самые опасные насекомые [Текст]: Энциклопедия / И. Я. Павлинов. – М.: СИМБАТ, 2020. – 48 с.

Приложение 1.

Что будут делать муравьи-жнецы при появлении чужака?

Опыт 1

Приложение 2

Что будут делать муравьи-жнецы при появлении чужака?

Опыт 2

Приложение 3

Что будут делать рыжие лесные муравьи при появлении чужаков?

Опыт 3