XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Внешние и внутренние факторы, влияющие на развитие колонии муравьев-жнецов, живущих в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Начну с того, что это моя вторая колония муравьев-жнецов. Первую колонию мне подарили на день рождения в 5 лет. Мы вместе с папой тогда, посмотрев видеоролики в интернете, просто ухаживали за ними, кормили рекомендованной пищей, обеспечивали их необходимым количеством влаги и наша колония развивалась и росла, матка откладывала яйца из них появлялись новые муравьи. Но однажды, мы надолго уехали из дома, а по возвращению обнаружили, что матка погибла, как оказалась, из-за нехватки влаги.
Дело в том, что губка в пробирке, которая устанавливается для увлажнения формикария в какой-то момент перестала соприкасаться с гипсом, через который муравьи получали необходимую влагу. Гипс полностью высох и муравьи остались без влаги. Первой погибла матка, а следом за ней и вся наша колония. После чего я сделал вывод, что влага - это жизненно необходимый элемент для жизнедеятельности живых организмов, в моем случае муравьев.
На этом мое увлечение муравьями не закончилось и я снова попросил папу заказать мне колонию муравьев-жнецов. Но в этот раз, я хочу изучить жизнь муравьев более подробно. В интернете я изучил предпочтения муравьев в пище, окружающей обстановке, изучил условия для максимально комфортного проживания. И решил проверить это на собственной колонии.
Цель исследования:
Выявить наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности муравьев - жнецов в условиях домашнего содержания и увеличить численность колонии.
Задачи:
- Получить новые знания о муравьях;
- изучить информацию об условиях содержания муравьев в домашних условиях;
- определить влияние внешних факторов (температура, влажность, свет) на развитие колонии;
- определить влияние внутренних факторов (пища) на развитие и поведение колонии;
- изучить поведение муравьев при различных условиях;
- изучить рост/отсутствие роста колонии муравьев под воздействием различных факторов.
Объект исследования:
Колония муравьев-жнецов в домашнем формикарии.
Предмет исследования:
Поведение муравьёв-жнецов и особенности их адаптации при изменении внешних и внутренних факторов в домашнем формикарии.
Методы исследования:
✓ Поиск, изучение литературы, интернет-источников по теме моего проекта
✓ Наблюдение
✓ Фото/видеофиксация
✓ Эксперимент
✓ Сравнение
✓ Выводы
Актуальность работы:
Я считаю, что моя работа будет актуальна, потому что из-за недостатка информации о возможности разведения и содержания колонии муравьев в домашних условиях, большинство моих сверстников никогда не слышали раньше о формикарии.
Полученные знания о жизни муравьёв помогут бережнее относиться ко всем насекомым и научат ценить и беречь всех живых существ.
Основная часть.
Гипотеза 1:
Жизнь муравьев недостаточно хорошо изучена не только мной, но и моими сверстниками.
1. Кто такие муравьи?
Муравьи – это самые развитые и сильные насекомые. А еще они самые старые, ведь появились около 100 миллионов лет назад и жили вместе с динозаврами. Но в отличие от них дожили до наших дней. Это насекомые, которые обитают в лесах и полях. Они очень маленькие. В основном их размер составляет от 1 мм до 3 см.
Ученые считают, что муравей может поднимать вес в 5000 раз тяжелее его самого. Если бы человек обладал такой силой, то 7-летний первоклассник поднимал бы груз весом 100 тонн!
Муравья очень легко узнать среди других насекомых. У него крупная голова, тонкое тело и большое круглое брюшко. Он передвигается на 6 лапках, на которых есть острые коготочки. Благодаря им, муравей без труда забирается на любую вертикальную поверхность, будь то дерево или стебель. Запахи он различает при помощи усиков, а видит благодаря сложно устроенным глазам. По цвету, муравьи бывают желтыми, зелеными, красными, коричневыми, черными.
Муравьиная семья - многолетнее, высокоразвитое социальное сообщество муравьёв одного вида. Оно состоит из:
- потомства, которое иначе называется расплод. Сюда входят яйца, личинки и куколки муравьёв;
- взрослых половых особей - самок и самцов;
- рабочих особей.
Муравьи стадные насекомые. Не бывает муравьев одиночек или отшельников. Все виды этих тружеников живут колониями. У каждого жителя муравейника свои обязанности, и все усилия направлены только на одно – защиту, укрепление и процветание своей многочисленной семьи. Во главе муравьиного семейства стоит матка, она же царица или королева. У матки самые большие размеры. Она является производителем яиц. Муравьи-рабочие обязаны ремонтировать и укреплять муравейник, ухаживать за яйцами, куколками, искать и заготавливать пищу. Рабочие-муравьи не имеют права есть то, что нашли. Они обязаны принести добычу к муравейнику и там, еду справедливо разделят. Если муравей перестает ее приносить, его могут убить. Отряд муравьев-стражников выполняют защитные функции, охраняют входы и уничтожают чужаков. Они могут защищаться от врагов, используя свои челюсти или жало, в котором образуется муравьиная кислота. Часто муравьиные семьи называют суперорганизмом из-за высокого уровня единства и договорённости друг с другом, а также умением сплоченно действовать в различных ситуациях.
Муравьи – самые трудолюбивые существа в мире. Их считают самыми развитыми из всех насекомых. А муравейник - это единый целый организм, каждый в котором имеет свое назначение и цель.
2. «Муравьи-жнецы».
Родовое название жнецов – Messor, а заимствовано оно у римского Бога посевов и урожая Мессара. Вид «Муравьи-жнецы» так назвали, потому что они питаются зернами растений. Благодаря исследованиям ученых известно, что одна семья может принести в подземные хранилища до 1,5 кг зерна. Обитает такой вид в пустынях и степях, что является их особенностью ─ плодиться весной, чтобы к лету была возможность создавать новые колонии, а зимой впадать в зимнюю спячку, прячась в подземных комнатах своего жилища. Муравей-жнец самый крупный представитель семейства. Размер рабочего муравья 5 мм, солдата – до 7 мм, а матки – до 15 мм. Окрас черный (приложение 1).
Муравьи-жнецы не любят находиться на солнце, предпочитая для среды обитания тень. Подземные колонии этих средних и мелких размеров зерноядных муравьев, как правило, можно найти в открытом поле или вблизи дорог.
Их ближайшие родственники это пчелы и осы. Ученые считают что как раз от ос они и произошли. Отличительная особенность этих муравьев – это их коленчатые усики. С их помощью муравьи распознают предметы, с которыми контактируют, а также «общаются» прикасаясь. Сложные глаза моментально реагируют на любое движение, но сами объекты муравьи различают плохо.
Таким образом, я могу сделать вывод, что моя гипотеза подтвердилась, так как я узнал много новой и интересной информации, а тема требует дальнейшего изучения.
Гипотеза 2:
Муравьи не способны адаптироваться к изменениям условий содержания и рациона питания свойственным данному виду муравьев. Изменение внешних и внутренних факторов влияет на численность и жизнедеятельность муравьев.
3. «Муравьи-жнецы» в домашних условиях.
Мой формикарий (муравьиная ферма) – состоит из арены, сменной гипсовой части и ходов. На арене муравьи получают еду, и выносят мусор. Ходы это кладовки для еды и комнаты для потомства. На гипсовой части в специальном отверстии установлена пробирка с водой, в свою очередь гипс впитывает и удерживает влагу. Кроме того, мой формикарий украшен искусственным мхом и желудями, которые являются в большей степени декорацией, и никак не нарушают обычный ритм жизни муравьев (приложение 2).
3.1. Эксперимент - Влажность.
Как выяснилось у меня ранее, муравьи(как и любой живой организм) не могут прожить без влаги. В этот раз я был более аккуратен и внимателен.
Я решил проверить, как будут вести себя жнецы при избыточном количестве влаги.
В моем формикарии гипс для увлажнения расположен с двух сторон, возле одного из них муравьи организовали «склад» еды, куда переносят все свои запасы.
После того, как я добавил излишнее количество воды (около 8-10 мл, при норме в 5 мл) в тот отсек, где у муравьев находится «склад» муравьи начали активно перемещаться по территории в поисках сухих участков. Потом они перенесли всю еду в другое помещение, где были более подходящие условия, а сами муравьи стали собираться вместе в тех местах, где было меньше влаги. Также, рабочие муравьи начали переносить яйца и личинок в более сухие места. (приложение 3).
Вывод: Когда вокруг слишком много воды, муравьи испытывают стресс, становятся менее активными и стараются приспособиться к сложным условиям. Они показывают, что умеют хорошо себя организовать и заботиться о своем потомстве. Однако, если влаги будет слишком много и долго, это может привести к тому, что муравьи покинут свое жилище или даже погибнут.
3.2. Эксперимент - Температура.
Домашние колонии муравьёв, как правило, живут в комфортных для себя условиях. Температура окружающей среды +24° - +28°, что соответствует комфортной комнатной температуре.
Я решил проверить, как изменится жизнь муравьев при более низких температурах, для этого на несколько часов вынес колонию на балкон, где температура была +5° - +7°.
Как только температура снизилась, муравьи начали собираться вокруг матки одной из комнат формикария в плотную группу. Как я понял, так они старались согреть себя и матку. При этом, некоторые муравьи все так же продолжали передвигаться по комнатам, но их движения были медленны и неторопливы, они старались перенести яйца в более теплые части муравейника (приложение 4).
Вывод: Понижение температуры до +5° – +7° значительно замедляет жизнедеятельность муравьев. Они стараются сохранить тепло, собираясь в группы, и защищают потомство, перемещая его в более теплые комнаты муравейника. Холодная среда делает муравьев менее подвижными и активными и вынуждает их экономить энергию.
3.3. Эксперимент — Свет.
Известно, что муравьиная матка практически все время проводит внутри муравейника, где нет доступа солнечного света. И в моем формикарии матка старается найти себе тёмное местечко.
Было решено изучить поведение матки и муравьев при продолжительном нахождении на свету.
Для этого на одну неделю я убрал в формикарии формы, которые закрывают ходы и комнаты от попадания света. Через некоторое время ( не больше 1 минуты) матка стала беспокойной и начала активно перемещаться по муравейнику. Но потом и матка и муравьи начали передвигаться по комнатам в поисках темного местечка. При последующем наблюдении я заметил, что рабочие муравьи начали чаще подходить к матке и окружать ее, как я понял, для того чтобы создавать ей тень.
Всю эту неделю матка вела себя очень беспокойно, так как постоянно находилась в поиске укромного места. При этом и остальные муравьи и тот, расплод, который был на тот
момент перемещались за маткой. Как следствие, матка за это время не отложила ни одного яйца.
Вывод: Продолжительное освещение вызывает у муравьев, особенно у матки, стресс и дискомфорт. Муравьи стараются защитить матку, создавая ей тень. Избыток света нарушает естественный процесс в колонии, такой как откладывание яиц.
3.4. Эксперимент - Пища.
Общеизвестный факт, что колония максимально интенсивно развивается, если в рационе питания достаточное количества белка. Если белка не будет вовсе, то матка не будет откладывать яйца и может вообще потерять способность откладывать яйца. Известны факты, когда из-за нехватки белка муравьи поедают свой же расплод. Но белок можно получать из разных продуктов-яйцо, мясо, зерно.
Попробуем разобраться, какой продукт будет в приоритете у муравьишек.
Колония муравьев ко мне приехала с запасом корма (мелкие и крупные зерна). Первое время муравьи питались только ими. Я заметил, что крупные зерна они оставляют без внимания, а питаются мелкими зернышками.
Спустя 3 недели появился первый расплод (2 - 3 яйца), из которых где-то через месяц появились молодые муравьи, но при этом они были гораздо крупнее рабочих муравьев и я предположил, что у нас родились муравьи - солдаты. С их появлением в пищу пошли и крупные зерна, так как эти муравьи обладают более мощной челюстью и способны очищать и размельчать крупные зерна на маленькие кусочки, которые с легкостью могут употреблять и рабочие муравьи.
После появления молодых муравьев рост колонии прекратился и я решил в рацион питания добавить белковую пищу, а именно белок яйца. Как только я положил на арену кусочки белка через несколько минут их «облепили» около 10 муравьев. Сразу было видно, что белок яйца им понравился (приложение 5).
Спустя 12 часов от выделенного им яйца ничего не осталось. Я продолжал давать белок яйца 1 раз в неделю на протяжении 1 месяца.
Но к сожалению, мой эксперимент не дал желаемого результата, так как, по-моему мнению, белок желтка никак не повлиял на увеличение колонии - за время эксперимента появилось 3 яйца.
Однако, я связываю это с тем, что во время данного эксперимента муравьи подверглись ряду стрессов, а именно, эксперименты со светом, влажностью и температурным режимом.
Поэтому через некоторое время я проведу эксперимент с пищей еще раз, чтобы уже точно понять влияет ли введение в рацион белка на рост колонии.
Вывод: Белковая пища нравится муравьям, а значит необходима в их рационе питания, но большого влияния к активному развитию колонии и стимулированию матки к откладыванию яиц не оказывает.
Заключение.
Муравьи-жнецы - это сложные и организованные существа, которые умеют адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Однако для их комфортной жизни и развития колонии необходимо поддерживать оптимальные условия: достаточную влажность, комфортную температуру, отсутствие избыточного света и правильный рацион питания. Если эти условия нарушаются, муравьи испытывают стресс, что может привести к замедлению развития колонии или даже ее гибели.
Моя гипотеза о том, что муравьи не способны адаптироваться к изменениям условий, частично подтвердилась. Они действительно могут приспосабливаться, но только в определенных пределах. Если условия становятся слишком экстремальными, это негативно сказывается на их жизни.
Эта работа помогла мне лучше понять, как важно заботиться о живых существах и создавать для них комфортные условия. Я надеюсь, что мои наблюдения и выводы будут полезны другим ребятам, которые захотят изучать жизнь муравьев или завести свою колонию.
А я, в свою очередь, планирую провести свое исследование еще раз, добавить в рацион питания не только белковую, но и растительную пищу, в виде овощей и фруктов и посмотреть как будет развиваться моя колония при разнообразном рационе питания.
П риложение 1. «Муравей-жнец».
Слева направо: матка, крупный солдат, солдат, рабочий.
Приложение 2. Формикарий.
Приложение 3. Влажность.
достаточный уровень влажности
переизбыток влаги
Приложение 4. Температура.
Приложение 5. Пища.
С писок использованных источников
1. Интернет ресурс https://7ants.ru/
2. Интернет портал http://antclub.ru/
3. Интернет ресурс https://school-science.ru/7/1/39664
4. Интернет ресурс https://znanierussia.ru/articles/Муравей
5. Интернет ресурс www.zelenplaneta.ru