XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Жизнь муравьев – жнецов в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
-
Введение
Летние каникулы самое долгожданное время для меня и моих одноклассников. Всем хочется хорошо отдохнуть и провести его с пользой. Я и мои сверстники летом много времени проводим в телефонах. Обычно каждое лето я был на даче с бабушкой и дедушкой. Каждый день всегда проходил весело: ходили на озеро, бегал по зеленой траве, копался в песке и, конечно же, наблюдал за окружающей природой, за птицами, зверями и насекомыми. Помню, как собирал разных червяков в стеклянную банку. Наблюдал за ними, пытался поиграть и чем-нибудь накормить и, непременно, оставить себе в качестве домашнего питомца. Каждый раз, когда мы ходили на озеро, я останавливался около муравейника и наблюдал, как муравьи перетаскивают травинки. И был очень удивлен тому, что такие крошечные насекомые смогли построить для себя такой большой дом. Начал понемногу интересоваться муравьями. А когда узнал, что можно обзавестись домашней муравьиной фермой - моей радости не было предела. Поэтому я постарался убедить родителей в приобретении формикарий и пообещал, что мои домашние питомцы ни убегут и буду сам ухаживать за колонией. За ними, наверно, интересно проводить наблюдения.
В июне 2025 года родители купили мне формикарий для наблюдения за жизнью муравьев.
Цель исследования – изучение жизни муравьев-жнецов в домашних условиях
Объект исследования: размножение и поведение муравьев в формикарии. Предмет исследования: муравьи - жнецы Messor structor.
Задачи:
- узнать из литературы как можно больше о муравьях: когда появились муравьи, виды, внешний вид, среда обитания, особенности поведения и выполнение функций;
- изучить правила ухода за домашним формикарием;
- провести наблюдения: состав муравьиной семьи, общение среди муравьев, жизненный цикл, жизнь после гибели матки;
-обобщить результаты, сделать выводы;
-создать буклет о муравьях-жнецах;
-поделиться наблюдениями с друзьями и одноклассниками.
Гипотеза: если в неволе муравьи могут не только жить привычной жизнью, приспособившись под определенные условия, то и смогут размножаться, увеличивая свою колонию.
Методы исследования:
1. Изучение литературы и интернет - источников по выбранной теме.
2. Фотографирование.
3. Наблюдение.
4. Выводы.
Практическая значимость: данный материал можно использовать на уроках окружающего мира или на классных часах.
2.Теоретическое исследование
2.1. Общие сведения о муравьях.
Муравьи — семейство насекомых из надсемейства муравьиных, отряда перепончатокрылых. Это один из наиболее древних видов живых организмов, на Земле обитающих. Энтомологи отмечают, что их возраст не менее 100 млн. лет. Род Messor включает около 110 видов муравьёв. Некоторые представители:
-
Messor structor — степноймуравей-жнец. Размер матки — 10–12 мм, рабочие — от 4 до 9 мм, солдаты могут быть ещё крупнее. Окраска варьируется от тёмно-коричневой до почти чёрной, иногда с красноватым оттенком.
-
Messor muticus — степной жнец, окрашен в чёрный или тёмно-коричневый цвет.
-
Messor laboriosus/denticulatus — красногрудый жнец, крупные рабочие имеют двухцветную окраску: чёрная голова и брюшко, оранжевая грудка.
-
Messor barbarus — красноголовый жнец, солдаты имеют вишнёвую или бордовую голову и глянцево-чёрное тело.
К общественным насекомым относятся муравьи-жнецы. Этот вид встречается в странах Средиземноморья, Южной и Восточной Европы, Сирии, Израиле. В России жнецы встречаются на Кавказе, Южном Урале, Поволжье, Приазовье и Приморье.
Размер и вес муравья варьируются в зависимости от вида. Размер тела рабочей особи составляет 3 – 5 мм, солдата – 6 – 8 мм. Матка является самой крупной – около 9 – 11 мм в длину.
Причем самки обычно гораздо крупнее особей мужского пола. Окрас тела зависит от видовой принадлежности и бывает от темной до красновато-коричневой. Брюшко у муравьев соединяется с грудью при помощи тонкого стебелька. Как и у всех насекомых у муравьев шесть ног, которые очень сильны. Муравей может поднять вес в 20 раз больше собственного веса. Мозг у муравья около 250 000 клеток в сравнении с человеческим мозгом у которого 10 000 млн. клеток. Так колония из 40 000 муравьев имеет тот же размер клеток, как мозг человека. Любой муравей-жнец имеет практически квадратную по форме голову и несколько удлиненное тело. Оно имеет четко выраженное разделение на три отдела: голову, грудь и брюшко. Соединены данные части тела узкой сегментированной перемычкой. Голова оснащена челюстями-жвалами. При совершении укуса они захлопываются наподобие капкана. Для переноса пищи и прочих предметов муравьи используют челюсти. Обладают сложным строением глаза жнецов, которые отлично различают движения и освещение. Подвижные чуткие усики относятся к органам чувств. По характеру насекомые являются медлительными и неуклюжими.
В больших муравейниках живут они семьями. Муравейники у них необычные. В основном они подземные. Наземная часть жилья представляет собой отверстие в почве, по краям которого находится вал из земли и мусора от приносимой добычи. Подземная часть имеет вертикальный тоннель, от которого по бокам отходят ходы с камерами. В помещениях муравьи обустраивают кладовые, где хранят пищи и «детские комнаты», в которых складывают личинки.
Муравьи – жнецы – общественные насекомые, образующие 3 касты: рабочие, солдаты, матка. Каждая каста выполняет свою функцию. В колонии построена четкая иерархия, определяющая обязанности той или иной особи. Матка - самая крупная особь в семействе, это королева муравейника, которая обеспечивает размножение.
Рабочие муравьи - это самки, они не имеют функции воспроизводства и занимаются уходом за королевой, выращиванием молодых особей, строительством и ремонтом муравейника, добычей пищи и т. д.
Солдаты - особи, охраняющие колонию и ее обитателей. Они помогают расчленять крупную добычу, если рабочие муравьи не могут сделать это сами.
Самцы - это насекомые, которые оплодотворяют самку в период лета и погибают через 2–3 недели. Самки после оплодотворения становятся матками, создают собственную колонию. После основания гнезда матка откладывает в нем яйца и живет одна, пока не появится потомство.
Степные муравьи-жнецы образуют моногинные семьи, то есть семьи с одной маткой. Муравей жнец — это единственный вид муравьев, которые могут меняться ролями, то есть рабочие могут становиться солдатами (воинами).
Муравьи-жнецы ведут себя как разумные существа: строят жилища, ведут хозяйство, защищают территорию. Всё дело в их социальной организации. Муравьи живут большими группами (колониями) и никогда–поодиночке.
Интересно то, что у муравьёв-жнецов даже существуют «курсы-переподготовки»: опытный муравей обучает молодых тонкостям профессии. Во многом профессиональный состав зависит от текущих нужд: если семья переселяется в новый дом, то одни становятся строителями и наоборот, если необходимо, то строители отправляются на поиски еды.
2.2. Устройство формикария
Ф ормикарий - террариум, воссоздающий среду обитания муравьев. В первую очередь он предназначен для изучения муравьиных колоний и поведения муравьев. В XIX веке биологи для своих научных исследований создали первые формикарии. В 1929 году изобретатель Фрэнк Остин создал первый коммерческий формикарий. Примерно с 2000 года и по настоящее время остаются любители, которые, хотят иметь домашние муравьиные фермы.
Строение формикария:
Арена. Здесь подается корм, обустраивается отхожее место, по арене насекомые путешествуют день и ночь, в поисках строительных материалов, а также пищи.
Система ходов. В зависимости от размера системы ходов может быть одна, две или больше таких вставок.
Камера увлажнения. В современных формикариях для увлажнения используют съемные гипсовые вставки, которые распределяют влагу равномерно. Формикарий напоминает муравейник в природе.
3. Практическая часть
3.1. Переселение и поведение муравьев
С помощью инструкции мы с папой собрали формикарий. Было волнительно высаживать маленьких питомцев из пробирки в их новый дом. Самый ответственный момент - это переселение муравьев, где очень важно соблюдать определенные правила, которые помогут снизить стресс, а в отдельных случаях даже избежать гибели муравьев. Сначала я увлажнил новый дом и поместил в него личинки насекомых и мак, это самая любимая еда муравьёв-жнецов. Потом соединил пробирку с формикарием специальной соединительной трубочкой. Для привлечения к новому домику внимания муравьёв, я затемнил формикарий и трубочку. А пробирку сделал более освещенной и на нее направил настольную лампу. Я узнал, что ставить ферму на солнце не желательно, при этом процесс переселения проходил хуже, потому что муравьи не любят ультрафиолет.
При этом наблюдал, как первые муравьи начинали активно исследовать новую территорию, это муравьи-разведчики. После этого они возвращались и сообщали остальным полученную информацию. Потом, вместе с рабочей группой, разведчики выходили на более внимательное изучение местности. Были в панике сначала муравьи, по камерам бегали и осматривали территорию. Когда был насыпан корм и увлажнен гипсовый наполнитель, они искали места для складирования пищи, затем начали перетаскивать пищу к королеве и снова освобождали ее камеру. За ними было очень интересно наблюдать, но прошло несколько дней, муравьи освоились. Примерно, через 1,5 месяца моя колония начала увеличиваться, появились первые личинки. Затем личинки превратились в малышей - муравьишек (их можно отличить по более светлому окрасу). Семья заботилась о своей матке и о личинках. Они ведут себя очень заботливо.
Я прочитал, что для общения между собой муравьи-жнецы используют обоняние и слух. Общение через запах наиболее развито. С его помощью муравей «объясняет» другим направление и дорогу к еде, а также предупреждает об опасности. Секрет специальных желёз создает нужный запах. В случае опасности применяется муравьями звук, в основном при нападении на муравейник и возникает от трения сегментов одной пары ножек. Чтобы действовать как одно целое, муравьи делятся друг с другом информацией о принятых решениях. Для этого они выделяют пахучие вещества – феромоны, а источник запаха и его интенсивность различают парными усиками. Например, охранник сообщает фуражиру, что снаружи притаилась голодная ящерица. В свою очередь фуражир «рассказывает» об этом другим муравьям – добытчики решают остаться дома и переждать опасность. Так координируются все действия жителей колонии: от распределения обязанностей по хозяйству до ведения войны. Феромоны заполняют местообитание муравьёв-жнецов, создавая своего рода «особое пространство», которое может «читать» и изменять каждый муравей. Когда муравьи-разведчики ищут место для нового дома, они разбегаются вокруг, оставляя пахучий след. Разведчик, найдя подходящее место, метит его феромонами, то же самое делают и другие муравьи. Места, отмеченные несколькими муравьями, пахнут сильнее других. По силе запаха и выбирается искомая точка.
Изучая жизнь муравьев, я узнал, что учёные давно заметили, что из всех существующих маршрутов к источнику пищи, муравьи используют наиболее короткий. Кратчайший путь, отмеченный феромонами сильнее остальных, становится самым привлекательным. Чем больше времени занимает дорога до еды и обратно – тем меньше феромонов на ней остаётся. Невыгодные длинные пути исчезают первыми. Если бы феромоны не испарялись, выбрать путь было бы невозможно.
3.2. Уход за формикарем в домашних условиях
После того, как в формикарий заселилась маленькая колония жнецов, я понял, что ответственен за этих обитателей и мне нужно правильно за ними ухаживать. Каждое утро я подходил к формикарию, проверял температуру и влажность.
Жнецы очень чувствительны к влажности. И поэтому тщательно следил за уровнем воды в камере: проверял не высох ли гипс, и аккуратно добавлял несколько капель кипяченной воды при необходимости. Я понимал, что избыток влаги может привести к появлению грибка и плесени. Хоть у нас квартира достаточно теплая, но все равно рядом поместил термометр. Идеальная температура для жнецов – около 23-28°С. Если в комнате становилось прохладнее, я включал настольную лампу, чтобы создать подогрев.
Особенно важно кормить жнецов. Они зерноядные муравьи, и их рацион состоит из семян. Родители покупали специальные смеси для муравьев, но иногда экспериментировал, предлагая им семена мака, проса, клевера. Я никогда не давал слишком много, чтобы избежать порчи и появления вредителей. Раз в несколько дней предлагал им и белковую пищу: крошечные кусочки вареной курицы.
Муравьи – чистоплотные существа. Я старался поддерживать в их формикарии чистоту: регулярно убирал остатки пищи и мусор с арены с помощью маленькой кисточки. Я понимал, что чистота предотвращает появление разных бактерий и болезней.
Я всегда, когда ухаживал, старался и внимательно наблюдать, изучая поведение муравьев. Меня очень радовало, что моя колония увеличивалась в численности: как из крошечных яиц появлялись личинки, затем куколки, и, наконец, новые рабочие муравьи. Одной из самых увлекательных особенностей жнецов – это хранение зерна. Я любил наблюдать, как муравьи перетаскивают семена в камеры, а затем перемалывают их, создавая «муравьиный хлеб» для малышей - муравьев.
Я заметил, что муравьи распределяют обязанности: одни занимаются уходом за расплодом, другие - фуражировкой, третьи – уборкой и строительством. Это было постоянно меняющееся общество.
3.3. Наблюдения за муравьями в домашних условиях
Наблюдение № 1
Цель: изучение состава муравьиной семьи.
В самом начале наблюдая за муравьями, мне казалось, что царит в муравейнике беспорядок, но понаблюдав продолжительное время, я заметил, что каждый муравей занят своим делом. При этом не мешают друг другу. В ходе наблюдений установил, что одни муравьи постоянно находятся возле матки, яиц и личинок. В случае опасности или необходимости переносят их в безопасное место или кормят. Одни муравьи ползают по формикарию постоянно в поисках еды - они разыскивают пищу и в комнаты хранения доставляют её, либо другим муравьям. Большая часть муравьев - это рабочие, они заботятся о семье. Называют и еще солдатами, очень эффективны они в бою, но, когда обстановка безопасная и семье ничего не угрожает, они являются обычными муравьями - рабочими.
Вывод: муравьи – жнецы - существа социальные, они живут семьями. Семьи состоят из колоний, где каждый муравей выполняет свои обязанности. Они используют обоняние и слух для общения между собой.
Наблюдение № 2
Цель: выяснить, как общаются муравьи.
Наблюдая за муравьями, я видел, как они касаются друг друга усиками. Так я узнал, что муравьи именно так общаются между собой. Но это не просто разговор, это строго по делу. Язык муравьев - язык запахов и жестов, они могут поднять тревогу, указать путь к еде, отпугнуть чужаков, а также отличать «своих» от «чужих».
Вывод: они используют обоняние и слух для общения между собой, а также касаются друг друга усиками.
Наблюдение № 3
Цель: изучение жизненного цикла муравьев.
Наблюдая за муравьями, я отметил, что матка откладывала яйца от 1до 3, а бывало это 4 раза за месяц. Муравьи — няньки 3–4 дня по очереди держали в лапках эти яйца. Каждое яйцо, примерно через неделю, превращалось в малоподвижную червеобразную личинку. Кормлением и уходом занимались все те же муравьи-няньки. Созревание личинки 45–60 дней. Потом личинка превращалась в куколку. Она и на самом деле похожа на маленькую куклу со скрещенными лапками, у которой даже глазки видны. Куколка со временем потемнела и стала рыжего цвета. Куколка, когда становится совсем темно-рыжего цвета, то уже завтра появится новый муравей. И через один - два дня его уже не отличить от остальных по цвету. Несколько первых дней жизни новые муравьи проводят, ухаживая за маткой и расплодом. Далее они включатся в общую работу всей колонии.
Вывод: я узнал, что матка откладывает яйца, потом превращаются они в личинку, затем в куколку и появляются новые муравьи. Через 40 дней из яйца появляется муравей.
Наблюдение №4
Цель: изучение жизни муравьев в формикарии после гибели матки.
Моя история с муравьями-жнецами началась в июне с приобретения формикария. Наблюдал за их жизнью, радовался каждому новому муравью. Но в сентябре случилось несчастье – погибла матка. Это стало настоящим ударом для всей колонии. Без нее, как без матери, муравьиное сообщество не может жить дальше. Рабочие муравьи, которые до этого были заняты заботой о потомстве и поддержанием порядка, теперь остались без своей главной цели. Они продолжают ухаживать за молодым поколением, но ведь они скоро вырастут. Я продолжаю ухаживать за колонией: кормлю, убираю. Изучив литературу, я понял, что подселение новой королевы невозможно, скорее всего, оно закончится просто ещё одной гибелью, а другие особи из семейства производить потомство не могут. С каждой неделей муравьев становиться все меньше.
Вывод: я узнал, что после гибели матки численность муравьев сокращается.
3.4. Заключение
Изучение литературы помогло мне узнать, что муравьи самые многочисленные обитатели нашей планеты. Живут муравьи в колониях. В домашних условиях содержатся в формикарии и численность их увеличивается при хорошем уходе. Для меня формикарий не просто стеклянная коробка с насекомыми. Формикарий - это маленький мир, где живут крошечные существа, которые полностью зависят от меня, и я стараюсь делать все возможное, чтобы обеспечить им комфортную и здоровую жизнь. Я с гордостью наблюдал, как мое муравьиное семейство процветает. Я научился понимать их потребности. Наблюдая за маткой, я понял, что здоровье и активность матки - главный показатель благополучия колонии. Путем наблюдений и изучения научной литературы, я выяснил, что, создавая благоприятную среду для муравьев, температуру и влажность, а также используя соответствующий корм, состоящий из семян и белковой еды, то колония стремительно размножается. Жизненный цикл муравья происходит от яйца до взрослой особи. Вся жизнь муравейника основана на добросовестном труде каждого муравья. В муравьиной семье существует четкое разделение труда, но вне зависимости от задачи, первым делом муравьи защищают матку и будущее потомство. Я выяснил, что своеобразный язык имеет большое значение в жизни муравьев.
Так же я отметил для себя, что формикарий развивает наблюдательность, внимательность, чувство ответственности, а также бережное отношение к природе. Я хочу, чтобы мои муравьи-жнецы жили хорошо. Этот опыт научил меня заботе за маленькими обитателями. Хоть и случилось несчастье, что матка погибла, я стараюсь не разочаровываться. Это мой первый опыт по разведению муравьев в домашних условиях.
Я создал буклет «Муравей - жнец», который познакомит моих одноклассников с особенностями этих насекомых и содержанием их в домашних условиях.
3.5. Литература:
-
Биология: Энциклопедия/Под ред. М. С. Гилярова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003.-864с.: ил., 30л. цв. ил.
-
Жизнь животных. В 7-ми т./Гл.ред.В. Е. Соколов. Т. 3. Членистоногие: трилобиты, хелицеровые, трахейнодышащие. Ониховоры/Под ред. М. С. Гилярова, Ф. Н. Правдина. -2-е изд., перераб.-М.: Просвещение, 1984.-463 с., ил., 32л.ил
-
Новый иллюстрированный словарь/ Под ред. В. И. Бородулина, А. П. Горкина, А. А. Гусева, Н. М. Ланда и др.- М.:Большая Российская энциклопедия,, 2005.- 912 с.: ил.
-
Кувыкина О. Письма насекомых. М: Издательский дом Мещерикова, 2017. — 64с.
-
Муравьи-жнецы. [Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/
-
Формикарии. [Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/
Приложение