VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Муравьи - удивительные и уникальные существа
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение
У нас дома очень много книг про животных, птиц и насекомых. Один раз пролистывая очередное издание, меня очень заинтересовали строчки, которыми начиналось произведение.
Моим родителям
А также друзьям, ученым,
всем, кто принес свою соломинку
для постройки этого здания
За те несколько секунд, которые вам понадобятся, чтобы прочесть эти четыре строчки:
— На Земле родились 40 человек и 700 миллионов муравьев.
— На Земле умерли 30 человек и 500 миллионов муравьев.1
Я честно хотел представить то безумное количество муравьёв, которое умерло за столь короткое время, но сделать было это очень трудно. Я не понимал сколько это коробка муравьёв, чемодан или тележка.... К сожалению, с объёмами у меня так и не получилось, но тема муравьёв теперь не давала мне покоя. Тем более, начинались летние каникулы, а это, значит, лес, дача. На даче, очень много интересных и захватывающих "поводов" для наблюдений, опытов и экспериментов. Но моя тема уже была определена: МУРАВЬИ!
Цель исследования: всестороннее изучение жизни муравьев.
Задачи:
1.Изучить информацию о муравьях(строение, размножение)
2. Изучить информацию о муравейниках(внешнее и внутреннее строение)
3. Провести эксперимент: "Узнают ли муравьи, с одного муравейника, друг друга"
4.Провести исследование: "Влияние социальной атмосферы на жизнедеятельность".
5. Сделать выводы ____________________________________________________________________
1.Бернар Вербер. Муравьи, Перевод: Ю. Ватагиной ,Издательство: Гелеос,1991г.
Объект исследования: муравьи и их жизнь
Предмет исследования: муравьи и муравейники.
В качестве методов исследования применялись:
1. Сбор и анализ информации.
2.Наблюдения за поведением муравьёв.
3. Эксперимент.
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.
2.1.Строение муравья
Муравьи – древнейшие насекомые Земли, они жили более чем 100 миллионов лет тому назад. Современные муравьи почти не отличаются от муравьев, найденных в кусочках янтаря.
Размеры тела муравья от 0,8 до 30 мм. В строении тела муравья выделяются три составных части, покрытые хитиновой оболочкой: голова и соединенные между собой тонкой талией грудь и брюшко. Глаза, состоящие из множества линз, позволяют различать движение, но не дают четкого изображения. В верхней части головы имеются еще 3 простых глаза. Передвигаются муравьи при помощи шести тонких лапок, вооруженных коготками, позволяющими насекомому карабкаться вверх. Сегментарно-устроенные усики, расположенные на голове, являются органами осязания и позволяют улавливать запахи, воздушные потоки и вибрацию почвы.
Тело муравья разделено функциями. В голове находятся основные чувственные органы, а также органы для предварительной обработки пищи. Грудной отдел отвечает за движение. В животе расположены гениталии и органы для переваривания пищи. Муравьи имеют оборонительные (атакующие) органы как на голове, так и на животе. Благодаря своей гибкости они могут использовать их синхронно.
Зрение у муравьёв развито слабо, а обоняние, вкус и осязание – хорошо. Запах, муравьи воспринимают жгутиком усиков. Муравьи великолепно различают тончайшие оттенки запаха, непостижимые для нас. Органы вкуса муравьев расположены на жгутиках усиков, на нижней губе. По запаху они определяют своих, от чужих. По запаху они и находят дорогу к своему муравейнику. Пахучее вещество получило название феромон.
2.2 Размножение муравьёв:
Стадии развития муравья имеют полный цикл:
1.Первая стадия яйцо. Яйца муравьев королева способна отложить до нескольких сотен. Для них отводятся специальные камеры. Когда откладывают яйца муравьи, зависит от погодных условий. Обычно это происходит с наступлением стойкого тепла – в мае.
2.Приблизительно через неделю из яиц вылупляются личинки муравьев. На этой стадии насекомое активно питается и растет. Стремительное развитие личинок длится около 2 недель. После чего червячок перестает питаться, превращается в куколку.
3.Следующая стадия - куколки. Перед тем как окуклиться личинка перестает питаться и выделяет фекальный шарик. До этого по мере роста личинки все отбросы скапливались в её теле.
4. Спустя несколько дней муравей выходит из куколки в виде полноценного насекомого, но белого цвета. Из кокона насекомых вытаскивают сородичи, так как самостоятельно выйти они еще не способны. Под влиянием света покров твердеет, темнеет, появляются муравьи привычного черного, рыжего цвета. Из кокона насекомых вытаскивают сородичи, так как самостоятельно выйти они еще не способны. Через несколько дней они обретают нормальную окраску.
Из кокона насекомых вытаскивают сородичи, так как самостоятельно выйти они еще не способны. Через несколько дней они обретают нормальную окраску.
Очень интересно описывает этот процесс Виктор Гребенников в книге "ТАЙНЫ МИРА НАСЕКОМЫХ":
В один прекрасный день (именно прекрасный, так как обязательно должно быть тепло и тихо) на поверхности каждого муравейника можно наблюдать необычное движение. Муравьи суетятся, собираются кучками, будто оживленно и срочно совещаются о чем-то крайне важном; многие бегают по травинкам, растущим у муравейника. И вот из темных выходов появляются крупные насекомые с широкими прозрачными крыльями, аккуратно сложенными вдоль спины. Это самцы и самки муравьев. Различить их можно по размерам: самки куда крупнее самцов, зато последние обычно более многочисленны (впрочем, в отдельных муравейниках бывает как раз наоборот — из них вылетают почти исключительно одни самки). Все они ползают по муравейнику, взбираются на высокие стебли трав, и кажется, что холмики и растения облеплены блестящей шевелящейся чешуей. Рабочие муравьи целыми свитами толпятся возле своих крылатых братьев и сестер, облизывают их: это они готовят счастливчиков к грандиозной воздушной «свадьбе».
Уходит к горизонту солнце, кончается и свадебное празднество. Избежавшие птичьих клювов самки опускаются на землю, отламывают ненужные теперь крылья и еще день-два ползают по земле в поисках подходящих мест для новых жилищ. А потом исчезают. И никто, ни одна живая душа не знает, что в такой-то точке земли на глубине нескольких сантиметров, наглухо замуровавшись в небольшой круглой пещерке, молодая муравьиха-мать отложит свои первые яйца. Рождается новый коллектив крохотных шестиногих тружеников — новая семья. Еще один маленький кружочек появился на огромной, неведомой никому муравьиной карте мира. 1
__________________________________________________________________________________________
1.Гребенников В. Тайны мира насекомых.— Новосибирск: Новосибирское. книжное издательство, 1990
2.3 Внешнее устройство муравейника:
Интересно наблюдать, как муравьи строят муравейник. Вначале они находят и тщательно обследуют место для нового дома. Для них важно, чтобы на выбранном участке не было мертвых муравьев. Место должно находиться в тени, иметь нормальную влажность и вентиляцию.
Строят общий дом муравьи из различных иголок, веточек, листочков, травинок, земли, коры. Строительный материал тщательно измельчается и склеивается муравьиным клеем. Работают насекомые очень аккуратно и основательно. Строительство продолжается круглосуточно, поскольку колония муравьев быстро растет. Практически всю свою жизнь эти трудяги строят свое жилище.
Муравейник внешне напоминает гору травинок, веточек, кусочков почвы, но в действительности это грамотно организованное жилище, внутри которого кипит интересная жизнь. С годами муравейник вырастает до нескольких метров в высоту.
2.4 Внутреннее устройство муравейника:
Большая часть муравейника скрыта от глаз любителей полакомиться муравьями. В подземной части муравейника - чистота и порядок3
Муравьиный дом – это город с улицами, переулками, апартаментами «царицы» и камерами для личинок и яичек. Там всегда тепло, легко дышится, в разных помещениях свой микроклимат. В доме муравьёв много входов, один из них охраняемый солдатами, служит вентиляционным каналом.
В царской камере живет матка. Ухаживают за ней рабочие муравьи, которые перекладывают яйца.
В муравейнике есть солярий - камера, нагреваемая лучами солнца. Весной обитатели сюда забегают погреться.
Есть и кладбище. Сюда рабочие муравьи относят мусор, умерших собратьев.
Помещение для зимовки. В зимовальной камере муравьи собираются, чтобы пережить холода в состоянии полу-спячки.
Предусмотрена в устройстве муравейника и камера хранения продуктов. Причем имеются отдельные помещения для зерен, семян, частей насекомых, тли.
2.5 Значение и охрана муравьёв в экосистеме.
Муравьи — активные хищники. Они поедают разных мелких вредителей, а также мёртвых насекомых, переносят семена растений. Сами муравьи становятся едой для птиц, барсуков, лис, медведей. Многие птицы принимают «муравьиный душ» — купаются в муравейниках. Так птицы освобождают себя от паразитов.
Проходя по лесу можно обратить внимание, что вокруг муравейника деревья более зеленые и высокие. Ученые говорят, что за день гнездо муравьев уничтожает до 100 тысяч вредных насекомых. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения ее воздухом.
Почему нужно охранять муравьёв?
Защита леса от вредителей и болезней - очень важная экологическая и задача. Наиболее экологически целесообразными методами борьбы с вредителями являются все меры по содержанию в нём леса в здоровом состоянии, по поддержанию в нём биологического равновесия.
Большую роль, однако, играют и естественные защитники леса – муравьи. Один лесной рыжий муравей уничтожает 20 000 мелких насекомых в день.
Муравьи – друзья леса. Польза, приносимая ими лесному хозяйству, исключительно велика. Обитатели одного среднего муравейника истребляют за лето около миллионов вредных для леса насекомых.
III. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Эксперимент«Узнают ли муравьи, с одного муравейника, друг друга"
Цель: проверка умения муравьёв находить сородичей по запаху.
Оборудование: коробка, пластмасса, массой для лепки (с запахом), веточка.
Ход эксперимента:
Для этого эксперимента мне понадобились муравьи, которые были взяты мною с разных муравейников и имели разный окрас ( чёрные и рыжие), и веточки, которые были строительным материалом каждого муравейника.
В большой коробке я сделал стены и дорожки из пластмассы. Для чистоты эксперимента обработал края пластмассы массой для лепки (с запахом). Отпустил особей на середину коробки. Муравьи стали бессмысленно бегать по коробки из стороны в сторону.
Затем в разные стороны я положил веточки, взятые с муравейников. Через 10 минут муравьи стали двигаться не так хаотично, организовались в группы. Ещё через 15 минут, каждая группа достигла своей веточки. Таким образом, у меня получилось, что в разных углах коробки, на своих веточках сидели одинакового цвета муравьи.
Вывод: муравьи ориентируются на местности по запахам. Попав в незнакомую среду они растерялись, затем сгруппировались по "жителям одного муравейника" и нашли дорогу к частичке своего дома.
3.2. Исследование:" Влияние социальной атмосферы на жизнедеятельность."
Разделил группу муравьев по разным стеклянным банкам, добавив земли, песка. Через несколько дней я увидел, все одиночные муравьи умерли, а что сидели по несколько штук, были живы.
Вывод: Муравьи – насекомое социальное. Одиночных муравьев в природе нет. Так я узнал, что больше живут те муравьи, которые находятся вместе, а один муравей долго не может прожить. Фактически муравей несамостоятельный организм. Возникновение муравьев неразрывно связано с возникновением семьи насекомых. Связь муравья с семьей столь велика, что изолированный одиночка неизбежно погибает.
IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
Муравьи- это удивительные и уникальные существа , у которых всё как часы отлажено: каждый выполняет свои обязанности добросовестно. Они поразили меня своим трудолюбием и способностями, своим коллективизмом в борьбе за выживание, помощью друг другу.
У муравьёв, как и у людей, разный характер, привычки и наклонности. Вот как описывает этих насекомых известный ученый - мирмеколог А.А.Захаров: «Одни из них смелы и агрессивны, другие отличаются робостью. Один муравей находчив, но нетерпелив, другой — может, как автомат, повторять однообразные действия».
Муравей насекомое с полным циклом развития: яйцо, личинка, куколка, имаго. Муравьи способны выживать практически в любых условиях. Они используют широкий ассортимент пищевых ресурсов. Существуют хищные муравьи, которые едят других насекомых. В большинстве своем, муравьи питаются соком нектарных растений, падалью, тлёй или другими насекомыми. Муравейник имеет сложную структуру.
Проведя эксперименты, я выяснила, что муравьи из разных муравейников взаимодействуют по-разному. Например, если муравейники рядом, находятся в одной местности, можно смело сказать, что муравьи будут лояльно относиться к своим «соседям», потому что рацион питания, почва и климатические условия местности не отличаются.
В ходе экспериментов я выяснил:
муравьи отличают своих сородичей от чужаков.
Муравьи ориентируются на местности по запаху.
Учёные доказали, что муравьи способны к обучению, у них хорошая память, они копируют и запоминают действия своих собратьев. Так старые муравьи учат молодых. Муравьям под силу сложные коллективные действия. Они дружно строят купол муравейника, вместе тащат добычу в гнездо. Муравей может поднять груз почти в 100 раз тяжелее собственного веса. У муравьёв самый большой мозг по отношению к телу! Муравьи живут около 6 лет и никогда не спят!
Я считаю, что моя работа актуальна, потому что муравьи занимают важное место в экосистеме леса. И мне очень хотелось разобраться, что это за такие" таинственные, вечно бегущие насекомые".
Кому-то заботы этих крохотных существ могут показаться недостойными для исследования. Но есть в этих заботах нечто такое, что заставляет посмотреть на них внимательнее и с уважением. Восхищает их трудолюбие, организованность, умение всё делать сообща.
Мы ведь так похожи на муравьёв, тоже живём и работаем вместе, в больших городах – человеческих муравейниках. Но мы так мало знаем о наших маленьких соседях, не все тайны ещё раскрыты из жизни муравьёв. Когда я проводил своё исследование, мне удалось приоткрыть некоторые из них. Теперь, когда мир муравьёв стал мне ближе и понятнее, я с ещё большим уважением отношусь к ним.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1.Захаров А.А.Муравей, семья, колония.- М.: Изд-во « Наука», 1978
2.Насекомые. Полная энциклопедия. М: Эксмо, 2015 – 256с
3.Мариковский П.И. Друзья – насекомые. М.: Молодая гвардия, 2000.
4.Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные М. Дрофа, 2000. – 5.Гребенников В. Тайны мира насекомых. Новосибирск: Новосибирское. книжное издательство, 1990
интернет ресурсы:
1.https://ru.wikipedia.org/wiki/