VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Домашняя муравьиная ферма
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность работы
Все в детстве наблюдают за насекомыми, а особенно за муравьями. Кому-то даже хочется принести их домой. Нам они кажутся очень разумными и организованными. Но кто решится содержать в квартире такое количество маленьких друзей?
Меня всегда завораживало наблюдение за работой муравьёв, как они стройными отрядами переносят семена травы, ветки, или выполняют какую - то работу в своём муравейнике. Мне, как и всем детям, хотелось завести муравьёв дома. Однажды я увидела в интернете видео о разведении муравьёв дома и попросила родителей купить мне муравьиную ферму. Мама сразу согласилась, ведь такие питомцы не занимают много места и не требуют большого ухода.
Объект исследования: муравьи.
Предмет исследования: выживание (содержание и разведение) муравьёв в домашних условиях.
Цель исследования: доказать, что знания о муравьях помогут мне в их содержании и разведении дома.
Для достижения цели мы поставили перед собой следующие задачи:
подобрать и изучить необходимую информацию по теме исследования;
познакомиться с устройством и правилами использования домашней муравьиной фермы;
провести анкетирование учащихся;
наблюдать за жизнью муравьёв.
Гипотеза. Я всегда думала, что невозможно приручить насекомых. Предположим, что если создать муравьям дома условия для обитания, то содержать и разводить их дома станет возможно.
Методы исследования:
изучение литературы;
поиск информации в интернете;
наблюдение;
анкетирование;
обобщение полученных данных.
Теоретическая значимость: использование знаний о муравьях помогут бережнее относиться к природе.
Практическая значимость заключается в том, что содержание и разведение дома насекомых позволит исполнить детские мечты многих ребят и поможет научиться любить окружающую природу, ценить её и понимать. А результаты работы будут представлять интерес на уроках по окружающему миру.
Работа имеет следующую структуру:
Введение, две главы, заключение, список литературы, приложения.
Глава 1. Теоретическая часть
Кто такие муравьи
Толковый словарь Ушакова
Муравей - небольшое насекомое из отряда перепончатокрылых, живущее большими сообществами. Трудолюбивый муравей. Лесные муравьи. Красные муравьи. Укус муравья. Крылатые муравьи.
Толковый словарь Ожегова
Муравей – жалящее общественное насекомое, живущее большими колониями. Крылатые муравьи (в брачный период летающие).
Толковый словарь Кузнецова
Муравей - мелкое насекомое, живущее большими сообществами. Лесной м. Красные муравьи. Трудолюбивый м. М. взобрался на цветок. Муравьи закрыли вход в муравейник. Трудиться как м.
1.2. Анатомия муравья
В се тело муравья делится на три части, как и у любого насекомого — голова, грудь и брюшко, а также 6 лап. Муравьев можно поделить на три вида: самцы, самки и рабочие. У самцов и самок присутствуют крылья, а у рабочих нет. Рабочие занимаются всеми черными делами в колонии — добыча пищи, строительство гнезд, уход за яйцами, защитой от врагов и прочее.
Размер муравьев зависит от их вида. Самые маленькие виды муравьев начинаются от размера в 1 мм, а самые крупные виды могут достигать в длину до 30-50 мм. Хорошо видят на расстоянии 3-4 сантиметра. Расцветка тоже разнообразна и зависит от вида насекомого — желтые, красные, коричневые, черные и даже зеленые и синеватые. С помощью усиков взаимодействуют со средой обитания. Челюсть является инструментом при исполнении различной работы. У некоторых видов муравьев имеется жало с муравьиной кислотой, которое позволяет защищаться от врагов.
У насекомого муравья имеются сложные глаза, которые состоят из многочисленных линз, но при этом зрение довольно слабое, а некоторые подземные виды есть вообще слепые. Кроме сложных глаз у муравья имеются три простых глаза.
Лапки имеют коготки, которые дают муравьям возможность легко вскарабкиваться по вертикали вверх.
Рабочие муравьи представляют из себя недоразвитых самок и не имею крыльев, в отличие от самцов и матки, которая позже отбрасывает их.
Усики на голове являются органами чувств, служащими для обнаружения химических веществ, воздушных потоков и вибраций, а также используются для приёма и передачи сигналов через прикосновения.
Муравьи трудолюбивые насекомые и обладают крайней работоспособностью. Они могут поднимать грузы весом в двадцать раз больше собственного и перемещаться на огромные расстояния. Видов насекомых муравьёв на земле существует до миллиона, что составляет около половины всех живых существ на планете.
Вывод: муравьи очень удивительные насекомые, разнообразные в видах и трудолюбивые.
1.3. Питание и размножение
Муравьи принадлежат к числу самых привычных для человека насекомых, которых возможно встретить в лесу, дома и на улице. Муравьи распространены по всему миру, кроме материка Антарктида. Насекомые строят жилища, которые принято называть муравейниками. Живут огромными семьями в муравейниках, которые могут строить в почве, под камнями, в древесине.
Есть виды муравьев, которые живут в чужих муравейниках, вместо того, чтобы строить свои гнезда. Есть виды муравьев, которые могут содержать рабов в виде муравьев других видов, используя их труд себе во благо.
Основной пищей насекомого муравья является сок растений, сладкая жидкость, которая выделяется тлей, а также мелкие насекомые. Некоторые виды муравьев употребляют в пищу семена растений и грибы.
Муравьи являются эволюционно продвинутыми насекомыми. Это связано с тем, что они живут огромными социальными группами, где идет четкое разделение труда, развиты коммуникационные способности, особи умеют координировать свои действия. Некоторые виды муравьев имеют развитый язык, способный передать сложную информацию. Защитой у муравьев служит муравьиная кислота, которую они способны вырабатывать, а также сильные жвала.
К аждая семья у муравьев состоит из самцов, нескольких репродуктивных самок (их называют королевами или матками) и большого количества рабочих, состоящих из бесплодных самок (самки с недоразвитой половой системой). Матка отличается от всех остальных муравьев более крупными размерами и строением груди, а также наличием крыльев, которые она себе откусывает после оплодотворения. При этом в семье есть четкое разделение труда и взаимоотношения между особями, чем муравьиное общество имеет сходство с человеческим. С первого взгляда может показаться, что у муравьев главная матка, но на самом деле руководящей силой являются рабочие, которые могут уничтожать самок за низкую плодовитость, уничтожать лишних личинок или менять режим их питания.
У муравьев существует несколько стадий развития: яйцо, личинка, которая появляется из яйца, куколка и имаго (взрослая особь насекомого). Пол насекомого зависит от того оплодотворено яйцо или нет. Из оплодотворенных яиц на свет появляются самки, а если яйцо не оплодотворенное, то самцы. За размножение муравьев отвечает матка (репродуктивная самка). Спаривается она за всю свою жизнь только один раз. Затем она приступает к откладыванию яиц. Из яиц вылупляются личинки. Личинки малоподвижны.
Самцы у муравьев появляются из неоплодотворенных яиц. Чаще всего они имеют крылья. Их роль заключается в оплодотворении молодых крылатых самок. Через некоторое время после их оплодотворения самцы погибают.
О т питания личинки зависит кем станет будущий муравей — маткой (царицей) или рабочей силой. Таким образом муравьи контролируют численность особей плодотворных самок и бесплодных самок. Личинка муравья проходит четыре стадии линьки, затем перестает питаться, выделяет содержимое кишечника и превращается в куколку. У некоторых видов муравьев личинка может плести кокон перед окукливанием. Когда стадия куколки завершилась, другие муравьи помогают освободиться от кокона, так как сам муравей не в состоянии освободиться из кокона. Первые дни своей жизни рабочие помогают матке ухаживать за яйцами, а затем переходят к другой работе.
У разных видов муравьев существуют различия в размножении. У большинства видов самка спаривается за всю жизнь один раз, но есть виды где самка может спариваться несколько раз за жизнь. У некоторых видов муравьев рабочие способны откладывать яйца, а некоторые виды способны даже клонировать. Продолжительность жизни матки может достигать до 20 лет, а продолжительность жизни рабочего до 3 лет.
Вывод: муравьи самые привычные для человека насекомые, очень организованные и этим отличаются от других насекомых.
1.4. Как устроен муравейник?
Муравьи живут большими семьями, которые сохраняются на протяжении нескольких лет, по сути все муравьи в такой колонии являются родственниками с биологической точки зрения, а с социальной – это город, население которого жестко организованно. Можно сказать, что под нашими ногами бурлит и развивается параллельная цивилизация.
Муравейник с виду напоминает обычную гору веток, травинок, кусочков земли, но на самом деле это тонко и грамотно продуманное жилище, внутри которого все гораздо интереснее, чем снаружи. Муравьиный домик имеет форму конуса неспроста, благодаря ей дождик скатывается по травинкам и хвоинкам почти не попадая внутрь. Муравейник возвышается над уровнем травы, чтобы внутрь проникали солнечные лучи, которыми муравьи прогреваются, а также греют свои личинки и куколки. А более глубокие слои муравейника является убежищем для насекомых в холодные дни. Благодаря хитрому проекту, лето муравьи проводят в летнем конусе, а зимуют в земляных ходах.
В зависимости от того, сколько муравьев в муравейнике, идет разделение труда. В небольшой муравьиной семье все ее участники могут заниматься разными видами деятельности, соблюдая принцип взаимозаменяемости. А вот в большом сообществе появляются специализации и за отдельными муравьями закрепляются свои роли.
Муравьи и их куколки служат пищей некоторым насекомоядным птицам, бурые медведи любят полакомиться муравьиными яйцами, разгребая лапами муравьиные кучи, птицы прилетают к муравейнику для того, чтобы очиститься от многочисленных паразитов, смазывая перья муравьиной кислотой. Но больше всего благополучие муравьев зависит от отношения к нему человека. В настоящее время еще нередки случаи разорения муравьиных куч гуляющими в лесу людьми, собирателями грибов, ягод, орехов, приезжающими из города в выходные дни на отдых в лес. В результате легкомысленного отношения к муравьям, их гнезда в пригородных зеленых зонах становятся редкими, а затем совершенно исчезают, чем наносится ущерб охране лесных угодий.
Вывод: муравейник - это тонко и грамотно продуманное жилище, по сути, целая цивилизация.
1.5. Что такое муравьиная ферма?
Как было бы здорово понаблюдать за муравьями в домашних условиях. Из интернета я узнала, что муравьиные фермы можно иметь дома. Можно сделать самим, а можно купить готовый.
Ферма — это искусственный муравейник. Конструкция с множеством ходов, тоннелей, тропинок для передвижения, которая чаще всего изготавливается из гипса, акрила и специального геля. Они бывают горизонтальными и вертикальными, объёмными и плоскими.
Но чаще всего начальным жилищем маленькой колонии муравьёв бывает пробирка-инкубатор, имеющая простое устройство. Для молодой муравьиной колонии других условий и не нужно, ведь в пробирке сохраняется влажный воздух (вода просачивается через губку или вату), так необходимый для развития яиц и личинок. Но если муравьиная семья быстро развивается, то класть корм в инкубатор становится сложно, ведь любопытные муравьишки стремятся выбежать при любом удобном случае, чтобы исследовать окружающий мир, а наиболее смелые, отважные и агрессивные расценивают наше вторжение как угрозу гнезду, поэтому нападают.
Приходится задуматься о более просторном жилище – формикарии. Они бывают как маленькие (на пару камер), так и очень большие, куда может поместиться взрослая колония предельной численности.
Горизонтальный формикарий, как следует из названия, лежит горизонтально. Покровное стекло в нём располагается непосредственно над камерами, идеально открывая их обзор.
Ф ерма с гелиевым наполнителем похожа на аквариум, но заполнена не водой, а прозрачным гелем голубого цвета. Он не токсичен, безопасен для насекомых, одновременно служит средой для жизни и питанием.
С овременные акриловые формикарии по популярности и удобству эксплуатации составляют конкуренцию гипсовым. Эти конструкции представляют собой набор тонких акриловых листов, скрепленных в горизонтальном или вертикальном положении.
Из всех видов ферм мне понравилась вертикальная ферма Изба. Там есть специальная площадка для кормления, система ходов, система увлажнения.
Вывод: муравьиные фермы можно иметь дома. Они бывают разные по форме и материалам, но можно выбрать ту, которая нравится.
Глава 2. Опытно – экспериментальная часть
Наблюдения за муравьями
Летом мы с семьёй ездили на Ириклинское водохранилище на 3 дня, и жили в палатках на берегу. Вечером мама, после ужина, оставила на столе пустую банку от сгущённого молока. Каково же было моё удивления, когда утром я обнаружила целый муравейник на нашем столе. Муравьи, как солдаты, двигались в обоих направлениях: с земли в банку и обратно. Оказалось, что под нашим столом был небольшой муравейник, почти не заметный из – за травы. Муравьи сладкоежки! Я вспомнила, как на даче заманивала муравьёв леденцом на палочке.
Мне стало интересно, а чем ещё муравьи лакомятся, кроме семян растений и насекомых? Я попросила маму помочь сделать ловушки с лакомством. После обеда у нас осталась банка из – под рыбы в томатном соусе и кусочек жареного мяса. Я сделала 3 ловушки – кормушки: банка из – под рыбы в томатном соусе, жареное мясо, и хлебные крошки. Я предположила, что муравьи возьмут лишь хлебные крошки. Муравьи не заставили себя ждать. Сначала я увидела несколько муравьёв, которые торопливо подбежали к кормушкам и скрылись в муравейнике. Через несколько минут из муравейника потянулись ровные «ниточки» рабочих муравьёв. Они организованно пошли к кормушкам. Крошки хлеба вызвали наибольший интерес и быстро оказались в муравьином царстве. Но это только сначала. Жареное мясо через минуту превратилось в комок из муравьёв. А вот банка из - под рыбы совсем не вызвала аппетит у насекомых. Оказалось, что главное лакомство у муравьёв — это сладкая и жирная еда, богатая углеводами. По такому принципу готовят и корма для муравьёв: злаковые и белковые из креветок.
Наблюдая за муравьями, я задумалась, как они находят дорогу домой в огромном лесу? Оказывается, что муравьи помечают свой путь специальной пахучей жидкостью, поэтому могут отлучаться достаточно далеко от своего дома.
С этого момента я с нетерпением ждала покупки собственной муравьиной фермы.
В процессе исследовательской деятельности отобрано тринадцать занимательных фактов о представителях семейства Муравьи [см. Приложение I].
Заселение муравьёв.
В июне 2018 года родители купили мне набор для содержания и разведения муравьёв дома: муравьиную ферму, корма, матку степных жнецов с расплодом, то есть с яйцами, а также брошюру – руководство по уходу за муравьями. Я была счастлива.
Мы с мамой изучили руководство. Рассмотрели баночки с едой, саму ферму и матку в пробирке. Было решено завести дневник наблюдений за муравьиной фермой, где я описывала первые дни жизни матки в ферме.
Матка могла жить в пробирке около месяца, но через две недели мы пересадили её в ферму, предварительно налив воду в систему увлажнения и положив креветочный корм на платформу. На следующий день мы увидели маленькие белые шарики, мама сказала, что это яйца. Вечером я увидела, они стали чёрные, но не придала этому значение.
Я прочитала, что за яйцами ухаживают отдельные особи, перемещают их в отдельные камеры, следят за соблюдением благоприятных условий. Личинки не способны самостоятельно передвигаться, кушать. Все это обеспечивают кормильцы, сиделки. Молодняк постоянно увеличивается в размерах, окукливается спустя 1-2 месяца. Куколка не имеет плотной оболочки, можно проследить за развитием насекомых. На последнем этапе начинает двигаться, появляется полноценное насекомое. У меня возник вопрос, кто будет ухаживать за яйцами? Ведь в наборе была только матка!!! Да и за самой маткой требовался уход, питание и уборка помещения. С каждым днём матка становилась менее подвижной, а через две недели погибла. Меня это огорчило.
Вывод: матка не может жить одна.
Вторая попытка заселения муравьёв.
Мы с мамой решили, что надо приобрести матку с муравьями. Через две недели нам доставили вторую пробирку: матка жнецов степных и 5 муравьёв рабочих. В пробирке с муравьями также были и яйца.
Как советовали в пособии по разведению, мы присоединили пробирку к ферме с помощью переходника. Муравьи были активные и постоянно передвигались по пробирке. Можно было различить профессии в семье: некоторые муравьи переносили яйца, некоторые ходили в ферму и приносили корм.
Но больше всего меня поразило отличие матки от рабочих муравьёв. Она оказалась на много больше рабочих особей! Казалась неповоротливой. Переселение муравьёв заняло три недели. Я открыла в ферме лишь один этаж, чтобы семья не потерялась в большом пространстве. Один раз в неделю добавляла корм злаковый и белковый из креветок, а также доливала воду в систему увлажнения. Как только все муравьи переселились в ферму, мы убрали пробирку.
Муравьи любопытно ходили по открытым коридорам. Мы заметили, что самка поселилась в одной из комнат одна, муравьи принесли ей еду.
Мы наблюдали за муравьями два месяца.
Через две недели после переселения численность муравьёв уменьшилась, а новые из яиц не появлялись, да и яйца не росли, как должно быть.
Через месяц в ферме не осталось рабочих муравьёв.
Мы уже знали, что самка не может сама существовать и скоро погибнет. Она совсем перестала передвигаться, а из признаков жизни остались шевеления лапками и усиками. Через неделю мы обнаружили её мёртвой.
Вывод: муравьи не способны размножаться и жить в домашних условиях и погибают вскоре после смены привычной среды обитания.
Наша гипотеза не нашла своё подтверждение в работе.
Заключение
Благодаря муравьиной ферме, мы окунулись в удивительный мир природы. Ведь муравьи – это не просто насекомые, они представляют собой сложные социальные группы, с развитой системой труда и распределением обязанностей. Кроме того, они умеют общаться, передавать сложную информацию вместе добиваться поставленных задач. Эти удивительные насекомые стали нашими любимыми домашними животными. Чем хороши муравьи? Они не шумят; от них нет запаха, пыли; сами наводят порядок у себя в формикарии, и вообще они все делают сами; в день съедают корма примерно на одну копейку; очень подвижные, поэтому за ними очень интересно наблюдать.
Мы выполнили все задачи: изучили литературу по данной теме, познакомились с устройством и правилами использования домашней муравьиной фермы, провели анкетирование учащихся, осуществили исследование на основе реальных наблюдений за жизнью муравьиной семьи. Но мы не нашли подтверждение нашей гипотезе: муравьи не смогли размножаться и жить в домашних условиях и погибли вскоре после смены привычной среды обитания.
В причинах гибели муравьёв нам ещё предстоит разобраться, поэтому мы намерены продолжить свой эксперимент, и попробовать заселить в ферму садовых муравьёв с нашего дачного участка.
Познакомьтесь с муравьиным миром поближе и узнайте все секреты жизни муравьев, кипящей в загадочном муравейнике!
Литература:
1. Брем, А. Жизнь животных./ А. Брем. – М.: Издво Эксмо, 2004. – 960с.
2. Длусский, Г. М. Знакомьтесь: муравьи!/ Г.М. Длусский, А.П.Букин М.: Агропромиздат, 1986. — С. 5758,99101.
3. Захаров, А. А. Муравей, семья, колония./ А. А. Захаров. М.: Наука, 1978. 224 с.
4. Захаров, А.А. Экология муравьёв. Наука/ А. А. Захаров М.: Наука, 1981.
5. Интернет ресурсы.
http://www.ru.wikipedia.org http://www.ereading.life/bookreader.php/1016229/Halifman__Operaciya_Lesnye_muravi.html
6. Мясников, В. «Операция «Муравей»/ В. Мясников, Москва, «Просвещение», 2000г.
Приложение I
Интересные факты о муравьях
Факт № 1. Муравьи – самые древние из всех видов насекомых, им более 100 миллионов лет. Сегодня они обитают по всему миру, кроме Исландии, Гренландии и Антарктиды.
Факт № 2. В мире насчитывается около 8800 видов муравьев. Все они очень разнообразны, например, крупные лесные рыжие муравьи очень отличаются от маленьких чёрных, которые иногда забираются в сахарницы на дачах.
Факт № 3. По своему общественному устройству муравьи – самое эволюционно продвинутое семейство насекомых и наиболее близкие к человеку существа на Земле. Они образуют сложные семьи, состоящие из нескольких каст с разделением труда. Это позволяет координировать их действия при выполнении поставленных задач.
Факт № 4. Главное занятие муравьев – подготовка запасов пищи на зиму. Они прячут собранные ночью зёрна, а днём выносят их сушить на солнце. Эту сушку они проводят в хорошую погоду и никогда не вынесут свои запасы перед дождём, как будто предчувствуя перемену погоды.
Факт № 5. В муравейнике все роли строго распределяются, и существует строгая иерархия. Главная царица – это самка, откладывающая яйца. Она управляет всем гнездом. Рабочие муравьи – тоже самки, но они не могут производить потомство, пока жива царица. Самцы живут всего один сезон, погибают сразу после спаривания и в жизни муравейника не участвуют.
Факт № 6. Муравьи всегда передвигаются строем и безошибочно находят дорогу к своему гнезду. Это объясняется тем, что муравьи оставляют за собой след из феромонов, по которому потом и ориентируются. Также с помощью феромонов они узнают о самочувствии их царицы.
Факт № 7. Пищу, которую муравей находит, он не поедает, а доставляет вверх по инстанциям, и лишь потом, при строгом контроле царицы она распределяется по муравейнику.
Факт № 8. Муравьи очень оберегают свое потомство. Однако существуют некоторые виды муравьев, которых за их вампиризм прозвали «муравьи-дракулы». Эти взрослые муравьи питаются кровью своих личинок.
Факт № 9. Муравьи очень справедливы. Они докармливают своих собратьев, получивших увечье при исполнении трудового долга, но очень строго относятся к муравьям-фуражирам, которые перестают приносить корм в муравейник – они их просто убивают.
Факт № 10. Муравьи очень трудолюбивы. Они поднимают груз, приблизительно в сто раз тяжелее собственного веса, постоянно занимаются общественно-полезной работой: заготавливают корм, ухаживают за потомством, пасут свой «домашний скот» - тлю и при этом никогда не спят.
Факт № 11. По подсчётам одного из наиболее уважаемых мирмекологов мира Эдварда Уилсона на Земле сегодня проживают от 1 до 10 квадриллионов особей муравьев, т.е. от 1015 до 1016отдельных муравьёв.
Факт № 12. Бродячие муравьи – одни из самых крупных муравьёв. Их муравей-солдат может достигать в длину 3 см, а матка – 5 см.
Факт № 13. Муравей-пуля считается самым опасным муравьем в мире: 30 его укусов на 1 кг массы тела жертвы смертельны. Боль от их укуса превышает по силе таковую от укусов любых ос и ощущается на протяжении суток.
Факт № 14. Большая серая ворона, раскопав муравейник, любит принимать «муравьиную ванну». Она ложится на муравьиную кучу, раздвинув в сторону крылья и поджав хвост. Клювом ворона давит муравейник и смазывает перья муравьиной кислотой, содержащейся в брюшке муравья.
Приложение II
Среди своих одноклассников я провела опрос с целью выяснить мнение ребят: 1.Возможно ли приручить насекомых, в том числе муравьёв?
В результате опроса я выяснила, 16 детей считают, что возможно, а 13 детей считают, что невозможно.
2. Хотелось бы вам иметь дома настоящую муравьиную ферму?»
В результате опроса я выяснила, 9 детей хотели бы муравьиную ферму иметь дома, а 20 детей не хотели бы.