Исследовательская работа - муравьи

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия села Месягутово муниципального района Дуванский район Республики

Башкортостан

Районный конкурс учебно-исследовательских работ юных исследователей окружающей среды «Молодежь Башкортостана исследует окружающую среду». Номинация «Зоология и экология животных»

РЫЖИЕ МУРАВЬИ КАК ВАЖНЕЙШИЙ

КОМПОНЕНТ БИОГЕОЦЕНОЗОВ

Выполнила: Горбунова Юля, ученица 8 «В» класса Руководитель:

Середова Валентина Павловна, учитель биологии высшей категории

Адрес-.452530, РБ, Дуванский р-н,

с.Месягутово, ул.Электрическая, д.З 1

с.Месягутово 2012 г.

Оглавление

          1.          Введение3

II.        Обзор литературы•5 Строение муравейника5

Представители муравьиной семьи и особенности их поведения 6 III. Методика исследования и результаты8

IV.        Выводы и рекомендации10 Список использованной литературы............. ...12

Приложение13

1. Введение

Мал муравей телом, да велик делом.

Вряд ли найдется человек, который хоть раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых.

Заботы этих хлопотливых существ могут показаться некоторым просто недостойными серьезного разговора. Но есть в этих заботах нечто такое, что заставляет нас посмотреть на братьев наших меньших внимательнее и с уважением. Ведь суета муравейника — это всего лишь наши мимолетные впечатления, от которых не остается и следа при ближайшем рассмотрении.

Поведение муравьев давно приводит ученых в восторг: эти насекомые обладают такой силой, что могут переносить пищу весом в семь раз больше их собственного тела. Они строят удивительно сложные колонии, разделенные на социальные «касты», в которых каждому муравью отведена особая роль.

Но сегодня чисто академический интерес к муравьям сменился острой необходимостью глубокого познания особенностей их жизни, разработки биологических основ охраны и использования их полезных видов.

Цель проекта: Познакомиться с жизнью рыжих лесных муравьев; выяснить, какую роль они играют в экосистеме.

Задачи: 1. Изучить особенности строения муравейника.

2. Дать описание семьи муравьев и выяснить особенности их поведения.

З. Определить, какую пользу приносят муравьи в природе и в жизни человека.

Актуальность:

Муравьи бессильны против человека. Не очень уж страшны ему их муравьиные челюсти и не действует на человека муравьиный яд. Люди безжалостно разоряют муравейники, даже не задумываясь, какой неоценимый вклад вносят эти маленькие существа в дело защиты природы. Рыжие лесные муравьи одно из важнейших звеньев, обеспечивающих жизнеспособность и продуктивность леса. Лишиться этого звена — значит оборвать, нарушить множество естественных связей, поддерживающих благополучие леса, обеднить и ослабить биогеоценоз,

З

затормозить его развитее; значит ударить по популяциям полезных насекомых и птиц, открыть дорогу вредителям, потерять прирост деревьев. Не за горами то время, когда и рыжий лесной муравей будет занесен в Красную книгу. Задуматься об этом необходимо уже сегодня.

Гипотеза исследования:

Я предполагаю, что значение рыжих лесных муравьев (Formica rufa) в природе и в жизни человека действительно очень велико и, если бы люди осознали это, то не только стали бы более бережно относиться к их деятельности, но и помогли муравьям вернуться в те леса, где они исчезли по нашей вине.

Объект исследования:

Объектом моего наблюдения является экспериментальная площадка размером 10м х ТОм, на территории которой находится 4 муравейника. Исследуемый муравейник находится на юго-востоке выбранной площадки.

11. Обзор литературы

Строение муравейника

Муравьиный род — очень древний. По некоторым данным муравьи появились на нашей планете около 200 млн. лет назад (в верхнем мезозое). Забота о потомстве привела к возникновению общественного образа жизни, поэтому живут муравьи в муравейнике, который состоит из хвоинок, мелких веточек, кусочков коры и растительного мусора. На первый взгляд кажется, что весь этот мусор набросан беспорядочно. Однако оказывается, что даже в самый сильный дождь поверхность муравейника не промокает, и все внутренние ходы остаются сухими. Если разворошить после дождя небольшой участок муравейника, вскоре он будет восстановлен его трудолюбивыми жильцами.

Муравейник строится всегда с запасом. Сверху на поверхности земли — это только верхний этаж муравьиного жилища, который иногда достигает высоты более метра (см. Приложение, фото N2 1). Большая же его часть располагается под землей, иногда на глубинах до 20 метров, и состоит из многочисленных «помещений», в которых и живут муравьи. Дом этот очень густо населённый, ведь колония одного только муравейника насчитывает десятки, а то и сотни тысяч муравьёв. Муравейник пронизан множеством тоннелей для пешеходов, вентиляционными магистралями, его окружает система водоотводных каналов, великолепно защищающих все строение от затопления во время дождя. Муравьи очень не любят сырость, а потому постоянно перекладывают, перетряхивают («убранство» своего дома для защиты от плесени.

Вот как выглядит муравейник в разрезе: (см. Прил., рис. 1)

1. Покрытие из иголок и веточек. Защищает жилище от превратностей погоды, ремонтируется и обновляется рабочими муравьями.

2.“Солярий” - камера, нагреваемая лучами солнца. Весной обитатели забегают сюда погреться.

З. Один из входов. Охраняется солдатами. Служит вентиляционным каналом.

4.  ”Кладбище”. Сюда рабочие муравьи относят умерших собратьев и мусор.

5.  Зимовальная камера. Насекомые собираются здесь, чтобы пережить холода в состоянии полуспячки.

6.  ' Хлебный амбар”. Здесь муравьи хранят зерна.

7.  Царская камера, где живет матка, откладывающая до полутора тысяч яиц в день.

За ней ухаживают рабочие муравьи.

8.  Камеры с яйцами, личинками и куколками.

9.”Коровник”, где муравьи содержат тлей

10.”Мясная кладовка“, куда фуражиры приносят гусениц и другую добычу.

 Представители муравьиной семьи и особенности их поведения

Эволюция муравьев это, прежде всего, процесс развития общинного образа жизни. Именно «социальность» во всем разнообразии ее проявлений и форм у муравьев позволила им занять столь почетное место в мире беспозвоночных животных. Четкое взаимодействие всех особей, сохраняющих при этом свою индивидуальность, но в то же время подчиненных властному диктату общины — вот в чем секрет муравьиной изобретательности.

В верхней части муравейника живут и несут свою службу муравьи-солдаты. Они охраняют все входы и выходы в муравейнике. У них очень большая голова и очень сильные челюсти, и сами они крупнее обычных муравьев. Своей головой они закрывают вход в муравейник. Возвращающийся рабочий муравей, подходя к закрытому входу, стучит усиками по голове солдата, который впускает муравья по этому знаку. Муравьи-солдаты — это очень сильные муравьи: если на муравейник нападают враги, они первые встречают их и часто с позором прогоняют.

Немного глубже живут муравьи-фуражиры — собиратели пищи. Они обладают очень хорошей памятью, отлично знают свой охотничий участок и дорогу домой.

Рядом живут муравьи-рабочие, которые занимаются постройкой и ремонтом муравейников. Они вытаскивают из муравейника хвою, веточки, а другие, точно Такие же, тянут внутрь. Эта работа препятствует образованию плесени.

В самом центре муравейника живет муравьиная («царица». Она откладывает яйца, а вокруг нее живут муравьи-няньки, которые ухаживают за «царицей», следят за ее чистотой, а также берегут яйца и личинки. Они постоянно переносят их в сухие места с нужной температурой. А когда личинки вырастают, они начинают подавать сигналы. Муравьи-няньки бросаются к ним, разрывают коконы и выпускают молодых муравьев наружу. Самцы же появляются лишь к концу сезона. Их единственная задача -- продолжение рода. Муравьи не только охотятся и собирают пищу, но и содержат «домашних животных». По тропам, которые ведут к деревьям, муравьи бегают в основном, посещая тлей, находящихся на листьях, а также в трещинах коры берез, дубов и елей. Тля питается соками растений, содержащими много сахаристых веществ, которыми обогащены и ее экскременты. При раздражении, например, когда муравей щекочет ее усиками, тля выделяет из заднего конца брюшка сладкий сироп — падь, который муравьи очень любят. Муравьи охраняют тлей, как («дойных коров», а на зиму прячут их в муравейник. Связь муравьев с тлями называется трофобиозом. Такова сложная и отлаженная организация муравьиной семьи, позволяющая объединить и направить усилия тысяч и миллионов индивидов на решение главной задачи: обеспечение благополучия семьи.

III. Методика исследования и результаты

Для начала я определила место своего исследования. Им стала площадка размером 10м х 10м, расположенная на окраине сосновой лесопосадки. В районе площадки я обнаружила 4 муравейника. Один из них, расположенный на юго-востоке экспериментальной площадки, я выбрала объектом своего наблюдения. (См. Прил., фото N2 2)

Едва склонившись над муравейником, я поняла, что муравьи почувствовали вероятность угрозы с моей стороны, потому что забеспокоились и забегали с удвоенной скоростью. Тем не менее, я все же решила их немного побеспокоить. И сразу почувствовала на себе их воинственный характер и умение защищаться.

Сначала я решила исследовать строительный материал муравейника. Как я и предполагала, это были сухие веточки, травинки, хвоинки, кусочки коры, чешуйки шишек, сухие почки, семена, мелкие камешки и т. д. Наблюдая за муравейником, я заметила, что от него идут во все стороны дорожки, по которым снуют муравьи. Одни бегут от гнезда в поисках корма, другие возвращаются в муравейник с добычей. Каково же было мое удивление, когда я немного расчистила дорожку от листьев и хвои. Муравьиная «трасса» была 5 см шириной; 3,5 см — глубиной, а ее длина (точнее только видимая ее часть) составила по моим подсчетам 13,5 м! (см. Прил., фото N2 3,4). Таких дорожек, отходящих от муравейника, я насчитала 6. Вблизи муравейника тропы более четкие, хорошо протоптанные. Чем дальше от муравейника, тем они менее заметны. Кроме того, я обратила внимание, что большинство троп проложено к стволам деревьев. На деревьях я заметила следы повреждений различными вредителями, за которыми, вероятно, и охотились муравьи. Возможно, они посещали тлей, находящихся на листьях, а также в трещинах коры деревьев.

Далее я выбрала наиболее хорошо просматриваемый участок муравьиной дорожки, вооружилась пинцетом и лупой и стала подстерегать муравьев, которые возвращались домой не с «пустыми руками». Рядом со мной стоял спичечный коробок, в который я аккуратно с помощью пинцета складывала отнятую у муравьев добычу с целью позднее исследовать ее. (см. Прил., фото N2 6,7). Размеры добычи составили от 1,5 мм до 1,5 см. Оказывается, муравьи помогают друг другу: более крупную добычу несут сразу 2-3 муравья.

Исследуя содержимое спичечного коробка, я четко поделила его на 2 кучки: в одной находился строительный материал ( чешуйки шишек, комочки смолы деревьев, хвоя сосны, лепесток ромашки, кусочки мха, сухие сосновые почки, семена растений), а в другой — муравьиный корм ( мелкие жучки, мушки, личинки насекомых) — см. Прил., фото N2 8). Мой научный руководитель помогла мне установить, что все насекомые, отнятые мной у муравьев, действительно относятся к вредителям. Так, в их числе мы определили сосновую пяденицу, личинку пилильщика и др. Наблюдая за муравьями утром, днем и вечером, я отметила их наибольшую активность в дневное и вечернее время.

IV. Выводы и рекомендации

Изучение жизни муравьев -- полезное и необычайно интересное дело.

Исходя из проведенных наблюдений, я могу сделать вывод, что значение муравьев в природе и жизни человека действительно очень велико.

Прокладывая себе ходы, они рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растений. Кроме того, муравьи выделяют экскременты, заносят в гнездо различные органические остатки и тем самым обогащают почву углеродом, азотом, калием, фосфором и многими микроэлементами. Они приносят неоценимую пользу человеку, помогая ему уничтожать опасных вредителей древесных насаждений. И это я выяснила в своем эксперименте. По данным исследователей муравьев, средняя по размерам семья муравьев может за три недели уничтожить более 100 тыс. насекомых, в основном массово размножающихся вредителей леса. Если сравнить («работу» муравьев за один день с «работой» наиболее активных птиц, то окажется : чтоб уничтожить такое количество вредных насекомых , синица должна «работать» 2 месяца, а малый пестрый дятел — 20 дней.

Рыжие муравьи не только санитары леса. Многие лесные травы, например, копытень, фиалки, марьянники и некоторые другие растения расселяют исключительно муравьи.

Муравьи часто спасают лес от пожара: они быстро гасят непотушенную спичку или окурок, брошенный рядом с муравейником.

Муравьи и сами входят в пищевые цепи обитателей леса. Например, до 10⁰/0 пищи дятлов составляют муравьи. Помимо дятлов, муравьями кормятся глухари, тетерева.

Кроме того, помня о том, что пологая часть муравейника всегда находится с южной стороны ( муравьи как бы растаскивают муравейник, чтобы он лучше прогревался на солнце), заплутавший путник всегда сможет легко определить стороны горизонта и найти дорогу.

Таким образом, лес, где процветают муравьи, - здоровый и сильный, он не угнетен набегами вредителей, богат грибами и ягодами. Муравьи приносили и приносят большую пользу лесу и человеку. Забота о них — забота о благополучии человека.

Рекомендации:

Жизнь лесных муравьев тесно связана с лесом. Но не в каждом лесу они могут жить. Если человек изменяет природу, он изменяет и условия, в которых сформировались признаки их приспособленности. Сегодня муравейники массово гибнут при рубках леса, их варварски разоряют безграмотные туристы. Поэтому взаимодействуя с природой, необходимо строго соблюдать законы самой природы. Хотелось бы, чтобы в школах и других учебных заведениях велась активная просветительская работа по охране и защите лесных экосистем, возобновили свою деятельность кружки юных натуралистов, экологов, школьных лесничеств. Если бы все люди на Земле задумались, какой неоценимый вклад вносят эти маленькие существа в общее дело защиты природы, то, наверняка, прониклись бы к ним огромным уважением и окружили вниманием и заботой.

Список использованной литературы:

1.      Большая энциклопедия природы для детей. — М.: Гриф — фонд, Межкнига, 1994 256с.

2.      Дмитриев Ю.Д. Занимательная биология: Большая книга леса: 6-8 кл. (Под ред.

Н.М. Пожарицкой — М.: Дрофа, 1996 — 240 с.

З. Захаров А.А Муравей, семья, колония. — М.: Наука, 1978 — 224 с.

4.      Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых: Краткий определитель наиболее распространенных насекомых европейской части России. — М.: Топикал, - 640 с., илл.

5.      Сергеев Б.А. Муравей крупным планом // Юный натуралист, 1988.