Исследовательская работа «Муравьи – знакомые-незнакомцы»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №6 г. Новочеркасска

 

Муниципальный этап областного этапа конкурса научно-исследовательских проектов «Созвездие»

 

Номинация: «Флора и фауна»

«Муравьи – знакомые-незнакомцы»
 

 

Автор: Лосев Владислав

12 лет, учащийся 6г класса

МБОУ СОШ №6 г. Новочеркасска

 

Руководитель: Битюкова О.А.

учитель биологии

МБОУ СОШ №6 г. Новочеркасска

 

г.Новочеркасск

2017г.

 

Оглавление:

Аннотация………………………………………………………………...3-3

I. Введение………………………………………………………………4-4

II. Муравьи – знакомые-незнакомцы………………………………..4-13

1.Виды муравьёв………………………………………………………………………4-5

2. Устройство муравейника………………………………………………………….5-7

2.1. Купольные муравейники…………………………………………………………. 5- 6

2.2.Подземные муравейники…………………………………………………………. 6 -6

2.3.Древесные муравейники………………………………………………………….. 6-7

3.Строение муравья……………………………………………………......................7-8

3.1.Внешнее строение…………………………………………………………………7-7

3.2.Нервная система и органы чувств………………………………………………..7-7

3.3.Зрительный аппарат……………………………………………………………….7-8

3.4.Назначение усиков.8-8

4. Как наблюдать жизнь муравьёв в домашних условиях? ……………………..8-9

4.1. Формикарий ………………………………………………………………………. 8-8

4.2.Еда для домашних муравьев……………………………………………………….8-9

4.3.Влажность и температура для формикария ………………………………………9-9

5. Практическая часть……………………………………………………………….9-13

5.1. Эксперименты и наблюдения …………………………………………………... 9-12

5.3.Почему летают муравьи?..................................................................................... 12-13

III. Заключение…………………………………………………….......13-13

IV. Литература ………………………………………………………...13-13

 

 

Аннотация

Тема: «Муравьи – знакомые-незнакомцы».

Цель: изучить особенности строения и поведения муравьёв

Новизна исследовательской работы состоит в изучении жизнедеятельности колонии муравьёв в процессе выполнения практических исследований

В работе использовались теоретические и практические методы: анализ и классификация материала из различных источников, проведение простых экспериментов

Практическое значение: материал, который представлен в работе может быть интересен для учащихся школ.

Тема работы мною выбрана не случайно, меня очень заинтересовали самые известные общественные насекомые – муравьи.

 

I. Введение

Впервые я заинтересовался муравьями в 4 классе. Тогда я наблюдал их на даче, рассматривал под лупой, и мне стало интересно, что же это за насекомые?

Цель: изучить особенности строения и поведения муравьёв

Оказалось, что муравьи одни из самых известных общественных насекомых. Среди обширного отряда перепончатокрылых вообще нет муравьёв – одиночек. Семьи муравьёв состоят из хорошо различающихся по внешности каст, на членов которых возложены разные функции. Большую часть семьи составляют рабочие особи-бесплодные самки, лишённые крыльев. Они выполняют все необходимые работы в гнезде: строят и чистят его, добывают пищу, заботятся о потомстве. Касту солдат, охраняющих гнездо, составляют муравьи с крупной головой и мощными челюстями. Все члены семьи - это потомство самки основательницы. Жизнь муравьев основана на различных способах коммуникации и контролируется во многом благодаря инстинктам.

Данная работа позволила на основе наблюдений и экспериментов изучить жизнедеятельность муравьёв.

 

II. Муравьи – знакомые-незнакомцы

1. Виды муравьёв.

Существует более двенадцати тысяч видов муравьёв, я же перечислю более известные всем нам виды и расскажу немного о каждом виде.

Рыжие лесные муравьи.

Рыжие лесные муравьи - одни из самых важных защитников лесов от вредителей, так как потребляют огромное количество всевозможных насекомых.

.

Messor Structor - или жнецы.

Жнецы потребляют в пищу семена растений. Гнезда в почве, глубиной до нескольких метров и могут служить индикаторами грунтовых вод. Муравьи – жнецы делают запасы семян в глубинных камерах.

Lasius Nigger – чёрный садовый муравей

Всем нам известный чёрный садовый муравей потребляет в пищу, как и семена, так и других насекомых.

Фаронов муравей – (домовой муравей)

Фараонов муравей достигает в длину всего двух миллиметров. Окрас у него рыжий, широко известный, как «домовой муравей» заселяющий человеческие жилища. Относиться к одним из известнейших домашних вредителей.

2. Устройство муравейника

Муравейники бывают разных видов: подземные, купольные, древесные.

2.1. Купольные муравейники

Купольный муравейник устроен очень сложно. Купол муравейника, построенный из веточек и хвои, может достигать два метра в высоту и три метра в диаметре. Поверхность купола пронизана многочисленными входами, которые открываются и закрываются муравьями в зависимости от времени суток и погоды. Подземная часть гнезда, где зимует семья, и располагаются камеры с кормовыми запасами, расположена под куполом и уходит на глубину до метра-метра и 50 сантиметров

.

2.2.Подземные муравейники

Подземный муравейник устроен так же очень сложно, достигать в глубину он может до десяти метров. Состоит он из многочисленных камер. Каждая камера предназначена для своей цели, некоторые камеры служат, как кладовые для хранения запасов, некоторые в качестве полей для выращивания грибов, а некоторые служат даже в качестве яслей, больниц, и кладбищ! В камере, которая расположена глубже всех находится матка. Муравьи каждый день приносят ей пропитание, чтобы она откладывала муравьиные яйца. Сами яйца не остаются лежать рядом с самой маткой, их специальный муравей-воспитатель относит в камеру - ясли, где и появляются сами муравьи.

2.3.Древесные муравейники.

Муравьи могут строить свои гнёзда в старых упавших деревьях, или под их корой. Рядом с такими муравейниками можно часто увидеть горки древесных опилок.

Как выяснилось, существует множество видов муравейников разных размеров и форм и все-таки, зачем муравьям нужен муравейник? Во первых муравьям нужно поддерживать почти 100% влажность в своём муравейнике - это жизненно необходимо для муравьёв, во вторых муравьям нужно укрытие и защита от врагов и плохих погодных условий.

3.Строение муравья

3.1.Внешнее строение

Муравьи – близкие родственники пчел и ос. Они также относятся к отряду перепончатокрылых. Внешний вид. Различия касаются в основном размера и веса тела. Некоторые тропические муравьи достаточно мелкие – их вес составляет не более 2 мг, а размер тела – около 2 мм. Но существуют и довольно крупные представители семейства, у которых тело рабочих особей достигает в длину 3 см, а вес – 90 мг. Вместе с тем строение тела всех муравьев имеет такие общие черты: наличие прочной хитиновой оболочки для поддержания формы тела и защиты внутренних органов; тело разделено на 3 основных сегмента: голову, мезосому (грудь) и брюшко; на голове расположены характерные усики и мандибулы; ротовой аппарат лижуще-грызущего типа; наличие петиоля – узкой талии между грудью и брюшком. Эта часть тела состоит из 1–2 члеников; крылья есть только у самцов и у репродуктивных самок до окончания брачного периода; наличие жала – видоизмененного яйцеклада – у рабочих особей. Применяется для добычи пищи и защиты семьи. Из трех пар ножек передние – самые сильные, именно ими он выполняет основную работу. Вот почему то, сколько ног у муравья, не имеет значения - главное у муравья есть «руки»

3.2.Нервная система и органы чувств.

Нервная система муравьев состоит из длинной брюшной нервной цепочки и нервных узлов. Сложное поведение насекомых возможно благодаря надглоточному ганглию, который представляет собой мозг муравья. Его размеры достаточно велики по сравнению с размерами тела, а самый большой – у рабочих особей.

3.3Зрительный аппарат.

Не менее интересно узнать, чем видят муравьи. Как и у других насекомых, у них сложные фасеточные глаза, состоящие из большого количества линз. Муравьи не могут достаточно хорошо различать форму предмета, так как их зрение имеет низкое разрешение, зато отлично реагируют на движение. Кроме того, в верхней части головы расположены три маленьких органа зрения, которые называют простыми глазками. Они способны различать уровень освещенности и определять плоскость поляризации светового потока. Существуют также абсолютно слепые виды, которым зрение не нужно, так как они обитают в толще почвы.

3.4.Назначение усиков.

Также на голове муравьев находится универсальный орган чувств – усики. Они способны распознавать молекулы различных химических веществ, чувствовать воздушные потоки, вибрации и принимать сигналы при соприкосновении с предметами или другими насекомыми. Кстати, прикосновения вместе с особыми жестами и выделением феромонов составляют язык муравьев. Они же помогают различать вкус. Муравьи могут отличать чистую воду от загрязненной, обнаруживают минеральные примеси, растворенный сахар и кислоты.

4. Как наблюдать жизнь муравьёв в домашних условиях?

4.1. Формикарий

Домашних муравьев можно содержать в простой стеклянной пробирке до тех пор, пока колония не станет достаточно большой, чтобы переселить её в настоящий муравейник. В стеклянную пробирку необходимо поместить ватку, смоченную в сладкой воде. Пробирку необходимо закрыть еще одной ваткой, дабы муравьи не сбежали. Подобный тип жилья может и выглядит непривлекательно, но все же подойдет для содержания небольших колоний с максимальной численностью работников в 25 муравьев.

Покупной муравейник или формикарий состоит из гнезда и внешней оболочки. Гнездо обыкновенно выполнено из гипса или бетона, снабжено туннелями, покрытыми стеклянным шифером. Стекло накрывают чем-либо, чтобы создать темноту для гнезда, но в любой момент человек может заглянуть вовнутрь. Внешняя оболочка представляет собой территорию, где вы сможете оставлять еду для муравьев, сюда же они будут выбрасывать мусор.

4.2.Еда для домашних муравьев

Тип пищи зависит от конкретного вида муравьёв, который вы хотите завести. В целом муравьи питаются мертвыми или даже живыми насекомыми и смесью воды и сахара (или воды и мёда). Некоторые виды потребляют семена, например, вид муравьёв-жнецов Messor. Также насекомых вполне можно кормить фруктами, мясом, пыльцой и сиропом.

Вы можете сделать сладкую воду для муравьев, смешав 7 частей воды с 1 частью сахара или мёда. Получившуюся жидкость налейте в крышку от газировки, поставьте ее на общедоступную часть муравейника. Меняйте воду каждые 2-3 дня, не позволяя ей заканчиваться.

Для подкормки муравьев подойдут следующие насекомые: живые или только что умершие плодовые мушки, мелкие сверчки, мухи, моль, тля. Белки, полученные от этих насекомых, играют важную роль для жизнедеятельности колонны ваших домашних муравьев.

4.3.Влажность и температура для формикария

Оптимальная влажность воздуха зависит от каждого конкретного вида муравьёв. Температура для формикария должна быть 20-28 градусов днем, и не ниже 15 градусов ночью. Гнездо должно находиться в темноте всё время.

5.Практическая часть.

5.1. Эксперименты и наблюдения

№1.

В августе я приехал на дачу, чтобы провести своё наблюдение за муравьями. Я нашёл муравейник с муравьями вида Lasius Nigger (Чёрный садовый муравей). В тот день было очень жарко, а муравейник был расположен не в тени, поэтому я сделал искусственную тень, чтобы муравьи вышли из муравейника. Первым моим наблюдением была быстрота реагирования муравьёв на появление еды возле муравейника (в качестве еды я взял кусочки яблока и конфету). Спустя одну минуту и тридцать секунд после появления тени из муравейника выполз первый муравей – разведчик. Он быстро пополз в направлении яблока. Когда муравей достиг яблока, он подал сигнал с помощью феромонов другим муравьям, что появилась пища. Буквально через десять секунд из муравейника выползли ещё десять муравьёв, а затем двадцать. Все они направились к кусочкам яблок. Затем муравьи начали отрывать от яблока кусочки и уносить в муравейник.

№2.

Следующим наблюдением было, насколько быстро муравей сможет перенести семена бархатцев через препятствия в муравейник. Первым к семенам подполз муравей - солдат он взял семя своими сильными челюстями и пополз в направлении муравейника. Для чистоты эксперимента я начал подлаживать на пути муравья препятствия, чтобы пронаблюдать, как он будет их преодолевать. Оказалось, что муравей сначала залазит на препятствие задними лапками, а затем передними. Вот так муравей преодолевает препятствия.

№3. Чтобы проверить агрессивность, муравья-испытуемого я сажал на специальную арену, а потом туда же помещал жужелицу — главного врага в естественной среде. И следил за характером и продолжительностью реакций.

— У муравья мертвая хватка, как у бульдога. Его могут надвое разорвать, но челюсти он, если вцепился в противника, не разожмет. Такое поведение встречается именно у тех особей, которые выполняют функцию охранника. Муравьи-охотники близки к охранникам, у них тоже высокая агрессивность. Но у охотников больше проявляется еще и исследовательская активность, они чаще вступают в социальные контакты. И главное, агрессия имеет границы, она обычно не доходит до мертвой хватки, а значит, охотники не так склонны к риску.

№4. Наблюдение за ориентировкой муравьев.

Я взял муравья с тропы, ведущей к муравейнику, и посадили его на расстоянии 2 метров от этой тропы на землю. Муравей долго и хаотично блуждал в течение 5 минут, пока не наткнулся на другую тропу. По ней он сразу же направился к муравейнику.

Я палочкой провел поперёк муравьиной тропы, стёр верхний слой земли.

Муравьи беспомощно стали метаться взад и вперёд, не зная куда идти. Движение на этом участке муравьиной тропы нарушилось.

Затем в муравьиной тропе верхний слой земли нарушил сразу в двух местах.

Муравьи находились как бы в заключении, никак не могли находить дорогу к муравейнику.

Не нарушая поверхностный слой земли, слегка прикоснулся пальцами к муравьиной тропе на несколько секунд.

Даже от такого прикосновения наблюдалось замешательство муравьев и нарушение движения, видимо от запаха пальцев рук, которое передалось почве при соприкосновении.

Муравьи ориентируются с помощью обоняния, используя специальные вещества - феромоны, запах которых не дает им заблудиться и сбиться с пути, А вот если он уйдёт далеко от дома и придёт к другому муравейнику, скорее всего в свою семью его уже не примут, так как у него «чужой запах». Он может погибнуть. Об этом говорят результаты следующего опыта.

№5. Узнают ли муравьи своего?

Возьмём муравья и посадим в другой муравейник.

А) Чужой муравей тотчас подвергнётся нападению со стороны хозяев.

Б) Если муравьи не нападают, то этот муравей из их семьи.

Вывод. Муравьи отличают обитателей своего муравейника от пришельцев того же вида. Муравейники - это семья, община, сообщество, экосистема (это, безусловно, подобие устройства жизни человека).

5.3.Почему летают муравьи?

Летом мы обращаем внимание на странных летающих муравьев, нашествие которых происходит ежегодно, примерно в один и то же период. Муравьи начинают летать только для того, чтобы совершить «брачный лет». Молодые самцы и самки муравьев покидают свои жилища, чтобы иметь возможность спариться

Полностью брачный лет, как правило, заканчивается оплодотворением самок и массовой гибелью самцов. Спустившись на землю, все самки начинают искать подходящее место. Когда место найдено, самка строит в земле камеру и откладывает туда яйца. Так образуется новая колония.

В середине октября 2017г. после прохладной погоды на несколько дней аномально поднялась температура воздуха. На своем дачном участке под облепихой я наблюдал массовое скопление муравьёв, среди которых большинство особей имели крылья. Что же заставило насекомых появиться на поверхности? Я стал искать ответ на вопрос…. Оказалось, что из-за аномально теплой и влажной погоды и осенью может произойти вылет этих насекомых. Так срабатывает их организм на определенный температурный режим.

III. Заключение

В начале исследовательской работы я поставил цель – узнать о самых известных насекомых – муравьях.

В ходе работы, я изучил: виды муравьёв и их строение , состав муравьиной семьи устройство муравейника. Я узнал, что за жизнью и поведением муравьёв можно наблюдать в домашних условиях.

Летом мной были проведены несложные эксперименты. Проведенные исследования позволили понять, что в сложном поведении этих общественных насекомых преобладают инстинкты.

Считаю, что в ходе работы удалось достичь поставленную цель. Планирую продолжить наблюдения за этими удивительными насекомыми не только в природе, но и в условиях формикария.

IV. Литература

1.Интернет - ресурсы: www.4ants.ru

2.Интернет – ресурсы: www.vikipedia.com

3.Интернет – ресурсы: www.doklad-referat.ru

4.Энциклопедия знаний «Насекомые» Р О С М Э Н 2013 г.

5. Большая энциклопедия школьника «Эксмо» 2005 г.