Автор: Картамышева Дарья Захаровна
Образовательное учреждение: Белгородский педагогический колледж
Населенный пункт: г. Белгород
Тема: Исследовательская работа «Чем полезны муравьи в лесу».
Раздел библиотеки: Педагогическая лаборатория
Дата публикации: 06.04.2019
Введение
Почему вы выбрали эту тему? В наше время очень актуальна проблема загрязнения окружающей среды, применения большого количества химических веществ. На фоне повсеместного загрязнения окружающей среды очень актуальным становится вопрос об уменьшении применения химикатов и о широком применении биологических способов борьбы с вредителями растений. Муравьи, как санитары леса, выходят в этом случае на передний план.
Проблема: кто такие муравьи и чем их жизнедеятельность полезна для окружающей среды?
Цель исследования: выяснить, кто такие муравьи и чем их жизнедеятельность полезна для окружающей среды.
Объект исследования: рыжие лесные муравьи.
Предмет исследование: муравейник.
Задачи:
1. Изучить литературу и узнать, кто такие муравьи и их разновидности.
2. Изучить жизнь и поведение муравьев в их муравейниках.
3. Узнать, какую пользу приносят муравьи лесу.
4. С помощью наблюдения познакомиться с жизнью муравьев в муравейнике.
5. Подвести итоги и сделать вывод, чем же полезны муравьи в лесу.
Гипотеза: возможно, муравьи приносят большую пользу лесу.
Методы: изучение литературы, наблюдение, анализ, сравнение.
1. Теоретическая часть
1.1 Кто такие лесные муравьи?
Лесные муравьи – общественные насекомые, являющиеся представителями перепончатокрылых. Лесные муравьи образуют касты: самки, рабочие особи и самцы.
Внешний вид лесных муравьев: между самцами и самками рабочими имеется мало различий, основное различие – крылья у самок. Тело у лесного муравья разделено узкой талией. Все тело покрывает хитиновая оболочка. На голове находятся фасеточные глаза сложного строения. Помимо этого, имеется 3 простых глаза, которые определяют уровень освещения. Кроме того, на голове имеются усики, чувствительные к вибрациям, воздушным потокам и химическим веществам. Верхние челюсти лесных муравьев сильно развиты, а нижние они используют для переноса еды и строительства. На каждой лапке имеется по когтю в виде крючка, эти коготки помогают лесным муравьям подниматься по вертикальным поверхностям. На конце брюшка располагается жало, которое используется для защиты и добычи пищи. Яйца лесных муравьев довольно крупные. Их форма вытянутая, окрас чаще всего бело-молочный, оболочка полупрозрачная. Яйца располагаются небольшими кучками. Личинки лесных муравьев имеют вид червяков. Они ведут малоподвижный образ жизни, поэтому их кормят рабочие муравьи. Личинки имеют 4 стадии развития, после которых происходит окукливание. Куколка по форме напоминает крупное яйцо белого или желтого цвета. За куколкой также ухаживают рабочие особи. Выйдет ли из куколки царица или рабочий муравей зависит от питания. Также рабочие муравьи помогают молодым особям выбираться из куколок.
Размножение лесных муравьев: царица откладывает яйца, из неоплодотворенных яиц в дальнейшем выходят самцы, а из оплодотворенных – самки. Брачный полет у самок происходит лишь один раз в жизни, когда самка спаривается, в ее теле собирается запас спермы, который расходуется на протяжении всего жизненного цикла. А живут самки лесных муравьев довольно долго 10-20 лет. После того, как самка оплодотворится, она отгрызает собственные крылья, отыскивает подходящее место для гнезда, роет камеру и откладывает в нее первые
яйца. Со временем численность муравьев увеличивается, и гнездо расширяется.
Питание лесных муравьев: диета лесных муравьев состоит из двух видов пищи: белковой и углеводной. Белковая пища идет на кормление личинок, а взрослые особи потребляют углеводную пищу. Белковая диета состоит из беспозвоночных и насекомых. Для этого рабочие муравьи собирают трупы насекомых или нападают на живых. Углеводная диета состоит из выделений тли, щитовок, цикад, мучнистых червецов. Кроме того, взрослые особи питаются семенами, грибами, нектаром и соком растений.
Разновидности лесных муравьев. Огненный или красный муравей: Эти муравьи являются очень опасным видом. У огненных муравьев имеется жало с ядом, в котором содержится алкалоид соленопсин. Взрослые особи в длину не превышают 2-4 миллиметра. На голове у красных муравьев имеются усики, заканчивающиеся булавами.
Рыжий муравей: одним из самых распространенных видов лесных муравьев являются рыжие муравьи. Они имеют довольно крупные размеры — 4-9 миллиметров. Голова и грудь у этих муравьев оранжевая, а брюшко и затылок черные. Рыжие муравьи сооружают огромные гнезда, которые в высоту могут доходить до 2-х метров. Муравейники они строят из земли и пищевых остатков. Самки рыжих муравьев не покидают гнезд и не образуют отдельных колоний, они приходят на смену старой самке, когда та гибнет.
Черно-бурые муравьи: эти муравьи являются обычным видов лесных муравьев. Рабочие особи имеют средние размеры тела — 5-8 миллиметров. Окрас муравьев данного вида черно-серый. Отличительной особенностью черно-бурых муравьев являются малочисленные семьи. Новые самки уходят из гнезда и формируют собственные колонии. Муравейники этих лесных муравьев выглядят, как низкие холмики. Но чаще всего черно-бурые муравьи делают свои гнезда под камнями.
Укусы лесных муравьев: во время укуса лесной муравей выделяет муравьиную кислоту, которая считается ядовитой. В небольших количествах этот яд не опасен для
людей, чаще всего он провоцирует только местную реакцию: отек, зуд и покраснение
кожи. Укусы огненных муравьев не так безобидны. Если огненные муравьи наносят множественные укусы, то возникает общая реакция: появляется потливость, головокружение, тошнота и боль в грудной клетке. Если у человека имеется аллергия, отекает лицо и горло, на коже появляется крапивница, понижается артериальное давление, речь становится вялой. В самых опасных случаях происходит анафилактический шок или кома. Попадание муравьиной кислоты в глаза также опасно, поскольку она разъедает слизистую оболочку и провоцирует химический ожог.
1.2 Как устроена жизнь муравейника в лесу?
Жизнь муравьиной семьи сложна, сложно устроен и муравьиный дом. Муравейник состоит из надземного купола и подземной части. Еще ниже, в глубь почвы идут ходы, заканчивающиеся широкими полостями. Одни из них используются как место свалки, другие, которые поглубже, служат местом зимовки семьи. Температура в них не опускается ниже + 5°.
Весь муравейник пронизан тысячами ходов. Снующие по ходам муравьи таскают наружу мелкий строительный материал: хвою, черешки листьев, веточки, а другие тянут точно такие же хвоинки и веточки вглубь. На первый взгляд это — бессмысленное занятие. В действительности же это необходимая операция, препятствующая появлению плесени. Покинутый муравейник тотчас поражается плесневыми грибками. При перемешивании крупные ветки опускаются вниз, а вытащить их наружу муравьи не в силах. Так образуется «внутренний конус». Снаружи муравейник окружен валом земли, выброшенной из ходов. Земля, вынесенная из муравейника, богата питательными веществами: она насыщена разлагающимися остатками хвои, листьев, мертвых насекомых. Поэтому-то травы и кусты разрастаются вокруг муравейника пышнее, чем вдали от него.
Таков дом, а хозяйство? У большой семьи и хозяйство богатое — с четверть гектара леса вместе со стоящими на этом участке деревьями, благоустроенная сеть проторенных муравьями дорог и троп, муравейники-филиалы. Границы муравьиного государства бдительно охраняются от посягательств пришельцев из чужих муравейников.
Филиалы муравейника — это летние гнезда. Они похожи на главный муравейник, но меньше и без подземных камер, строятся на разных расстояниях от муравейника для того, чтобы муравьи-добытчики могли держать под контролем как можно большую территорию и сократить время на дорогу между пищей и домом.
Кроме бесплодных рабочих муравьев, в летние гнезда переселяется часть самцов и самок и размножается там, а к осени население филиала переселяется в материнский муравейник. Другой тип летних филиалов, именуемый кормовой почкой, попроще. Кормовые почки сооружаются вдоль главных дорог к источникам пищи. У них нет ни подземной части, ни внутреннего конуса, ни земляного вала, и населяют их только рабочие муравьи.
Нередко летнее гнездо или кормовая почка разрастаются и с годами превращаются в дочерний муравейник-отводок. По дороге между материнским гнездом и отводком непрерывной вереницей в обе стороны ползут муравьи. Они носят пищу, молодь, крупные муравьи-носильщики тащат на новое местожительство рабочих муравьев поменьше. Связь между материнским гнездом и отводком строго регулируется. Если близ отводка появляется новый источник пищи, из материнского гнезда переселяется новый контингент сборщиков. Иногда, напротив, часть рабочей силы переходит назад или в другой отводок. Материнский муравейник вместе с дочерними гнездами, обладающими разной степенью самостоятельности, составляет колонию. Схема одной из колоний рыжих лесных муравьев изображена на цветной вкладке.
1.3 Чем полезны муравьи в лесу?
Не просто так муравья называют санитаром леса. Он ускоряет разложение
трухлявой древесины, собирает сухие листья и ветки, очищает растения от гусениц, клещей, пилильщиков. Насекомое может вредить, но оно еще выполняет много полезных функций.
Польза в почвообразовании: членистоногие рыхлят землю лучше червей. Они роют ходы на глубине 70 см, тогда как черви не проникают в почву ниже 20 см. Грунт перемешивается и обогащается следующими веществами: гумус, азот, калий, фосфор, магний. Благодаря этому улучшается рост и развитие растений. Можно заметить, что вокруг муравейников растительность гуще и здоровее. Вокруг муравейников накапливается много экскрементов, которые служат удобрением для растительности.
Польза в очищении леса: трухлявые пни становятся убежищем для муравьев. Они строят там гнездо и ускоряют процесс разложения отмершего дерева. Лесные муравьи, во время стройки своего дома, собирают с окрестностей листья, ветки, травинки и хвою.
Польза для растений: польза муравьев в природе огромна. Они разносят семена по лесу. Около 3000 видов растений распространяются трудолюбивыми букашками. В этом числе: душистая фиалка, чистотел, гусиный лук, хохлатка, чабрец, ожика волосистая. Все эти травы и цветы не смогут расти без муравьев, которые сносят их семена в дом, теряя часть по дороге. Следующие растения разносятся исключительно муравьями: фиалка, копытень, пролесок и другие мирмекохорные растения.
Польза в борьбе с вредителями: членистоногие очищают лес от умерших насекомых и вредителей. Известно, что пяденицы и пилильщики уничтожают растения и тем самым наносят огромный вред лесу. Но там, где есть муравейник, численность этих вредителей невелика.
Звено в пищевой цепи: здесь тоже существует не абы какая польза от муравьев. На букашек охотятся певчие птицы и некоторые животные. Птицы любят купать перья в муравьях. Таким способом они избавляются от вредителей. Некоторые ученые уверены, что пернатые еще и лечатся муравьями, раздавливая их под крыльями. Ведь муравьиная кислота приносит организму пользу.
2. Практическая часть
2.1 Наблюдение за жизнедеятельностью муравейника в лесу
Живут муравьи большими семьями не только в характерных постройках муравейниках, но и в стволах деревьев, под землёй. Но не все знают, что это верхний этаж муравейника. Главная его часть уходит глубоко под землю.
Свои наблюдения мы проводили в солнечную и пасмурную дождливую погоду.
Перед дождём муравьи закрывают входы – выходы, а в хорошую погоду выносят иногда погреть свои белые яички. На самом деле это не яйца, а куколки, из которых выходят взрослые муравьи. Из яиц, которые откладывает самка, вылупляются изогнутые белые личинки, похожие на червяков. Рабочие муравьи кормят их питательной массой, потом личинки превращаются в куколок. Куколка лежит в коконе и очень похожа на взрослого муравья, только она белая и неподвижная. Затем из куколки вылупляется или рабочий муравей – недоразвитая самка, или крылатые самцы и самки. Век крылатых самцов недолог. Поднимутся они в воздух блестящим роем, а потом спустятся на землю и погибнут.
А самки сбрасывают крылья и до конца жизни поселяются в глубине муравейника, откладывают яички.
В лесу мы нашли несколько муравейников, находящихся под охраной местного лесничества.
Внимательно рассмотрев муравейник, мы увидели, что он состоит из хвоинок, мелких веточек, кусочков коры и растительного мусора. На первый взгляд, кажется, что весь этот мусор набросан беспорядочно. Рабочие муравьи делают всю работу в муравейнике: строят, запасают пищу, защищают. У некоторых муравьёв есть «солдаты»- более крупные муравьи. У рыжих муравьёв пожилые мудрецы трудятся наверху своего домика в качестве наблюдателя. Хранителями информации в муравейнике выступают старые муравьи.
Оказывается, муравьи быстрее всех насекомых обучаются находить
правильную дорогу в лабиринте. В этом им помогает муравьиная кислота, которой они также пользуются для обороны и наступления. Если молодая муравьиная самка из-за неопытности основывает муравейник в сыром грунте, его сообразительные обитатели строят тропинку из хвои, чтобы не замочить лапки.
Если посадить на руку муравья, то через несколько секунд почувствуешь жжение кожи. Муравей выпустил для обороны муравьиную кислоту. Если молодая муравьиная самка из-за неопытности основывает муравейник в сыром грунте, его сообразительные обитатели строят тропинку из хвои, чтобы не замочить лапки. Эти насекомые любят не только работать, но и отдыхать. Спят муравьи приблизительно три часа, забравшись в углубление в грунте и тесно прижав конечности к туловищу. Проснувшись, они потягиваются и зевают словно люди.
Если пинцетом отобрать у них корм и складывать в одном месте в течение определённого времени, то результаты покажут, что муравьи тащат в гнездо главным образом гусениц сосновой совки, личинок пилильщиков, различных жуков и бабочек, относящихся к вредителям леса.
Мы решили взять рыжего лесного муравья и рассмотреть его в цифровой микроскоп. Выяснилось, что у него 6 ног, с помощью которых муравей быстро передвигается.
Заключение
В этом проекте мы исследовали такой актуальный вопрос, как польза лесных муравьев.
Исследовав множество источников, мы узнали, кто такие муравьи и их разновидности. Оказывается, есть несколько разновидностей этих насекомых и они имеют и сходства, и различия. Каждый вид муравьев несет пользу, но не все виды безопасны для человека.
Мы изучили жизнь и поведение муравьев в муравейнике. Муравейник – это сложная система жилища муравьев. Мы считаем, что муравьи – трудяги, так как
построить что-то подобное очень сложно. А также они очень умны, ведь придумать и разработать такую сложную систему входов и выходов очень сложно. Каждый коридорчик выполняет определенную функцию.
Изучив и проанализировав большое количество литературы, мы смогли ответить на вопрос, в чем польза муравьев в лесу? Польза этих насекомых очень большая. Они выполняют важную роль в почвообразовании, в очищении леса, для растений, в борьбе с вредителями, как звено в пищевой цепи.
Пронаблюдав за жизнью муравейника, мы смогли лично убедиться в важности роли муравьев в лесу. Лесные рыжие муравьи приносят пользу человеку, помогая ему уничтожать опасных вредителей древесных насаждений. В этом нетрудно убедиться, если провести очень простой опыт. Наблюдая за муравейником, можно сразу заметить, что от него идут во все стороны дорожки, по которым снуют муравьи одни бегают от гнезда в поиске корма, а другие возвращаются с добычей. Кроме того, они уничтожают слизней, повреждающих листву деревьев. А ещё эти труженики разносят семена трав и цветов. Роя подземные ходы, они рыхлят почву, перемешивают её, обогащая органическими удобрениями. Они вместо дождевых червей преобразуют почву. Рыжий лесной муравей съедает много насекомых, вредных для леса. Вокруг муравейника деревья более зеленые и более высокие, потому, что муравьи оберегают их от вредителей. За день гнездо муравьев уничтожает до 100 тысяч вредных насекомых. Присутствие в лесу муравьев – залог его здоровья, развития флоры и фауны. Муравьи очень полезные насекомые. Оберегая муравейники, мы сохраняем наши леса!