Рыжий лесной муравей - Образование Костромской области

Муниципальное общеобразовательное учреждение
Октябрьская средняя общеобразовательная школа
Мантуровского муниципального района
Костромской области
Школьное лесничество «Зелёный мир»
Рыжий лесной муравей
Выполнил: ученик 8 класса
МОУ Октябрьская СОШ
Чернышёв Вадим Сергеевич
Руководитель:
Смирнова Татьяна Валерьевна
2011 г
Оглавление
Стр.
1. Введение.
3
2.Методика исследования.
4
3.Результаты исследования.
3.1.Особенности строения муравьёв.
6
3.2. Особенности муравейника.
6
3.3. Кормовые дорожки муравьёв.
8
3.4. Значение муравьёв для экосистемы.
10
4. Выводы.
11
5. Заключение и перспективы
12
6. Список использованной литературы.
13
7. Приложения.
14
3
Введение
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.
Дистанция, разделяющая нас, огромна. Заботы этих хлопотливых
существ могут показаться некоторым просто недостойными серьезного
разговора. Но есть в этих заботах нечто такое, что заставляет посмотреть
на братьев наших меньших внимательнее и с уважением. И не потому, что
их все еще много вокруг нас, что они освоили большую часть суши и
почти везде стали самой сильной группой насекомых. Наверное, главное
не в этом, хотя во многих случаях интерес человека к муравьям
объясняется именно той важной ролью, которую играют муравьи в
природе.
Муравей – это самое одарённое животное. Кажется, будто, создавая их,
природа хотела дать наибольшее количество изобретательности
наименьшей массе материи. Даже сам человек находит в нем себе
соперника. Мы строим города, муравей – также; у нас есть слуги, муравей
их также имеет; мы держим домашних животных и он их имеет в лице
тлей, которые дают ему сахар; мы держим в ограде свои стада и он делает
то же со своими коровами-тлями; мы освободили своих рабов, а он
продолжает пользоваться рабством.
Муравьи привлекают наше внимание. Сложное и даже казалось бы,
осмысленное поведение этих насекомых вызывает изумление и
восхищение человека уже сотни лет. Только муравьи живут семьями в
несколько миллионов особей, прокладывают дороги, строят тоннели и
многоэтажные жилища, разводят грибы, и только среди них существует
4
«профессиональное» разделение: есть строители и няньки, охотники и
сторожа, носильщики и пастухи . Да разве можно перечислить все, что
выделяет муравьев из многомиллиардного царства насекомых! Наконец,
польза, которую приносят эти насекомые лесам, не ограничивается
уничтожением вредителей, они разносят семена растений, улучшают
качество почвы, насыщают ее питательными веществами.
Цель моей работы: выяснить особенности муравейника и значение
рыжих лесных муравьёв для экосистемы.
Для выполнения данной темы мы поставили следующие задачи:
- описать особенности строения муравьёв, проживающих в лесном
биоценозе;
- выявить особенности муравейника;
- изучить кормовые дорожки муравьёв;
- выявить значение муравьёв для экосистемы.
5
Методика исследования
Исследовательскую работу мы проводили летом 2010 и 2011 года на
территории смешанного леса в п. Октябрьский Мантуровского
муниципального района Костромской области.
При выполнении данной работы мы пользовались методами наблюдения и
сравнения. С помощью метода наблюдения изучали особенности строения
рыжего лесного муравья, жизнь муравьёв в муравейнике, а также пищевые
тропинки. Таблицы составлялись на основе данных, которые мы получили в
результате исследования. Метод сравнения позволил рассмотреть
и
сравнить особенности почвы рядом с муравейником и вдали от
муравейника, а также питание лесных рыжих муравьёв и помог определить
конечные результаты в данной работе.
В результате анализа литературных источников по биологии и экологии
мы познакомились подробно с внешним строением рыжего лесного
муравья, его питанием, формой купола муравейников [1],[2],[3],[4]
6
Результаты исследований
1.Особенности строения муравьёв.
Взяв муравья в руки и внимательно рассмотрев его в лупу, мы
увидели, что это муравей рыжий лесной (Formica rufa Linnaeus) и тело его
состоит из четырех подвижно сочлененных между собой отделов – головы,
груди, и брюшка. Рассмотрели грудь. Рассмотрев ноги, нашли бедро,
голень и лапку. Особи длиной около 7-14 мм, красно-бурого цвета, имеют
крупную голову, половину брюшка занимает кислая ядовитая железа,
окружённая мощным мускулистым мешком. При сокращении мышц яд
выбрасывается на расстояние до полутора метров. (Приложение Ι. Фото 1)
2. Изучили муравейник, его форму, строение. В ходе знакомства с
муравейником мы выяснили, что гнездо рыжих лесных муравьев состоит
из купола, внутреннего конуса, вала и подземной части со многими
стволами глубиной до 1-2 метров. (Приложение Ι. Рис 1). Внешняя часть
купола или покровный слой, уложен так плотно, что даже в самый
сильный дождь вода стекает с купола.Форма купола муравейников может
быть разной. Выделяют семь основных типов куполов: ПЛ – плоский; К –
конический; УК – усеченно-конический; СФ – сферический; ВК – высококонический с внешним ( ВШ ) и скрытым ( СК ) валом; СТ – столбчатый
купол со скрытым валом; Ш – шлемовидный. Строительного материала
покровного слоя купола муравейника может различаться по наличию
древесных пород: Е – ель; С – сосна; Б – береза; Ос – осина; Д – дуб.
Состояние гнезда может быть растущее, остановившееся в росте,
приходящее в упадок, разрушенное, поврежденное.
Найденные муравейники оказались конической формы . Наземная
конусовидная часть представлена мелким строительным материалом,
7
которая является черепицей, предохраняющей его от проникновения
дождевой влаги. Крупные строительные частицы внутри муравейника
выполняют роль каркаса. В качестве строительного материала муравьи
используют: веточки, стебли трав, кусочки мха и древесины, листья,
смолу, хвою, крылатки семян, шишки, почки, семена, сережки и т.д.
Веточки и стебли трав бывают мелкие, средние, крупные. Какие факторы
влияют на высоту и форму построек? У рыжих лесных муравьев
относительная высота куполов гнезд (отношение высоты к диаметру)
зависит от освещенности: в затененных местах купола в среднем
относительно выше, чем на освещенных.
Провели исследование муравейников. Первым исследовали самый
большой муравейник (Приложение ΙΙ фото 1). Для характеристики формы
и размера наших муравейников используем следующие параметры:
диаметр составил 2,1 м, а высота купола 1,30 м. Форма купола
конусовидная. В качестве строительного материала муравьи используют
веточки березы, ольхи, лиственницы; кусочки мха; листья близ растущих
деревьев; смолу; хвою лиственницы; семена растений; соплодия ольхи и
т.д. Почва возле и вдали муравейника оказалась слегка увлажнённой. Мы
это определили по основным признакам (Приложение ΙΙΙ табл.1) Почва
возле муравейников супесчаная (Приложение ΙΙΙ табл.2) Образец почвы
можно скатать в шнур, но при подсыхании он рассыпается. Почва возле
муравейников средне утоптанная, ножик входил в почву на глубину 6 см и
почва легко разламывалась (Приложение ΙΙΙ табл.3)
Влажным показателем состояния семей рыжих лесных муравьев является
температура во внутреннем конусе их гнезд. Муравьи поддерживают в
гнездах температуру. В тех случаях, когда численность муравьев мала, т.е.
в молодых и ослабленных семьях, температура в гнездах колеблется
8
вместе с изменением температуры воздуха. Муравьи из таких гнезд не
могут давать отводков или выращивать крылатых половозрелых особей.
Такие муравейники были найдены на данной территории. В более сильных
семьях муравьи разогревают гнездо весной, но если холодная погода
затягивается, гнезда вновь остывают и окончательно разогреваются только
с наступлением теплой погоды. Падает температура также и при
длительных летних похолодания. В таких муравейниках крылатые
половозрелые особи выводятся, но вылет их задерживается. И лишь те
семьи, в гнездах которых с весны до осени температура держится, могут
давать полноценное потомство. Температуру же они меряют усами.
Которые чувствуют перепад температуры всего в четверть градуса.
Поскольку тепловое ядро формируется в муравейнике на глубине 20-30
см от поверхности купола, мы использовали обычный спиртовой
термометр, но данные температурные показатели не являются точными.
Для тщательного измерения температуры необходимо использовать
электротермометр. Исследования проводились
на самых больших муравейниках из всей группы, данные наших
исследований занесены в таблицы (Приложение ΙV табл.1)
3. Изучение кормовых дорожек муравьёв.
Приглядевшись внимательней, к поведению муравьиного народца, мы
видим муравьиные дороги. Туда и сюда по ним снуют муравьи. Некоторые
из них тащат разные грузы – веточки и хвоинки, насекомых, пустые
коконы. Мы пронаблюдали, как один муравей тащит другого,
свернувшегося и поджавшего лапки и усики. От нашего муравейника
отходило несколько дорожек. С помощью метра мы измерили три
дорожки. Длина дорожки шедшей на восток была 70 метров, на юг – 65, а
9
дорожка направленная на юго-запад была 50 метров. С каждой дорогой
связана одна колонна муравьев. В каждой колонне есть все
«профессиональные» группы муравьев: строители, няньки, самки. Рабочие
колонны действуют на строго ограниченной территории – своем кормовом
участке. Каждый участок вытянут по радиусу вдаль от гнезда. У рыжих
муравьев дороги постоянны (известны такие дороги, которые не изменяли
направление и конфигурацию в течение полутора десятков лет). Мы
выяснили, что дороги играют в жизни муравьиной семьи важную роль.
Установили, что с помощью кормовых дорожек можно определить
границы кормового участка того или иного муравейника. Каждая колонна
имеет свою дорогу и свой кормовой участок, но если муравей одной
колонны перейдет на участок, принадлежащий другой и столкновения
между «хозяевами» и «гостем» не произойдет, то это родственники, их
объединяет запах, общий для муравьев данной семьи. Другое дело –
муравьи из разных семей. Каждая семья зорко охраняет свой кормовой
участок. Ведь от его размеров зависит главное условие жизни – количество
пищи.
Дороги служат также и для передвижения муравьев – сборщиков пади и
ведут к деревьям, на которых расположены колонии тлей. Эти дороги, как
правило, сравнительно короткие и узкие, но очень оживленные.
Большинство муравьев, идущих по ним к гнезду, имеют раздутое брюшко:
они несут запасы пади в гнездо.
Мы провели учет активности муравьев на дорогах и учет добычи,
приносимой муравьями в гнездо. Для этого мы, на кормовой дорожке, не
ближе 2 м от гнездового вала, выбрали чистый, хорошо просматриваемый
участок. После этого, подождали несколько минут, чтобы муравьи
успокоились. Поперек дороги положили тонкую веточку. Это была
10
контрольная линия. Каждый час, в течении 5 минут мы подсчитали число
муравьев, пересекающих контрольную линию. В дневнике отмечали не
только количество муравьев, но и количество единиц добычи (насекомых,
семена и д.р.). Результаты занесены в таблицы (Приложение V табл.1, 2, 3)
4. Значение муравьёв для экосистемы.
Растения – лесные великаны, тоже заинтересованы в помощи муравьев.
Если рассмотреть ствол дерева к которому прижался муравейник, то
заметим сплошные сплетения из корешков этого дерева. Муравьи между
корнями устраивают свои галереи, а по ним воздух и влага лучше
поступают к корням дерева. Поэтому дерево выглядит лучше чем
соседние. Муравьи — один из основных компонентов большинства
наземных биоценозов. Это объясняется сравнительно крупными размерами
этих насекомых, многочисленностью их семей и тем, что многие виды
строят хорошо заметные купола из растительных остатков. Таким образом,
в лесных сообществах Formica являются важным фактором,
регулирующим численность вредителей. Немаловажное значение имеет
почвообразующая деятельность муравьев, что, в свою очередь,
способствует повышению устойчивости лесных насаждений.
Таким образом, роль муравьев рода Formica в природе сложна и
многообразна.
11
Выводы
Природа открыла нам много интересного из жизни муравьев. Мы
узнали, как и из чего строятся муравейники, каковы условия обитания
муравьев, какие взаимоотношения складываются внутри муравейника.
Научились проводить наблюдения за муравьями, знаем как правильно
определить активность муравьев, следить за движением муравьев по
дорожкам, выяснили их роль в природе.
Значение муравьев в природе и жизни человека огромно: они участвуют
в распространении семян, за один день муравьиные колонии может
уничтожить один килограмм насекомых; велика их роль в
почвообразовании – проделывая ходы под землей, муравьи способствуют
проникновению в почву воды и воздуха, необходимые растениям,
участвуют в возобновлении леса. Лес здоров, если на каждый гектар
приходится по крайне мере 4 муравейника. Установлено, что если бы леса
остались бы без муравьев, то урон, нанесенный вредителями мог бы
сравниться с пожаром. Муравьи часто спасают лес от пожара. Они быстро
гасят непотушенную спичку или окурок, брошенного около муравейника.
12
Заключение и перспективы
Исследовать муравейники мне очень понравилось. Как много делают
эти маленькие существа? Нам стоит продолжить знакомство и с
муравьями и их муравейниками, чтобы выяснить, как муравьи регулируют
температуру в куполе гнезда, как муравьи находят добычу, почему данная
территория способствует увеличению количества муравейников.
В
этом году мы с членами нашего школьного лесничества «Зелёный мир»
огородили 19 муравейников на территории парка, где я проводил
исследования, т.е стараемся осуществляем природоохранную деятельность
(Приложение VI)
В дальнейшем мы планируем: провести учёт и взять под охрану
муравейники, которые ещё не учтены, вести активную разъяснительную
работу среди населения по сохранению данной территории.
13
Список использованной литературы
1. Большая энциклопедия знаний/ Пер. с англ. Бельченко И.К,Кузнецовой
А.И.- М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2008
2.Колвин Л, Спиэр Э.Живой мир. – М.: РОСМЭН, 2006
3.Лагутенко О.И.Естествознание с основами экологии. Экскурсии в
природу.-СПб.: Просвещение, 2006
4. Травникова В.В.Биологические экскурсии.- СПб.: Паритет,2002
Приложение Ι
Фото 1. Рыжий лесной муравей
Рис. 1.Схема гнезда рыжих лесных муравьев, состоящем из четырех
секций. I - гнездовой вал, II - поверхность купола. III - внутренний конус,
IV - кормовая дорога.
Приложение ΙΙ
Самый крупный муравейник
Приложение ΙΙΙ
Таблица 1. Степень увлажнённости почвы
Степень
влажности
Сухая
Признаки
Почва похожа на пыль; не холодит руку; присутствие влаги
не ощущается
Слегка
Почва холодит руку; не похожа на пыль; при подсыхании
увлажненная немного светлеет
Влажная
Почва при подсыхании светлеет и сохраняет полученную
форму; при сжимании комочка земли рука ощущает влагу;
фильтровальная бумага, положенная на почву становится
влажной.
Сырая
Почва при сжимании в руке превращается в тестообразную
массу; вода смачивает руку, но не сочится между пальцами.
Мокрая
При сжимании в руке из почвы выделяется вода,
просачивающаяся между пальцами.
Таблица 2. Механический состав почвы
Механический
состав
Песчаная
Супесчаная
Суглинистая
Глинистая
Признаки
Шнур не образуется.
Шнур образуется, но при подсыхании рассыпается.
Шнур образуется, при скручивании в кольцо
растрескивается.
Шнур хорошо скручивается в кольцо, не рассыпаясь и не
растрескиваясь.
Таблица 3. Степень утоптанности
Степень утоптанности
1. Очень плотная
2. Средне уплотненная
3.Слабоуплотненная
Признаки
Лопата или нож при сильном ударе
входят в почву на глубину не более
1 см
Лопата или нож при ударе входит
на глубину 2-3 см, почва
разламывается руками
Лопата ил нож при ударе входят на
глубину 5-6 см почва легко
разламывается руками.
Приложение ΙV
Таблица 1. Признаки исследования первого муравейника
Признаки
Форма купола
Температура
Влажность почвы
Механический состав
почвы
Степень уплотнённости
Показатели возле
Показатели вдали
муравейника
муравейника
Коническая
23с
Слегка увлажнённая
Супесчаная
19с
Слегка увлажнённая
Супесчаная
Слабо уплотнённая
Средне уплотнённая
Таблица 2. Признаки исследования второго муравейника
Признаки
Показатели возле
муравейника
Коническая
22с
Слегка увлажнённая
Супесчаная
Форма купола
Температура
Влажность почвы
Механический состав
почвы
Степень уплотнённости Слабо уплотнённая
Показатели вдали
муравейника
19с
Слегка увлажнённая
Супесчаная
Средне уплотнённая
Таблица 3. Признаки исследования третьего муравейника
Признаки
Форма купола
Температура
Влажность почвы
Механический состав
почвы
Степень уплотнённости
Показатели возле
Показатели вдали
муравейника
муравейника
Коническая
23с
Слегка увлажнённая
Супесчаная
19с
Слегка увлажнённая
Супесчаная
Слабо уплотнённая
Средне уплотнённая
Приложение V
Таблица 1. Активность и добыча муравьёв на кормовой дорожке у 1
муравейника
Врем Количеств Количеств Добыч Добыч Добыч Добыч Добыч
я
о шедших о шедших а 2-3
а
а 5-7
а 8-10 а 10к
от
мм
5 мм
мм
мм
15 мм
муравейни муравейни
ку
ка
13:00 172
176
6 шт
3 шт
4 шт
4 шт
6 шт
14:00 137
148
4 шт
3 шт
2 шт
5 шт
7 шт
15:00 162
141
5 шт
3 шт
3 шт
4 шт
5 шт
Гусеница, остаток мотылька, муравей, муха, паук, листочек, почка, кусочек
коры, нога кузнечика, паук, листочек брусники,
Таблица 2. Активность и добыча муравьёв на кормовой дорожке у 2
муравейника
Врем Количеств Количеств Добыч Добыч Добыч Добыч Добыч
я
о шедших о шедших а 2-3
а
а 5-7
а 8-10 а 10к
от
мм
5 мм
мм
мм
15 мм
муравейни муравейни
ку
ка
13:00 122
136
5 шт
3шт
4 шт
5 шт
7 шт
14:00 116
141
3 шт
2шт
2 шт
3 шт
7 шт
15:00 135
114
4 шт
3шт
3 шт
4 шт
6 шт
Муха, листочки растений, почка, кусочек коры, паук
Таблица 3. Активность и добыча муравьёв на кормовой дорожке у 3
муравейника
Врем Количеств Количеств Добыч Добыч Добыч Добыч Добыч
я
о шедших о шедших а 2-3
а
а 5-7
а 8-10 а 10к
от
мм
5 мм
мм
мм
15 мм
муравейни муравейни
ку
ка
13:00 193
186
7 шт
4 шт
4 шт
4 шт
6 шт
14:00 157
148
6 шт
5 шт
5 шт
5 шт
7 шт
15:00 173
161
4 шт
6 шт
3 шт
4 шт
5 шт
Гусеница, муравей, муха, почки, кусочек коры, паук, листочки растений
Приложение VI
Огораживание муравейников