Этологические исследования рыжих лесных муравьев- Formika rifa в разных экологических условиях

- 18 -

13 открытая юношеская

научно-исследовательская конференции

имени С.С. Молодцова

Секция _____биология __________

Исследовательская работа

Этологические исследования рыжих лесных муравьев- Formika rifa в разных экологических условиях

Санникова Светлана,

7 а класс,

МБОУ «СОШ №26 с углубленным изучением отдельных предметов»,

г. Нижнекамск

Научный руководитель:

Ларина Светлана Вячеславовна,

учитель химии высшей квалификационной категории

Нижнекамск, 2015 г.

Оглавление

Введение...стр.3-4

1. Теоретическая часть

1.1 Этологические особенности насекомых…..стр 4-6

1.2.Взаимоотношения насекомых семейства муравьи с другими организмами…с.6

1.3. Роль насекомых семейства муравьи в биогеоценозе…..стр.7

1.4 Практическое значение насекомых семейства муравьи … стр.7-8

2.Экспериментальная часть

Экспериментальная работа №1 « Определить скорость обнаружения приманок муравьями и выявить их избирательность питания»..стр8-12

Экспериментальная работа №2 «Выяснить последовательную смену слоев муравейника»…стр12- 13

Экспериментальная работа №3 «Исследовать биотические взаимоотношения рыжих лесных муравьев одного и разных биотопов, а также симбиотические отношения с тлей»…стр 13-14

3.Выводы…стр 15

4.Заключение… стр16

5. Список используемой литературы..стр17

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. Куда бы мы не отправились – в лес, на луг, в болото – всюду встретим муравьёв. Наиболее известный всем вид - рыжие лесные муравьи, строящие муравейники из хвои и веточек. В европейской части страны обитает 40, а всего в мире насчитывается более 8 000 видов этих насекомых. И каждый их этих видов имеет свои особенности. Нас привлекает в муравьях прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. Муравьи относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабливаются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам. Муравьи — вечные строители. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложной и рациональной архитектоникой. Муравьям свойственно особое качество — «социальность», то есть обязательное существование только сообществами (семьями, общинами). Именно это качество позволило муравьям занять почетное место в мире беспозвоночных животных.

С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса. Еще в древних сказаниях, поэтических произведениях и даже в Библии уделялось внимание этим перепончатокрылым насекомым. Однако, несмотря на долгий период изучения муравьев, мы еще многого о них не знаем.

Цель работы: Провести этологические исследования рыжих лесных муравьев в разных экологических условиях.

Задачи:

1. Выяснить некоторые особенности рыжих лесных муравьев:

А) определить исследуемый объект до вида

Б) определить место нахождения и внешний вид муравейников

В) изучить состав строительного материала муравейников в разных биотопах и сравнить между собой

Г) определить скорость роста муравейников

Д) выявить благоприятную температуру для жизни имаго и развития личинок

2. Определить видовой состав пищевых объектов рыжих лесных муравьев и интенсивность их сбора в разных экологических условиях.

3. Изучить этологические особенности рыжих лесных муравьев в разных биотопах: А) проследить суточную активность муравьев разных биотопов

Б) Экспериментальная работа №1 « Определить скорость обнаружения приманок муравьями и выявить их избирательность питания»

В) Экспериментальная работа №2 «Выяснить последовательную смену слоев муравейника»

Г) Экспериментальная работа №3 «Исследовать биотические взаимоотношения рыжих лесных муравьев одного и разных биотопов, а также симбиотические отношения с тлей»

Время исследования: Исследование проводилось в районе 20 микрорайона, природный лес с 1 по 6 июля 2014 года через каждые 2 недели: 15, 29 июля, 12, 26 августа, 7 сентября (с 1июля по 7 сентября 2014 года)

Методы исследования: в работе использовались методы наблюдения, анализ, определение суточной активности муравьев, типов муравьиных троп, ботаническое описание лесного фитоценоза.

Научная новизна: данный вид исследований на территории 20 микрорайона г.Нижнекамска еще не проводился.

Практическая значимость: Проводимые исследования имеют практическую направленность. Нами не только исследуются экологические особенности рыжих муравьев, выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников. Данные представленные в работе могут быть использованы в учебных процессах в различных образовательных учреждениях биологического и экологического профиля.

1.Теоретическая часть

1.1 Этологические особенности насекомых.

В науке о муравьях — мирмекологии — собран огромный наблюдательный материал, описывающий особенности жизни муравейника.

Рыжие лесные муравьи Formica rifa — эффективные защитники лесных насаждений от листогрызущих вредителей, которые во время массового размножения составляют около 90% добычи муравьев. Иногда муравьи могут существенно снижать численность стволовых вредителей леса, содействуя, таким образом, приросту древостоя, повышая продуктивность охотничьих угодий и т.д.

В пределах семейства формицид наиболее простые социальные отношения характерны для так называемых низших муравьев. Они составляют три подсемейства Первое из них нотомирмеции включает единственный вид –нотомирмеция макропс, обнаруженный только в одном районе Австралии. Вид этот очень примитивен и по строению тела, и по поведению. Гнезда находятся в почве, простого устройства. Семьи моногинные, рабочих 50-70. Муравьи добывают корм по ночам, выходя из гнезда поодиночке. Они пугливы и не агрессивны хотя и обладают жалом. Подсемейство мирмеций, или муравьев-бульдогов, распространено в Австралии (более 120 видов), лишь один вид обитает в Новой Каледонии и один в Новой Зеландии. Это крупные, хорошо видящие и обычно активные в дневное время муравьи. Они довольно агрессивны и больно жалят. Стебелек брюшка состоит из двух члеников. Гнезда в почве, нередко весьма обширные. Колонии обычно полигинные, включают несколько сотен рабочих, редко не многим более тысячи. В обширном подсемействе понерин выделяется более 25 родов. Стебелек у них одночлениковый, но первый членик брюшка отделен от последующих перетяжкой, т.е. второй членик стебелька как бы намечен. К этому подсемейству относиться самый крупный известный муравей-диноптера гиганская, обитающая в Южной Америке. На юге европейской части РФ и на Кавказе в подстилке широколиственных лесов можно найти мелкую коричневую понеру европейскую. Хотя в целом понерины примитивны, отдельные их трибы и роды достигли довольно высокой социальной организации. Например, тропические муравьи рода сфинктомирмекс совершают организованные нападения на гнезда других муравьев, представляющих их единственную пищу.

В настоящее время известно около 6 тыс. видов муравьев, в действительности их существует в природе больше (ежегодно ученые-энтомологи открывают новые виды). В России обитает примерно 125 видов муравьев, из них самый обычный — рыжий лесной муравей, который населяет всю лесную зону.

Общеизвестны так называемые муравьиные кучи, имеющие вид беспорядочного нагромождения лесного мусора. Однако это ошибочное впечатление рассеивается при ближайшем рассмотрении куч. Изучение показало, что они являются жилищами муравьев, их гнездами, имеющими довольно сложное строение.Каждое гнездо состоит из двух частей — надземной и подземной. Надземная часть возвышается над почвой в виде кучки (купола или конуса) высотой до 1—1,5 м и шириной до 2—2,5 (в поперечнике у основания). Эта часть построена из хвоинок, чешуек древесных почек, кусочков коры, комочков почвы и различных растительных остатков. На поверхности кучи виден ряд отверстий, ведущих в подземную часть гнезда. Подземная часть состоит из внутренних помещений, занимающих более или менее глубокий слой почвы и представляющих целую систему галерей и камер в несколько этажей, соединенных между собой узкими ходами, пронизывающими весь муравейник. В больших муравейниках живет по нескольку десятков тысяч особей. Из года в год их число увеличивается за счет образования новых гнезд в соседстве со старыми, которые превращаются в целые муравьиные колонии, состоящие обычно из 10 — 15 гнезд. Нередки и одиночные муравьиные кучи.

В каждом гнезде население состоит из особей трех групп с различными функциями и особенностями строения: 1) рабочие муравьи мелких размеров (длина 4—9 мм), с сильными челюстями и большой головой; 2) более крупные самки (длиной 9— 11 мм) с толстым брюшком и 3) самцы с очень маленькой головой. Больше всего в гнезде рабочих муравьев. Это бескрылые, недоразвитые самки, выполняющие все работы по муравейнику. Главным орудием во всех работах им служат жвалы (грызущий аппарат верхних челюстей). Этим муравьям приходится не только добывать жвалами строительный материал для гнезда и пищу, но и ухаживать за личинками и куколками, перетаскивая их из одной камеры в другую, из нижнего этажа в верхний (в зависимости от изменения температуры и влажности).

Типичный муравейник, в котором обитает семейство рыжего лесного муравья, имеет сложное многокамерное устройство. В таком сооружении, возведенном на старом пне, могут жить до полутора миллионов муравьев.

1.2. Взаимоотношения насекомых семейства муравьи с другими организмами

Рыжие лесные муравьи являются "инженерной" группой в лесных биоценозах и оказывают существенное влияние на население беспозвоночных не только как активные хищники, но и как топические конкуренты хищных герпетобионтов, в частности, пауков и жуков. Пространственное распределение этих животных в значительной мере определяется расположением муравейников и сетью фуражировочных дорог, пронизывающих муравьиные территории В лесах численность муравьев на единицу площади велика, поэтому они оказывают большое влияние на лесные экосистемы. Их роль в биоценозах заключается в ускорении разложения растительных остатков, аэрации и улучшении водного режима почвы, обогащении ее гумусом и необходимыми для растений элементами питания: азотом, фосфором, калием, магнием и др. Муравейники используются для поселения ряда других животных. Муравьями питаются многие позвоночные, а их гнезда нередко служат местами зимних ночевок кабанов или "санитарными ваннами", "купаясь" в которых птицы очищают оперение от паразитов.

Многие виды муравьев "пасут" стада тли на стволах молодых растений или под землей - на корнях. Тля выделяет каплю медвяной росы, когда муравей щекочет ей брюшко. Муравьи добывают этот сахаристый раствор, наподобие того, как мы доим коров. Нет никаких свидетельств, что эти симбиотические отношения со временем эволюционировали. Кенигсбергское собрание окаменелостей, включающее более восьми тысяч образцов муравьев в янтаре, содержит несколько экземпляров, где муравьи доят своих "коров". Обычно муравьи не держат тлю прямо в муравейнике, а приходят в течение дня на ее пастбища, расположенные поблизости. Лесные муравьи могут собирать пищу всю ночь, покрывая расстояние более 100 метров и обходя до 65 видов тли. Процесс доения начинается с осмотра колонии тли для выбора подходящей "коровы". Затем муравей своими антеннами начинает поглаживать брюшко тли, при этом из ее анального отверстия выделяется капелька медвяной росы. У некоторых видов тли она удерживается кольцом волосков до тех пор, пока муравей не заберет ее (см. рисунок). У других видов не забранный остаток капельки втягивается назад, и выделяется опять, когда следующий муравей пощекочет брюшко тли. Излишек росы, который не забрал рабочий муравей, тля через некоторое время стряхивает с помощью третьей пары своих торакальных (грудноклеточных) ног. Тля отгоняет нежелательных посетителей, типа личинок божьей коровки, пачкая их восковым раствором из сдвоенных трубок, выступающих над брюшком. Иногда муравьи помогают тле при набеге грабителей, переводя ее в безопасное место.

1.3. Роль насекомых семейства муравьи в биогеоценозе

Интересный материал о поведении муравьев в периоды опасности можно получить при проведении следующих опытов.

1. Необходимо изготовить из картона фигуры различной формы (круги, треугольники и т. п.), цвета и размера. Далее, осторожно поднося эти фигуры к поверхности муравейника, нужно следить за изменением активности насекомых. Таким образом будут выделены закономерности реакций муравьев на определенные фигуры, что поможет выявить типы поведения этих насекомых в случае приближения к муравейнику различных врагов: птиц, млекопитающих и др. Не лишен смысла опыт с приближением к муравейнику предметов с гладкими, шероховатыми или ворсистыми поверхностями.

2. Рядом с муравейником следует установить железную или керамическую емкость, внутри которой нужно зажечь кусочек бумаги, ваты, пучок соломы и т.п. для создания небольшого задымления участка. Любые проявления активности следует подробно записывать, что позволит выделить закономерности защитных реакций муравьев на пожар.

3. На поверхность муравейника можно помещать капли различных жидкостей: воду, сладкий сироп, отвар различных видов растений, ароматические растворы и т.п. Реакцию муравьев на каждое вещество также следует подробно записывать.

1.4 Практическое значение насекомых семейства муравьи

Использовать муравьев в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды можно следующим образом. Вначале необходимо обследовать участки леса, луга, степи и пересчитать количество муравейников на определенной площади (к примеру, на 100 кв. м.) каждого из участков. Желательно учесть объемы надземной части муравейников или хотя бы их высоту и диаметр у основания. Сравнивая участки, на чистоту которых оказывают отрицательное воздействие промышленные предприятия, с экологически чистыми территориями, можно собрать материалы о влиянии на муравьев различных загрязнений. Анализ полученных данных позволит в дальнейшем определять степень чистоты исследуемой территории, исходя из количества и размеров муравейников. Изучение границ охотничьих территорий муравьев следует начать с поиска муравейника, расположенного на большом расстоянии от других гнезд этих насекомых. Лучше всего для исследования подходят гнезда крупных видов, таких, как рыжий лесной муравей, среднеспинки которых легче пометить цветным лаком для ногтей. После отлова и аккуратной окраски среднеспинки 30-50 экземпляров муравьев их следует отпустить и, через определенное время, исследовать окрестную территорию на расстоянии до 40 м от муравейника с целью обнаружения помеченных экземпляров. Для упрощения и ускорения опыта целесообразно расставить небольшие емкости со сладкими приманками (сахарный сироп, мед, варенье и т.п.) на различном расстоянии от муравейника с тем, чтобы учитывать в этих точках меченых муравьев. В случае, если на исследуемой территории расположено несколько гнезд муравьев, метить представителей каждой семьи нужно различным по цвету лаком. Описанный опыт позволит собрать материал о взаимоотношениях между отдельными семьями муравьев, а также о характере границ охотничьих территорий (четко очерченная или с пересекающимися участками). Можно также поискать связь между высотой и диаметром надземной части муравейника с площадью охотничьей территории. Изучение питания муравьев следует начинать с подсчета количества беспозво-ночных, перетаскиваемых в муравейник в качестве пищи. Для этого нужно распо-ложиться рядом с муравейником, наблюдать и записывать все случаи передвижения муравьев, несущих добычу по одной из дорог, построенных этими насекомыми. Даже кратковременные учеты (по 10 минут) утром, в полдень и вечером могут дать богатый материал о составе отлавливаемых муравьями беспозвоночных или иных пищевых продуктах, поступающих в муравейники, а также об их относительном количестве. В случае проведения планомерных учетов на муравьиных дорогах, ведущих в разные биотопы (опушка, лес, берег водоема и др.), количество и ценность собранных данных значительно возрастут. Для изучения сезонных изменений аппетита муравьиной семьи нужно в течение каждого из месяцев исследования выбрать период (2 - 3 дня), во время которого утром, в полдень и вечером необходимо проводить следующие учеты. На поверхность муравейника нужно поместить каплю сахарного сиропа, меда или варенья. Время, за которое сладкая капля будет съедена, характеризует степень аппетита муравьиной семьи.

2.Экспериментальная часть

Изучив научно- популярную литературу, я выявила следующие общие данные   о

муравьях. В мире известно около пятнадцати тысяч видов муравьев. Все они ведут общественный образ жизни, так как  муравьи живут общинами или колониями. 

Рыжий лесной муравей   относится к отряду перепончатокрылых, классу насекомых. Это самый обычный и часто встречающийся в России, он строит гнезда- муравейники высотой до 1 м.   Обитают рыжие муравьи в сосновых лесах возрастом свыше 40 лет. Их муравейники могут встречаться на открытых, хорошо прогреваемых полянах и опушках.

Экспериментальная работа №1 « Определить скорость обнаружения приманок муравьями и выявить их избирательность питания».

Измерили размеры муравейников разных биотопов ( на 1 июля 2014 года) и представили их в таблице №1

Таблица №1

Состав строительного материала муравейников:

- Чешуйки шишек сосны и ели

-Песчинки и комочки почвы

- Листовой опад

- Хвоя сосны и ели

- Почки древесной растительности

- Сухие веточки, побеги

- Кусочки коры деревьев

- Комочки смолы деревьев

Изучили значение и реакцию муравьев на каждое вещество:

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.

3. 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.

За 2 месяца наблюдений высота муравейника увеличилась, причем муравейник в лесу стал выше, чем высота муравейника на опушке леса. Наиболее крупный муравейник располагается с южной стороны дерева под дубами. Купол муравейника высокий и крутой. Его высота – 66,2 см (на 26августа). Пологая часть муравейника находится с южной стороны. Рядом с ним на расстоянии 4 м расположен еще муравейник, более низкий с высотой 62,2 см, но с таким, же крутым куполом.

Изменения высоты муравейников в лесу, на опушке леса ( с 1 июля по 26 августа)

Таблица №2

Муравейник как единый объект — в высшей степени рациональный и умелый «организм», который очень эффективно использует имеющиеся у него крайне ограниченные средства для поддержания жизнедеятельности. Он хорошо адаптируется не только к циклическим изменениям окружающей среды (смена времен года и времени суток), но и к ее случайным возмущениям (перемены погоды, повреждения в результате внешних воздействий и т. п.).

Показания температуры внутри муравейников.

Таблица №3

Все муравьи, обитающие у нас в стране, живут в гнёздах. Строят они их на земле. Снаружи их можно заметить по кучкам земли. Внутри подземная галерея ведёт к камерам, которые соединены между собой. Глубина гнёзд различна от 30 см до 2-х м. Купол гнезда состоит из веточек – у него защитная функция, он защищает от дождя, ветра, снега. Внутри купол состоит из крупных веток, там поддерживается постоянная t 26-28^оС. А зимуют муравьи в подземной части.

Оригинально решают муравьи проблему разогрева муравейника после зимы. Теплопроводность стенок муравейника очень мала, и естественный прогрев весною занял бы очень долгое время. Для ускорения этого процесса муравьи приносят тепло внутрь муравейника на себе. Когда начинает пригревать солнце и с муравейника сходит снег, его жители выползают на поверхность и начинают «принимать солнечные ванны» . Очень быстро температура тела муравья повышается на 10–15 градусов, и он возвращается обратно в холодный муравейник, согревая его своим теплом. Тысячи муравьев, «принимающих» такие «ванны», быстро поднимают температуру внутри муравейника .  

Видовой состав пищевых объектов рыжих лесных муравьев, доставляемых в муравейники за 10 минут, в разных биотопах

Таблица №4

Вывод: в естественных биоценозах, гнёздостроительная деятельность муравьев, имеет важное почвообразующее значение:

• Прокладывая ходы гнезда, муравьи рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растения. Кроме того, муравьи выделяют экскременты, заносят в гнездо различные органические остатки, и тем самым обогащают почву углеродом, азотом, калием, фосфором и многими микроэлементами, тем самым делая почву более плодородной.

• В гнездах формируется специфическая среда, которая способствует более быстрому разложению попадающих в гнездо растительных остатков, повышению биологической активности почв, т.к. при более высокой, чем в окружающей почве, температуре гнезда лучше развивается в муравейнике микрофлора - бактерий, грибы. Разложение ускоряется в десятки раз. Поэтому исследуемое гнездо рыжих лесных муравьев диаметром более 1 м является «фабрикой плодородия» и настолько мощной, что в состоянии оказать серьезное влияние на рост не только произрастающих непосредственно у муравейников трав и кустарников, но и деревьев, достаточно удаленных от муравейника.

Суточная активность исследуемых муравьев в разных биотопах ( в ясную солнечную погоду)

Таблица №5

Пик суточной активности муравьев приходится на полуденное время в ясные дни, когда лес прогревается. Так же муравьи постоянно просушивают свое жилье и не дают ему отсыреть.

Суточная активность муравьев зависит от температуры. По нашим наблюдениям муравейники просыпаются в основном, когда температура весной подходит к положительным отметкам. Именно тогда открываются ходы в муравейнике и начинаются появляться на куполе муравьи. Данная активность в дальнейшем нарастает и продлевается практически до конца сентября, начала октября. В зависимости от температуры в разные годы. Также мы заметили, что муравьи покидают муравейник только после того, как температура становится выше +5 градусов.

Экспериментальная работа №2 «Выяснить последовательную смену слоев муравейника»

Гнездо рыжих лесных муравьёв состоит из надземной и подземной частей. Надземная часть в хвойных лесах сооружается из хвоинок, в лиственных – из палочек и других мелких, но прочных растительных частиц. Сверху муравьи формируют покровный слой купола, защищающий муравейник от промокания во время дождей.

Купол, залитый ливнем, сохраняет прочность. В глубь гнезда вода, как правило, не проникает. После дождя всё сооружение приобретает на солнце новый запас прочности, так как кусочки строительного материала как бы спаиваются между собой.

Внутри муравьиной кучи растительный материал крупнее – палочки могут иметь различный размер, некоторые достигают длины 10см при толщине 5мм. Здесь из этих строительных материалов сооружается система ходов и камер, в которых выращивается молодь. Купол муравейника окружен земляным валом.

Муравейник не оканчивается в муравьиной куче. У него тысячи ходов под землёй. Эти ходы могут уходить на глубину 1-2м и заканчиваются широкими полостями. Одни используются как место свалки, в других развивается молодёжь, третьи служат местом зимовки муравьёв. Температура в таких полостях – зимовках не опускается зимой ниже +5 градусов. И когда наверху свирепствуют морозы, муравьям не страшно и не холодно в своем доме.

От крупных муравейников отходят хорошо заметные тропы, по которым от гнезда и к гнезду движется поток муравьёв. Кормовые тропы рыжих лесных муравьёв остаются постоянными, в результате у каждого муравейника возникает свой кормовой участок.

Для изучения терморегуляции внутри гнезда мы провели следующий эксперимент. Мы окрасили зеленкой (15июля) и раствором йода (29июля) часть купола муравейника. Рядом, на расстоянии около 1,5 метра от муравейника, насыпали ведро мелких веточек. На следующий день мы не обнаружили цвета на муравейнике. Высыпанные веточки рядом с муравейником не изменились. Это говорит о том, что муравьи все время перекладывают строительный материал муравейника с поверхности муравейника в нижние этажи. Скорее всего, это необходимо для того, чтобы в муравейнике не было сырости и внутренние камеры оставались сухими.

Смена слоев муравейника

Таблица №6

Экспериментальная работа №3 «Исследовать биотические взаимоотношения рыжих лесных муравьев одного и разных биотопов, а также симбиотические отношения с тлей»

В качестве эксперимента по изучению внегнездовой деятельности муравьев нами был проведен эксперимент по определению количественного учета истребляемых муравьями животных.

Для изучения количественного учета истребляемых животных необходимо было собрать добычу муравьев за 15 минут три раза в день (утром, в полдень и вечером) на одной из муравьиных троп.

Для выполнения экспериментов был выбран муравейник в лесу №1

Количественный учет истребляемых муравьями животных

Таблица №7

Из таблицы можно сделать вывод, что большинство истребляемых муравьями животных относится к вредным. Пик истребления животных приходится на полдень.

В муравейнике нет внутригнездовых приёмщиц, и фуражиры неспособны сообщать сестрам по гнезду какой и где их ожидает вокруг гнезда корм. В дни, когда гусениц много, охотники, подгоняемые наличием добычи, изо всех сил доволакивают её до порога дома, втаскивают на купол гнезда и, бросив здесь, спешат в обратный путь. Проходит час-другой и бывший поутру рыжим купол начинает зеленеть, а спустя какое-то время покрывается сплошным слоем убитых или только оглушенных ядом гусениц. Некоторые ещё словно шевелятся, или их сдвигают с места снующие вокруг муравьи.

Нам довелось один раз видеть порядочный по размерам купол муравейника от макушки до подножия, да и вокруг основания, сплошь засыпанный тысячами брошенных как попало трупов гусениц, что имеет представление о подлинных масштабах побоища, бесшумно совершаемого населением муравейника в летний день.

Все исследования внегнездовой жизни муравьев говорят о том, что муравьи полезные насекомые, так как основой их пищи являются вредные насекомые.

Эксперимент с подсадкой муравьёв из другого муравейника.

Мы подсаживали муравьев на тропу рядом с муравейником и на муравейник по 5 особей в каждом случае. Опознание чужака происходило только при непосредственном контакте особей (взаимное ощупывание усиками). Реакция муравья непосредственно вступавшего в контакт с чужой особью поддерживали 2-3 муравья находящихся непосредственно в близости от зоны конфликта. Чужая особь атаковала не всегда, в большинстве случаев ей давали удрать. Чужих муравьёв подсаженных на тропу атаковали и уничтожили в 8 случаев. В 20см от купола муравейника вне тропы, движение муравьев внешне более хаотичное, что до некоторой степени препятствует прямым контактам особей. Здесь было опознано и уничтожено 10% чужаков. При подсадке особей из другой семьи на купол муравейника процент убитых составило 50%.

Эксперимент с перемещением муравьёв с одной тропы на другую являлся контрольным по отношению к первому.

Мы взяли 5 муравьев с муравьиной тропы, которая ведет от муравейника, на него не нападают даже в том случае, если он взят очень далеко от муравейника. Это говорит о том, что муравьи отличают обитателей своего муравейника от пришельцев того же вида.

Эксперимент на общение усиками.

Взяв осторожно пинцетом одного из муравьев (рабочий муравей) и обмакнув его брюшко в корректирующую жидкость (штрих), отправила обратно на поверхность муравейника. Один из его сородичей заметил «незнакомца» и засуетился- побежал сообщать всем о возможной опасности, передавая информацию с помощью  заветных усиков, скрещивая свои усики с усиками сородича: информация была передана и несколько муравьев побежали к «мнимому врагу». Подбежав к нему, незнакомец сделал несколько движений  своими усиками и был узнан своими сородичами. После этого они подошли к пострадавшему и старательно стали счищать с брюшка это незнакомое белое вещество.

На садовых растениях муравьи появляются там, где завелась тля. Муравьи питаются сахаристыми выделениями тлей, защищают их, своих кормильцев, от хищных насекомых и паразитов, переносят тлей на соседние растения и тем самым способствуют улучшению их питания и расселению. Но этот вред от муравьев с лихвой окупается их полезной деятельностью. Муравьи способствуют опылению раноцветущих растений, когда в саду не хватает шмелей, пчел, ос. Они истребляют слизней, многих вредных насекомых, особенно их гусениц. Муравьи способствуют повышению плодородия почвы, увеличивая в ней запасы перегноя. Кроме того, муравьи являются кормом для многих птиц. Не истребляя муравьев (с помощью инсектицидов), их муравейники можно отвадить от садового участка. Надо полностью избавиться от тлей и червецов, опрыскивая деревья и кустарники различными средствами, например, растворами хозяйственного мыла, настоями трав. Можно попробовать отпугнуть муравьев, как это делают пчеловоды, раскладывая на участке свежую ботву полыни.

В ходе наших исследований мы определили, что рыжие лесные муравьи являются неотъемлемым звеном в экосистеме. Они являются основой биологического лесозащитного комплекса от насекомых-вредителей. Прокладывая свои гнезда, муравьи рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растений, обогащают почву углеродом, калием, азотом и другими элементами. Это подтверждается тем, что даже в хвойном лесу возле муравейников можно обнаружить не мхи и лишайники, а злаковые растения. Поэтому муравейники повышают продуктивность леса.

Выводы:

В ходе проведенного исследования мы изучили характер поселений рыжего лесного муравья в биоценозе леса и определили экологическое состояние леса:

1. Были исследованы 6 гнезд рыжих лесных муравьев. За 2 месяца наблюдений высота муравейников увеличилась, причем муравейник в лесу стал выше, чем муравейник на опушке леса.

2. Купол гнезда состоит из веточек – у него защитная функция, он защищает от дождя, ветра, снега. Внутри купол состоит из крупных веток, там поддерживается постоянная t 26-28^оС.

3. Пик суточной активности муравьев приходится на полуденное время в ясные дни, когда лес прогревается. Так же муравьи постоянно просушивают свое жилье и не дают ему отсыреть

4. Проведены эксперименты по изучению внегнездовой деятельности муравьев, которые заключались в учете истребляемых муравьями животных, суточной активности муравьев и изучении терморегуляции внутри гнезда, особенности строения муравейника рыжих лесных муравьёв, пищевой рацион рыжих лесных муравьев, активность перемещения муравьёв по тропам, оказана «социальность муравьев».

5. В естественных биоценозах, гнёздостроительная деятельность муравьев, имеет важное почвообразующее значение: прокладывая ходы гнезда, муравьи рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растения. Кроме того, муравьи выделяют экскременты, заносят в гнездо различные органические остатки, и тем самым обогащают почву углеродом, азотом, калием, фосфором и многими микроэлементами, тем самым делая почву более плодородной.

6. Все исследования внегнездовой жизни муравьев говорят о том, что муравьи полезные насекомые, так как основой их пищи являются вредные насекомые. Значит, муравьи являются биологическим оружием с вредными насекомыми.

Результаты исследований показали несомненно благоприятное влияние муравьев на окружающую среду. Мои маленькие открытия подтвердили многолетние исследования, описанные в литературе, которую я изучала. Проводимые исследования имеют практическую направленность. Мною не только исследуются экологические особенности рыжих муравьев, также выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение работы хотелось бы отметить, что рыжие лесные муравьи – основа для биологического лесозащитного комплекса. Они являются звеном регулирующим плотность большинства полезных насекомых. В результате прямого воздействия муравьев на лес сохраняется древостой и обеспечивается продуктивность леса.

Так как муравьи являются реальной основой для биологического лесозащитного комплекса, необходима охрана муравейников на исследуемой территории.

Данная работа вызвала огромный интерес, поэтому в дальнейшем планируется расширить работу по более полному изучению внегнездовой жизнедеятельности муравьев. Кроме этого хотелось бы попробовать расселить муравьев с целью увеличения количества муравейников на данном участке, чтоб улучшить экологическое состояние леса.

Таким образом, работая с лесными рыжими муравьями, мы убедились в их биосферной роли в поддержании устойчивости экосистемы леса, плодородия почвы и пришла к выводу, что их надо беречь и охранять. Нами составлены рекомендации по охране муравьев, которые мы пропагандировали среди учащихся школы

• Соблюдай правила поведения в лесу.

• Не разоряй муравейник - муравьи это санитары леса, они приносят много пользы

• Не оставляй в лесу мусор, в замусоренный лес ты не захочешь больше прийти, а кроме того:

оставленная мусор может загореться от ярких солнечных лучей и устроить пожар;

целлофан и полиэтилен долго не разлагаются.

• Не разжигай костёр вблизи муравейника.

• Не оставляй костёр не потушенным.

• Оставляй место своей стоянки в таком виде в каком ты хотел бы застать его в следующий свой приход.

Список используемой литературы:

1.Алехин В.В. Методика полевого изучения растительности. М.: 1993

2. Длусский Г. М. Муравьи рода формика. М.: Наука, 1997

3. Захаров А. А. Внутривидовые отношения у муравьев. М.: Наука, 2002

4. Сетров М. И. Организация биосистем. Л.: Наука, 1971.

5. Халифман И. А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1997.

Интернет-ресурсы:

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Formica_rufa

2. http://www.lasius.narod.ru/antGenera/1/formica_rufa.htm

3. http://www.referun.com

4. http://nsportal.ru