Тайны муравейника

Муниципальное автономное

Общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 4»

Исследовательский проект по окружающему миру

Тайны муравейника

Выполнил: Жученя Матвей 3 класс

Руководитель: Маева Светлана Анатольевна

Миасс 2022 г.

Оглавление

Введение 4

Глава I. Кто такие муравьи? 7

1.1. Общие сведения о муравьях 7

1.2.Особенности строения муравьев 8

1.3.Муравьи - социальные насекомые 11

Глава II. Как устроено муравьиное общество 13

2.1. Профессии муравьёв 13

2.2. Как устроен муравейник 15

2.3. Роль муравьев в экосистеме леса 17

2.4. Моя муравьиная ферма 18

Заключение 21

Список литературы 22

Введение

«Ознакомившись с жизнью муравьев, невозможно

не испытать сильнейшее удивление и замешательство»

П.Д.Успенский

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. Кто скажет, какие насекомые на Земле самые многочисленные? Да, конечно же, это – муравьи. Они такие разные: маленькие, едва заметные глазом, крупные – до сантиметра длиной, светло – жёлтые, коричневые, чёрные, рыжие, красные, с пятнышками и полосками.

Муравьи – древнейшие на Земле существа. В кусках янтарной смолы, окаменевшей миллионы лет назад, находят муравьев, ничем не отличающихся от тех, что мы видим сегодня. Они 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 играют важную роль в жизни лесов, садов и парков. На хищничестве муравьев основана борьба с листо - и хвоегрызущими вредителями леса, для чего искусственно расселяют некоторые виды рыжих лесных муравьев. В лесах умеренного пояса они перемещают и дренируют грунт не меньше, чем земляные черви. Сейчас очень много говорят о проблемах загрязнения окружающей среды, о применении огромного количества химических веществ. На фоне повсеместного загрязнения среды очень актуальным становится вопрос об уменьшении применения химикатов, о широком применении биологических способов борьбы с вредителями растений. Муравьи как санитары леса выходят в этом случае на передний план.

В мире известно около пятнадцати тысяч видов муравьёв, и каждый из них отличается не только строением тела, но и образом жизни. Муравьи – вечные строители. Большинство муравьёв делают муравейники в земле, немногие селятся в стволах деревьев, строят гнёзда из пережеванной древесины, и т. п. Муравьи – хищники, истребляют насекомых или питаются их трупами. Кроме того, важное подспорье в питании муравьёв – сладкие выделение тлей, которых муравьи всячески опекают и оберегают от врагов. Лишь немногие муравьи всеядны.

Жизнь муравьёв очень сложна, их поведение зависит от массы разнообразных инстинктов. У муравьёв хорошо развита сигнализация, разделение труда, существует определенный распорядок жизни. Какая особенность поведения и жизнедеятельности муравьёв помогла им достичь столь высоких результатов в своём развитии? Мною было проведено анкетирование учащихся класса, которое показало уровень знаний ребят по данной теме.

Актуальность. Знания учащихся о муравьях недостаточны. Из-за этого складывается неправильное представление о них. Это пренебрежительное отношение со стороны человека может погубить муравьёв. Данная работа будет полезна учащимся начальной школы, так как её рассмотрение поможет повысить интерес к изучению муравьёв, привить любовь к природе и бережному отношению к ней.

Цели исследования:

• Изучение строения муравьев-жнецов.

• Всестороннее изучение жизни муравьиной семьи, особенности поведения муравья.

• Влияние муравьев на экологическую обстановку в лесу.

• Формирование интереса и уважительного отношения к муравьям со стороны сверстников.

На пути к достижению цели я должен решить ряд задач:

• Изучить литературу о муравьях и их разновидностях.

• Узнать кто такие муравьи: как они выглядят, какое у них строение тела.

• Изучить какие муравейники строят муравьи, и какие выполняют функции в нем.

• Проанализировать какую пользу приносят муравьи растениям и человеку.

• Научиться представлять результаты поиска и обобщения информации в различных видах (фотоотчет, презентация).

В работе использовались методы: наблюдение (летом в естественных условиях); метод индукции: от частного к общему; возможно большего числа сведений о муравьях, получаемых из максимального количества источников;

Объект исследования: Муравей-жнец . Предмет исследования: Жилище муравьев.

Теоретическая значимость: Теоретическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что в ней непосредственно доказано, что муравьи – это не только уникальные насекомые, но и великое благо для здоровья лесов, они нуждаются в бережном отношении и охране.

Практическая значимость: Практическая значимость работы состоит в том, что она может быть использована младшими школьниками для повышения образовательного уровня при изучении тем по окружающему миру.

Глава I. Кто такие муравьи?

1. Общие сведения о муравьях

Кто такие муравьи? В результате изучения литературы и просмотра видеоматериалов, я узнал, что муравьи – древнейшие на Земле существа. Они появились на Земле более 100 млн. лет назад, без труда пережили динозавров, были свидетелями зарождения нашей цивилизации. Это доказали палеонтологи по находкам муравьев (ничем не отличающихся от тех, что мы видим сегодня) в окаменевшей смоле – янтаре (фото 1).

1. Муравей в янтаре

Изучив научно-популярную литературу, я выявил следующие данные о муравьях. В мире известно около пятнадцати тысяч видов муравьев. Все они ведут общественный образ жизни, так как живут общинами или колониями. Среди муравьев есть и хищники, и поедатели семян, и грибоеды. Рыжий лесной муравей -Formica rufa (Фото 2) относится к отряду перепончатокрылых, классу насекомых. Это самый обычный и часто встречающийся в России, он строит гнезда - муравейники высотой до 1 м. Муравьи обитают в хвойных, смешанных и лиственных лесах возрастом свыше 40 лет, хотя одиночные гнезда встречаются на территориях с густым подлеском. Их муравейники могут встречаться на открытых, хорошо прогреваемых полянах и опушках.

2. Formica rufa

1.2.Особенности строения муравьев

Размеры тела от 0,8 до 30 мм. Окраска от светло-жёлтой до черной. Хитиновый наружный скелет служит основой, к которой прикрепляются поперечнополосатые скелетные мышцы. Дыхательная система муравьев, как и у подавляющего большинства других насекомых, трахейная. Трахеи открываются наружу дыхальцами, или стигмами. Гемолимфа («кровь») муравьев — бесцветная жидкость. Она циркулирует по телу насекомого благодаря работе спинного сосуда («сердца») — мускулистой трубки, проходящей вдоль всей спинной поверхности тела. Органы пищеварения у муравьев разделяются на предротовую камеру и собственно пищеварительный тракт. Предротовая камера – служит приемником для жидкой и полужидкой пищи. В ней происходит «сортировка» пищи – всё съедобное попадает в рот, а несъедобные частицы выделяются в виде комочков, имеющих форму камеры. Пищеварительный тракт состоит из переднего, среднего и заднего отделов. По образному выражению, зоб – это «общественный желудок» муравьев. Пища, хранящаяся в нем, распределяется среди всего населения гнезда.

Зрение у муравьёв развито слабо, а обоняние, вкус и осязание – хорошо. Запах, муравьи воспринимают жгутиком усиков. Муравьи великолепно различают тончайшие оттенки запаха, непостижимые для нас. Органы вкуса муравьев расположены на жгутиках усиков, на нижней губе. По запаху они определяют своих, от чужих. По запаху они и находят дорогу к своему муравейнику. Пахучее вещество получило название феромон. У муравьёв их довольно много. Одни феромоны служат сигналом тревоги, другие заставляют чистить муравейник, ухаживать за царицей, воспитывать потомство. Развиты у муравьев и ядовитые железы, выделяющие муравьиную кислоту.

Строение муравья (фото 3).

1. Мозг, состоящий примерно из 500 тысяч нейронов.

2. Кишечник.

3. Стебелек - узкая часть тела, соединяющая грудь с брюшком и придающая гибкость движениям насекомого.

4. Метаплевральная железа. Вырабатывает антибиотики, защищающие муравья от бактерий.

5. Нервная система. Состоит из трех грудных и нескольких брюшных ганглиев.

6. Зобик. Содержит жидкую переваренную пищу, которую муравей отрыгивает и передает другим членам колонии в процессе трофаллаксиса - обмена пищей.

7. Хитиновый экзоскелет. Защищает тело, обеспечивает его прочность и служит опорой для мышц.

8. Жало. Имеется не у всех видов.

9. Дюфурова железа. Вырабатывает феромоны, которые служат сигналами для муравьев, идущих по следу.

10. Нога, состоящая из пяти отделов.

11. Ядовитая железа. У рыжего муравья выделяет муравьиную кислоту, у некоторых других видов - парализующий яд.

3. Строение муравья

12. Желудок.

13. Глаз. Острота зрения у разных видов различна. Некоторые видят предметы, удаленные на сотни метров, другие виды почти слепы.

14. Мандибулярная (челюстная) железа. Выделяет феромоны тревоги при нападении хищника или появлении чужаков.

15. Шпора на ноге для чистки антенн.

16. Коготки. Их два на каждой лапке, между ними подушечка, выделяющая клейкую жидкость, которая позволяет муравью ходить по гладким или наклонным поверхностям.

17. Антенны, с помощью которых муравей получает информацию о запахе, вкусе, химическом составе, текстуре различных предметов и обменивается ею с собратьями .

18. Постфарингеальная (заглоточная) железа. Здесь производятся и хранятся жиры, предназначенные для кормления личинок.

19. Жвала. Служат для захвата и пережевывания пищи, а также как оружие.

1.3.Муравьи - социальные насекомые

Все муравьи – общественные насекомые, живущие семьями. Число особей может колебаться от нескольких десятков до нескольких миллионов. Семья муравьев — многолетнее, четко организованное сообщество индивидов, состоящее из половых особей (самцов и самок), а также рабочих муравьев, которые являются недоразвитыми, бесплодными в обычных условиях самками. Роль самцов сводится к оплодотворению молодых крылатых самок. Самцы обычно появляются в муравейнике незадолго до брачного лета и вскоре после спаривания погибают. Муравьиные самки долгожители в мире насекомых, продолжительность их жизни до 20 лет.

Общество муравейника можно разделить на группы:

Муравьиная семья
Член семьи	Особенности и роль
Матка	Бескрылая самка. Роль заключается в кладке яиц.
Самец	Крылатые особи. Роль заключается в оплодотворении самок. После спаривания погибают.
Рабочий муравей	Бескрылые особи, бесплодные самки. Роль заключается в чистке муравейника, собирании корма, уходе за царицей и личинками, охране муравейника от врагов.

Муравьи уникальны: могут переносить груз в сто раз превосходящий их собственный вес, могут висеть вниз головой на гладком стекле, выдерживать чудовищные перегрузки. Они потребляют огромное количество пищи и перемещаются на большие расстояния. Каждый муравей обладает немалой силой, а действуя сообща, они превращаются в суперцивилизацию.

С первого взгляда может показаться, что в муравейнике царит хаос и беспорядок. Но присмотревшись внимательно, становится понятным, что каждая особь муравьиной общины занята своим делом. Учёные, исследуя жизнь муравьев, выяснили, что у них, как и у людей, разные характеры, привычки и психические склонности. Одни безынициативны, другие любопытны, есть смелые и агрессивные. Некоторые могут подолгу выполнять одну и ту же работу, другие не прочь поискать приключения. Эти насекомые любят не только работать, но и отдыхать. Четверть своего времени они тратят на уход за собой (гигиенические процедуры). Спят муравьи тесно прижав конечности к туловищу. Проснувшись, они потягиваются и зевают словно люди. Не прочь муравьи и развлечься. Иногда они играют в игру, похожую на салочки.

4. Ломехуза

Было бы прекрасно, если бы все развлечения муравьев были так невинны. Но, к сожалению, насекомые иногда пьянствуют. Когда в муравейник пробирается жук – ломехуза (фото 4) , он спаивает муравьёв своими эфироподобными выделениями. У пьяных муравьев падает чувствительность, они бросают работу, начинают холить и лелеять жука, пока тот поедает муравьиные куколки и личинки, на что муравьи не обращают никакого внимания. Постепенно муравейник вымирает. После изучения литературы по данному вопросу, я пришел к выводу,что несмотря на внешнее различие, муравьи очень похожи на нас, людей.

Вывод по I Главе: Муравьев издавна считают мудрецами. В Киргизии много лет тому назад человек, который задумал доброе дело, шел ночевать к муравейнику – это сулило удачу. Муравьи очень уникальные насекомые. Оберегая муравейники, мы сохраняем наши леса!

Глава II. Как устроено муравьиное общество 2.1. Профессии муравьёв

Продолжая изучать различные источники информации, я сделал для себя открытие, что у муравьёв, также, как и у людей есть «профессии». Например, в муравейнике есть свой детский сад, в котором работают няньки и воспитатели. Они ухаживают за яйцами, личинками и куколками, а также регулярно выводят маленьких муравьишек на свежий воздух. Еще в муравейнике есть свои больницы, где работают врачи, например, хирурги. И в случае, если кто-то из жителей повредил себе конечность, то хирурги ампутируют (отгрызают) её.

Есть муравьи, которые строят, чистят и защищают муравейник – это рабочие муравьи. Чистят муравейник санитары, а защищают от врагов солдаты. Они охраняют входы в муравейник от непрошенных гостей и при любой опасности готовы ринуться в бой с врагами. Самые смелые и оживленные муравьи становятся разведчиками и охотниками. Они и прокармливают все многотысячное семейство. Есть в жизни муравьев и «сельскохозяйственные» профессии. Многие виды освоили «скотоводство». Как и человек, муравьи, единственные из животного мира занимаются выращиванием домашних животных. В муравейнике есть специальный коровник. Конечно, в нем живут не настоящие коровы, а тли. Тля - тоже насекомое, которое, к радости муравьев, выделяет сладкое вещество. Муравьям оно очень нравится. Как люди разводят и ухаживают за коровами, так муравьи-пастухи заботятся о тлях. Весной они выводят из муравейника целые стада «муравьиных коров» и ведут их на «пастбища». Муравьи пасут тлей на близрастущих растениях, оберегают их. Есть среди муравьев фермеры. В своих муравейниках они выращивают грибы. Есть муравьи, которые запасаются урожаем, который потом сушат и хранят, а когда приходит время – перемалывают семена в муку и скармливают личинкам.

Кроме этого, у муравьев есть еще одна очень интересная профессия. Сначала маленькое насекомое «загорает» на солнышке на протяжении десяти минут, после чего бежит внутрь муравейника, чтобы передать ему свое тепло. Есть в муравейнике свои «пенсионеры». Пожилые мудрецы трудятся наверху своего домика в качестве наблюдателя.

2.2. Как устроен муравейник

Я выяснил, что муравейник – это многоэтажный дом с множеством квартир, теплый, уютный, с хорошей вентиляцией, с кладовочками, со спальнями, с детскими комнатами, с мусоросборником и туалетом. Есть специальная зимняя спальня. Взрослые муравьи проводят зиму в этом помещении. В хлебном складе муравьи хранят зерна. В мясную кладовку они приносят гусениц и другую добычу.

Муравьи содержат свои дома в идеальной чистоте. Все входы и выходы пропускают свежий воздух вглубь муравейника. Все эти входы и выходы охраняются муравьями-солдатами. Сверху муравьи делают на муравейнике покрытие из иголок и веточек. Оно защищает жилище от превратностей погоды, ремонтируется и обновляется рабочими муравьями.

В результате своего исследования я выяснил, что муравейник – это не просто гора земли, покрытая сверху веточками, а сложнейшее инженерное сооружение (фото 5).

Муравейник в разрезе

5.Муравейник в разрезе

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.

2.3. Роль муравьев в экосистеме леса

Часто гуляя по лесу можно увидеть разрушенные муравейники. А все ли знают, что муравьёв называют «санитарами леса»? Изучая материал по теме проекта, я узнал, что, являясь хищниками, муравьи съедают много насекомых, вредных для леса. Наверное, поэтому вокруг муравейника деревья более зеленые и высокие. Ученые говорят, что за день гнездо муравьев уничтожает до 100 тысяч вредных насекомых. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения ее воздухом.

Тысячами незримых переплетенных нитей они связаны с другими живыми существами. В природе муравьиные гнезда используют кабаны и различные птицы в качестве «санитарных ванн», очищаясь таким образом от паразитов. Эти «ванны» освобождают птиц и животных от паразитов и, возможно, укрепляют здоровье – ведь лечат же ревматизм муравьиной кислотой!

2.4. Моя муравьиная ферма

5.Заселение колонии муравьев

Занимаясь изучением муравьев, я наткнулся в интернете на сайт https://antplanet.ru. Там предлагалось поселить у себя дома небольшую колонию муравьев, наблюдать за жизнью насекомых и воочию следить за развитием и ростом колонии. Что я и сделал. Заказав с родителями формикарий, я заселил муравьев (фото 5). Заселение - процесс важный и длительный, может уйти не один день, поэтому нужно быть терпеливым и внимательным. Вначале пробирку-инкубатор нужно положить на арену, и открыть ватку-затычку. В течение нескольких часов после этого муравьи изучат новую для себя территорию. Колония сама выберет для заселения камеру, и тогда перенесёт туда всё необходимое. Другие камеры будут заниматься по мере роста колонии.

Прежде, чем приступать к кормлению, необходимо ознакомиться с особенностями вида муравьев. Например, моим жнецам противопоказаны сахаросодержащие продукты, но зато для них замечательно подходят мелкие семена растений. Годовой запас семян шел в комплекте к ферме. Так же жнецам для более быстрого роста и появления крупных солдат можно давать вареный картофель или вареные крупы. А также можно давать вареное мясо и печень курицы, мёртвых кормовых насекомых. Размер кусочка должен быть больше прохода в камеры, чтобы муравьи не занесли его внутрь системы ходов.

В каждой ферме есть специальная камера для увлажнения. С помощью пипетки или шприца нужно переодически заливать в камеру 1,5 мл воды. После этого гипс должен сменить цвет с белого на серый. Через несколько дней, когда гипс начинает белеть, процедура повторяется (фото 6) . В зависимости от вида муравьёв, необходимо поддерживать разный уровень влажности в формикарии. Только правильный режим увлажнения создаст комфортные условия для разведения потомства и развития вашей колонии.

Очень многое зависит от расположения фермы. В целом, поставить её можно в любом месте, если соблюдать следующие правила:

6. Увлажнение формикария

- избегайте попадания на ферму прямых солнечных лучей;
- не ставьте ферму близко к настольной лампе;
- не допускайте перепада температур ;

- не ставьте ферму возле источников сильного шума.

Необходимо убирать с арены мусор, который выносят муравьи. Сделать это можно с помощью небольшой лопатки. Комфортная температура для содержания жнецов - от 23 до 28 градусов. Наиболее подходящая температура для более быстрого развития - около 25 градусов тепла. Запрещено протирать ферму спиртосодержащими жидкостями.   

  Наблюдать и любоваться своими питомцами можно в любое время суток, но лучше не тревожить обитателей колонии резким светом и тряской. Дополнительный стресс может негативно отразиться на скорости развития муравьев, а в редких случаях может довести её до гибели, если их беспокоить слишком часто.

7. Моя "Цивилизация"

Моя «цивилизация» живет по сей день. Численность колонии насчитывает около 20 особей (фото 7). И она продолжает расти- появляются новые яйца.

Вывод по II Главе: Понимая важность этих насекомых в сохранении экосистемы леса, люди должны охранять муравейники. Муравейники не должны гибнуть при вырубке леса, их не должны варварски разорять люди!

Заключение

Мой проект назывался «Тайны муравейника». Цель, которую я себе поставил, мною достигнута: я теперь знаю, что муравьи - общественные насекомые и жизнь муравьёв имеет поразительное сходство с жизнью людей. Я узнал о составе муравьиной семьи, о том, что несмотря на кажущийся хаос, в муравейнике царит строгий порядок: каждый муравей занят своим делом. У муравьёв есть свои «профессии», которые очень похожи на профессии людей. Также я узнал, как устроен муравейник внутри. Теперь я понимаю, почему муравьев называют «мудрыми строителями». В ходе работы над проектом, я понял исключительную роль этих насекомых в сохранении экосистемы леса. Ведь они являются естественными защитниками леса от вредителей и болезней.

Список литературы

1. Алексеев В.А. 300 вопросов и ответов о насекомых.–Ярославль: Академия развития, 2007.

2. Длусский Г.М., Букин А.П. Знакомьтесь: муравьи! – М.: Агропромиздат, 2009.

3. Захаров А.А. Муравей, семья, колония. - М.: Наука, 2008.

4. Тарабарина Т.И., Соколова Е.И. И учеба, и игра. Природоведение. – Ярославль: Академия развития, 2012.

5. Халифман И.А. Операция «Лесные муравьи». – М.: Лесная промышленность, 2012.

6. Хрестоматия для внеклассного чтения по курсу "Человек и мир". Автор-составитель В.М.Вдовиченко. - Мн.: ЧУП "Изд-во Юнипресс", 2004.

7. http://www .floranimal.ru/familes/4810.htm/ Семейство Муравьи (сентябрь, 2010 г.

8. http://www.antclub.ru/muravi/ Antclub. Муравьи (сентябрь, 2010 г.)

9. http://www.mirnasekomyh.ru/muravej.htm/ Мир насекомых (сентябрь, 2010 г.)

10. http://films.imhonet.ru/element/1195489/movie-online/Планета тайн (апрель, 2013 )

11. https://antplanet.ru.