КАК ИЗУЧАЮТ ЖИЗНЬ МУРАВЬЕВ
Прежде всего, просто наблюдением, причем с незапамятных времен.
Еще в Библии (Притчи царя Соломона) лентяям рекомендуется поучиться трудолюбию у муравья и отмечается децентрализованная организация действий этих общественных насекомых: «Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его и будь мудрым. Нет у него ни начальника, ни приставника, ни повелителя, но он заготовляет летом хлеб свой, собирает во время жатвы пищу свою».
За муравьями с увлечением следили Аристотель, Плутарх, Плиний, сделав немало тонких и верных наблюдений, но и несколько ошибок. Так, Аристотель принимал окрыленных муравьев за отдельный вид и писал, что муравьи размножаются белыми червячками, сначала округлыми, а затем удлиняющимися. Разумеется, он имел в виду яйца, из которых выходят личинки.
Натуралисты прошлого раскапывали муравейники, чтобы выяснить их структуру, распределение камер разного назначения, понять кастовую организацию общества муравьев.
Ближе к нашим дням стало возможно без таких крайних мер, как раскапывание их жилища, наблюдать не только деятельность муравьев вне муравейника, но и их жизнь дома. Вставляют в стенку муравьиной кучи стекло или просто поселяют колонию муравьев в лабораторном стеклянном муравейнике. Он одномерный: склеивают два больших стекла, оставляя между ними промежуток в несколько миллиметров, засыпают туда стройматериалы и запускают муравьев. Так как муравьи не любят дневного освещения в своем жилище, следить за ними нередко удобнее при инфракрасном свете. Иногда в муравейник вводят гибкий волоконный эндоскоп с лампочкой на конце, позволяющий делать и фотоснимки.
Для слежения за жизнью и перемещениями отдельных особей их метят капелькой краски, иногда — светящейся, чтобы наблюдать в темноте. Правда, такой метод годится только для относительно крупных видов.
Еще более изощренный способ — мечение слаборадиоактивными изотопами, позволившее изучить трофаллаксис — обмен пищей между муравьями. Им либо дают сахарный сироп с изотопом углерода, либо подбрасывают жертву — гусеницу, выращенную на рационе с добавками радиоактивного фосфора. Затем счетчик Гейгера показывает, как благодаря обмену отрыгнутыми капельками пищи один накормленный муравей распространяет радиоактивность по всему муравейнику.
Строение подземных муравьиных гнезд изучают, либо раскапывая их, либо делая отливки сложных ходов и камер гнезда, заливая в его вход жидкий гипс, быстро застывающие полимеры или легкоплавкий металл.
Источник
Наука о муравьях
Мирмекология – это наука изучающая муравьев. История науки о муравьях уходит корнями в далекое прошлое. Еще в 4 веке до нашей эры Аристотель наблюдал за ними, замечая удивительные особенности жизни муравьиной семьи. Первые научные статьи об этих разумных насекомых можно встретить в его трактате, посвященном животному миру – История животных. Благодаря великому философу и мыслителю, Греция стала местом, где зародилась эта наука. Именно на землях Эллады впервые упоминается слово мирмекология: μύρμηξ – муравей, λόγος – учение.
Мирмекология описывает особенности жизни муравьиной семьи. Главная загадка, науки занимающейся муравьями – это парадоксальное сочетание высочайшего уровня интеллекта муравейника в целом и крохотной нервной системы отдельного жителя колонии. Удивительная организация, строгое распределение ролей позволяет им адаптироваться к изменениям погоды в разное время года. Также стойко мураши противостоят случайным воздействиям – повреждениям любопытными животными, падениям деревьев, ураганам или ливням.
Наблюдение, мечение, радиоактивная еда
Наблюдение – древнейший метод науки изучения жизни муравьёв, который дожил до наших дней. Многие века любознательность человека заставляла его с интересом наблюдать за жизненным укладом муравьиной семьи. Сложная организация муравьиной колонии напоминала древним ученым сообщество людей, где каждый занят своим делом, выполняет строго определённую функцию.
В больших муравьиных фермах и научных формикариях, ученые исследуют жизнь мурашей путем мечения. Отдельных особей муравьиной семьи метят капелькой светящейся краски и следят за их действиями, перемещениями внутри колонии. Часто можно заметить, как бегущий рабочий или солдат на мгновение замирает, а затем продолжает движение в другом направлении. Мирмекологи связывают такое поведение, с получением внешнего управляющего сигнала, после которого исполнитель меняет направление для выполнения нового приказа.
Современная наука не стоит на месте и чтобы понять, как распределяется еда внутри муравьиного семейства, ученые дают мурашам пищу, с небольшим содержанием фосфора или изотопом углерода. Затем, при помощи счетчика Гейгера, наблюдают как муравьи делятся друг с другом капельками пищи, равномерно распределяя её по всему муравейнику. Возможно этот метод покажется жестоким, но именно такой способ приоткрыл завесу тайны взаимного кормления и поддержания единства муравьиной семьи.
Полезная наука о муравьях
Распределение ролей и внутренняя организованность мурашей, позволяет этим удивительным созданиям умело реагировать на любые изменения внешней среды. Во время дождей и холодов они прячут подрастающее потомство и пищу в теплые сухие комнаты. Чуть только начнет пригревать солнце, одни виды уже несут зернышки на просушку, другие занимаются животноводством – разводят и пасут тлей. Хищники строят капканы, охотятся. Земледельцы собирают листву и выращивают грибы.
Муравейник – это настоящий, целостный, разумный организм. Несмотря на весьма ограниченные средства, он способен эффективно и рационально поддерживать свою жизнедеятельность. Жители этого организма муравьи, нервная система которых включает около 500 тыс. нейронов. В мозге человека, для сравнения, 100 млрд. нейронов. Разница колоссальная. В чём же секрет такого высокого интеллектуального уровня муравьиной колонии?
Ученые и наука объясняют это системой хранения, обработки и передачи информации. Кроме того, удивляет надежность работы этой системы. По другому, такую способность передачи информации называют распределенным мозгом, когда его деятельность разделена на сегменты – отдельные касты муравьев. Каждый сегмент имеет определенный набор функций, который активно применяет в нужное время.
Получается, что сама природа подсказывает человеку способы существования в гармонии. А вековые исследования в области мирмекологии, помогают современной науке разрабатывать новые программные системы, обучать искусственный интеллект, создавать суперкомпьютеры.
Источник
Для чего изучают муравьев
- Главная
- Список секций
- Биология
- ИЗУЧЕНИЕ ЖИЗНИ МУРАВЬЕВ В УСЛОВИЯХ ДОМАШНЕГО ФОРМИКАРИЯ
ИЗУЧЕНИЕ ЖИЗНИ МУРАВЬЕВ В УСЛОВИЯХ ДОМАШНЕГО ФОРМИКАРИЯ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
ВВЕДЕНИЕ
Дети часто просят своих родителей завести кошку, собаку или кролика. Для правильного развития ребёнка очень важно иметь дома животное. Содержание муравьёв в домашних условиях может заинтересовать тех, кто не имеет возможность иметь в качестве домашних питомцев млекопитающих животных.
Взрослые люди заводят домашних любимцев в наше неспокойное время, как правило, для сохранения психического равновесия. Очень полезно после тяжёлого трудового или учебного дня поиграть с собакой, погладить кошку. Наблюдение за домашним муравейником также обладает очень сильным релаксирующим эффектом.
Интересны муравьи будут садоводам. Химический метод борьбы с вредителями сельского, садового и лесного хозяйства имеет целый ряд существенных недостатков. Муравьёв, как и других перепончатокрылых, успешно используют в качестве биологического метода борьбы с вредителями. Для этой цели необходимо разводить этих животных в специально создаваемых условиях.
Муравьёв, питающихся семенами, целесообразно разводить и для аэрации почвы.
В настоящее время содержание муравьёв в домашних муравьиных фермах стало распространённым явлением.
Исходя из вышесказанного, считаю, что моё исследование является актуальным.
Цель работы — изучить жизнь муравьёв, их поведение в условиях формикария.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
Изучить литературу о муравьях и формикариях;
Выяснить историю появления домашних формикариев;
Исследовать полное развитие муравьёв и различие в размерах у представителей разных каст;
Исследовать влияние изменений условий содержания на поведение и смену социальной роли муравьёв Messorstructor (жнецов);
Исследовать влияние смены рациона на размножение муравьёв в домашних условиях;
Разработать памятку с советами начинающему муравьиному фермеру.
Объект исследования – домашний формикарий.
Предмет исследования– поведение муравьёв Messorstructor (жнецов) в условиях домашнего формикария
При выполнении исследовательской работы использовались следующие методы исследования:
Изучение и обобщение теоретического материала
Гипотеза – изменение условий содержания и рациона может существенно влиять на поведение и размножение муравьёв Messorstructor (жнецов).
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МУРАВЬЯХ, О МУРАВЬЯХ MESSORSTRUCTOR И ФОРМИКАРИЯХ
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МУРАВЬЯХ
Муравьи (Formicoidea) — семейство жалящих перепончатокрылых. Общественные насекомые; образуют сложные семьи, состоящие из каст: самки, самцы, воины и рабочие особи. Самки и самцы- крылатые, рабочие особи — бескрылые. Крылья с редуцированным жилкованием. Муравьиная семья имеет одну или несколько репродуктивных самок, в зависимости от вида и размера семьи — называемых королевами или матками. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами. Имеют крылья, которые откусывают себе после оплодотворения.
У многих муравьёв развито жало и ядовитые железы; в составе их выделений- муравьиная кислота. Длина бескрылых «рабочих» муравьёв- от 0,8 до 30 миллиметров, самки крупнее. Существует около 10 тысяч видов. Муравьи эволюционировали от предков, похожих на ос, в середине мелового периода между 110 и 130 миллионами лет назад. Распространены широко, кроме Антарктиды и Крайнего Севера; особенно многочисленны в тропиках. Преимущества, предоставляемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день они являются доминирующей по численности группой членистоногих.
Муравьи живут семьями в гнёздах, называемых муравейниками, которые устраивают в почве, древесине, под камнями; некоторые сооружают муравейники из мелких растительных частиц.
Существуют паразитические виды, которые обитают в гнёздах других муравьёв, муравьи-«рабовладельцы», содержащие в своих гнёздах «рабов» — муравьёв других видов. Ряд видов приспособился к обитанию в жилищах человека. Некоторые виды ценятся за регулирование численности насекомых, другие могут считаться вредителями.
Питаются муравьи преимущественно соком растений, падью тлей и других сосущих насекомых, в период кормления личинок — преимущественно насекомыми. Есть также виды, питающиеся семенами и культивируемыми грибами.
Муравьи, как представители насекомых с полным превращением, в своём развитии проходят несколько стадий: яйцо, личинка, куколка и имаго. Из яйца вылупляется личинка — единственная растущая стадия насекомого. Если яйцеклетка оплодотворена, то из неё вырастет самка, а если нет, то самец. Обычно яйца хранятся не по отдельности, а небольшими «пакетами». После инкубационного периода из яйца выходит малоподвижная червеобразная личинка, кормлением и уходом за которой занимаются рабочие особи. Наружные покровы личинки могут растягиваться только до определённых пределов, и в ходе роста происходят линьки. Соответственно принято различать четыре или пять возрастных стадий личинки.
1.2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МУРАВЬЯХ MESSORSTRUCTOR
Степной муравей-жнец, или европейский муравей-жнец (Messorstructor) — вид муравьёв-жнецов рода Messor. Встречается в странах Средиземноморья, Южной и Восточной Европы, на Кавказе, в Средней и Центральной Азии, Афганистане, Иране, Ираке, Ливане, Сирии, Израиле. Строят гнёзда в почве (глубиной до нескольких метров). Зерноядные муравьи.
Сбор зёрен производится большей частью на земле (опавшие зёрна), собранные зёрна хранятся муравьями в особых камерах и по необходимости выносятся на просушку.
Муравьи-жнецы также характерны своими огромными запасами продовольствия в муравейниках. На зиму они могут собирать до килограмма семян и мертвых насекомых в гнезде, чего семье из нескольких тысяч муравьев вполне хватает для того, чтобы в условиях пониженной активности благополучно перезимовать.
Особенностью муравьев-жнецов является также то, что они кормят своих личинок перемолотыми зернами растений — у большинства других муравьев личинки питаются исключительно животной пищей. При этом в муравейнике жнецов солдаты перемалывают своими мощными челюстями самые крупные зерна, а муравьи — рабочие разгрызают образовавшиеся кусочки, и те особи, которые кормят личинок, измельчают оставшуюся муку в своеобразную кашицу.
Степные муравьи-жнецы образуют моногинные семьи, то есть семьи с одной маткой. Муравей жнец — это единственный вид муравьев, которые могут меняться ролями, то есть рабочие могут становиться солдатами (воинами).
1.3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМИКАРИЯХ
Формикарий — искусственный муравейник, выполненный чаще всего из акрила или гипса. Формикарий — муравьиная ферма. Первые формикарии создавались биологами для своих научных исследований в XIX веке. Однако повышенный интерес любителей к жизни муравьёв привёл к массовому распространению среди населения простейших формикариев. Первый коммерческий формикарий был создан примерно в 1929 году и запатентован в 1931 году профессором из США Фрэнком Остином. В наше время повышенный интерес к домашним муравьиным фермам наблюдается во всём мире примерно с 2000 года. А недавно и в нашей стране появились любители формикариев.
Система формикария может быть разной – от несложных емкостей с землей, до сложных закрытых систем с автоматической регуляцией влаги, света и температуры. В любом формикарии должна быть арена, куда муравьи станут стаскивать весь мусор, и где они будут добывать еду.
Среди формикариев можно выделить следующие основные типы:
1. Гипсовые, алебастровые, цементные и бетонные формикарии.
Такие формикарии представляют собой ёмкость, в которую заливается наполнитель, который достаточно быстро затвердевает и сохраняет форму. В этом наполнителе имеются ходы и камеры, имитирующие внутреннюю структуру муравейника (рис.1).
2. Деревянные формикарии, в которых в качестве наполнителя служит дерево.
Изготовление и эксплуатация таких формикариев связана с рядом проблем,
связанных с разбуханием дерева при повышении влажности.
3. Грунтовые формикарии, в которых в качестве наполнителя служит грунт, например песок или обычная почва. В таких формикариях ходы прорываются самими муравьями, что приближает условия содержания к природным. Однако наблюдение за муравьями в таких формикариях часто становится затруднительным, так как муравьи могут прорывать ходы подальше от стекла, закрывать стекло грунтом.
4. Стеклянные формикарии. В таких формикариях стенки ходов и камер сделаны из стекла. Чаще всего такой формикарий представляет собой комплекс ёмкостей с наполнителем или без, соединённых между собой. Самый простой вариант — это комплекс из множества пробирок, соединённых трубками.
5. Акриловые формикарии. В акриловых формикариях стенки ходов и камеры выполнены из акрила (рис.2).
6. Гелевые формикарии (рис 3). Такие формикарии напоминают грунтовые, однако заполнены не грунтом, а специальным гелем. В таком наполнителе муравьи могут прогрызать ходы. Сам гель в такой муравьиной ферме служит муравьям не только убежищем, но и пищей. Но продолжительное существование семьи муравьёв в гелевых формикариях невозможно, так как муравьи не могут длительно питаться одним гелем, а дополнительный корм в таком формикарии портится.
7. Резиновые и прочие формикарии — формикарии, сделанные из различных полимерных веществ. Такие вещества могут оказаться токсичными и привести к гибели муравьёв.
8. Комбинированные формикарии — формикарии, сочетающие в себе различные конструкционные особенности. Также есть жилые искусственные муравейники, соединённые с ареной специальной гибкой трубкой.
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ПОЛНЫМ РАЗВИТИЕМ И РАЗЛИЧИЕМ В РАЗМЕРАХ МУРАВЬЁВ MESSORSTRUCTOR
В нашей исследовательской работе мы использовали «формикарий-инкубатор», который используется на начальной стадии, до достижения семьи сорока особей (рис.4). После этого муравьёв надо переселять в средние по размеру формикарии, в которых уже могут проживать от ста до двухсот особей. После этого колонию переселяют в большой искусственный муравейник.
Рис.4. Мой формикарий.
В своём формикариия провёл несколько наблюдений и экспериментов.
В процессе наблюдения за муравьями было определено различие в строении и размерах муравьёв различных каст: самок, самцов, воинов и рабочих особей. Самки, как и было отмечено в литературных источниках, намного крупнее остальных (рис.5). А воины намного крупнее рабочих (рис.6).
Наблюдая за полным превращением муравьёв, были отмечены все стадии развития муравья: яйцо, личинка, куколка и имаго (рис. 7).
Рис. 7. Все стадии развития муравья.
2.2 ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ УСЛОВИЙ СОДЕРЖАНИЯ НА ПОВЕДЕНИЕ И СМЕНУ СОЦИАЛЬНОЙ РОЛИ МУРАВЬЁВ
MESSORSTRUCTOR
Эксперимент №1
Цель: доказать, что изменение температуры окружающей среды существенно влияет на поведение муравьёв.
Были получены следующие результаты:
1. При помещении в прохладное место (меньше 16°C) муравьи уходят в более тёмный угол и стараются держаться группами.
2. При помещении в жаркое место (больше 30°C) муравьи сосредотачиваются около источника влаги и начинают делать новые проходы в грунте, укрепляя их слюной.
Вывод: оптимальная температура для формикария — от +16°C до +30°C.
Эксперимент №2
Цель: доказать, что помещение формикария под прямые потоки воздуха с помощью вентилятора может оказать влияние на поведение муравьёв.
Был получен следующий результат: при помещении под прямые потоки воздуха с помощью вентилятора муравьи сбиваются в одну группу и ищут убежище в грунте.
Вывод: под прямыми потоками воздуха муравьи чувствуют себя не конфортно. Фомикарий необходимо помещать вдали от сквозняков.
Эксперимент №3
Цель: доказать, что помещение формикария под разную освещённость может оказать существенное влияние на поведение муравьёв.
Был получен следующий результат:
1.При помещении под яркий источник света муравьи начинают бегать по формикарию и искать убежище.
2. При помещении в тень поведение муравьёв не изменилось
Вывод: оптимальное освещение для формикария- полутень.
Эксперимент №4
Цель: доказать, что изменение условий содержания влияет на поведение и смену социальной роли муравьёв Messorstructor.
В ходе эксперимента в формикарий были помещены живые гусеницы, которые для данного вида муравьёв могут представлять опасность.
Был получен следующий результат:
Рабочие начали выполнять функцию воинов-солдат. Правда, с наименьшей успешностью.
Вывод: муравьи Messorstructor способны на время менять свою социальную роль.
2.3 ВЛИЯНИЕ СМЕНЫ РАЦИОНА НА РАЗМНОЖЕНИЕ МУРАВЬЁВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
Эксперимент №5
Цель: доказать, что смена рациона (добавление в рацион мух) оказывает положительное влияние на размножение муравьёв в домашних условиях.
В ходе эксперимента в муравьёв кормили в течение 1,5 месяцев мёртвыми мухами и кусочками мяса.
Был получен следующий результат:
Резко увеличилось количество особей в формикарии. Когда эксперимент окончился, и муравьёв перевели на кормление семенами, муравьи стали размножаться медленнее.
Вывод: муравьи Messorstructor лучше размножаются при кормлении насекомыми и мясом.
Выводы по главе:
Изменение условий содержания влияет на поведение и смену социальной роли муравьёв Messorstructor.
Смена рациона (добавление в рацион мух и мяса) оказывает положительное влияние на размножение муравьёв в домашних условиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В своей работе я изучил жизнь муравьёв, их поведение в условиях формикария. Наблюдение за муравьями в домашнем формикарии увлекает, развивает любознательность, воспитывает гуманное отношение к животному миру. Больших материальных вложений он не требует. Времени на содержание тоже требуется очень мало.
Меня очень заинтересовала муравьиная ферма. В ближайшем будущем я планирую приобрести более большой формикарий и продолжить наблюдение за этими животными.
В ходе данной научно-исследовательской работы было выяснено, что можно влиять на жизнедеятельность муравьёв, что подтвердило нашу гипотезу. Мы установили, что для того, чтобы увеличить численный состав своего формикария, надо кормить муравьёв мёртвыми мухами и кусочками мяса. Опытным путём были определены наиболее благоприятные условия для домашнего содержания муравьёв. Формикарий необходимо содержать в затемнённом месте, при температуре от +16°C до +30°C, подальше от сквозняков.
При изучении литературы было выяснено, что муравьи Messorstructor имеют интересную особенность — они могут временно изменить свою социальную роль. Проведя эксперимент, было получено подтверждение данной информации.
Практическая значимость исследования заключается в составлении рекомендаций по содержанию муравьёв в домашнем формикарии. Эксперименты и наблюдения за муравьями были обобщены в небольшую памятку, которая будет полезна тем, кто уже приобрёл формикарий или только собирается это сделать (Приложение).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Биология: Энциклопедия/Под ред. М.С. Гилярова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003.-864с.: ил., 30л. цв. ил.
Жизнь животных. В 7-ми т./Гл.ред.В.Е. Соколов. Т. 3.Членистоногие: трилобиты, хелицеровые, трахейнодышащие. Ониховоры/Под ред. М.С. Гилярова, Ф.Н. Правдина.-2-е изд., перераб.-М.: Просвещение, 1984.-463 с., ил., 32л.ил
Новый иллюстрированный словарь/ Под ред. В. И. Бородулина, А. П.
Горкина, А.А. Гусева, Н.М. Ланда и др.- М.:Большая Российская энциклопедия,, 2005.- 912 с.: ил.
Ссылки на электронные ресурсы
Гребенников В.С. Тайны мира насекомых.-НОВОСИБИРСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1990.-[Электронный ресурс]. URL:http://antclub.ru/(дата обращения: 05.12.2016).
Приложение. Памятка начинающему муравьиному фермеру
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПАМЯТКА НАЧИНАЮЩЕМУ МУРАВЬИНОМУ ФЕРМЕРУ
Купить формикарий можно на различных сайтах. К муравьиной ферме будет прилагаться инструкция по уходу и содержанию муравейника. Эту памятку я составил на основе своих наблюдений как приложение к данной инструкции.
1) Формикарий лучше всего поставить в затемнённое место.
2) Если дома жарко и температура выше 27°C, то лучше поставить формикарий около окна, и накрыть его тонированной пленкой.
3) Если в помещении холоднее +16°C, то лучше купить коврик с электроподогревом. Такие коврики продаются на сайтах, предлагающих муравьев и формикарии.
4) Прежде чем заселять муравьёв, необходимо насыпать на дно арены формикария песок.
5) Основная пища муравьев — это семена мака и горчицы. Для прироста колонии в рацион стоит добавлять мелких насекомых (мух) и небольшие кусочки мяса.
6) Для оптимизации процесса кормления следует насыпать в формикарий семена толщиной 1-2 см. Это будет и запас еды, который вам не надо будет контролировать, и грунт, в котором муравьи смогут вырыть себе убежище.
7) Для увлажнения воздуха на сайтах предлагаются наногубки. Вместо неё можно самому сделать увлажнитель воздуха — поилку из шприца большого объёма. В нём необходимо вырезать отверстие, вложить вату или ватный диск и плотно утрамбовать. В сооружение налить воду, и поставить его вертикально, закрепив двухсторонним скотчем на стенке арены.
Если высоты не хватает, то есть другой, более простой способ. Возьмите пробирку, в которой были муравьи, налейте воду и поместите вату так, чтобы она наполовину была в воде. А если у вас очень маленькая арена, и вам не подходит ни один из этих способов, то поместите ватный диск на дно арены и каждый день капайте на него немного воды.
Источник