Проект "Исследование видов муравьев в домашних условиях"

При работе над итоговым индивидуальным проектом по биологии на тему "Исследование разных видов муравьев в домашних условиях" учащийся 9 класса изучил понятие "муравей", рассмотрел этапы жизненного цикла муравья, разобрался каковы семейные особенности муравьёв и структуру их семейства.

Подробнее о работе:

Обучающийся 9 класса в рамках научно-исследовательской работы по биологии на тему «Исследование разных видов муравьев в домашних условиях» постарался создать наилучшие условия жизни разных видов муравьёв в домашних условиях, подробно описав результаты проведенного эксперимента.

В содержании индивидуального исследовательского проекта по биологии об изучении разных видах муравьев в домашних условиях учеником 9 класса отражены выводы о том, что муравьи могут жить и размножаться в формикариях при соблюдении определённых условий, а также они реагируют на изменение условий окружающей среды (изменяется их поведение).

Оглавление

Введение
1.Теоретическая часть.
1.1. Кто такие муравьи?
1.2. Семейные особенности муравьёв.
1.3. Муравьиная матка.
1.4. Самки-защитники.
1.5. Муравьи-рабочие.
1.6. Стадии развития муравьёв.
1.7. Первая стадия: появление яиц.
1.8. Вторая стадия – личинка: как выглядит, особенности.
1.9. Третья стадия: окукливание (но она присутствует не у всех видов муравьёв).
1.10. Четвертая стадия: взрослая сформировавшаяся особь
2. Практическая часть.
2.1. Выбор муравьёв.
2.2. Приобретение муравьёв и дома для них.
2.3. Создание условий для нормальной жизнедеятельности муравьёв и их содержание.
2.4. Проверка мифа.
Заключение
Список используемой литературы

Муравьи — древнейшие существа на Земле, они появились более 100млн.,лет назад, без труда пережили динозавров были свидетелями зарождения нашей цивилизации. Это доказали палеонтологи по находкам муравьёв (ничем не отличающихся от нынешних) в окаменевшей смоле - янтаре (рис.1).

(Рис.1)

Муравьи - насекомые с самым большим мозгом по отношению к телу. Поэтому они очень сообразительны. Учёные, исследуя жизнь муравьёв, выяснили, что у них, как и у людей, разные характеры, привычки и психические склонности. Одни муравьи безынициативны, другие любопытны, есть смелые и агрессивные.

Муравьи могут переносить груз в сто раз превосходящий их собственный вес, могут висеть вниз головой на гладком стекле (но не все, например вид муравьёв Rhytidoponera metallica не способен лазить по гладким вертикальным поверхностям), выдерживать чудовищные перегрузки. Они потребляют огромное количество пищи и перемещаются на большие расстояния. Муравьи работают не поодиночке, а действуют сообща, они превращаются в супер цивилизацию. Эти насекомые любят не только работать, но и отдыхать.

Четверть своего времени они тратят на уход за собой. Спят муравьи тесно прижав конечности к туловищу. Муравьи постоянно общаются между собой, с помощью усиков, касаясь друг друга ими, и с помощью ферамонов. У муравьёв плохое зрение (но не у всех, например вид муравьёв Myrmecia pyriformis обладает очень хорошим зрением), сильно развиты обоняние и осязание.

Гипотеза: возможно ли для муравьёв разных видов создать благополучные условия жизни в домашних условиях.

Цель исследования: популяризация содержания муравьёв разных видов в домашних условиях.

Для реализации поставленной цели нам необходимо решить следующую задачу:

• пользуясь литературными источниками и сетью Интернета, создать наилучшие условия жизни разных видов муравьёв в домашних условиях.

Объекты исследования: муравей вида (Myrmica rubra или в простонародье рыжий муравей) и муравей вида Messor aegyptiacus (Египетский муравей-жнец)

Актуальность темы: в настоящее время идёт нарастающая популярность содержания муравьёв в домашних условиях. Конечно, нельзя ответить определённо на вопрос: для чего нужна муравьиная ферма дома. Наверное, для того же, для чего люди держат рыбок или хомячков, они держат муравьёв. Вот только с муравьями по моему мнению всё намного интереснее.

Муравьи — удивительнейшие насекомые, они издавна привлекали к себе внимание человека. Мы очень часто можем встречать этих тружеников в саду, в лесу, на лугу и даже у себя дома. Интересные факты о муравьях никого не оставляют равнодушными. Эти мелкие насекомые на первый взгляд не представляют никакого интереса, но учёные годами и десятилетиями занимаются их изучением. Необыкновенные механизмы и инстинкты заложены в крохотном мозге. Внимательное наблюдение за жизнью муравьёв не может не навести на мысль о поразительном сходстве общественной жизни человека и этих насекомых.

Членистоногие образуют большие семейства, но для их функционирования и процветания требуется создать определенную структуру. Иерархия муравьиной колонии предполагает необходимость разделения обязанностей между всеми членами семьи. Причем каждая особь выполняет определенную функцию.

Периодически роли меняются, что обусловлено развитием насекомых: одни становятся старше, другие подрастают, занимают места предыдущих. Но средняя продолжительность жизни большинства особей колонии существенная – 3-5 лет, поэтому численность муравьев быстро растет (насекомые не гибнут за один сезон, как многие).

Членистоногие равны между собой – никто не считается главным, все находятся на одном уровне. Исключение составляет матка, но и она не может принимать ключевых решений, т. к. реализует лишь одну функцию – размножается, дает потомство. Остальные члены колонии могут устранить ее (убить, выгнать), если сочтут нужным: королева перестанет делать яйцекладки. Вместе с тем муравьиное семейство представляет собой высокоразвитый организм, который может принимать важные решения

Условно главная особь гнезда – яйцекладущая самка. Отличается крупными размерами, длина тела иногда достигает 5 см. Она единственная в муравьиной семье, кто может откладывать яйца, поэтому окружена особым вниманием со стороны молодых особей. Работники создают для самки условия, при которых исключается возможность даже лишний раз пошевелиться: матка обездвижена, не выходит за пределы гнезда, постоянно пребывает в одной камере, здесь же получает питание от рабочих особей, они предварительно измельчают еду.

(Рис.2)

Подобный образ жизни способствует постепенному увеличению самки в размере. Она становится в несколько раз крупнее остальных насекомых муравейника. В свою очередь, это также создает условия, чтобы оставаться внутри муравейника – матке сложно передвигаться из-за размеров. Но, приняв свою «судьбу», насекомое активно выполняет главную функцию –делает кладки яиц. Матке не требуется кто-либо еще, чтобы продолжать размножение –она использует семенную жидкость, полученную от самца при однократном спаривании.

В муравьином гнезде обитает множество особей. Часть из них – защитники (рис.3) .Другое их название – солдаты.

(Рис.3)

Они оберегают гнездо от врагов, контролируют порядок соблюдения основных правил другими особями. Эти и другие членистоногие в пределах муравейника – самки, но не имеют возможности размножаться. Так заложено природой. У каждого членистоногого должна быть своя роль в небольшом мире, ограниченном пределами муравейника. У защитников она определена изначально, когда создавалось гнездо.

Насекомые находятся у входа в муравейник. Сюда не пройдет даже рабочий, представляющий эту колонию. Чтобы войти внутрь, нужно коснуться головы солдата. Наряду с представителями этой касты, среди членистоногих ценятся фуражиры. Но в отличие от остальных особей, такие насекомые погибают чаще остальных, т. к. находятся на «передовой» муравейника.

Насекомые этой касты меньше солдат, которые тоже обитают в муравейнике. Они подразделяются на группы: обеспечивают уход за королевой, потомством; строят гнездо; сохраняют порядок (выносят мертвых особей); убирают мусор. Эти членистоногие женского пола, но не могут размножаться, т. к. их яйцеклады редуцированы, превращены в жала(но некоторые муравьи этим жалом не пользуются). Крылья у таких членистоногих отсутствуют.

Значит, летать они не могут, соответственно, пропускают брачный период. Именно рабочие появляются первыми из кладки, которую делает самка после того, как сбрасывает крылья и готовиться размножаться. Они строят муравейник, обеспечивают пищей королеву, а вскоре и следующее поколение ее потомства. Примерно треть РАБОЧИХ ОСОБЕЙ НАХОДИТСЯ В РЕЗЕРВЕ, ОСОБИ ПРИВЛЕКАЮТСЯ К РАБОТЕ, КОГДА СЛУЧАЮТСЯ большие поломки гнезда, нападение других муравьёв. ЕЩЕ МУРАВЬИ ПОСТОЯННО СМЕНЯЮТ ДРУГ ДРУГА НА ПОСТАХ: ЧЕРЕЗ 1-3 ГОДА СЛУЖБЫ ОНИ УХОДЯТ НА ОТДЫХ, ВМЕСТО НИХ ПРИХОДЯТ МОЛОДЫЕ.

Обычно насекомые размножаются, проходя полный цикл превращения, когда из яйца вылупляются личинки, непохожие не муравьев. Они напоминают червячков: конечности отсутствуют, особи обездвижены, нет глаз. В таком состоянии членистоногие проводят наибольший период развития.

(Рис.4)

Вне зависимости от того, какому способу размножения отдается предпочтение, результатом является кладка. Яйцо отличается молочным, белым цветом, иногда встречаются желтые образования. Они едва достигают 1 мм в длину, форма овальная. Яйца муравья содержатся все вместе – находятся в специальном пакете. Для потомства,
которое только появилось на свет внутри защитных оболочек, предусмотрено отдельное помещение.

Через некоторое время из яиц появляются личинки. Это червячки молочно-белого цвета. У них есть рот и анальное отверстие (элемент простейшей пищеварительной системы). Большую часть времени личинки питаются, на данном этапе их главной задачей является правильное развитие, за что отвечают взрослые муравьи. Чтобы из личинок сформировались молодые насекомые, требуется давать белковый корм. Он способствует росту потомства. Углеводсодержащая пища пока не требуется. Личинки муравья употребляют жидкую измельченную еду – ее отрыгивает взрослая особь из второго желудка.

Муравьи, которые используют непрямой способ размножения, плетут кокон, чтобы обеспечить возможность молодой особи превратиться в половозрелого насекомого. Перед этим личинка освобождает пищеварительный тракт от продуктов жизнедеятельности. Строение тела насекомого на данном этапе отличается от устройства организма половозрелых особей. Благодаря этой разнице обеспечивается возможность рождения муравья – он выходит из кокона полноценным молодым насекомым. Но до того времени рабочие особи обеспечивают уход за потомством. Их обязанностью является перенос куколок муравья в отдельное помещение.

Когда молодая особь появляется из кокона, её главной характеристикой является бесцветная оболочка. У муравья прозрачные наружные покровы, но это считается нормой. Через 2-4 дня он приобретает привычный окрас, соответствующий виду: рыжий, черный, красный, жёлтый.

Я решил выбрать муравьёв нашей местности и муравьёв из-за границы. Вид муравьёв из нашей местности я решил выбрать себе (Myrmica rubra или как их ещё называют рыжие муравьи). Описание вида.

Мирмики – хищные муравьи, охотящиеся на различных беспозвоночных в подстилке и на поверхности почвы. Любит жить во влажных низинах, часто выбирает для устройства гнезда сырые гнилые пни лиственных деревьев. Окраска темно-красная, ноги относительно длинные (эта особенность отличает рубру от подавляющего большинства других приземистых мирмик). Муравьи активны утром и в вечерние часы, фуражируют как на земле, так и на деревьях.

Характеристики видов.

Русскоязычное названия: рыжая мирмика.
Особенности: имеется жало(укус очень похож на ожог крапивы).
Размеры: рабочие: 3—5 мм (рис:2), матка: 5—7 мм (рис:8).
Тип колонии: полигиния (многоматчность, то есть в одной колонии может присутствовать более одной матки).
Размер кoлонии: может достигать 5K—10K.
Тип муравейника: подземные, без наружных построек, в разлагающейся древесине и под корой старых пней, под камнями.

Они показались мне наиболее интересными, красивыми и неприхотливыми в уходе муравьями, проживающими в нашей местности (рис.5). Питаются они сахарным или медовым сиропом, как основной едой и в качестве белка предпочитают насекомых. Так же данному виду муравьёв требуется зимовка или по научному диапауза(Зимовка - это та же самая диапауза, но при низких температурах. Её нужно проводить видам муравьев, происходящим из тех регионов, где в холодное время года температура падает ниже нуля. Существенное отличие зимовки от диапаузы состоит в том, что она не возникает спонтанно, муравьи (и мирмекиперы, так называются люди, содержащие муравьёв) к ней основательно готовятся, потому что неправильная подготовка может стоить колонии жизни.

(Рис.5)

Следующий вид муравьёв, который я решил выбрать, был Messor aegyptiacus (Египетский муравей-жнец).

Распространение: Египет, Израиль, Марокко, Тунис, Алжир.

Характеристика: Королева: 11-12 мм, окрас головы и часть торакса варьируется от ярко-красного до красновато-коричневого; брюшко чёрное.
Рабочие: 4-7 мм, окрас головы и торакса варьируется от ярко-красного до красновато-коричневого; брюшко чёрное.
Солдаты: 9-12 мм, окрас головы и торакса варьируется от ярко-красного до красновато-коричневого; брюшко чёрное.

Тип колонии: Моногиния - наличие лишь одной яйцекладущей матки в колонии.
Муравьи образуют колонии до нескольких тысяч особей.
Гнездо в природе: Гнёзда образуют в почве или под камня

Я решил выбрать их, потому что эти муравьи более эксклюзивные, им не требуется уже зимовка т.к. их ареал обитания в южных странах, где температура не опускается ниже 10, а в некоторых странах и 20 градусов Цельсия. Их основная еда семена разных растений, причём у фермеров стран, где обитают эти муравьи есть большой миф, якобы они вредят природе, срывая семена с деревьев или растений, которые не успели ещё дозреть и , мешая этим ещё их сельскому хозяйству, этот миф я проверю, и в качестве белка они предпочитают насекомых.

Как я ранее сказал я выбрал вид муравьёв из нашей местности и муравьёв, которые проживают в Египте. Все эти виды муравьёв я приобрёл летом. Матки муравьёв из нашей местности я поймал во время лёта и подселил к ним несколько десятков рабочих данного вида.(Лёт — это период, когда крылатые самцы и самки муравьев вылетают из родных гнезд, чтобы спариться и образовать новые семьи. Иногда муравьев так много, что они образуют целые полчища, а люди часто путают их с нашествием мух и убивают их, чего делать конечно же не надо.)

(Рис.7)

Затем я заселил их в пробирку в качестве временного жилья. Сама пробирка представляет собой 2 части, первая часть залита водой и закрыта плотно ватой, чтобы у муравьёв всегда был доступ к воде, потому что вода- это слабое место у муравьёв, без неё они не смогут протянуть и 3 дней. Муравьёв из Египта я купил в интернет магазине(матку и несколько десятков рабочих муравьёв). Затем каждой семье муравьёв я приобрёл два разных формикария (формикарий это гипсовый домик, конструкция, составленная обычно из нескольких разделенных секторов. В одном муравьи живут, высиживают яйца, другой арена — там муравьи кормятся сами и приводят за едой сородичей).Так как рыжие муравьи размножаются быстрей чем египетские жнецы, я купил им формикарий больше.

Для начала увлажним гипсовые блоки обоих формикариев, обычно одного увлажнения хватает на 4 дня. По желанию можно насыпать на арену песок, но я не стал этого делать т.к. он будет мешать при уборки арены, но есть и такие виды которым необходим песок или субстрат на арене, потому что без него личинки не смогут окуклиться, он им нужен в виде опоры, перед тем как личинки начинают окукливаться, муравьи облепляют их со всех сторон песком или субстратом и уже после этого в дело вступают личинки они начинают плести вокруг себя муравьиный шёлк, после этого он затвердевает и создает подобие купола для личинки в котором она уже развивается до куколки, а дальше до стадии муравья.

Т.к. у меня виды муравьёв в котором стадия окукливания отсутствует, следовательно личинка становится куколкой сразу без какого либо окукливания, а уже потом муравьём, именно поэтому мне не обязательно сыпать на арену песок или субстрат. Затем нужно положить пробирки с муравьями на арены. После аккуратно вытаскиваем ватку, которая закрывает выход пробирки, ставим включенную лампу на арену накрываем ходы муравьёв тёмной тканью, так как муравьи боятся яркого света, они быстрей перейдут в свои ходы, это можно не делать, но тогда переселение муравьёв может занять несколько дней.

После того, как муравьи полностью переселятся из пробирки в формикарий, нужно убрать пробирку из арены, затем я покормил обе колонии. Рыжим муравьям я сделал сахарный сироп в пропорции 1 к 3 и аккуратно налил им его в крышечку из под бутылки, и после этого их надо оставить на несколько дней в покое. Тоже самое проделываем с египетскими жнецами, только им вместо сахарного сиропа мы насыпаем немного семян(семена можно любые, кроме подсолнечных, так как муравьи не смогут их разгрызть, а особенно когда колония молодая и в ней нет касты солдат).

После того как пройдёт несколько дней, муравьям можно попробовать дать белок в виде личинки жука знахаря т.к. они лучше всех насекомых подходят для молодых колоний муравьёв(уличных насекомых не рекомендуется давать т.к. они могут быть заражены клещами и если их дать муравьям то клещи перейдут с насекомых на них, а это будет очень плохо для колонии т.к. эти клещи будут питаться их расплодом), пока колонии молодые им достаточно давать одну личинку раз в 4 дня. С наступлением зимы обе колонии подросли, рыжих муравьёв насчитывало уже несколько сотен, а муравьёв жнецов в районе 40 особей это связано с тем, что колония жнецов намного медленнее развивается чем колония рыжих муравьёв.

Рыжим муравьям я стал уже давать 3 личинки жука знахаря, жнецам одну так, как колония ещё не большая и лишние личинки, ползающие у них на арене, лишь прибавят стресс им и есть они их не будут. Также я заметил что рыжие муравьи стали менее активны это означает, что муравьям нужно провести диапаузу. Чтобы провести зимовку муравьям нужно поставить их муравьиную ферму в холодное место на 3 месяца можно и на 1,5 месяца. В качестве холодного места может подойти подоконник, холодильник или балкон главное чтобы температура не опускалась ниже нуля.

Во время зимовки муравьям не обязательно давать есть и пить, достаточно просто поставить пробирки с сахарным сиропом и водой на арену, чтобы её сделать достаточно просто налить в пробирку сахарный сироп или воду и закрыть её плотно ватой, так у муравьёв будет постоянный доступ к воде и еде, и этих пробирок хватит на всю диапаузу, пробирки также можно использовать если вы уезжаете в отпуск, что касается жнецов, как я ранее сказал они живут в тёплых странах поэтому зимовка им не требуется, а когда вы уезжаете в отпуск им нужно насыпать побольше семян и поставить пробирку с водой. Пришла весна, пора выводить колонию рыжих муравьёв из диапаузы, чтобы это сделать достаточно убрать муравьёв из места где они проходили зимовку.

И так нужно повторять каждую зиму. У обеих колоний спустя год на арене творится мягко говоря dump(свалка) это значит, что нужно убрать арены у обеих колоний, чтобы это сделать нужно поставить включённую лампу на арену и накрыть ходы муравьёв тёмной тканью. Потому что муравьи боятся света, а после того, как большинство муравьёв уйдёт с арены, нужно закрыть ходы у муравьёв ватой, чтобы они не вышли обратно (потому что когда вы открываете крышку арены у муравьёв, они это чувствуют и усердно стремятся выбраться из фермы), после этого нужно убрать оставшихся муравьёв с арены в какую-нибудь банку и приступить к уборке, а по окончанию уборки нужно высыпать обратно, остававшихся муравьёв на арену и открыть им проход.

Уборку примерно нужно проводить 1-2 раза в год. Что касается муравьёв жнецов, то их численность практически не изменилась. С приходом лета муравьи стали активно размножаться, у каждой семьи появились «горы» расплода.

(Рис.8)

Прошло ещё полгода обе колонии стали довольно крупными, для своего темпа развития. Рыжих муравьёв уже насчитывалось в районе 1000, а египетских жнецов в районе 100. Что касается уборки если у жнецов я всё ещё убирался, как положено ( выбрасывал их мусор протирал стенки арен от их отходов), то у рыжих муравьёв было очень трудно это делать т.к. их уже было очень много и лампа особо не помогала. Я нашёл альтернативу этому, я не протираю больше их арену, я только собираю их мусор с помощью мусорки.

Я это увидел в интернете, берётся ёмкость небольшого размера, в неё насыпается на дно небольшая часть мусора это делается для того, чтобы муравьи почувствовали свой запах в этой ёмкости и стали складывать весь новый мусор туда, и эта ёмкость ставится на арену где у них была мусорка, и после того как эта мусорка будет переполнена её содержимое просто надо высыпать в мусорку и снова поставить на прежнее место. Прошло ещё несколько месяцев и колония рыжих муравьёв стало чересчур большой для этого формикария. Крышку арены было уже невозможно открыть без побегов муравьёв, в этом случае я купил им доп модули с ходами и новую ферму. И так ферму можно увеличивать по мере их увеличения, хоть до бесконечности.

Я сорвал одуванчик, который ещё не осыпался и приклеил его к крышке от бутылки. Затем я его поставил на арену муравьёв египетских жнецов. Этот одуванчик простоял у них на арене несколько дней пока он сам не осыпался, потом они собрали опавшие семена. Отсюда следует, опровержение данного мифа о том, что муравьи срывают семена ещё пока они находятся на растениях. Муравьи собирают только опавшие семена, к семенам, которые ещё не опали и находятся на растениях, муравьи к ним не прикасаются.

В ходе исследовательской работы в рамках индивидуального проекта на тему "Исследование разных видов муравьев в домашних условиях" я изучил жизнь муравьев и их поведение в домашних условиях. Для этого я приобрёл формикарии и поселил туда 2 разных колонии муравьёв. По результатам своих наблюдений и экспериментов я сделал следующие выводы:

1. Муравьи могут жить и размножаться в формикариях при соблюдении определённых условий: их нужно кормить и поить, беречь от стрессов, защищать муравьёв от ультрафиолета, шума и вибраций, поддерживать определённую температуру воздуха и влажность (для муравьёв, которым нужна зимовка ещё и в разные времена года).
2. Муравьи реагируют на изменение условий окружающей среды. Изменение температуры воздуха, освещённости, изменение запаха влияет на поведение муравьёв. В экстремальных ситуациях муравьи могут менять свою социальную роль.
3. Моя гипотеза о том, что возможно ли создать для разных видов муравьёв благополучные условия жизни в домашних условиях подтвердилась. Да возможно.

1. Захаров А.А. Муравей, семья, колония, М.: Наука, 1978.
2. Длусский Г.М. Муравьи рода формика, М.: Наука, 1967.
3. Дунаев Е.А. Муравьи Подмосковья. Методы экологических исследований. М.:МГСЮН, 1997.
4. Русских Р.Д. Лесные робинзоны, Ижевск: Удмуртия, 1973.