Учебно-исследовательская работа Удивительный мир муравьев

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Починковский Центр дополнительного образования»

«Учебно-исследовательские работы»

Удивительный мир муравьев

Работу выполнили:

Объединение «Свет жизни»

Руководитель:

педагог дополнительного образования

Илюшечкина Ольга Васильевна

.

Починки-2015

Содержание

Введение………………………………………………………………….4

1. Удивительный мир муравьев……………………...………..…....5

2. Необыкновенная жизнь муравьев…………………………..……6

1. Что едят муравьи………………………………………………….7

2. Муравьиные тропы……………………………..…………….….8

3. Муравьи-пастухи…………………………………………………9

4. Жилище муравьев…………………………………………….....10

5. Исследование муравьев как биоиндикаторов………………….12

6. Большая муравьиная семья……………………………………..13

7. Разделение труда………………………………………………...14

Заключение………………………………………………………….….16

Список используемой литературы…………………………………….14

Введение.

Муравьи - древнейшие на Земле существа; они обитают в наших лесах уже миллионы лет! Всего на планете насчитываются тысячи видов муравьев.

Почему интересны муравьи? Прежде всего, своим сложным поведением. Их уму можно позавидовать! Основным примером для подражания является забота о своей семье, королеве - самке, о своем потомстве и друг о друге. Каждый муравей выполняет свой, определенный вид работы. Их отношение к труду поражает, муравьи - самые трудолюбивые существа в мире!

Помимо трудолюбия, большой интерес вызывает ум муравьев, их способность обучаться и учить других, организовывать свой труд, делиться на разные профессии, использовать полезные для них способности окружающих насекомых.

Муравьи очень полезные насекомые, которые вносят большой вклад в защиту леса, сохранение растений от вредителей, улучшение качества почвы.

Каждый раз, когда мы оказываемся на природе, останавливаемся возле муравейника, завороженные таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых. Однажды, находясь на одной из таких прогулок, к нам пришла замечательная идея исследовать этот необыкновенный мир.

Выполняя эту работу, мы попыталась изучить:

• чем питаются муравьи и как они добывают себе пищу;

• умение муравьев использовать полезные качества других насекомых;

• каким образом муравьи строят свое жилище, как они за ним ухаживают и оберегают;

• какую пользу приносят муравьи

1. Удивительный мир муравьёв.

Прочитав много научных книг, мы узнали очень многое об этих насекомых.

Во-первых, муравьи - это общественные насекомые, которые живут большой дружной семьей. Глава и основательница семьи - самка, которая создает новый муравейник и дает жизнь огромному количеству потомков. Большая часть населения муравейника - рабочие, которые выполняют всю работу по благоустройству дома, добыче пищи и воспитанию нового поколения. Одно из главных дел в муравьиной семье - забота о потомстве. Самка откладывает яйцо, муравьи уносят его, чтобы из него в последствие вылупилась личинка, и вырос муравей.

Во-вторых, размеры муравьев очень различны. Есть муравьи размером в 2 мм, а есть гиганты, достигающие 3 см в длину. Живут муравьи в среднем 1 - 5 лет, самки муравьев живут до 20 лет. При этом сам муравейник может стоять на одном месте несколько столетий.

В-третьих, у муравьев есть свой язык, при помощи которого они общаются. Изучение этого языка учеными ведется и сейчас. Он состоит из запахов и жестов (движение лапками). Например, если муравей услышал возле своего жилья запах незнакомого животного или чужого насекомого, он быстро раскрывает челюсти, поднимает кверху голову и сильно ударяет по дереву. Чтобы узнать, кто приближается, муравей слегка вскакивает вперед и ударяется челюстью со встречным муравьем, если процесс узнавания происходит в дружной атмосфере, муравьи касаются друг друга усиками. Муравьи делают «химические тропы» в муравейнике и вокруг него. Чем сильнее запах, тем больше идет по ним муравьев, а это означает, что там их ожидает обильный корм.

2. Необыкновенная жизнь муравьёв.

Нас привлекло в муравьях, прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. Муравьи - вечные строители. Муравей может поднимать и переносить грузы, в десятки раз превышающие его собственный вес, причем при совместной работе их усилия значительно возрастают. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложным внутренним устройством. Дороги, тоннели, разбросанные по территории, разнообразные способы запасания и хранения пищи, фактическое приручение ряда видов насекомых.

Муравьи - отважные воины. К тому же они многочисленны и умеют постоять за себя. Именно благодаря этому муравьи оказались вне конкуренции среди насекомых. Имеется множество доказательств тому, что муравьи не только умеют охранять свой дом, отдельные разновидности муравьев способны нападать и завоевывать соседние поселения.

Удивительно умение муравьев соседствовать с другими насекомыми. Например, у муравейников имеются нахлебники (мелкие клещи), которые прикрепляются под головой муравья и даже умудряется кормиться. Передними лапками клещ может поглаживать голову муравья, который воспринимает этот сигнал как требование поделиться пищей (главный закон - сытому муравью делиться пищей, при встрече голодного муравья). В муравейник могут пробираться мелкие жучки для того, чтобы полакомиться личинками муравьев. В муравейниках встречаются сверчки, которые чувствуют себя здесь как дома и охотятся на всяких муравьиных нахлебников.

Многие «рекорды» мира насекомых принадлежат муравьям: наибольшая продолжительность жизни особи, максимальные плотность поселения, самая высокая скорость обучения и т.п. А за всем этим сложная и отлаженная организация муравьиной семьи, позволяющая объединить и направить усилия тысяч и даже миллионов индивидов на решение главной задачи: обеспечение благополучия семьи.

1. Что едят муравьи?

Из книг мы узнали, что личинки муравьев едят пищу богатую белком и протеином, т.к. им надо активно расти. Обычно этой пищей служат другие насекомые или семена растений. Обитатели только одного среднего муравейника рыжих муравьев способны уничтожать по 15-18 тысяч насекомых за день, в основном гусениц - вредителей сада, огорода, леса. И что особо следует отметить, полезных для деревьев и кустарников насекомых они практически не трогают.

Муравьи неутомимо, настойчиво отыскивают этих гусениц, где угодно, даже на самых макушках деревьев, и, сколько бы их там ни было и какие бы большие они ни выросли, сбрасывают их всех на землю. Делают они это очень просто: выделяют капельку жгучей жидкости, гусеница скручивается от боли и валится с ветки или листа вниз. А там ее уже ждут другие муравьи - рабочие, носильщики. Они ее подбирают и волокут в муравейник.

После того, как молодой муравей выбрался из кокона, ему больше не надо набирать массу и развиваться, расти. Теперь нужна энергия для активной жизни. Поэтому взрослые насекомые употребляют пищу богатую углеводами: нектар, выделения тлей, мёд, сахарные сиропы, соки фруктов и т.п.

• Небольшое исследование.

Для изучения питания муравьев мы поместили на купол муравейника кусочек колбасы, сыра, хлеба и банана. Сначала муравьи проявили интерес к новым предметам - залазили сверху - изучали, но затем интерес пропал, и они не подходили к этим продуктам. Затем мы поместили на муравейник пойманного мною кузнечика - несколько муравьев очень быстро схватили его за лапки, усики, голову и попытались его убить. Три - четыре муравья вполне справлялись с кузнечиком, который по размеру был намного больше их. После того, как муравьи победили кузнечика, они попытались затащить его в муравейник, но им это не удалось, т.к. он был очень большой.

Помимо этого мы наблюдали, что муравьи добывают и заносят в муравейник маленьких жучков и гусениц. Они также заносят в свой дом различные листья, хвою от деревьев, маленькие веточки - все это используется для строительства дома.

Проделав эту работу, мы сделали вывод: наиболее подходящей пищей для муравьев являются насекомые (гусеницы, кузнечики), семена различных растений, сладкие нектары, соки фруктов и т.п.

2. Муравьиные тропы (колонны).

При изучении муравьев, мы выяснили, в небольших муравейниках (высотой до 60 см) муравьи не создают себе общих дорог для передвижения (колонны), они бегают куда хотят. А в больших муравейниках (высотой около 1 метра) муравьи, добывающие себе пропитание, бегают по строго определенным дорогам (колоннам). У большого муравейника таких колонн бывает 2 или 3. Каждая дорога начинается у муравейника и имеет длину несколько метров, ведут эти дороги к местам, где муравьи добывают себе пищу.

Например, на изучаемом мною муравейнике тропа вела в большой березе, стоящей в нескольких метрах от него.

Мы провели следующий опыт: на пути одной из колонн поставила преграду - кусок деревянной доски, который вынудил муравьев отступить со свой тропы в сторону. Но муравьи не потеряли свою дорогу и не построили себе новую дорогу, а обошли преграду и вновь стали на свой путь.

Наблюдая за непрерывным движением муравьев, мы сделали вывод об умении муравьев добывать себе пропитание, запоминать кормовые участки, организовывать и направлять других муравьев на уже исследованные кормовые участки. Помимо этого муравьи умеют ориентироваться в пространстве, находить правильное направление.

3. Муравьи - пастухи.

У муравьев есть самые настоящие стада «муравьиных коров» - так называют тлей, мелких насекомых, которые добывают для муравьев корм.

Как они попадают к муравьям? Оказывается, тли зимуют во многих муравейниках, и когда наступает весна, распускаются новые, свежие листики, потекли соки, и муравьи тук как тут. Они выводят из подземелья перезимовавших тлей, сопровождая их на молоденькие листочки. Тли погружают свои хоботки в растения и начинают сосать соки. Затем каждая тля выделяет капельку, которую тут же слизывает муравей - пастух: одну, другую, третью. Пополнив запасы, муравей - пастух бежит в муравейник и передает еду голодным муравьям, а те в свою очередь покормят других. За лето крупный муравейник может получить до 5 литров сладкого нектара.

Каждый муравей - пастух ухаживает за своим стадом: охраняет его от божьих коровок, клещей, которые любят полакомиться тлями. Защищая своих кормилиц от врагов и непогоды, муравьи нередко строят для них особые укрытия - коровники: обмазывают землей стебли, на которых скопились тли, даже сооружают над ними своды, устраивают своего рода землянки, где те в большей безопасности сосут из растений соки, потому что муравьи охраняют все входы и выходы из них. Такие укрытия для тлей можно увидеть на многих травах, цветах, кустах и деревьях в саду. Самое удивительное в том, что муравьи на зиму берут тлей в муравейник.

Исходя из этого, мы делали вывод о том, что муравьи обладают способностью использовать полезные для себя качества такого насекомого как тля, организовывать стада, пасти и получать нектар.

4. Жилище муравьев.

Муравейник строится всегда с запасом. Сверху на поверхности земли - это только небольшая видимая часть муравьиного дома, большая часть которого располагается под землей, иногда на глубинах до 20 метров! Здесь есть и вентиляция, и хранилища, и детские комнаты, и даже кухни. Растения - лесные великаны, тоже заинтересованы в помощи муравьев. Если рассмотреть ствол дерева, к которому прижался муравейник, то заметим сплошные сплетения из корешков этого дерева. Муравьи между корнями устраивают свои галереи, а по ним воздух и влага лучше поступают к корням дерева. Поэтому дерево выглядит лучше, чем соседние. В качестве строительного материала муравьи используют: мелкие, средние, крупные - веточки, стебли трав, кусочки мха и древесины, листья, смолу, хвою, крылатки семян, шишки, почки, семена, сережки.

• Уборка и защита муравейника.

Муравьи тщательно ухаживают за своим домом, они его регулярно проветривают, просушивают, перестраивают. Время от времени они снимают верхний слой хвоинок и заносят его внутрь. Затем через некоторое время вновь снимают уже следующий слой и снова заносят его внутрь, так муравьи уберегают крышу своего дома от плесени, постоянно перебирая ее.

Муравьи никогда не допустят посторонних или лишних предметов в своем жилище. Мы решили проверить это. Для эксперимента, на купол муравейника мы положили три предмета: березовый листик, кусочек пирога и кусочек фольги. Через один час муравьи убрали (вынесли за пределы муравейника) лишние предметы - березовый лист и кусочек фольги. Остался лишь кусочек сладкого пирога, который они вскоре съели.

Муравьи способны не только строить и ухаживать, но и защищать муравейник. В одной из книг мы узнали, что если поставить низенькую свечу на вершину «домика» лесных муравьев, то они способны потушить огонь с помощью прицельных выстрелов муравьиной кислоты. Это говорит о том, что они понимают опасность, которую представляет огонь, и даже умеют с ней бороться.

Таким образом, муравьи обладают способностью строить себе дома, ухаживать за ними и убирать, а также время от времени перестаивать. Проведенные нами исследования говорят об умении муравьев распознавать полезные и лишние предметы, использовать их по назначению, либо избавляться от них. Муравьи обладают способностью защищать свой дом в случае опасности.

• Температурный режим муравьиного дома.

Муравьи обладают удивительной способностью согревать свой дом. Например, весной, когда на улице еще холодно, муравьи выходят на поверхность согреваются сами, а затем возвращаются домой и отдают полученное тепло. Так муравейник нагревается.

Летом, конечно, нет необходимости дополнительно обогревать дом, но мы решили провести опыт по измерению температуры муравейника, и выяснили, что муравейник на поверхности днем прогревается до +26 +28 градусов, а в глубине муравейника температура ниже на два градуса +24 + 26. Температура на улице была + 32 градуса.

Утром муравейник не так разогрет, температура составляет + 17 + 19 градусов, в течение дня он слегка нагревается, а вечером вновь остывает.

Проделав этот опыт, мы сделали вывод: муравьи способны переносить и сохранять тепло. В холодное время согревать свое жилище. Муравейник устроен таким образом, что летом, даже в самые жаркие дни он не разогревается очень сильно. Это происходит благодаря хитрой системе вентиляции, которую делают муравьи в своем жилище.

5. Исследование муравьев как биоиндикаторов.

Из книг мы узнали, что муравьи - это такие насекомые, которые очень чувствительны к загрязнению окружающей среды. В наши дни антропогенное влияние на лес исключительно велико. Одна из форм этого воздействия - промышленное загрязнение. Вредные вещества в той или иной степени влияют на лес, вызывая изменения в лесных сообществах. Муравьи наиболее распространенные и важные для устойчивости любого лесного сообщества животные. Например, их очень тяжело встретит в тех районах, где располагаются заводы, фабрики или отходы от производства. Таким образом, муравьев можно использовать в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды.

Значит, муравьев можно использовать как биоиндикатор чистоты леса. В районах, где плохое воздействие городских промышленных предприятий, а также мусор, который выбрасывают люди очень мало муравейников, а местности, где окружающая среда не так загрязнена и нет поблизости заводов и фабрик, находятся огромные муравейники на не больших расстояниях друг от друга.

6. Большая муравьиная семья.

Муравьиная семья - многолетнее, четко организованное сообщество, состоящее из расплода (яйца, личинки, куколки), взрослых половых особей (самок и самцов) и, как правило, многочисленных рабочих особей (бесплодных самок).

• Муравьиная матка

Муравьиная семья имеет одну (моногиния, или несколько в зависимости от вида и размера колонии, полигиния) репродуктивную самку (королеву, матку) откладывающую яйца. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами. Имеют крылья, которые откусывают себе после оплодотворения.

У большинства видов царицы и рабочие развиваются из оплодотворенных яиц - у них два набора хромосом, полученных от сперматозоида и яйцеклетки.

У некоторых видов самки поначалу занимаются сбором пищи, однако это опасно, так как приходится покидать гнездо. У других муравьев они остаются в нем, поддерживая собственное существование и выращивая первых рабочих за счет запасов своего жира и подвергающихся гистолизу (разжижению) летательных мышц. Царица кормит личинок специальным слюнным секретом и/или особыми «кормовыми» яйцами. Количество доступного корма сначала весьма ограничено, поэтому между числом и размером первых рабочих ищется компромисс. Все они мелкие или даже карликовые.

Может показаться, что матка является центром муравьиной семьи, однако в действительности хозяевами положения в общине являются рабочие муравьи. Чем больше в муравейнике самок, тем «непочтительнее» отношение к ним рабочих. Рабочие муравьи переселяют самок из одной части гнезда в другую, передают на обмен в другие гнезда, убивают тех, чья плодовитость стала слишком низкой. Рабочие контролируют и воспроизводство особей в семье: уничтожают лишних личинок или изменяют режимом кормления соотношение каст в семье.

• Муравьи-рабочие.

Подавляющее большинство в колонии составляют рабочие муравьи, являющиеся самками с недоразвитой половой системой (ср. с термитами, у которых рабочими особями могут быть также и неполовозрелые самцы), основная роль которых это забота о семье.

7. Разделение труда.

Между членами муравьиной семьи существует разделение функций, которые могут быть возрастными или кастовыми.

Обычно самые молодые рабочие бывают няньками, то есть ухаживают за расплодом и самкой. Немного повзрослев, они становятся строителями, а затем фуражирами (добытчиками пищи). Самые старые муравьи, которые уже не способны к добыванию пищи, становятся хранителями продовольственных запасов, сторожами или наблюдателями.

Под кастовым разделением функций понимаются различия в круге работ у муравьёв одного возраста, обусловленные различиями в их размерах или строении. У некоторых видов (к примеру, у муравьев-листорезов) количество каст достигает значительного числа, и внешняя разница между представителями разных «профессий» может быть очень большой.

Например, у красногрудого муравья-древоточца (Camponotus herculeanus) фуражирами бывают главным образом мелкие рабочие с маленькой головой. В то же время крупные большеголовые рабочие («солдаты») того же возраста занимаются охраной гнезда.

1. У входа в муравейник несут стражу муравьи-солдаты.

2. Обязанностью рабочих муравьев является добыча корма.

3. Молодые муравьи заботятся о яйцах.

4. Царица весь день откладывает яйца. Молодые муравьи приносят ей пищу.

5. Эти муравьи занимаются уборкой: они выносят наружу мусор.

Заключение.

Выполняя эту работу, мы много узнали о муравьях. Это удивительные насекомые, во многом похожие на человека. Они живут большими семьями, где каждый помогает и кормит друг друга. В муравьиной семье есть четкое деление по профессиям: муравьи - строители, муравьи - няньки, муравьи - воины, муравьи - пастухи, муравьи - добывающие пищу.

В пищу муравьи используют в основном насекомых (жуков, гусениц, кузнечиков), а также семена и нектары растений.

Муравьи умеют строить удивительные дома, имеющие множество ходов и комнат, обладающие системой вентиляции. В качестве строительного материала используются хвоинки, кусочки хвои, веточки. Муравьи способны охранять свои дома и предотвращать опасность, угрожающую их дому. Эти удивительные насекомые способны обучать и обучаться. Свои знания по добыче пищи и строительству они передают из поколения в поколение.

Муравьи способны уживаться с многими насекомыми: пауками, сверчками, жуками; они также способны пасти тлей.

Муравьи оказывают очень полезное влияние на окружающую среду:

• во- первых, это улучшение почвы. Когда они роют свои ходы, происходит перемешивание почвы, поднимается почва из нижних слоев на поверхность. Улучшается доступ воздуха к корням растений, которые начинаю лучше расти.

• во- вторых, муравьи - это санитары леса. Они уничтожают гусениц и вредных жуков.

• в-третьих, муравьи служат пищей многим птицам, барсукам, лисицам, медведям и другим зверям. Люди получают от муравьев муравьиный спирт.

К сожалению, количество муравейников уменьшается. Причиной такого сокращения является человек. Огромный ущерб наносят муравьям вырубка леса, загрязнение леса. Катастрофически падает численность муравейников вокруг населенных пунктов, вдоль дорог и туристических маршрутов.

Муравьев необходимо охранять и во многих лесных хозяйствах есть программы по сохранению и разведению муравейников.

Литература.

1. Захаров А. А. «Муравей, семья, колония» - «Наука», 1998. - 144 с. - (Человек и окружающая среда).

2. Длусский Г. М. «Муравьи рода Формика» - «Наука», 1997. - 236 с..

3. Дунаев Е. А. «Муравьи Подмосковья» - 2000.

4. Мариковский П. И. «Маленькие труженники гор. Очерки о жизни муравьёв горного Тянь-Шаня» - «Наука», 1995. - 166 с. - 20 000 экз.

5. Брайен Майкл «Общественные насекомые: Экология и поведение» - «Мир». - 2006. - 400 с. - 5 800 экз.

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

I. Удивительный мир муравьев……………………………………………3

II. Необыкновенная жизнь муравьев……………………………………...4

1. Что едят муравьи……………………………………………..………...6

2. Муравьиные тропы………………………………………………….…7

3. Муравьи- пастухи………………………………………………………7

4. Жилище муравьев………………………………………………………8

5. Исследование муравьев как биоиндикаторов…………………….….10

6. Большая муравьиная семья…………………………………………...10

7. Разделение труда………………………………………………………11

Заключение………………………………………………………………..13

Список используемой литературы………………………………………….….15

Рецензия

На исследовательскую работу «Удивительный мир муравьев»

Исследовательская работа «Удивительный мир муравьев» выполнена Беляковой Анной, Майоровым Никитой, Поливцевой Надеждой (научный руководитель- педагог дополнительного образования Илюшечкина Ольга Васильевна).

Данная работа имеет исследовательский характер. Данная тема актуальна, так как в настоящее время количество муравейников уменьшается. Причиной такого сокращения является человек. Огромный ущерб наносят муравьям вырубка леса, загрязнение леса. Катастрофически падает численность муравейников вокруг населенных пунктов, вдоль дорог и туристических маршрутов.

Центральным вопросом работы, где наиболее интересны результаты является жизнь и поведение муравьев.

В данной работе были использованы исследовательские, поисковые и сравнительные методы изучения мира муравьев.

Целью работы было исследование удивительного мира муравьев.

В целом, работа производит положительное впечатление. Ее тема актуальна. Она обладает признаками новизны.