Муравьи подмосковья. Виды муравьев

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность темы: Почти каждый человек в своей жизни, так или иначе, сталкивался с муравьями. И это не удивительно - муравьи живут везде, за исключением Антарктиды. Их 12.000 видов и, по некоторым подсчетам, они составляют до четверти биомассы наземных животных! В чем же секрет этих удивительных существ?

Ответ прост - в продвинутой социальной организации. Эти маленькие насекомые строят муравейники, по внутреннему устройству сравнимые с огромными замками или городами, слаженно трудятся, обороняются от врагов или сами затевают войны, у них есть подобие сельского хозяйства и животноводства, продвинутая система коммуникации, в их мире каждый знает свое место.

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. Они во многом похожи на людей.

Муравьи населяли нашу планету задолго до того, как появился человек. Они пережили динозавров и скорее всего, переживут и нас. Между нами больше 100 млн. лет эволюции. Однако, несмотря на долгий период изучения муравьёв, мы ещё многого о них не знаем.

Цель работы: изучение особенностейжизнедеятельности муравьёв и их влияния на экосистему леса.

Задачи:

познакомиться с жизнью муравьёв, особенностями их питания и общения;

провести наблюдение за внегнездовой жизнедеятельностью муравьёв;

определить роль муравьёв в экосистеме леса.

Объект исследования: жизнедеятельность муравьёв.

Предмет исследования: рыжий лесной муравей - Formica rufa.

Гипотеза: муравьи оказывают положительное влияние на лесную экосистему.

Практическая значимость работы: Нами не только исследуются особенности жизнедеятельности рыжих лесных муравьев, выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников.

Методы исследования:

Изучение литературных источников;

Полевые методы исследования (метод закладки пробных площадок, геоботанического описания, изучение почвы, измерение параметров муравьиных гнёзд и протяжённости троп с помощью рулетки);

Метод долговременного наблюдения;

Метод эксперимента;

Анализ, сравнение и обобщение результатов.

Оборудование, необходимое для исследования: 4 колышка, верёвка, лопата, деревянная доска, рулетка, компас, почвенный термометр, универ-сальные индикаторы - тест - полоски, корректирующая жидкость, Атлас - определитель.

Глава 1. Теоретическая часть исследования

1.1. Устройство муравейника

Все муравьи, обитающие у нас в стране, живут в гнёздах. Строят они их на земле. Снаружи их можно заметить по кучкам земли. Иногда муравьи селятся и в гнилой древесине: пнях, колодах.

Муравейник представляет собой сооружение из веточек, хвои ели, сосны, листьев. Здесь царит свой микроклимат - температура в муравейнике на 5 градусов выше окружающего воздуха. Муравьиная куча - сооружение не только наземное, но и подземное. Камеры, галереи, тоннели и коридоры пронизывают землю под муравейником, то причудливо переплетаясь, то разбегаясь в разные стороны. В гнезде есть свои склады продовольствия, мусорники, камеры для муравьиной матки и даже ясли для разных возрастных групп. Все эти помещения постоянно перестраиваются муравьями - открываются новые камеры, замуровываются старые, откапываются новые коридоры, а старые перекапываются и забиваются наглухо. В гнезде всё время кипит работа. Выполнение особью задач семьи - закон муравейника.

1.2. Муравьиная семья

Все муравьи - общественные насекомые. Они живут семьями. В гнезде рыжего лесного муравья насчитывается от нескольких десятков до одного миллиона жителей. Муравьи имеют три основные касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками.

Между членами муравьиной семьи существует разделение функций. В зависимости от возраста, размера насекомые несут разную службу. Обычно молодые рабочие муравьи - няньки, они ухаживают за расплодом и самками, повзрослевшие муравьи - строители, старшие - добытчики пищи. А те, которые совсем «состарились» - сторожа и наблюдатели. Они охраняют входы и выходы муравейников.

1.3. Особенности общения муравьёв

Все муравьи ориентируются в пространстве по наземным предметам, а также по солнцу. Особую систему восприятия окружающей обстановки создают обладающие запахом химические вещества - феромоны. Они выделяются железой внутренней секреции и воспринимаются другими муравьями как запах, играющий главную роль в организации колоний. Когда один муравей выделяет эту жидкость, другие муравьи посредством органов обоняния или вкусовых рецепторов получают сообщение и отвечают на послание. Все сигналы вырабатываются в соответствии с потребностями колонии.

Переговариваются муравьи друг с другом соприкосновением антенн, расположенных на голове. Так они передают различную информацию на понятном лишь им языке. Причем система передачи данных у муравьев подчас превосходит по эффективности даже человеческое речевое общение. Муравьи мгновенно решают вопросы, на которые человеку понадобятся многие часы.

1.4. Питание муравьёв

Основу питания почти всех муравьёв составляют два источника.

Первый, это насекомые. Муравьи охотятся или собирают уже мёртвых насекомых (мух, стрекоз, жуков и т.п.)

Второй источник - это падь - сладкое выделение тлей. Связь муравьёв с тлями - это яркий пример «сотрудничества» в мире животных. Тли снабжают муравьёв пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносят на свежие побеги растений, а иногда и уносят на зиму в муравейник. Помимо этого муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами.

Вся пища, которую собирают муравьи, переносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. Например, падь (муравьиное молочко) распределяется так: сначала падь набирается в зобик муравья. Затем, придя в гнездо, муравей становится в специальную позу, раскрывает челюсти и изо рта у него выступает капелька жидкости. К нему подходит один или несколько муравьёв, которые выпивают эту капельку и вскоре вся пища перекачивается. Если в гнездо поступает много пищи, её накапливают в зобиках определенной группы - хранителей. Это молодые и крупные муравьи. Таким образом, вся пища остаётся в семье.

1.5. Значение муравьев в природе

Муравьи выполняют множество экологических функций. Они оказывают положительное влияние на почвообразовательные процессы: перемешивают почву, улучшают её химический и механический состав. Прокладывая ходы, муравьи поднимают частицы почвы из нижних слоёв в верхние. При этом улучшается доступ воздуха к корням. Полезное перемешивание почвы происходит постоянно, так как муравьи непрерывно перестраивают свои гнёзда. В гнёздах и вокруг них накапливается большое количество экскрементов, удобряющих почву. Установлено, что деревья, корни которых попадают в зону влияния гнезда муравейника, быстро разрастаются, используя накапливаемые под муравейником питательные вещества. Около муравейников гораздо лучше развит живой напочвенный покров: масса травостоя, например, вокруг муравейника выше в 5-8 раз. Здесь развивается растительность, требовательная к плодородию почвы.

Муравьи, поселяющиеся в древесине и включающие в гнёзда старые пни, участвуют в разрушении омертвевшей древесины, ускоряя тем самым процесс её разложения. Кроме того, насекомые собирают в муравейник древесные и травянистые частицы, веточки, хвою, чешуйки, где их разложение идёт быстрее, чем на поверхности почвы.

Сам муравейник - общежитие не только для муравьев, но и сотен различных мелких животных - пауков, клещей, многоножек, жуков, сверчков и гусениц. Их привлекают сюда быстрое разложение веществ, высокая рыхлость почвы, стабильная температура, подходящая влажность.

Значение муравьев в природе возрастает еще и из-за того, что они являются одним из основных звеньев трофических цепей экосистем. Они служат пищей для барсуков, лис, медведей, певчих птиц. Без муравьёв невозможно нормальное развитие тетеревов и рябчиков.

Нельзя не отметить одну особенность муравьёв. Они способны размножать тлей, выделяющих большое количество экскрементов. Муравьиная семья использует их для питания взрослых особей, охраняет тлей от врагов. Но вред, причиняемый муравьями, является незначительным по сравнению с приносимой ими пользой.

Муравьи - активные хищники. Они быстро переключаются на новые обильные источники пищи и таким образом могут подавлять вспышки размножения вредителей. Жители среднего муравейника способны за день уничтожить до двадцати тысяч вредителей. За один сезон активности муравьёв лес очищается от пяти миллионов насекомых-вредителей.

Глава 2. Практическая часть

Исследования проводились в окрестностях посёлка СудаЧереповецкого района (в 40 км от Череповца).Время проведения исследования: июнь - август 2015 года.

Исследование 1. Закладка пробной площадки, её описание

Оборудование: 4 колышка, верёвка, компас, рулетка.

Для изучения лесного сообщества я выбрала участок леса, расположенный к юго-востоку от посёлка. (Приложение 1, рис.1.)

Здесь была заложена пробная площадка размером 30х30м 2:

1. установила колышек №1;

2. по компасу от колышка №1 отмерила расстояние 30м на север и поставила колышек №2;

3. от колышка №2 по компасу на восток отмерила расстояние 30м и установила колышек №3;

5. натянула между колышками верёвку.

Описание пробной площадки:

Рельеф участка равнинный, климат - умеренно-континентальный с умеренно тёплым летом и умеренно холодной зимой. Почва - дерново-подзолистая, супесчаная. Грунтовые воды залегают на средней глубине. Видовой состав растительного мира разнообразен. На участке I ярус принадлежит в основном хвойным, а также лиственным деревьям, II ярус представлен кустарниками и маленькими деревцами, III ярус - травы.

На исследуемом участке было обнаружено 7 муравейников: 4 крупных, 2-средних и 1 - малый. (Приложение 1, таблица 1)

Муравейники, построенные на освещённом месте, имеют сферическую форму, а в тени - высоко коническую. Состав куполов исследуемых муравейников в основном представлен мелкими веточками, стеблями и корнями трав, песчинками, хвоинками, кусочками древесины, сухими листьями. (Приложение 1, рис.2-8)

Высота муравейников составляет от 0,35 м до 1,20 м, а площади оснований куполов от 0,38 м 2 до 2,83 м 2 . Общее количество троп - 24. (Приложение 1, таблица 2)

Исследование 2. Изучение внегнездовой жизни муравьев

Оборудование: универсальные индикаторы - тест - полоски, корректиру-ющая жидкость, рулетка, деревянная доска, Атлас - определитель.

Для проведения экспериментов по внегнездовой деятельности муравьёв мной был выбран наиболее крупный муравейник №3.

Слегка пошевелив веточкой муравейник, я увидела, что потревоженные муравьи приняли оборонительную позу. Подержав над муравейником ладонь, почувствовала жжение и запах муравьиной кислотой, а подержав лакмусовую бумажку, обнаружила, что она стала красной. (Приложение 2, рис. 1,2)

Вывод: муравьи защищают себя и своё жильё с помощью муравьиной кислоты. Муравьиная кислота - это яд, которым муравьи защищаются и убивают добычу.

с помощью феромонов и усиков

Подсадка муравьёв из другого муравейника .

Я подсаживала 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). Муравья, непосредственно вступавшего в контакт с чужой особью, поддерживали 2-3 муравья, находящиеся в непосредственной близости от зоны конфликта. Чужая особь атаковала не всегда, в большинстве случаев, ей давали убежать. Чужих муравьёв, подсаженных на тропу, атаковали и уничтожили в 8 случаях из 10.

В 20 см 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 уничтоженных составил 50%. (Приложение 2, рис. 3,4)

Общение усиками .

Взяв осторожно одного из рабочих муравьев 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 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. (Приложение 2, рис. 5-7)

Вывод: Основной способ общения муравьев друг с другом - это особые химические вещества - феромоны, но общаются они также с помощью своеобразных антенн - усиков.

Эксперимент № 3. Охотничий инстинкти перемещение муравьев

в пространстве

Я подкладывала добычу (комаров и гусениц) на определенное расстояние от тропы и от муравейника. (Приложение 2, рис. 8,9) Добычу, подложенную прямо на тропу или на муравейник, обнаруживали быстро и сразу несколько особей, а добычу, подложенную вне тропы или чуть поодаль от муравейника, обнаруживали только через несколько минут 2-3 рабочих муравья.

Вывод: чем ближе добыча от тропы или муравейника, тем быстрее и больше особей её обнаруживают. Различия в сроках обнаружения у тропы объясняются различными расстояниями.

Положив доску на тропу в разные положения, я проверила реакцию муравьёв. Ожидалось, что, новый субстрат, не имеющий запаха муравьиной тропы, вызовет исследовательскою реакцию, и на восстановление тропы будет затрачено какое-то время. Однако этого не произошло. Доску расположенную как вдоль, так и поперёк тропы, муравьи проходили без задержки. Доску, поставленную на ребро, после кратковременного исследования муравьи обходили и возвращались на тропу. (Приложение 2, рис. 10,11)

Вывод: при использовании знакомой тропы насекомые используют не только обоняние, но и способность к ориентации. Древесные предметы, появляющиеся на тропах, большой неожиданностью не являются (запах древесины им знаком). Препятствия с высокими вертикальными стенками муравьи избегают, демонстрируя способность к навигации.

Эксперимент № 5.Изучение муравьиных троп

При наблюдении за муравейником я изучила тропы, отходящие от него. Было обнаружено 5 троп. С помощью рулетки измерила их длину. Самая длинная тропа составляет 16,3м, самая короткая - 7,9м. Я заметила, что окончание тропы может быть на дереве, пне или земле. Основное назначение троп - это . Данные наблюдений занесла в таблицу. (Приложение 2, таблица 2)

Вывод: большая часть троп, по которым осуществляется движение муравьиных потоков, относится к кормовым, поскольку по ним муравьи транспортируют пищу. Максимальное движение на тропах отмечается в дневное время. Тропы проложены в основном к стволам деревьев, имеющих следы повреждений различными вредителями. Следовательно, муравьи сохраняют прирост крон деревьев в очагах вредителей, повышают продуктивность леса.

Для изучения количественного учета истребляемых насекомых была выбрана тропа №5.

25 июля 2015 г. я собирала добычу муравьев на тропе в течение 15 минут три раза в день (утром, в полдень и вечером). Утром добыча муравьёв составила 23 насекомых, из них 3 полезных, 17 вредных и 3 насекомых определить не смогла. Днём количество насекомых увеличилось до 45, из них вредных было 32, полезных - 7. Вечером добыча муравьёв составила 28 насекомых, из них полезных - 4 , вредных - 23, неопределённых -1. Данные занесла в таблицу. (Приложение 2, таблица 2)

Вывод: пик истребления насекомых приходится на полдень. Большинство истребляемых муравьями насекомых относится к вредным. Следовательно, муравьи снижают численность вредителей.

Исследование 3. Изучение влияния гнёздостроительной деятельности муравьёв на экосистему леса

Оборудование: почвенный термометр, лопата, универсальные индикаторы - тест - полоски.

Для изучения почвообразующей деятельности муравьёв я сравнила почву вблизи и вдали от муравейника по следующим показателям - механический состав, влажность, температура, кислотность. Данные исследования занесла в таблицу. (Приложение 3, таблица 1)

По данным таблицы видно, что почва у муравейника более структурная, лучшего механического состава, более рыхлая, влажная, а, следовательно, и более плодородная. Температура почвы у гнезда выше, чем вдали. Это объясняется прежде всего тем, что внутри самого муравейника температура более высокая, чем снаружи, соответственно и почва также прогревается.

Вывод: в естественных биоценозах гнездостроительная деятельность муравьёв имеет важное почвообразующее значение.

Заключение

В результате проведенного исследования я изучила особенностижизнедеятельности муравьёв и их влияние на экосистему леса и пришла к следующим выводам:

Все муравьи - общественные насекомые. Они живут семьями в гнёздах. Между членами муравьиной семьи существует разделение функций в зависимости от возраста и размеров. Основу питания муравьёв составляют насекомые, выделения тлей, сок растений, семена, грибы и нектар. Общаются насекомые с помощью особых химических веществ - феромонов.

Муравьи защищают себя и своё жилище с помощью муравьиной кислоты. Опознание чужаков в муравейнике происходит с помощью ощупывания антеннами-усиками. При передвижении по тропам насекомые используют не только обоняние, но и способность к ориентации. Основная часть муравьиных троп относится к кормовым и заканчивается на стволах деревьев, имеющих повреждения. Большинство насекомых, истребляемых муравьями - вредные.

Рыжие лесные муравьи являются неотъемлемым звеном в экосистеме

леса. Они оказывают положительное влияние на почвообразовательные процессы, участвуют в разрушении омертвевшей древесины, повышают продуктивность леса, являясь основой биологического лесозащитного комплекса от насекомых - вредителей.

Таким образом, муравьи оказывают существенное положительное влияние на экосистему леса. Моя гипотеза подтвердилась.

Список литературы и интернет - источников

1. Бакшт Ф.Б. Магнитные муравейники // Природа.№7, 1990. -с.60-63

2. Гребенников В.С. Тайны мира насекомых. - Новосибирск: Новосибирское книжное издательство, 1990 - 272с.

3. Длусский Г. М. Муравьи рода формика. М.: Наука, 1967 - 236c.

4. Евтушенко С.А. Почти как люди. [Электронный ресурс], - http://www.oracle-today.ru - статья в интернете.

5.Жизнь муравьёв в муравейнике. [Электронный ресурс], - http://novosteika.ru/stati/nauka/muravei.php - статья в интернете.

6.Захаров А.А. Муравей, семья, колония.- М.: Изд-во « Наука», 1978 - 142c.

7. Клуб любителей муравьев. [Электронный ресурс], - http:// www.antclub.org/morphology/anatomy

8. Халифман И. А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1967 - 304с

Приложение 1

Закладка пробной площадки, её описание

Рис 1. Карта места расположения исследуемого участка

Таблица 1. Общие данные по обследованию участка

Фотографии муравейников, обнаруженных на исследуемом участке

Рис.2. Муравейник № 1 Рис.3. Муравейник № 2

Рис.4. Муравейник № 3 Рис.5. Муравейник № 4

Рис.6. Муравейник № 5 Рис.7. Муравейник № 6

Рис.8. Муравейник № 7

Таблица 2. Общие данные по обнаруженным муравейникам

№ муравейника	Размер муравейников			Количество троп отходящих от муравейника	Состояние муравейника
№ муравейника	Диаметр основания, м	Высота, м	Площадь основания купола, м 2	Количество троп отходящих от муравейника	Состояние муравейника
					не нарушен
					разбросан наполовину
					не нарушен
					не нарушен
					не нарушен
					не нарушен
					не нарушен

Приложение 2

Изучение внегнездовой жизни муравьев

Эксперимент № 1. Защитная реакция муравьёв

Рис.1. Защитная реакция муравьёв

Рис.2. Обнаружений муравьиной кислоты

Эксперимент № 2. Выявление способов общения муравьев

с помощью феромонов и усиков

Рис.3. Подсадка чужих муравьёв на Рис.4. Подсадка муравьёв на

тропу рядом с муравейником муравейник

Рис.5. Муравей, помеченный Рис.6. Помеченный муравей

корректирующей жидкостью посажен на муравейник

Рис.7. Обнаружение помеченного

Эксперимент № 3. Охотничий инстинкт и перемещение муравьев

в пространстве

Рис.8. Помещение добычи Рис.9. Обнаружение муравьями

на муравейник добычи

Эксперимент № 4. Обнаружение препятствий

Рис.10. Доска, поставленная на ребро Рис.11. Доска, поставленная

поперёк муравьиной тропы

Эксперимент № 5. Изучение муравьиных троп

Таблица 1. Характеристика муравьиных троп, отходящих от муравейника №3

№ тропы	Назначение тропы	Длина тропы, м	Место окончания тропы
	Перенос корма и строительного материала		на дереве
	Перенос корма и строительного материала
	Перенос корма и строительного материала
	Перенос корма и строительного материала		на дереве
	Перенос корма и строительного материала		на дереве

Эксперимент № 6. Количественный учёт истребляемых муравьями насекомых

Таблица 2. Учет истребляемых муравьями насекомых

№ мура вейника	№ тропы	Время наблюдений		Продолжи тельность сбора	Количество отобранных у муравьев насекомых
		Месяц, число	Часы, минуты		Полез ных	Не опреде ленных

Приложение 3

Изучение влияния гнездостроительной деятельности муравьёв на экосистему леса

Таблица 1. Характеристика почвы, взятой вдали и у муравейника

Признаки	Показатели вблизи муравейника	Показатели вдали от муравейника
Структура	структурная	менее структурная
Механический состав	лёгкий суглинок (почва скатывается в колбаску с тонким, острым кончиком, при изгибе легко ломается)	средний суглинок (почва скатывается в колбаску с тонким, острым кончиком, при изгибе ломается)
Степень утоптанности	слабо утоптанная (лопата при сильном ударе вошла в почву на глубину 5см)	средне утоптанная (лопата при сильном ударе вошла в почву на глубину 3,5 см)
Влажность	увлажнённая (почва заметно холодит руку)	менее увлажнённая (почва слегка холодит руку)
Температура
Кислотность	(произошло изменение окраски с желтой на малиновую)	слабокислая (произошло изменение окраски с желтой на розовую)

Определение характеристики почвы вдали и у муравейника

Рис.1. Взятие проб вблизи муравейника

Рис.2. Взятие проб вдали от муравейника

Определение температуры почвы вблизи и вдали от муравейника

Рис.3. Определение температуры Рис.4. Определение температуры

почвы у муравейника почвы вдали от муравейника

Муравей принадлежит к классу насекомые, типу членистоногие, отряду перепончатокрылые, семейству муравьи (лат. Formicidae). По организации муравьи относятся к группе общественных насекомых с четким разделением на три касты: рабочие особи, самки и самцы.

Кроваво-красный муравей (рабовладелец) (лат. Formica sanguinea) широко распространен в Европе, средней полосе России, встречается в Китае и Монголии. Рабочие особи имеют длину до 8 мм и черное тело с оранжевой головой. Матка муравья вырастает до 10 мм и отличается красной головой и оранжевого цвета грудью. Летние гнезда муравьи устраивают в полусгнивших пнях, в земле и под камнями, в зимнее время семья перебирается в другое гнездо, расположенное у основания деревьев. Типичным образом жизни данного вида муравьев являются грабительские набеги на муравейники бурых лесных, прытких и других муравьев. Захваченные куколки приносятся в гнездо и воспитываются в качестве «рабов».

Желтый муравей-амазонка (лат. Polyergus rufescens) – вид муравьев, отличающийся достаточно крупными размерами: самки достигают почти сантиметровой длины, размеры самцов несколько скромнее – 6-7,5 мм, «солдаты» еще мельче и редко вырастают более 5-7 мм. Самки и «солдаты» окрашены в желто-красноватые тона, тельце обычно покрыто черными волосками. Самцы муравьев черные, конечности и усики бурого цвета. Вид обитает в странах Европы, в западных регионах Азии, на западе Сибири. Муравей-амазонка предпочитает селиться во влажных лесах, выбирая для постройки муравейника просеки и опушки. Амазонки ведут рабовладельческий образ жизни, похищают других муравьев в стадии куколок, а затем используют их в качестве рабов, рабочей силы.

Муравьи-легионеры или муравьи-кочевники (дорилины, бродячие муравьи) (лат. Dorylinae) – подсемейство кочевых муравьев, обитающих исключительно в тропиках и субтропической зоне. Особенно распространены муравьи-легионеры в Центральной и Южной Америке, встречаются на территории Африки. Обитают огромными колониями, основную часть которых составляют рабочие особи. Муравьи кочевники уничтожают на своем пути все, что годится в пищу. Несмотря на средние размеры в 2-4 мм, данный вид муравьев «берет» своей численностью, истребляя при нашествиях посевы культурных растений и питаясь их соками.

Где обитают муравьи?

Этих насекомых можно наблюдать на всех континентах, во всех природных областях и климатических зонах. Их нет только в суровом климате Арктики и Антарктиды, на холодных островах Гренландии и Исландии, а также в знойных пустынях. В районах с умеренным и холодным климатом муравьи зимой впадают в спячку.

В основном, эти насекомые строят себе жилища-муравейники в прелой или гнилой древесине, в почве и под мелкими камнями. Некоторые виды муравьев захватывают чужие гнезда или живут рядом с человеком.

Пища муравьев разнообразна и зависит от вида. Рацион питания большинства видов состоит из растительной и животной пищи, причем питается каждая особь по нескольку раз в сутки.

Источником белка, необходимым для роста и развития личинок муравьев в природе, становятся мертвые насекомые, останки животных, трофические яйца, откладываемые маткой при переизбытке еды, яйца насекомых-вредителей и полупереваренная пища взрослых муравьев. Личинки домашних муравьев довольствуются молочными продуктами, желатином и остатками яичных блюд. Питание матки муравьев также состоит из белковой пищи, которую специально пережевывают ухаживающие за ней муравьи.

Основу углеводного меню большинства муравьев составляют медвяная роса (сахаросодержащие соки листвы, выделяемые при перепадах температуры) и падь - сладкие выделения насекомых, в особенности . Муравьи – молочные фермеры выращивают тлю для себя, пасут ее, выхаживают и защищают ее приплод от других муравьев. Эти пастухи доят своих домашних питомцев и питаются их молоком.

Дополнительными компонентами пищи муравьев в природе могут быть семена и корни растений, орехи, древесные соки. Некоторые муравьи выращивают в муравейниках в качестве пищи колонии грибов, а также питаются и насекомыми.

Муравьи – жнецы употребляют сухие семена растений, сухие плоды и зерновые культуры. Они способны запасти 1 кг сырья, что дает возможность прокормиться зимой целой колонии муравьев. Муравьи-листорезы приносят в муравейник кусочки листьев, пережевывают и хранят в своеобразных камерах-теплицах. Со временем из этих кусочков в хранилище вырастают грибы, являющиеся основным кормом для этих муравьев-гурманов. Муравьи-центромирмексы питаются исключительно термитами. Муравей-дракула пьет соки, выделяемые своими же личинками, а личинок кормит разными насекомыми. Домашние муравьи являются всеядными.

Зимой, при значительном похолодании, муравьи впадают в спячку, во время которой голодают. Большинство видов, тем не менее, ведет зимой активный образ жизни в герметичном муравейнике, питаясь обильными запасами.

Животный мир разнообразен. На территории округа обитают свыше 9,5 тыс. видов животных. Формировался животный мир в тесной взаимосвязи с животным миром Владимирской области и Центральной России. Но небольшая площадь округа, незначительная лесистость, высокая доля антропогенных ландшафтов и пойменных лугов придают краю своеобразие. По возрасту животный мир края, и области, молодой (послеледниковый). По особенностям формирования смешанный, образованый сибирским (таёжным), западноевропейским (животными широколиственных лесов) и южным (степными) видами. Однако в связи с сокращением лесов начался процесс исчезновения многих таёжных видов: животных вытесняет человек, они уходят в другие места ли погибают. Поэтому современный животный мир не так разнообразен и многочислен, как в прошлом. В видовом составе он представлен всеми основными группами животных. Самыми многочисленными являются беспозвоночные, их насчитывается более 9,2 тыс. видов. Хорошо представлены преобладающие в животном мире членистоногие, которые объединяют ракообразных, паукообразных и насекомых. С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса.

Большую роль в сохранении животных играют созданные заповедники, заказники, охраняемые территории, где сохраняются животные, оберегаются или акклиматизируются, реакклиматизируются. На территории Владимирской области существуют различные заказники, где муравьи являются охранными животными. Но в Муромском районе таких мест нет. Кроме этого видовой состав муравьёв Муромского края неизвестен, так как никаких мирмекологических исследований на данной территории не проводились. Эта работа является единственным источником сведений о видовом разнообразии муравьёв на территории Муромского района.

Трудность классификации муравьев связана с двумя феноменами – наличием видов-двойников и гибридов. Мирмекологи (зоологи, специализирующиеся на изучении муравьев) знают, что первых, т. е. видов, практически не различимых по внешнему виду, среди муравьев довольно много. В результате описанный по анатомическим (морфологическим) признакам небольшого числа особей вид нередко приходится разделять на два или более самостоятельных – изолированных друг от друга репродуктивно. Отличить их друг от друга можно на основе статистического анализа промеров очень больших количеств (крупных выборок) индивидов, по хромосомным (генетическим) или биохимическим (ферментным) особенностям. И напротив, два близкородственных вида муравьев, которые легко различимы по внешним признакам, в местах совместного обитания нередко скрещиваются и дают гибридные формы. Если эти гибриды плодовиты, значит, речь идет не о самостоятельных видах, а лишь о разных расах одного и того же (по определению, потомство от скрещивания разных видов неплодовито.)

2. История развития муравьев.

Появились муравьи на нашей планете 200 млн. лет назад (в верхнем мезозое). Их далекие родственники стали свидетелями расцвета динозавров. Предки современных муравьев были подземными хищниками, лишь значительно позднее они освоили поверхность земли и забрались на деревья. С течением времени одни формы муравьев вымирали, другие появлялись, и сейчас ученые около восьми тысяч различных видов. Муравьи – близкие родственники ос, и некоторые исследователи даже считают их своего рода высокоспециализированными осами. Известны как крылатые муравьи (самцы и царицы), так и бескрылые осы (самки немок). Однако в целом муравьи внешне отличаются от ос присутствием перед брюшком хорошо заметного стебелька из одного-двух узловато расширенных члеников, где часто находится торчащий вверх выступ. Другая их отличительная черта – парная метаплевральная железа, расположенная непосредственно перед стебельком в задних углах мезосомы (части тела между головой и брюшком, которая у большинства насекомых называется грудью) и часто заметная там по вздутиям – «буллам».

Хотя анатомическое и поведенческое сходство муравьев с осами уже давно приводило к тому, что последних считали их предками, эта точка зрения была научно подтверждена лишь в 1967, когда в янтаре из Нью-Джерси были найдены два ископаемых образца, соответствующих, так сказать, «осомуравью», т. е. переходной форме между двумя группами. Ее назвали Sphecomyrma freyi. Этот вид датирован концом мелового периода (примерно 80 млн. лет назад) и почти идеально подходит на роль звена, связующего муравьев с одиночными осами надсемейства Vespoidea. В его анатомии мозаично сочетаются муравьиные и осиные признаки, но таксономически вид относится к муравьям, поскольку обладает метаплевральными железами.

С тех пор обнаружено множество других ископаемых экземпляров, помещенных в роды Sphecomyrma и Cretomyrma, которые объединяют в подсемейство Sphecomyrminae. Судя по этим находкам, в среднем – позднем мелу несколько видов примитивных муравьев было широко распространено по Лавразии – суперконтиненту, разделившемуся впоследствии на Евразию и Северную Америку. По меньшей мере 65 млн. лет назад они начали эволюционно дивергировать, адаптируясь к различным местообитаниям (экологическим нишам). Одновременно происходила дивергенция покрытосеменных, или цветковых, растений, становившихся доминантами сообществ, и скорее всего, тогда же начали складываться их симбиотические взаимоотношения с муравьями.

В природе муравьёв не спутаешь с другими насекомыми: бескрылые, очень активные, всё время что-то ищущие, суетящиеся. Муравьи – общественные насекомые, обитающие на земле и деревьях по всему миру, кроме Антарктики, Исландии, Гренландии и некоторых удаленных от континентов островов. Благодаря такому космополитному распространению, обилию и своим хорошо заметным колониям муравьи известны повсюду.

Муравьи – самое эволюционно продвинутое семейство насекомых с точки зрения поведения, экологии и физиологии. Их колонии представляют собой сложные социальные образования с разделением труда и системами коммуникации, позволяющими особям координировать свои действия при выполнении задач, которые не по силам одному индивиду. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитые симбиотические отношения с другими насекомыми и растениями.

Преимущества, даваемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день это доминирующая по численности группа членистоногих. Так, на 1 акре (0,4 га) саванны в Кот-д"Ивуаре (Африка) обитает 8 млн. муравьев, образующих примерно 3000 колоний. Вместе с термитами (еще одной крупной группой общественных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропическом лесу бассейна Амазонки. Другими словами, при средней популяционной плотности 3,25 млн. муравьев и 0,4 млн. термитов на 1 акр они в сумме весят лишь вдвое меньше, чем все прочие сухопутные животные этого дождевого леса. В областях с умеренным климатом их меньше, но цифры все равно впечатляют. На площади 8 кв. км во Флориде обнаружено 76 видов муравьев из 30 родов, а на площади 5,5 кв. км в Мичигане – 87 их видов из 23 родов.

Живут семьями. В гнезде бывает до одного миллиона жителей. Разрастаясь, такая семья объединяет несколько муравейников своего вида, между которыми по специальным тропам осуществляется обмен обитателями.

Дороги муравьев никогда не пересекаются. Известны такие муравьиные дороги, которые не меняли своей конфигурации в течение пятнадцати лет, хотя и имели в длину до ста тридцати метров.

Редко увидишь одиночного муравья, даже вдали от его гнезда, обычно их всегда много. Это рабочие муравьи. Численность их в одном гнезде измеряется тысячами и десятками тысяч, а в некоторых и до миллиона особей. Кроме них, в семье бывает одна или несколько маток. Они тоже бескрылые и никогда не покидают гнездо. Раз в году в семье появляются крылатые молодые самцы и самки. Крылья у них слабые и для вылета в брачный полёт они ждут теплого, безветренного дня. Такой вылет происходит одновременно, в одни и те же часы, у всех муравьёв одного вида, живущих в этой местности. Этим обеспечивается перекрёстное оплодотворение.

Самцы муравьёв после роения погибают. Оплодотворённые самки (царицы), опустившись на землю, сбрасывают ставшие ненужными крылья и спешат спрятаться, найти укромное местечко, где можно основать новую семью.

Муравьи имеют три основных касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками, которые, правда, могут откладывать яйца, но из них никто не развивается. Самки муравьев живут до двух лет (иногда 10-20) хотя остальное население муравейника обновляется почти за год.

Сообщество муравьев состоит в основном из самок. Немногочисленные самцы, за редким исключением, не принимают участия в жизни колонии. Они остаются в гнезде до брачного лета, а после него оказываются бездомными и не способными о себе заботиться. В принципе, их единственная функция – спаривание, и, выполнив ее, они быстро умирают. За небольшими исключениями, самцы развиваются из неоплодотворенных яиц, т. е. генетически гаплоидны – обладают только одним набором хромосом, достающимся им от материнской яйцеклетки.

Неразмножающиеся рабочие, как и плодущие царицы, по генотипу самки, однако их половая система обычно недоразвита. И те и другие развиваются из оплодотворенных яиц, т. е. являются диплоидными – у них два набора хромосом, полученных от сперматозоида и яйцеклетки. Эту на первый взгляд универсальную систему усложняет присутствие телитокии, т. е. развития самок из неоплодотворенных яиц, например у Pristomyrmex pungens, наличие диплоидных самцов, в частности у S. invicta и Formica exsecta, и откладка у некоторых видов жизнеспособных яиц рабочими особями.

Хотя все оплодотворенные яйцеклетки по своему генетическому потенциалу способны развиться в цариц, у большинства видов основная их часть дает рабочих. Физиологические механизмы, определяющие, будет ли яйцеклетка оплодотворена и представитель какой касты получится в случае ее оплодотворения, окончательно не выяснены. Ясно только, что, в отличие от медоносных пчел, это определяют не выкармливающие личинок рабочие. В то же время развитие царицы зависит от особенностей питания и температурного режима. Известно также, что у родов Solenopsis, Monomorium и Myrmica некая пороговая пропорция девственных самок в гнезде подавляет их дальнейшее возникновение.

Рабочие муравьи живут около года, в отличие от цариц, которые могут дожить до 18 лет. Каста рабочих обычно делится на три различающиеся размерами субкасты – мелких, средних и крупных особей. У большинства видов переход между ними постепенный, и это деление отчасти условно, но в некоторых случаях существуют две четко выраженные группы – мелкие и крупные рабочие. Первые у ряда видов в основном или полностью выполняют защитные функции и называются солдатами. У зерноядных форм они часто занимаются также помолом, т. е. очисткой семян от оболочек и измельчением их питательной части, эндосперма. Мелкие и средние рабочие выполняют различные задачи, которые меняются с возрастом. Сначала они работают няньками, кормя и чистя расплод, затем становятся строителями, расширяющими и ремонтирующими гнездо, а самые старые (и чаще прочих гибнущие) выполняют опасную роль фуражиров, т. е. собирают и приносят в муравейник еду. Объем рабочей силы, доступной для каждой конкретной задачи, оптимизирован – он устанавливается и поддерживается в наиболее эффективных пределах путем регулирования периода жизни, в течение которого особи выполняют ту или иную функцию.

3. Расплод.

Цикл развития муравьев, как и у всех перепончатокрылых, включает полное превращение (голометаболия). Из яйца вылупляется личинка – единственная растущая стадия насекомого. Ее кутикула, т. е. наружный покров, растягивается только в определенных пределах, поэтому в ходе роста несколько раз сменяется – происходят линьки. Соответственно различаются несколько возрастных стадий личинки: первая – от вылупления до первой линьки, вторая – до второй линьки и т. д. Для муравьев типичны четыре личиночные стадии, которые завершаются окукливанием, хотя у некоторых видов их три или пять.

Перед тем как превратиться в куколку, личинка прекращает питаться, отрыгивает меконий (содержимое своего кишечника) и, у большинства муравьев, окружает себя шелковым коконом (именно эти коконы называют в народе муравьиными яйцами). Внутри куколки происходит радикальная перестройка тела насекомого – безногая мешковидная личинка превращается в морфологически сложную взрослую особь (имаго). Все предшествующие стадии жизненного цикла муравьев объединяют под названием «расплод». Гнезда у муравейников очень разнообразны: моховые и земляные комочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда используется 4-5 млн. хвоинок и веточек. Есть летние и зимние жилища (явление покали). Зимние гнезда обычно глубже летних и располагаются в укромных местах. С наступлением осени сотни муравьев мигрируют к зимним гнездам, а в летних, расположенных на открытых местах, остаются лишь единицы.

1. 1. 5. Питание

Основу питания почти всех муравьёв составляют два компонента: белковый и углеводный.

В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые. Муравьи охотятся на них или собирают трупы.

Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь - сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок).

Помимо пади и насекомых, муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами.

Вся пища, которую собирают муравьи, приносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. По данным многолетних наблюдений западногерманского исследователя Г. Велленштайна, питание рыжих лесных муравьёв (по массе):

Падь - 62 %

Насекомые и другие беспозвоночные - 33 %

Сок растений - 4,5 %

Грибы и падаль - 0,3 %

Семена - 0,2 %

1. 1. 6. Продолжительность жизни

Рабочие муравьи живут около года, в отличие от цариц, которые могут дожить до 18 лет. В лабораторных условиях отдельные рабочие особи могут дожить до 3-4 лет. Известен случай, когда муравей прожил семь лет. Но в естественных условиях в течение года население муравейника почти полностью обновляется, так что в среднем рабочий муравей живёт около года. Значительно дольше - до 20 лет - живут самки. Известны семьи рыжих лесных муравьёв, которые оставались живыми.

7. Гнездо.

Муравьи – общественные насекомые, имеющие большое значение в жизни леса. Они устраивают характерные гнезда с куполом из растительных остатков – муравейники. Немало муравьёв имеют гнезда в почве без насыпных холмиков сверху, либо гнездятся в древесине или под камнями. Гнезда муравьев одного вида, имеющие общее происхождение и единую территорию, образуют комплексы. Комплексы муравейников – это компактно расположенная группа гнезд, не разделенных неопределимыми для муравьев преградами (реки, ручьи, оживленные асфальтовые дороги, безлесные разрывы шириной более 30 м). Муравейники, входящие в комплекс, не обязательно связаны дорогами, но соприкасаются территориями. Обычно комплексом можно считать группу муравейников при их количестве 7-8 на 1 га, если в такой группе имеются гнезда разных размеров, в том числе гнезда с диаметром купола более 1,2 м и высотой более 0,7 м. Группа локально расположенных крупных гнезд всегда образуют один комплекс. Расстояние между гнездами в комплексе может составлять от 10 до 30 м. Границы комплексов могут не совпадать с границами выдела или квартала. В одном квартале может быть несколько комплексов быть несколько комплексов, если между группировками гнезд имеется пространственный разрыв более 100 м. В некоторых случаях все муравейники одного квартала или даже небольшого лесного массивы представляют единый комплекс, что видно при нанесении гнезд на схему. Отдельно расположенные муравейники, каких бы размеров они ни были, рассматривать как комплексы нельзя. Муравьи строят гнезда в местах, выбираемых, по крайней мере, частично, с учетом их теплового режима. Например, в прохладную погоду их может привлечь прогреваемая солнцем скала. Зимой виды Solenopsis сосредоточивают свои гнезда на южных склонах насыпей идущих в широтном направлении дорог и возводят высокие холмики; летом они перемещаются на северную сторону насыпей, а холмики строят низкие или вообще их не возводят.

Муравьи могут отчасти оптимизировать температурные условия своего существования, перемещаясь внутри гнезда вверх-вниз или даже переходя в гнездо-спутник. Рабочие ряда пустынных видов, напившись воды, отрыгивают ее в муравейнике для поддержания необходимой влажности.

Комплексы гнезд муравьев являются важным компонентом лесных экосистем. Благополучие леса во многом зависит от степени зрелости комплексов. Поэтому организация мониторинга комплексов гнезд муравьев силами школьных лесничеств и краеведческих объединений школьников и студентов исключительно интересна актуальна.

В пределах различных климатических зон муравьи выбирают наиболее оптимальные экологические условия (биотоп, температуру, микроклимат и т. д.). Изучение экологической приуроченности в каждом конкретном участке ареала, характера взаимоотношений разных видов муравьев на одной территории предпринимается не только с целью создания наиболее точной картины биологии видов. Познание характера распределения видов муравьев. Анализ структуры комплексов их поселений имеет важное практическое значение, т. к. является основой для выбора правильных путей в искусственном расселении этих полезных насекомых.

12 1. 2. Краткие экологические характеристики муравьев, встречаемых в районе исследования.

Муравей бурый лесной (Formica fursa L.)

Массовый, типично лесной вид, обитающий в лиственных и смешанных лесах с густым подлеском, где другие Serviformica не живут. Гнезда его можно встретить в кочках на сырых лугах, в земле, под камнями, в гнилой древесине, под корой пней. Активно разрушает древесину. Кормится на тлях (живущих как на деревьях, так и на травах), мертвыми насекомыми, иногда нападает на живых членистоногих животных.

Муравей рыжий лесной(Formica rufa L.)

Рабочие особи достигают в длину 4 – 9 мм. Обитает в хвойных, смешанных и лиственных лесах возрастом свыше 40 лет, хотя одиночные гнезда встречаются в биотопах с густым подлеском (Длусский, 1967). Этот вид приурочен к хвойным насаждениям, но их нет в липняках и очень мало в березняках. Встречается на открытых, хорошо прогреваемых полянах и опушках. Строит гнезда из более мелких растительных остатков, гнёзда рыжего лесного муравья обычно составляют 0,5 – 0,7 м, но иногда достигают высоты 1,5 м, гнезда этого вида выглядят более аккуратными и имеют форму вала.

Муравей красный древоточец (Tetramorium caespitum)

Как показывает название, этот красногрудый, довольно крупный муравей (рабочие особи длиной 6 – 14 мм, а самки 15 – 18 мм. Встречается в сосновых лесах, гнездиться, выгрызая обширные гнездовые ходы, в больной и мертвой древесине отмирающих деревьев. В многовидовом сообществе этот вид муравьев является одним из доминантов. Одним из источников являются сахаристые экскременты тлей.

Жёлтый земляной муравей (Lasius flavus)

Встречается в основном на лугах, иногда на окраинах лесопосадок.

Одной из наиболее удивительных черт этих муравьев является то, что они ведут полностью подземный образ жизни. В ходе эволюции хитин этих муравьев почти утратил сою пигментацию, став желтым или светло-оранжевым. Характерную для муравьев бурую окраску сохранили только самки и самцы. Размеры аналогичны двум предыдущим видам.

Эти муравьи никогда не показываются на поверхности и ищут пищу прямо под землей, охотясь на различных членистоногих, живущих в почве. Как и у черных лазиусов, у флавусов тесные взаимоотношения с тлями, но их колонии они не разводят на близлежащих растениях, селят прямо в муравейнике на корнях растений. Получается очень интересное явление: подземная тлиная колония прямо внутри муравейника! Достаточно распространенный вид. Размеры семьи достигают 50 000 особей.

Краснощекий муравей-минер (Serviformica rifibarbis)

Малый, или голоспинный, лесной муравей (Formica polyctena) Обычен там же, где и F. rufa, однако предпочитает биотопы с разреженным подлеском. Гнезда F. polyctena построены из более мелких растительных остатков, поэтому выглядят более аккуратными, чем у F. rufa. Почва занимает не более 25% надземной части муравейника. При одинаковых по размеру гнездах у F. polyctena численность семьи и кормовой участок в 2–7 раз больше, чем у F. rufa. F. polyctena более агрессивный энтомофаг, чем F. rufa. Любопытен выбор пищи у этого вида. В то время, как другие виды муравьев не трогают личинок с ядовитой гемолимфой, F. polyctena активно на них нападает и кусает до тех пор, пока не прокусит кожу. После этого, правда, добычу выбрасывает и старательно чистит челюсти о песок. Густоволосатых гусениц он не трогает, а на слабоволосатых нападает группой. В его семьях лишь 6–20% муравьев являются фуражирами.

2. Материалы и методы исследования.

2. 1. Физико-географическая характеристика района исследования.

2. 1. 1 Физико-географическая характеристика Ковардицкого леса.

Ковардицкий лес расположен на территории ЗАО ПЗ «Нива» , общей площадью 159 га, которое входит в состав ГУ «Муромский сельский лесхоз», ГУ «Владимирское управление сельскими лесами» и расположено в западной его части на территории Муромского административного района Владимирской области. Лесной фонд сельхозпредприятия состоит из отдельных участков леса различной величины и конфигурации, большинство которых непосредственно примыкают к границам государственного лесного фонда, образуя крупные лесные массивы.

Лес расположен на Ковровско-Косимовском плато, которое представляет собой эрозионно-моренную расчлененную возвышенную равнину. Рельеф в пределах территории леса - холмисто-увалистый. Холмы и гряды чередуются с замкнутым понижением.

Климат района расположения леса умеренно-континентальный по влажности и температурным условиям с хорошо выраженными сезонами года. Продолжительность вегетационного периода 160-180 дней. Среднегодовая температура воздуха +3,7. Поздние весенние заморозки возможны до первых чисел июня и ранние осенние- с начала сентября. Максимальная температура воздуха +35,2, минимальная -40,7. Среднегодовое количество осадков-589 мм. Средняя глубина промерзания почвы 60-100 см. Высота снежного покрова в лесу достигает 50-70 см, что в достаточной мере предохраняет лесную растительность от вредного действия зимних заморозков. Преобладающими ветрами в Муромском районе являются южные и юго-западные. В целом климатические условия расположения леса следует считать вполне благоприятными для произрастания древесно- кустарниковой растительности, что подтверждает наличие высокопроизводительных насаждений сосны, ели и березы.

Коренными породами, подстилающими почву, являются известняки, которые близко подходят к поверхности и постепенно углубляются в направлении на запад. Большая часть леса расположена на легких суглинках и супесях.

Преобладание легкосуглинистых и супесчаных почв создают благоприятные условия для произрастания сосновых насаждений. Речная система состоит из реки Коварда и Солдатского озера. Территория леса отнесена к южно-центральному району подзоны смешанных лесов.

По лесохозяйственному районированию леса лесничества отнесены к хвойно-широколиственному округу (зона хвойно-широколиственных лесов подрайон сосново-еловых лесов Клязьменско-Окской возвышенности).

Ковардицкий лес является рекреационной зоной города Мурома, поэтому в данном месте наблюдается высокая антропогенная нагрузка на весь лесной массив, особенно в районе озера Солдацкое.

2. 1. 2. Физико-географическая характеристика природного комплекса Государственного заказника "Муромский"

Госзаказник расположен на территории двух районов Владимирской области - Гороховецком и в округе Муром в пойме реки Оки. Площадь заказника 62,7 тыс. га.

Природный комплекс государственного биологического заказника "Муромский" расположен на Ковровско-Касимовском плато, являющимся одним из природных округов Владимирской области. В округе выделяют три физико-географических района, в пределах одного из которых - Нижнеокская древнеаллювиальная низина - и на прилегающих участках поймы Оки находится заказник. На территории выделен отдельный охранный объект - озеро Виша с разнообразным растительным и животным миром. В целом территория госзаказника охватывает все разнообразие природных условий Окско-Клязьминского междуречья.

В географическом отношении территория представляет собой плоскую равнину с песчаными холмами и болотными низинами. Большую площадь занимают зандровые равнины, перерезанные грядами незначительных по высоте холмов, служащих водоразделами. Равнины сложены мощными (до 15-20 метров) песками водно-ледникового происхождения. Пойма реки Оки представляет собой песчаную равнину с невысокими, слабозадернованными грядами и гривами. С поверхности она сложена суглинками и глинами с прослойками песка и супеси. Суглинки представляются разнозернистыми песками с гравием и галькой.

На низменных зандровых и аллювиально-зандровых равнинах преобладают преимущественно дерново-слабозолистые почвы лёгкого механического состава, бедные гумусом и другими питательными веществами, в комплексе с болотными почвами. Преобладают супесчаные почвы.

Район расположения заказника относится к зоне умеренно-континентального климата и, как правило, характеризуется умеренно тёплым летом; холодной, снежной и продолжительной зимой; короткой, облачной, часто дождливой весной и относительно тёплой осенью. По данным Муромской метеостанции преобладающими ветрами на территории заказника являются юго-западные. Среднегодовая температура воздуха составляет + 3,4 градуса, самый тёплый месяц - июль, самый холодный - февраль. Средняя температура их соответственно + 19,3 градуса и -11 градусов. Среднегодовое количество осадков 588 мм, причём наибольшее количество осадков по временам года приходится на лето - 199 мм. Самые ранние заморозки (конец весенних заморозков) отмечены 15 апреля, самые поздние - 13 июня. Даты окончания последних заморозков весной приходятся, в основном, на 14 мая. Периодических засух, суховеев и ливневых дождей не наблюдается.

Территория заказника входит в состав смешанных лесов и относится к подзоне хвойных лесов южной части тайги. Слаборасчленённые водоразделы и сухие песчаные пространства террас покрыты сосновыми лесами. На вершинах холмов, дюн, сложенных песками, распространены светлые лишайниковые боры и боры верещатники. На пологих склонах, плоских вершинах и на более ровных участках произрастают сосняки, зеленомошники с брусникой, черникой и хорошо развитым моховым покровом. В более глубоких понижениях рельефа, со значительной заболоченностью, распространены сосняки сфагновые. Берёзовые леса распространены в пониженных формах рельефа. В местах, где пески близко подстилаются суглинками, на более переувлажнённых участках террас встречаются дубравы, приуроченные к гривистым повышениям рельефа.

Район исследования испытывает среднюю и слабую антропогенную нагрузку. Более сильное воздействие человека выявлено около берега озера Виши, чем дальше от водоема тем меньшая антропогенная нагрузка.

2. 2. Методы и методики

В работе использовался метод маршрутных учётов. Наносили на схему все встречные муравейники, нумеровали и измеряли их.

Плотность поселения муравьев высчитывалась по формуле: P=K/F (м²/га), где: K – сумма площадей оснований куполов (в м²), F – площадь, занимаемая комплексом (в га). Для определения объёма гнезд замеряется высота и диаметр купола, и он определятся по таблице

Таблица 1

Определение объёма гнезд

Диаметр купола, Высота купола, м H

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

0, 25 0, 04 0, 80 0, 052 1, 35 1, 43 1, 90 2, 83

0, 30 0, 07 0, 085 0, 58 1, 40 1, 54 1, 95 2, 98

0, 35 0, 10 0, 90 0, 64 1, 45 1, 65 2, 00 3, 14

0, 40 0, 13 0, 95 0, 71 1, 50 1, 77 2, 05 3, 30

0, 45 0, 17 1, 00 0, 79 1, 55 1, 89 2, 10 3, 46

0, 50 0, 20 1, 05 0, 86 1, 60 2, 01 2, 15 3, 63

0, 55 0, 24 1, 10 0, 95 1, 65 2, 14 2, 20 3, 80

0, 60 0, 28 1, 15 1, 04 1, 70 2, 27 2, 25 3, 97

0, 65 0, 33 1, 20 1, 13 1, 75 2, 40 2, 30 4, 15

0, 70 0, 39 1, 25 1, 23 1, 80 2, 54 2, 35 4, 33

0, 75 0, 46 1, 30 1, 33 1, 85 2, 68 2, 40 4, 52

Проводился сбор муравьев и определялся их вид с использованием методики А. П. Букина и Г. М. Длусского. На каждый комплекс муравейников составлялся паспорт по методике паспортизации муравейников.

Для определения рода и вида муравьёв использовался цифровой микроскоп и «Определитель насекомых» под редакцией Плавильщикова Н. Н. ,. – М. :Учпедгиз.

Паспорт комплекса муравейников.

Лесничство_

Краткое таксационное описание участка:

·возраст_

·полнота_

· расположение по склону_

· Ф. И. О. должность ответственного_

· отметка о повреждении комплекса_

3. Результаты исследований и их обсуждения.

Первым этапом в изучении видового разнообразия муравьёв на территориях с различной антропогенной нагрузкой, был район Ковардицкого леса площадью 1 га, включающий в себя пробные площадки на опушке леса, поляне, в лесном массиве, прибрежной зоне озера Солдацкого. По полученным данным была составлена таблица видового разнообразия муравьев на контрольных площадках.

Таблица 3

Видовое разнообразие муравьев на пробных площадках участка Ковардицкого леса.

Виды муравьев, № контрольной площадки1 2 3

Ковардицкий лес

1 0,28 0,083 Овальная форма

2 0,47 0,16 С внешним валом

3 0,79 0,30 Овальная форма

4 1,77 2,99 Со скрытым валом

5 0,34 0,14 Овальная форма

6 0,64 0,21 Овальная форма

7 0,58 0,14 Со скрытым валом

8 0,39 0,16 Овальная форма

9 0,46 0,19 Со скрытым валом

10 0,20 0,044 Со скрытым валом

11 0,17 0,024 Овальная форма

12 0,33 0,12 Овальная форма

13 0,79 0,40 Овальная форма

ООПТ «Муромский»

1 0,33 0,096 Овальная форма

2 0,25 0,115 С внешним валом

3 1,73 2,7 Овальная форма

4 0,58 0,16 Со скрытым валом

5 0,35 0,13 С внешним валом

6 0,21 0,052 С внешним валом

7 0,69 014 Овальная форма

8 0,54 0,13 Со скрытым валом

9 0,23 0,135 С внешним валом

10 0,56 0,19 Овальная форма

11 0,24 0,141 С Внешним валом

12 0,67 0,17 Со скрытым валом

13 0,37 0,156 Со скрытым валом

14 0,26 0,122 С внешним валом

15 0,56 0,29 Овальная форма

16 0,35 0,143 Овальная форма

17 0,66 0,37 С внешним валом

18 0,34 0,16 С внешним валом

19 0,78 0,37 Со скрытым валом

20 1,43 2,31 С внешним валом

21 0,37 0,154 Овальная форма

22 0,71 0,29 Со скрытым валом

23 0,41 0,19 Овальная форма

В Ковардицком лесу на восьми пробных площадках было встречено 13 муравейников, среди которых самая большая площадь - 1,77 м2, объем - 3,05 м у муравьев древоточцев. У найденных муравейников отмечены такие типы: овальной формы, со скрытым валом, с внешним валом.

На территории ООПТ «Муромский» с незначительной антропогенной нагрузкой было встречено 13 муравейников, среди которых самая большая площадь - 1,73 м2, объем - 2,7 м3, и3. Как и в первом случае, муравейники трех типов, но преобладает муравейники овальной формы и с внешним валом. В заказнике размеры муравьиных гнезд небольшие, предположительно это может быть связано с постоянными разрушениями кабанами, так как данная территория является местом кормежки.

Все муравейники имеют конусовидную форму. У рыжего лесного муравья муравейник состоит из маленьких веточек, растительного мусора, сосновых иголок. Муравейники красного древоточца располагались около пней и состояли из крупных сосновых веточек и кусочков коры. Разнообразие в формах, материалах используемых для строительства муравейников обуславливается строением и образом жизни муравьев. В Ковардицком лесу отмечено у двух муравейников следы воздействия человека. На территории заказника наблюдаются следы разрушения муравейников кабанами.

Полученные данные позволили создать паспорт комплекса муравейников.

Учеными доказано, что наиболее приспособленными к антропогенным нагрузкам являются красные муравьи древоточцы и желтые земляные муравьи, а наименее приспособленными – рыжие лесные муравьи. Исследуя территории Ковардицкого леса и района ООПТ «Муромский», эти данные подтвердились. Самым распространенным видом на изученной территории является красный муравей древоточец.

Ковардицкий лес в большей степени подвержен антропогенной нагрузки со стороны человека, т. к. является ближайшей рекреационной зоной отдыха городского населения, это оказывает влияние на изменение видового разнообразия муравьев, в данном месте отмечено три вида.

Хотя ООПТ и является охраняемой территорией, но и там часто отдыхают туристы, организовывая несанкционированные свалки мусора, разрушая лесную подстилку, все это приводит к ухудшению экологического состояния этого удивительного места. Рыжий лесной муравей менее экологически пластичен, поэтому на территориях со средней антропогенной нагрузкой данный вид муравьёв встречается очень редко. Также одной из теорий малого количества муравьев на территории лесного массива вдоль озера Виши (ООПТ «Муромский») является наличие большого количества кабанов, которые разрушают гнезда муравьёв, используя их в качестве «санитарных ванн». Рыжий лесной муравей перебирается вглубь леса, оставляя свои муравейники. Более приспособленный к большим нагрузкам муравей красный древоточец активно занимает места, некогда принадлежащие рыжему лесному муравью.

Полученные в ходе работы результаты и анализ данных позволяют сделать следующие выводы:

1. На изученных территориях встречаются следующие виды муравьев:

1) Муравей бурый лесной(Formica fursa L.)

2) Муравей красный древоточец (Tetramorium caespitum)

3) Муравей рыжий лесной(Formica rufa L.)

4)Краснощёкий муравей-минер(Serviformica rifibarbis)

5)Желтый земляной муравей(Lasius flavus)

6) Малый лесной муравей(Formica polystena)

2. Наиболее часто встречается – муравей красный древоточец, более редко – малый лесной муравей;

3. Плотность поселения муравьев на пробных площадках резко различается;

4. Довольна высокая плотность населения наблюдается на территории заказника с наименьшей антропогенной нагрузкой, а наиболее низкая в Ковардицком лесу с высокой антропогенной нагрузкой.

5. На исследуемых территориях обнаружено 36 муравьиных гнезда, отличающиеся по площади, объёму и форме, что связано с разнообразием видов муравьев.

6. Площадь поселения муравьев составляет от 0,0502 м²/га до 0,0875 м²/га.

7. Наибольшее разнообразие видов и высокая плотность поселений представлено на территории заказника, что связано с меньшей нагрузкой на изучаемую территорию, увеличение которой может повлиять на сокращение видов.

5. Заключение

Среда обитания животных находится под влиянием человека и природы, она постоянно меняется. Неизменных человеком мест в нашем крае практически не осталось. Это в свою очередь влияет на видовой состав животных, в том числе и муравьев.

На территории округа Муром никогда не проводились какие-либо мирмикологические исследования. Данная работа является единственной. Но в ряде других районов Владимирской области такие исследования проводились, но они имели точечный характер. Следует принять во внимание, что многие сведения о муравейниках устарели, поэтому можно рекомендовать провести ряд новых исследований, направленных на изучение видового состава муравьёв Муромского края, соединить полученные данные и составить «Атлас видового разнообразия муравьёв Муромского края». Необходимо привлечь к данной работе участников школьных лесничеств нашего округа, создать паспорта муравейников рыжих лесных муравьев, так как они являются индикаторами экологического состояния леса.

СПРАВКА: Общий вес муравьёв составляет от 10 до 20% биомассы всех наземных животных, населяющих конкретный регион, а в тропиках доля «муравьиного веса» доходит до 25%.

Эти жизнеспособные насекомые многочисленны не только по общему количеству, но и по видовому составу.

Видовое многообразие муравьёв и особенности их расселения

Биологическая классификация относит всех муравьёв к семейству формициды (Formicidae ) и отряду перепончатокрылых , в который входят также пчёлы, осы и шмели. Действительно, муравьи, точнее, муравьиные царицы, бывают крылатыми в короткий период размножения. Потом основательница нового муравейника строит первую камеру будущего «дворца», отгрызает собственные крылья, которые ей больше не понадобятся и в течение долгой, иногда двадцатилетней, жизни производит на свет многочисленное муравьиное племя, которое, в соответствии со своими кастами, будет строить, работать, выхаживать личинок, добывать еду и защищать территорию.

В муравьином семействе формицид насчитывается около 7000 видов . Особенно многочисленны и разнообразны эти теплолюбивые насекомые в тропиках, а естественным пределом их расселения является холодная лесотундровая зона.

В тёплых широтах – райских муравьиных местах – сформировались экзотические, агрессивные, опасные и удивительные виды:

Южноамериканский муравей-пуля с исключительно болезненным укусом, ощущения от которого сравнивают именно с пулевым ранением. Длина этих насекомых достигает трёх сантиметров.

Красные огненные муравьи . Агрессивный бразильский вид, который был случайно завезён в южную часть США, вытеснил значительную часть коренных муравьёв, а затем, через торговые суда, распространился в Австралии и Китае. Боль от укуса насекомых этого вида такая же, как от ожога огнём.

Чёрные муравьи-бульдоги обитают в Австралии и на Тасмании. При укусе выделяют сильный яд, который, кроме боли, часто вызывает острые, смертельно опасные аллергические реакции.

Муравьи-солдаты – кочующий вид, встречающийся в Южной Америке и Африке. Значительную часть жизни они проводят, перемещаясь плотными колоннами, которые уничтожают на своём пути всё живое, неспособное быстро скрыться. Не имея постоянного муравейника, они образуют временное пристанище для размножения, формируя шаровидную колонию из собственных тел, сцепленных друг с другом.

Жёлтые муравьи , обитающие в штате Аризона, вырабатывают самый сильный яд, который способен убить любое животное весом до двух килограммов.

К счастью, в средней полосе эти монстры муравьиного мира не выживают.

Обитает 220 видов муравьев в России и странах СНГ, которые распределяются в полном соответствии с температурными условиями — чем севернее местность, тем меньшее число видов муравьёв там обитает:

Кавказский регион – более 160 видов;
Украина – 74 вида;
Московская область – 40 видов;
Архангельская область – 24 вида.

В средней полосе чаще всего встречаются три вида муравьёв:

Рыжая мирмика с телом жёлто-буро-красного цвета, не более 6мм в длину. Этот вид питается насекомыми, в том числе вредителями, а также собирают сладкую падь – сахаристые выделения тлей.
Рыжий лесной муравей средних размеров с тёмным брюшком и рыжеватыми средними сегментами тела является основным борцом с насекомыми — вредителями леса. Занесён в международный Красный список видов, которые находятся под угрозой исчезновения.
Чёрный садовый муравей достигает длины 1 см, уничтожает насекомых и собирает сладкую падь тлей. Чёрная садовая «царица» живёт рекордно долгий срок — 28 лет.

Фото

Далее вы увидите фото всех видов муравьев:

Кроме этих природных видов, практически повсеместно встречается домовый, корабельный или фараонов муравей , впервые найденный в египетских гробницах и, благодаря своим мелким размерам и высокой приспособляемости, распространившийся на обширных территориях. Длина его жёлтого полупрозрачного тела жёлтого с тёмным брюшком не превышает 5мм. Этот теплолюбивый вид поселяется исключительно в домах и квартирах , быстро размножается, портит продукты, до которых способен добраться и может быть переносчиком инфекционных болезней. Образует несколько колоний, которые обеспечивают сохранение численности: если уничтожено одно гнездо, оставшиеся скопления насекомых быстро восстановят муравьиное «поголовье».

ВАЖНО: Фараонов муравей, вторгающийся в жилище человека – безусловно, неприятный сосед, от которого следует как можно скорее избавиться.

Остальные распространённые виды муравьёв, с одной стороны , приносят несомненную пользу . Их каждодневная деятельность по перемещению и переработке разнообразных веществ улучшает структуру и плодородие почвы . Добычей муравьёв становятся многочисленные вредные насекомые.

Вместе с тем, муравьи не только охраняют тлей и червецов – поставщиков лакомой для них сладкой пади – но и разводят этих вредителей , расселяя их по зелёным стеблям и листьям растений, в том числе, культурных.

Поэтому для садово-огородных хозяйств соседство с крупными муравейниками нежелательно.

Биологически целесообразная организация колоний, ядовитое химическое «вооружение» и высокая способность к адаптации делают муравьёв чемпионами по численности среди насекомых.

Разнообразные муравьиные виды осваивают все широты от лесотундры до тропиков, уничтожая вредителей и обеспечивая перенос питательных веществ в почву.

Вместе с тем, вторжение этих многотысячных муравьиных сообществ на сельскохозяйственные угодья и в жилище человека заставляет искать способы эффективной борьбы с ними.

Полезное видео

В данном видео вы подробнее познакомитесь со всеми типами и разновидностями муравьев:

Многовидовые ассоциации муравьев в окрестностях стационара

В пределах различных климатических зон муравьи выбирают наиболее оптимальные для себя экологические условия (биотоп, температуру, микроклимат и т.д.). Так, например, Formica rufa в Карелии обитает в светлых борах, а в Московской области – в смешанных и еловых лесах. Один из главных факторов, влияющих на биотопическое распределение муравьев, – характер растительности. Эта связь бывает настолько прочна, что в средней полосе России, в частности, наблюдается даже смена одних видов муравьев другими в процессе изменения возраста лесных насаждений.

Изучение экологической приуроченности в каждом конкретном участке ареала, характера взаимоотношений разных видов муравьев на одной территории предпринимается не только с целью создания наиболее полной картины биологии видов. Познание характера распределения видов муравьев, анализ структуры комплексов их поселений имеет важное практическое значение, т.к. является основой для выбора правильных путей в искусственном расселении этих полезных насекомых.

Цель работы: изучить характер распределения различных видов муравьев в окрестностях стационара.

Задачи

1. Выявить видовой состав муравьев в окрестностях стационара.

2. Выявить наиболее часто и наиболее редко встречающиеся виды муравьев.

3. Установить биотопическую приуроченность и характер взаимоотношений всех видов муравьев на изучаемой территории.

4. Провести картирование комплексов гнезд фоновых видов муравьев.

5. Выяснить границы охраняемых территорий (кормовых участков) соседних муравейников для фоновых видов (вида). Проследить, выходят ли кормовые тропы за пределы биотопа, в котором расположен муравейник. Объяснить, почему.

6. Вычислить плотность распределения муравьев фоновых видов на изучаемой территории в разных биотопах. Установить, различается ли она. Объяснить, почему.

Методика работы

1. На различных участках маршрута, который прокладывают таким образом, чтобы охватить максимальное разнообразие биотопов в окрестностях стационара, проводят сбор муравьев, описывая при этом каждый новый биотоп, в котором встречен тот или иной вид.

2. Собранные виды муравьев определяют (см. Приложение 2 в № 20/2003.)

3. Изучение комплекса гнезд (группы муравейников одного вида муравьев, не разобщенных территориально и ландшафтно – рекой, оврагом, границами биотопа и т.д.) проводят с помощью картирования гнезд (отдельных семей), колонн (групп муравьев, связанных с определенной тропой муравейника), колоний (групп гнезд, имеющих обменные дороги и сохранивших родственные отношения) и федераций (объединения колоний в общую систему).

Выполнение задачи по картированию целесообразно проводить во второй половине лета, когда у муравьев уже сложилась система гнезд и территорий. Для этого необходимо: на план местности нанести контуры полян, болот, границы биотопов, ручьи, просеки, овраги и т.д.; отметить и пронумеровать все муравейники на изучаемой территории; проследить окончания кормовых дорог, которые, по сути, и будут определять ориентировочные границы охраняемых муравьями территорий.

Плотность населения муравьев высчитывают по формуле:

P = S / F , где S – сумма площадей оснований куполов (в м 2) (см. Приложения 4, 5 в № 22/2003) , а F – площадь, занимаемая комплексом (в м 2).

4. Для установления плотности распределения муравьев на изучаемой территории в различных биотопах подсчитывают динамическую плотность – число особей, посетивших единицу площади в единицу времени (особи/дм 2 мин). Для этого проволочную рамку в 10 дм 2 (316 х 316 мм) кладут в том месте, где проводят измерение. Сначала подсчитывают всех муравьев, находящихся в пределах рамки, а затем и тех, которые забрели туда за две минуты наблюдения. Полученную сумму делят на два. Такой опыт проводят не менее трех раз, результат усредняют. Следует помнить, что все подсчеты необходимо проводить в часы максимальной активности муравьев, а если они осуществляются несколько дней, то в одно и то же время.

5. Для выяснения иерархических отношений на территории, где встречаются муравьи разных видов, помещают кормушки со сладким сиропом и высчитывают процент агрессивных взаимодействий между разными видами. Опишите варианты враждебного поведения, попытайтесь найти связь агрессивности с территориальностью, плотностью населения, длительностью периода суточной активности.

По окончании работы и изложения результатов следует сформулировать вывод по каждой из поставленных задач. Сравните полученные вами сведения об экологии различных видов муравьев с приведенными в Приложении 3 (см. № 22/2003).

Не забудьте указать место и время проведения работы, список использованной литературы. Проиллюстрируйте работу схемами, рисунками, таблицами и т.д.

Внегнездовая активность и биотопическая приуроченность муравьев-мирмик

В Подмосковье обитают несколько видов муравьев Myrmica. Они выполняют в природе те же биоценотические роли, что и рыжие лесные муравьи (защита от вредителей, рыхление почвы и т.д.), но их деятельность распространяется не только на лесные, но и на луговые экосистемы. Причем их биомасса может достигать огромных размеров пор сравнению с муравьями-формиками. Только в районе Приокско-Террасного заповедника на одном гектаре можно встретить от 650 до 2080 гнезд муравьев-мирмик. Особую роль играют эти муравьи в лесопосадках и на территории молодых (2–3-летних) древесных массивов, где еще не успел сложиться свой фаунистический комплекс, обеспечивающий полноценное функционирование лесных формаций. Таким образом, изучение экологических особенностей муравьев-мирмик может иметь существенное значение при решении различных лесотехнических проблем.

Вариант филогенетических взаимоотношений муравьев-мирмик

Цель работы: изучить некоторые аспекты экологии муравьев-мирмик.

Задачи

1. Определить фауну муравьев-мирмик окрестностей стационара и выявить фоновые виды.

2. Установить биотопическую приуроченность различных видов Myrmica .

3. Выяснить количество гнезд муравьев-мирмик в разновозрастных лесных насаждениях.

4. Для фоновых видов определить объем куполов и среднюю массу их гнезд.

5. Выявить приуроченность фуражиров исследуемого вида к выходам из гнезда и средний радиус фуражировки.

6. Охарактеризовать динамику суточной активности фоновых видов муравьев-мирмик.

Методика работы

1. Обычно муравьи-мирмики предпочитают переходные полосы вдоль границ различных лесных биотопов (например, между сосняком-зеленомошником и мертвопокровным ельником, т.к. зеленомошник более удобен для устройства гнезд, а в переходной зоне находится более стабильная кормовая база). Установите количество гнезд мирмик в разных биотопах на одинаковых по длине участках маршрута.

2. Объем купола муравейника (V , см 3) оцените с помощью Приложений 4, 5 (см. № 22/2003), а сухой вес гнезда (P , г) высчитайте по формуле:

P = 124,5 + 168,7V /110 + 11,66V /110, где V – объем купола.

3. Средний радиус фуражировки мирмиков-фуражиров обычно составляет 5 м (реже 7–8). Проследите за вышедшим из гнезда фуражиром, определите, какое расстояние в поисках пищи он преодолеет, в какой выход из гнезда вернется. При необходимости используйте метки на брюшке ярким лаком или белой коррекционной эмульсией.

4. Для изучения активности мирмик разметьте гнездо с помощью нитки и мелких колышков на сектора и подсчитайте количество рабочих муравьев, пересекающих внешний край гнезда в каждом секторе за одну минуту. Такие наблюдения следует проводить не менее чем в течение двух суток по десять минут в час. Сравнение полученных результатов проводите по секторам.

По окончании работы после изложения результатов следует сформулировать выводы по каждой из поставленных задач.

Трофобиоз муравьев с тлями

Наиболее обычно для муравьев питание различными насекомыми, однако они с успехом могут использовать и другие источники пищи (березовый сок, нектар ряда трав, семена, плесневые грибы, которые они разводят в ходах гнезда).

Пищевая (трофическая) связь муравьев с различными равнокрылыми насекомыми (тлями, кокцидами, листоблошками, цикадками и др.), выделяющими богатые глюкозой и сахарозой экскременты, называемые падью, является наиболее интересной и до конца еще непознанной.

Эти взаимоотношения (трофобиоз) выгодны и муравьям, и тлям, то есть представляют собой пример симбиоза. Давно было замечено, что колонии тлей, на которых муравьи собирают падь, находятся в гораздо лучшем состоянии, чем колонии, не посещаемые муравьями. Кроме того, и численность тлей заметно увеличивается около муравейников. Муравьи заботятся о тлях – защищают от наездников и ряда хищных насекомых, переносят их на более подходящие части растений, защищают от прямых солнечных лучей, выстраивая для тлей затенения, уносят на зимовку в глубь своих гнезд и т.д.

Ряд исследователей (М.С. Гиляров и др.) придерживаются гипотезы о высоком содержании сахаров в экскрементах тлей из-за потребления ими большого количества сока растений не столько для насыщения, сколько для защиты от высыхания. Значительный объем воды, поглощенной из растения, при этом испаряется, а «не успевшие» усвоиться в организме растворенные вещества (сахар, белки) выделяются с экскрементами. Но существуют и другие точки зрения, согласно которым повышенное содержание сахара в пади – специальное приспособление к симбиозу с муравьями, выработанное в результате совместной эволюции (гипотеза Э.К. Гринфельда), или возможность получить вместе с соком большое количество белка – сахара же при этом остаются в избытке и выделяются с экскрементами (гипотеза Бюсгена). Г.М. Длусский считает правомочными первые два мнения.

Кроме теоретического интереса трофобиоз имеет для человека и практическое значение. Многие тли являются серьезными вредителями растений. Основной вред они наносят тем, что своими экскрементами закупоривают устьица листьев и вызывают распространение сажистого грибка – возбудителя опасного заболевания. Муравьи, собирая падь, предотвращают эту опасность. Кроме того, они могут охотиться на различных вредителей на деревьях с колониями тлей. В последние годы в Западной Европе практикуется сбор падевого меда, который по качеству (в случае использования тлей семейства Lachnidae , живущих на хвойных деревьях) не уступает цветочному. В связи с этим увеличивается актуальность всестороннего изучения этого интереснейшего экологического явления.

Цель работы: изучить особенности трофобиоза муравьев с тлями в окрестностях стационара.

Задачи

1. Выяснить видовой состав муравьев и тлей (или других равнокрылых насекомых), вступающих в трофобиотические взаимоотношения (Приложения 2, 3 в № 20, 22/2003). В зависимости от группы равнокрылых насекомых (тлей, червецовкокцид, щитовок; листоблошек-псилид; цикадок) внесите корректировку в название темы.

2. Установить видовой состав растений с колониями тлей, посещаемых муравьями, место расположения колонии (на листьях, стволе дерева и корнях трав).

3. Описать поведение муравья на колонии тлей и транспортировку пади в муравейник.

4. Выяснить, зависит ли активность муравьев на колонии тлей (т.е. посещаемость колонии муравьями) от погодных условий, времени суток.

Методика работы

На маршрутах по разным биотопам отыскиваются муравейники с тропами, ведущими к колониям равнокрылых насекомых. Биотоп, в котором обнаружена колония, описывают (см. задание 2 к теме «Внегнездовая жизнедеятельность рыжих лесных муравьев в № 22/2003). Подсчет муравьев на колонии проводят в течение одинаковых промежутков времени (сначала всех находящихся на ней муравьев, а затем – всех посетивших ее за выбранный отрезок времени) при различных погодных условиях и в разное время суток.

Методика подсчета пади изложена в задании 12 к теме «Внегнездовая жизнедеятельность рыжих лесных муравьев».

По результатам работы сделайте выводы. Не забудьте указать место и сроки проведения исследований. Проиллюстрируйте свои выводы и результаты рисунками, диаграммами, графиками и т.д. Укажите в конце работы список использованной вами литературы.