Рыжий лесной муравей – настоящий защитник леса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рыжий лесной муравей - настоящий защитник леса

Введение

Вряд ли найдется человек, который хотя бы раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром насекомых. Во многих случаях интерес человека к муравьям объясняется той важной ролью, которую они играют в природе.

Нас привлекает в муравьях прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. 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. Муравьи - общественные насекомые.

Актульность изучения данной темы состоит в том, в настоящее время человек, расширяя масштабы хозяйственной деятельности, повсеместно вовлекает муравьев в сферу своего непосредственного влияния, изменяя при этом свойственную им среду обитания. Чисто академический интерес к муравьям сменился острой необходимостью разработки биологических основ охраны и использования полезных для человека видов и борьбы с вредными.

12 марта 2013 года исполнилось 150 лет со дня рождения знаменитого ученого, основоположника теории о биосфере В.И. Вернадского - основоположника учения о биосфере - экосистеме высшего ранга.

2013 год объявлен Годом экологической культуры и охраны окружающей среды. По резолюции Генеральной Ассамблеи ООН, 21 марта объявлено Международным днем леса и эта дата в России и Татарстане отмечается в этом году впервые. Совпадение таких значительных дат, наверное, неслучайно.

Все живое связано с окружающей средой и оказывает на нее определенное
воздействие. Малочисленные, с ничтожной плотностью поселения виды лишь в исключительных случаях могут сколько-нибудь заметно повлиять на биоценоз. Чем многочисленнее вид, выше численность и биомасса на единицу площади, тем значительнее его биоценотическая роль. Значимость муравьев обусловлена их многочисленностью. Но не только этим. Важны и особенности образа жизни муравьев, их питания и связей с другими животными, растениями, почвой.

Муравьев изучают ученые различных специальностей: лесоводы и медики, химики и экологи, специалисты по проблемам управления, бионике и защите растений. Цель моей исследовательской работы: изучить общественную жизнь муравьев, их роль в жизни леса и хозяйственной деятельности человека

1. Рыжий лесной муравей

Муравьи относятся к классу насекомых, отряду перепончатокрылых, подотряду стебельчатых, надсемейству муравьиных. Рыжие муравьи одни из самых известных насекомых на земле, заселяют практически всю сушу нашей планеты кроме Антарктиды. В тропиках насчитывается около 12 000 тысяч видов муравьёв, в Палеарктике 500 видов, а в бывших странах СССР 300 видов этих перепончатокрылых насекомых. Из них 600 видов уже давно вымерло до динозавров, во время их существования и после их гибели. Но в этой работе речь идет о рыжих лесных муравьях. Про тех, которые живут в наше время и приспособлены к нашему климату. Рыжие лесные муравьи самые полезные помощники леса и самые неприятные гости в доме и квартире. Есть места, где численность этих насекомых доходит до 100 миллионов на 1 кмІ. В одном только муравейнике этих насекомых может находиться от нескольких тысяч до миллионов.

Сообщество муравьев ученые рассматривают, как некий «сверхорганизм», в котором ни одна часть не может жить без всех остальных.

2. Муравейник

Муравейник это одна огромная муравьиная семья, где дом они строят в почве из скелетов насекомых, листьев, песка, мелких камушков, палочек, делая постепенно возвышенность над землёй. Иногда высота муравейника может достигать 2000 мм, где муравьями выкапывается с помощью мощных челюстей тысячи лабиринтов, кладовых и разных проходов, в которых находятся самки с яйцами, самцы и рабочие особи. Этот вид насекомых имеет высокоразвитые отношения не только друг c другом, но и с другими насекомыми, грибами, бактериями, растениями. Общаются муравьи, с помощью 1000 феромон, которые они различают с помощью усиков. Рыжие муравьи не просто могут находить себе пищу и нападать на неё, но и также за ней бережно ухаживать и размножать. Например, муравьи осторожно ухаживают и защищают такое насекомое, как тлю, где она выделяет капельки сладкой росы, когда муравей щекочет её брюшко усиками.

Муравейники, которые мы встречаем в лесу это гнезда рыжих лесных муравьев. Если муравейник расположен у дерева, то всегда с южной стороны. Сверху муравьи формируют покровный слой купола, защищающий муравейник от промокания во время дождей. Купол, залитый ливнем, сохраняет прочность. В глубину гнезда вода, как правило, не проникает. После дождя всё сооружение приобретает на солнце новый запас прочности, так как кусочки строительного материала как бы спаиваются между собой.

Внутри муравьиной кучи растительный материал крупнее - палочки могут иметь различный размер, некоторые достигают длины 10 см при толщине 5 мм. Здесь из этих строительных материалов сооружается система ходов и камер, в которых выращивается молодь. Купол муравейника окружен земляным валом.

Определённая температура в муравейнике поддерживается с помощью самих его жильцов. Рабочие муравьи, понежившись на солнце минут десять, бегут внутрь муравейника и там остывают. Благодаря солнечным процедурам в прохладное время в муравейнике на 5-10⁰ теплее, чем на улице. Температуру же они меряют усами, которые чувствуют перепад всего в 0,25⁰ С.

Муравейник не оканчивается в муравьиной куче. У него тысячи ходов под землёй. Эти ходы могут уходить на глубину 1-2 м и заканчиваются широкими полостями. Одни используются как место свалки, в других развивается молодёжь, третьи служат местом зимовки муравьёв. Температура в таких полостях - зимовках не опускается зимой ниже +5 градусов. И когда наверху свирепствуют морозы, муравьям не страшно и не холодно в своем доме.

Муравьи очень не любят сырость, поэтому постоянно перекладывают, перетряхивают «убранство» своего дома. Нам удалось это проверить проделав эксперимент №1.

3. Муравьи - общественные животные. Разделение труда в муравейнике

муравей лесной почвообразующий биоценоз

Семья - основная форма существования общественных насекомых. Состоит из репродуктивных (самки, самцы) и функционально бесполых особей (рабочие). Самки - царицы крупнее рабочих муравьёв, они никогда не покидают гнездо. Их основная функция - откладка яиц. Первая партия молоди превращается только в крылатых самцов и самок, которые недолго, всего 2-3 недели, живут в муравейнике, а затем дружно вылетают, спариваются и основывают новые гнёзда. После роения самцы муравьёв погибают. Из всех последующих кладок в муравейнике появляются только рабочие особи. Рабочие муравьи - это бескрылые недоразвитые самки, не способные к размножению. У рабочих муравьёв голова и грудь красновато-бурые, брюшко черноватое, блестящее. Длина тела от 4 до 9 мм. Именно рабочих муравьёв мы видим на муравейнике в огромном количестве.

Между рабочими муравьями существует разделение труда. Только что появившиеся рабочие муравьи - это няньки, занимающиеся уходом за личинками и кормлением цариц. Рабочие муравьи старшего возраста выполняют разнообразные работы: разделывают принесённую добычу, убирают мусор, надстраивают гнездо. Затем они становятся фуражирами. Среди фуражиров одни специализируются на охоте, другие на добыче сладкой пищи, третьи таскают материал для надстройки гнезда. Наиболее крупные рабочие муравьи защищают муравейник - это солдаты.

У рыжих лесных муравьёв каждый фуражир начинает свою внегнездовую деятельность на периферии охраняемой территории. В дальнейшем он постепенно переходит на все более близкие к гнезду индивидуальные поисковые участки, а заканчивает этот путь на куполе, где муравей несёт службу в качестве наблюдателя.

Семья наших обычных рыжих лесных муравьёв при благоприятных условиях может существовать 90 - 100 лет. За это время в семье многократно сменяются самки, которые живут максимум 15 - 20 лет (это рекорд среди беспозвоночных), и в ещё большей степени - рабочие муравьи, живущие всего 3 года.

4. Питание муравьев: муравьи - санитары леса; трофобиоз муравьев с тлями, хищничество муравьев

Рыжие лесные муравьи используют в основном белковую пищу (других насекомых, которых убивают и приносят в муравейник) и углеводную (сахаристые выделения растений, вытекающий древесный сок и особенно богатые сахаром выделения тлей). Поэтому муравьи разводят тлей, оберегают и охраняют их. Это пример типичного симбиоза. Большую часть белковой пищи муравьи скармливают плодящимся самкам и личинкам, углеводной питаются рабочие муравьи. Если первые 5 дней личинку кормят твердой пищей, из неё появится солдат, если жиденькой - вылупится рабочий муравей. Для муравьёв характерен обмен пищи - трофоллаксис. Трофоллаксис позволяет и няньке и землекопу не отрываться от своих полезных занятий на поиск корма - о нём позаботятся другие.

Рабочие - фуражиры рыжих лесных муравьёв, задача которых - добывание пищи, в течение лета приносят в гнездо 3 000 000 - 8 000 000 различных насекомых, около 20 ведер сладких соков, в основном выделений тлей, и 40 000 - 60 000 семян различных растений, которые также употребляют в пищу. В летние дни масса насекомых, приносимых в муравейник, может достигать 1 кг. Учеными подсчитано, что муравьи среднего муравейника защищают от вредных насекомых 0,25 га леса, а крупного - до 1 - 4 га.

Муравьи добывают в первую очередь тех насекомых, которые размножаются в лесу в массовых количествах. Массовыми насекомыми являются вредные насекомые - гусеницы бабочек, ложногусеницы пилильщиков, которые объедают листву и хвою.

5. Продолжительность жизни муравьёв, поведение, общение и ориентировка в лесу

Муравьев можно назвать долгожителями среди насекомых. Самки живут около 20 лет. А скромный рабочий муравьишка трудится не «покладая ног» около семи лет. Кто-то из них всю жизнь «разводит» грибы, кто-то «доит» тлей или «нянчит» куколок. Все эти особенности поведения в основном запрограммированы генетически, управляются наследуемыми рефлексами, т.е. являются инстинктивными. При общении друг с другом муравьи используют разнообразные сигналы, в основном путем прикосновения друг к другу усиками, ногами, головой. Используются также и химические сигналы. Разыскивая дорогу к гнезду, рыжие лесные муравьи пользуются «языком запахов». С помощью обоняния муравьи отличают своих сожителей по гнезду от «чужаков».

Замечено, что в различных случаях муравьи по-разному трогают, ощупывают, ударяют друг друга усиками и соответственно изменяют свое поведение. Они как бы объясняются своеобразными жестами.

Известный советский энтомолог Павел Устинович Мариковский подметил у муравьев более двух десятков сигналов: «Чужой запах!», «Кто ты?», «Внимание!», «Дай поесть!», «Берегись!» и другие.

При использовании химических сигналов муравьи принимают оборонительную позу: поднимаются высоко на задних лапках и направляют конец брюшка вперед. И сразу чувствуется резкий запах: это муравей выбрызнул жидкость, состоящую из муравьиной кислоты и вещества тревоги - ундекана.

На дорогах, по которым они бегут из муравейника к муравейнику, муравьи выделяют другие, так называемые следовые вещества, которые позволяют им не сбиться с дороги.

Все муравьи из одного гнезда имеют общий запах, позволяющий им узнавать друг друга и не допускать муравьев из чужих гнезд в свои гнёзда.

И все же муравья можно кое-чему научить. Ещё великий Чарльз Дарвин писал, что мозг муравья есть один из самых удивительных комплексов вещественных атомов, может быть, удивительнее, чем мозг человека. Правда, и среди муравьев встречаются более «талантливые» и более «бестолковые». Это доказывают проведенные учеными эксперименты. Например, рядом с муравейником ставили аппарат, к которому крепили две нитки. Подергивание за одну нитку открывало муравьям доступ к сахарному сиропу, а за другую - ни к чему не приводило. Стоило одному муравью-мудрецу добраться до сиропа, как за нитку наловчились тянуть и другие. Можно сделать вывод, что достижения одного муравья быстро делаются достоянием всей семьи. У них существует совершеннейшая система передачи информации (например, с помощью усиков).

6. Взаимоотношения рыжего лесного муравья с другими обитателями леса

Муравьи служат дополнительной пищей для дятлов, которые, в свою очередь уничтожают живущих под корой короедов. Таким образом, наличие муравьев в лесу приводит к снижению численности этих вредящих деревьям насекомых.

Муравьями кормятся не только дятлы, но и многие другие птицы - глухари, тетерева. Охотникам известно, что участки леса, где часты муравейники, изобилуют дичью. В весеннюю бескормицу, когда ещё мало других насекомых, муравьями питаются мелкие насекомоядные птицы, например, синицы. Муравьи разводят и охраняют тлей. Для растений тли безвредны, сахаристая падь - выделение тлей - служит важным источником питания для 300 видов насекомых, например, наездников и мух-тахинов. Собирают падь и медоносные пчёлы.

Наблюдательные люди давно приметили, что возле муравейников особенно густо растут травы: часто они обступают жилище этих насекомых плотным кольцом. Дело в том, что у твёрдых семян некоторых лесных растений имеются сочные придатки - выросты, богатые вкусным и питательным маслом. Для муравья это лакомая пища. Заготовив семена впрок, муравьи постепенно объедают с них придатки, а недоступные из-за твёрдой оболочки семена время от времени вместе с прочим мусором выбрасывают на поверхность. Семена прорастают рядом с муравейником, таким образом и появляются заросли трав. В наших лесах муравьи чаще «сеют» подснежники, медуницу, звёздчатку, чистотел, фиалку, хохлатку. Учёные подсчитали: одна муравьиная семья может перетаскать за лето в свои погребы до 40 тысяч различных семян.

Обогащая травяной покров леса, муравьи способствуют размножению насекомых - опылителей, а также наездников, кормящихся нектаром и пыльцой цветов.

Чем богаче травяной покров в лесу, тем лучше почва. Улучшают её муравьи, перемешивая почву, обогащая её органическими веществами, открывая их доступ к корням деревьев, прорывая глубокие ходы в земле.

Лес, где процветают муравьи, здоровый и сильный, он богат грибами и ягодами. Муравьи собирают насекомых на земле, в траве и в корнях деревьев. За день население большой колонии может уничтожить до 100 тысяч насекомых.

7. Почвообразующая деятельность муравьев

Почвообразующая деятельность муравьев. Сооружая гнездо, муравьи оказывают серьезное воздействие на почву, где строятся гнезда большинства видов этих насекомых. Численность гнезд, как правило, весьма высока: на одном гектаре может находиться до 7-8 тыс. муравейников, причем число гнезд менее тысячи на 1 га - явление редкое. Почвообразующая деятельность муравьев складывается из следующих факторов: перемешивания почвы, изменения механического состава, изменения химического состава почвы.

Перемешивание почвы происходит при рытье ходов, при котором муравьи поднимают частицы почвы из нижних горизонтов на поверхность. Одновременно улучшается доступ воздуха к корням растений. Перемешивание почвы производится муравьями постоянно, а не только в период сооружения гнезда, так как муравьи все время перестраивают свое жилище.

В гнездах и вокруг них накапливается большое количество экскрементов, удобряющих почву. Муравьи, поселяющиеся в древесине или включающие в гнезда старые пни, участвуют в механическом разрушении отмершей древесины, ускоряя тем самым процесс ее разложения. Однако важное значение муравьев как фактора почвообразования объясняется не этим, а созданием в гнездах большинства видов специфической среды, значительно отличающейся от окружающей и способствующей более быстрому разложению и гумификации попадающих в гнездо растительных остатков, повышению биологической активности почв. Это связано с более высокой, чем в окружающей почве, температурой гнезда, с развитием в муравейнике микрофлоры - бактерий, грибов, актиномицетов. Разложение ускоряется в десятки раз. Муравейники представляют собой очаги повышенного плодородия почв.

8. Муравьи - целители

Научно доказано, что препараты из муравьев (муравьиный спирт) помогают в лечении ревматоидных артритов и ревматизма внутренних органов (например, сердца), гепатита В, сахарного диабета, туберкулеза легких, астмы, почечной недостаточности, выпадения волос и ломкости ногтей.

9. Охранный статус муравьев

Рыжие лесные муравьи включены в «Красный список угрожаемых видов» международной Красной книги Всемирного союза охраны природы, как близкий к переходу в группу угрожаемых.

10. Простейшие эксперименты с муравьями

Эксперимент №1. Мы покрасили красной краской некоторую часть поверхностного слоя муравейника. На следующий день прошел дождик. Мы подумали, неужели дождик смыл краску? Но через какое-то время краска вновь появилась.

Вывод. Муравьи постоянно переворачивают весь строительный материал своего дома для защиты от плесени.

Эксперимент №2. Наблюдение за ориентировкой муравьев. Мы взяли муравья с тропы, ведущей к муравейнику, и посадили его на расстоянии 2 метров от этой тропы на землю. Муравей долго и хаотично блуждал в течение 5 минут, пока не наткнулся на другую тропу. По ней он сразу же направился к муравейнику.

Эксперимент №3. Палочкой провели поперёк муравьиной тропы, стёрли верхний слой земли.

Муравьи беспомощно стали метаться взад и вперёд, не зная куда идти. Движение на этом участке муравьиной тропы нарушилось.

Эксперимент №4. В муравьиной тропе верхний слой земли нарушили сразу в двух местах.

Муравьи находились как бы в заключении, никак не могли находить дорогу к муравейнику.

Эксперимент №5. Не нарушая поверхностный слой земли, слегка прикоснулись пальцами к муравьиной тропе на несколько секунд.

Даже от такого прикосновения наблюдалось замешательство муравьев и нарушение движения, видимо от запаха пальцев рук, которое передалось почве при соприкосновении.

Выводы. Муравьи ориентируются в лесу с помощью обоняния, используя специальные вещества - феромоны, запах которых не дает им заблудиться и сбиться с пути, помогая находить дорогу к родному дому - муравейнику. Если муравей находится на своей территории, он рано или поздно найдёт дорогу к дому. А вот если он уйдёт далеко от дома и придёт к другому муравейнику, скорее всего в свою семью его уже не примут, так как у него «чужой запах». Он может погибнуть. Об этом говорят результаты следующего опыта.

Эксперимент №6. Узнают ли муравьи своего.

Возьмём рыжего лесного муравья и посадим в другой муравейник.

А) Чужой муравей тотчас подвергнётся нападению со стороны хозяев.

Б) Если муравьи не нападают, то этот муравей из их семьи.

Вывод. Муравьи отличают обитателей своего муравейника от пришельцев того же вида. Муравейники составляют неотъемлемую часть лесного сообщества. Муравейники - это семья, община, сообщество, экосистема (это, безусловно, подобие устройства жизни человека). Оберегая муравейники, мы охраняем наши леса!

Здоров тот лес, где много муравейников. (Хорошо, если на 1 гектар леса приходится 4 муравейника).

Заключение

Значение рыжего лесного муравья в жизни леса и хозяйственной жизни человека

В целом влияние муравьев на окружающую среду, несомненно, благоприятное. Это воздействие наиболее полно изучено в лесу на примере рыжих лесных муравьев. В результате многолетнего положительного влияния этих муравьев на лес увеличивается продуктивность основного яруса деревьев и всего насаждения в целом, а также повышается биологическая устойчивость лесов.

Результаты воздействия рыжих лесных муравьев на лес многообразны. В результате выполнения данной исследовательской работы я сделала следующие выводы:

Непосредственное влияние муравейника: обогащение почвы гумусом, К, N, P, Mg в доступных для растений формах; уничтожение вредителей хвои и листвы; увеличение численности насекомоядных птиц; увеличение численности промысловых птиц; возобновление требовательных к почве лесных пород.

Опосредованное влияние муравейника: снижение численности стволовых вредителей; увеличение прироста древостоя; повышение продуктивности охотничьих угодий; сохранение прироста крон деревьев в очагах вредителей; повышение продуктивности леса; повышение биологической устойчивости насаждений.

Рыжих лесных муравьев уже в течение ряда лет используют в практике защиты леса. Отрабатываются методы переселения муравейников и накапливаются данные об особенностях взаимодействия муравьев с отдельными вредителями в различных условиях. Без этого, так же как без знания биологии самих муравьев, невозможно их успешное использование. Одновременно выявляются другие перспективные для защиты леса виды, изучается их биология, ведется поиск путей расселения.

Все это лишь первый этап применения муравьев для хозяйственных целей
человека. Муравьев можно использовать лучше, полнее, эффективнее. И не только как энтомофагов. Даже с позиции лесозащиты роль муравьев в насаждениях гораздо шире и значимее, чем трактуется в настоящее время. Кроме того ясно, что муравьи - это прежде всего фактор повышения продуктивности леса, т.е. использование их должно иметь не только лесозащитную, но и лесоводческую направленность. В общих мероприятиях по повышению продуктивности земель муравьи должны быть использованы не только в лесу, но и в других растительных зонах, в частности при
зоологической мелиорации почв. В ряде случаев муравьи могут служить как
индикаторы определенных условий среды и их изменений.

Наконец, муравьи дают и некоторые дополнительные продукты, без которых не обойтись в медицине (муравьиный спирт), а также при содержании певчих птиц (куколки). Возможно появление новых продуктов, которые смогут дать муравьи человеку. Добыча муравьиного спирта и куколок ведется до сих пор самыми примитивными и порою варварскими методами, что ослабляет муравейники и зачастую сводит на нет усилия лесоводов по искусственному их расселению.

Все это показывает, что необходимо более осознанно отнестись к этим полезным насекомым и разработать обоснованную и рациональную программу их комплексного использования на благо человека.

Муравьи - важнейшая и необходимая составляющая лесной фауны, так как они выполняют множество экологических функций.

Во многих лесных хозяйствах лесники специально огораживают муравейники, чтобы их не разрушили вездесущие туристы. 
Как видим, от муравьев много пользы, поэтому, чтобы сохранить этих удивительных насекомых, в первую очередь нужно сохранить их дом - муравейник! Ведь, чтобы восстановить муравейник нужно много времени и сил, а если разрушение сильное, муравьиная семья может не справиться с такой задачей и погибнуть! Живые существа в большинстве своем беззащитны перед человеком, поэтому давайте не будем вандалами, а будем бережно относиться к окружающему нас миру, ко всем обитателям живой природы, ведь от нашей экологической культуры всех нас зависит жизнь на нашей прекрасной планете Земля.

Использованная литература

муравей лесной почвообразующий биоценоз

1. Акимушкин И. «Мир животных», 1975 г.

2. Балаян В. «Химический язык насекомых», 1981 г.

3. Книга рекордов Гиннеса, 2011, 2012, 2013 гг.

4. Фабр Ж.А. «Жизнь насекомых», том 2, 1979 г.

Размещено на Allbest.ru