Дослідницька робота "Руді лісові мурахи- важлива ланка екосистеми лісу"

Про матеріал

вивчення особливостей життєдіяльності та поведінки мурах, їх взаємозв’язків у екосистемі лісу, є дуже важливим аспектом, що не тільки допоможе нам краще зрозуміти їх роль у природі, а й мотивує оберігати, охороняти, навчить це робити правильно.

Перегляд файлу

Міністерство освіти і науки України

Департамент науки і освіти Харківської облдержадміністрації

Харківське територіальне відділення МАН України

Відділення: хімії та біології
Секція: екологія

РУДІ ЛІСОВІ МУРАХИ – ВАЖЛИВА ЛАНКА ЕКОСИСТЕМИ ЛІСУ

Роботу виконала:

Солодовник Зоя Миколаївна,

учениця 9 класу

Чернещинського навчально- виховного комплексу

«загальноосвітній навчальний заклад І-ІІІ ступенів –

дошкільний навчальний заклад»

Зачепилівського районної ради

Харківської області

член гуртка «Юний еколог»

Комунального закладу «Зачепилівський будинок

дитячої та юнацької творчості»

Зачепилівської селищної ради

Харківської області

Науковий керівник:

Лис Ольга Анатоліївна, вчитель біології,

спеціаліст вищої категорії

Чернещинського навчально- виховного комплексу

«загальноосвітній навчальний заклад-

дошкільний навчальний заклад»

Зачепилівського районної ради

Харківської області

керівник гуртка «Юний еколог»

Комунального закладу «Зачепилівський будинок

дитячої та юнацької творчості»

Зачепилівської селищної ради

Харківської області

Харків - 2020

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………………………………………….3

РОЗДІЛ 1

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Будова рудих лісових мурах…………………………... ………………………….5
Живлення рудих лісових мурах…………………………………………………...6

Сезонні явища в житті рудих лісових мурах……………………………………..7
Розмноження рудих лісових мурах…………………………………………….....7
Розподіл праці……………………………………………………………………...8
Кар′єрний ріст............................................................................................................9
Розподіл обов’язків та вік мурашок……………………………………………..10
Поведінка рудих лісових мурах………………………………………………….10
Екологічні функції рудих лісових мурах………………………………………..14
Взаємозв′язки рудих лісових мурах з іншими мешканцями лісу……………...15
Значення рудих лісових мурах……………………………………………………
Будова мурашника………………………………………………………………..16

РОЗДІЛ 2

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

Опис зовнішньої будови рудих лісових мурах…………………………………18
Результати фенологічних спостережень за поведінкою рудих лісових мурах.18
Найпростіші експерименти з мурахами ………………………………………..18
Дослідження вибору мурахами території будівництва мурашників………….19
Дослідження будівельного матеріалу мурашників…………………………….19
Перевірка цікавого факту………………………………………………………...20

ВИСНОВКИ……………………………………………………………………………...21

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………………….23

ДОДАТКИ……………………………………………………………………………….24

Вступ

Не дивлячись на те, що люди з цікавістю придивляються до мурашок ще з часів Арістотеля, спосіб життя цих комах досі недостатньо добре вивчений. Більше того, не вивчені ще і самі мурашки, адже до безлічі відомих сьогодні видів додаються нові.

Вважаю, що вивчення особливостей життєдіяльності та поведінки мурах, їх взаємозв’язків у екосистемі лісу, є дуже важливим аспектом, що не тільки допоможе нам краще зрозуміти їх роль у природі, а й мотивує оберігати, охороняти, навчить це робити правильно.

Чисто академічний інтерес до мурашок змінився гострою необхідністю розробки біологічних основ охорони і використання корисних для людини видів у боротьбі зі шкідливими. Причинами цього є масове застосування інсектицидів, вирубування дерев, забруднення лісу, які часто призводять до загибелі корисних комах, в тому числі й мурашок.

Звичні для нас руді лісові мурашки занесені до Європейського Червоного списку.

Об’єкт дослідження - рудий лісовий мураха.

Предмет дослідження - життєдіяльність та значення рудих лісових мурах.

Мета дослідження:

• довести, що руді лісові мурахи - важлива ланка екосистеми лісу;

• з′ясувати роль запахів у житті мурах;

• показати перспективи природоохоронної діяльності щодо рудих лісових мурах.

Завдання:

висвітлити біологічні особливості та значення рудих лісових мурах;
провести фенологічні спостереження за мурашниками нашого лісу;
дослідити роль запахів у житті мурах;
дослідити особливості поведінки мурах у мурашнику;
стимулювати природоохоронну діяльність учнів.

прагнули розширити і поглибити наявні знання про життя мурашок, провести інвентаризацію та паспортизацію комплексів мурашників в Карлівському лісництві.

Методи дослідження

Ступінь новизни

Наукове використання результатів досліджень

Відомості про апробацію результатів або публікацію роботи

РОЗДІЛ 1

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Будова рудих лісових мурах

Мурашки - одні з найчисленніших і найвідоміших комах. Вони відрізняються надзвичайно складною суспільною організацією, біологією і поведінкою. У світі відомо понад 12000 видів мурах. У червоний список включені 149 видів мурах, які перебувають під загрозою зникнення або стали рідкісними за даними МСОП. Серед них добре відомі за своїми мурашниками Fогmіса роlусtеnа (Малий лісовий мураха, Еuгореаn Rеd Wооd Аnt) і Fогmіса rudа (Рудий лісовий мураха).

Мурашки (лат. Fогmіcа) - родина суспільних комах з надродини мурашиних (Fогmісоіdеа), ряду перетинчастокрилих (Нуmеnорtега).

Руді лісові мурахи є найкориснішими помічниками лісу і самими неприємними гостями в будинку і квартирі. В одному тільки мурашнику цих комах може перебувати від кількох тисяч до мільйонів. Спільноту мурах вчені розглядають як надорганізм, в якому жодна з частин не можете існувати без інших.

Тіло мурашки розділене на три відділи: велику голову, порівняно невеликі груди і об'ємне черевце. Лапки порівняно тонкі, але вони озброєні чіпкими кігтиками. Відмінною особливістю цих комах є тонкий перехват між грудьми і черевцем і різні залози, що виділяють пахучі речовини, які певною мірою заміняють цим комахам мову. За допомогою пахучих міток мурашки сигналізують про небезпеку, відрізняють своїх від чужих, сповіщають про початок сезону розмноження, наявності корму і навіть ... про необхідність винести сміття.

Крім того, залози можуть виділяти мурашину кислоту або отруту. Втім, головним органом захисту у мурашок є жала. Вони досить великі, гострі і здатні замикатися з феноменальною швидкістю - 120-230 км/год! Тому укус навіть крихітного мурашки дуже чутливий і здатний відлякати порівняно великого хижака.

Головний мозок мурашки - один з найбільших в світі тварин.

Голова в мурашок рухома, із сильно розвиненими гризучими верхніми щелепами. На голові знаходяться довгі колінчасті вусики і складні очі. Самці і самки мають перетинчасті крила, які легко обламуються. У робочих мурашок крил немає. У деяких мурашок на кінці черевця знаходиться жало, через яке вибризкується секрет, що має запах мурашиної кислоти. [3]

Мурахи відносяться до типу Членистоногі, класу Комах, ряду Перетинчастокрилі.

Живлення рудих лісових мурах

Різні види їдять і різну їжу, але в основному це їжа двох типів: білкова (інші комахи або їх рештки) та вуглеводиста - виділення попелиць. Попелиці, які паразитують на рослинах, роблять у стеблі рослини отвір і встромляють свій хоботок просто у провідну тканину, якою іде сік, що містить багато вуглеводів. Надлишки цього соку вони виводять назовні. А мурахи й раді: вони «доять» попелиць, немов корів, злизуючи їхні виділення. Крім того, мурахи ними ще й опікуються: охороняють від ворогів, переносять на найкращі рослини, на зиму забирають самок у мурашники. Цим вони, звісно, сприяють розмноженню й розповсюдженню шкідливих попелиць, але така шкода набагато менша від тієї користі, яку дають мурахи, полюючи на інших шкідливих комах.

Ми вже знаємо, що кожна мураха у мурашнику має свій «фах». Усі виконують певні обов'язки: одні шукають їжу поблизу мурашника, другі цю їжу тягнуть «додому». Треті стежать за мурашником - будують його, відновлюють завалені ходи, чистять. Четверті - «пасуть» попелиць. П'яті - захищають сім'ю від ворогів. Шості - піклуються про «молодь» - личинок та лялечок. Сьомі доглядають за маткою... Кожна особина, яка працює, має право на їжу. Але де ж її візьмуть, наприклад, ті, хто стежить за мурашником? Виявляється, коли мураха щось з'їдає, вона не перетравлює їжу повністю, а, зустрівшись з іншою мурахою, відригує неперетравлені рештки, і так далі по черзі. Таким чином, кожна мураха отримує свою частку їжі. Цей «малоапетитний», з нашої точки зору, спосіб передавання їжі (до речі, він має спеціальну наукову назву - трофалаксис) відіграє ще одну дуже важливу роль: разом з їжею передаються феромони, тобто забезпечується цілісність сім'ї.

Головною їжею мурашок є комахи. За один день мурашина сім’я знищує до 1 кг гусені, личинок жуків, метеликів та інших комах.

1.3. Сезонні явища в житті рудих лісових мурах

Зимівля

Зимують мурашки в підземній частині мурашника, де температура не така низька, як на поверхні. Там вони збираються в тісний клубок і в такому стані перебувають до весни.

Роїння

Наприкінці весни чи початку літа на куполі мурашника, з′являються крилаті особини - це самки та самці. Поміж ними, відчуваючи важливість моменту, метушаться робочі особини. Видозмінюються самки, у яких замість яйцеклада утворюються спеціальні органи, наповнені кислотою. На таке роїння (мурашине «весілля») часто навідуються непрохані прожерливі «гості» - ящірки, жаби, птахи. Після парування самці гинуть, а самки, скинувши непотрібні їм крила, ховаються в мурашнику, де заміняють старих, уже немічних «цариць», або шукають затишного місця для заснування нової сім’ї.

1.4. Розмноження рудих лісових мурах

Всі види мурашок розмножуються в строго певний час 1-2 рази в рік. Найпростішим способом розмноження є так зване брунькування. При цьому в материнській колонії народжується молода королева, яка переселяється з частиною робочих особин в окремий мурашник.

Але частіше мурашки виконують шлюбний політ, під час якого молоді самці і самки піднімаються в небо. Тут особини з різних мурашників перемішуються один з одним і утворюють пари. Молоді королеви з одним або декількома самцями сідають на землю і починають будувати гніздо. Незабаром після запліднення самці гинуть, а самки відкладають яйця, з яких згодом вилупляться робочі особини. До того моменту, поки робочі особини не почнуть добувати корм, королева нічого не їсть. Цей період іноді може тривати до року, а пережити голод самці допомагають ... крила. Після шлюбного польоту вона їх відгризає, а залишки мускулатури розчиняються в її тілі, вивільнені поживні речовини йдуть на формування яєць і підтримку життя матки.

У всіх видів мурашок з запліднених яєць народжуються самки (робочі або молоді королеви), а з незапліднених - самці. Таким чином склад сім'ї саморегулюється: чим менше самців, тим вища ймовірність їхнього народження.

Незважаючи на свій крихітний розмір, мурахи живуть дуже довго: робочі особини - 1-3 роки, а королеви - до 20 років! І тільки вік самців зазвичай не перевищує кількох тижнів.[8]

1.5. Розподіл праці

Як і у всіх соціальних комах, особини одного виду у мурашок розділені на три касти: самки, що відкладають яйця (королеви або матки), самці і безплідні самки (робочі). Приналежність до касти вроджена і не може бути змінена ні за яких обставин.

Королеви за розмірами найбільші, на початку життя вони крилаті, але після шлюбного літа відгризають собі крила.

Самці найдрібніші в колонії, вони також крилаті.

Робочі мурахи завжди безкрилі, вони більші за самців, але істотно дрібніше королеви.

Поряд з робочими особинами є ще й солдати. У них дуже велика голова з дуже сильними щелепами. Своєю головою солдати закривають усі вхідні отвори у мурашник. Коли робочі мурашки повертаються додому, вони стукають вусиками солдатів по голові, які після такого знаку пропускають їх до мурашника. Великі щелепи мурашок-солдатів є їхньою зброєю і робочим інструментом. Солдати можуть нападати на інші види мурашок.

Робочі мурашки збирають мед бджіл з вуликів і нектар квітів. Після повернення в мурашник вони відригують цю їжу і годують інших робочих мурашок. В їхні функції входять також побудова мурашника і підтримання його в чистоті і порядку, догляд за личинками і лялечками, перенесення їх по мурашнику (з однієї частини в іншу) залежно від часу доби і погоди.[3]

Взаємовідносини мурах в сім'ї надзвичайно складні і різноманітні. Тільки у примітивних видів королева може виходити з гнізда і брати участь у зборі корму. У більшості випадків матка займається тільки відкладанням яєць, а всі інші види робіт виконують робочі мурашки. Однак це не означає, що ця каста знаходиться в пригнобленому становищі. Адже саме робочі мурашки часто «вирішують» долю королеви: якщо вона кладе мало яєць, її можуть замінити на більш плодовиту матку, а невгодну вбивають. У свою чергу благополуччя королеви залежить від того, наскільки рясно її будуть годувати, а значить і від числа робочих особин. Якщо робочі мурашки гинуть, то королева, яйця та личинки, що залишилися без догляду, також гинуть. Тому молода матка в першу чергу піклується про примноження числа своїх «підданих».

1.6. Кар’єрний ріст

Робочі мурахи діляться на три соціальні групи, які виконують різні задачі: годування матки і молоді, чистка колонії та пошук їжі. Різні групи рухаються у різних частинах мурашника, а комахи мають тенденцію з віком переходити з однієї групи до іншої.

Приблизно 40% від усіх робочих мурах є годувальниками і майже постійно знаходяться біля матки і її кладки. Ще 30% є фуражирами, які збирають переважну частину їжі для колонії і знаходяться біля входу до мурашника. Решта є прибиральниками.

Робочі мурахи із віком змінюють свою роль - годувальники зазвичай молодші за прибиральників, а прибиральники молодші за фуражирів. У бджіл теж спостерігається такий перехід від молодих годувальниць до старих збирачів, проте дане дослідження дає найбільш яскраві свідчення того, що у мурах він теж є.

Тим не менше, дійсні причини таких змін у кар’єрі поки що не зрозумілі до кінця. І серед годувальників можуть бути дуже старі, серед фуражирів - молодь.

Годувальники та фуражири тримаються своєї компанії і рідко змішуються, навіть якщо вхід до колонії та місце виводку знаходяться поряд. Прибиральники розсіяні колонією набагато ширше, слідкують за усією територією і взаємодіють із обома іншими групами. Ймовірно, мурахи можуть дістатися будь-якого місця своєї території менш ніж за хвилину, проте навіть у таких спрощених мурашниках вони організовуються у просторові групи.[12]

Можливо, така організація має якісь довгострокові наслідки. Наприклад, фуражири, коли повертаються, можуть більш ефективно пояснити іншими фуражирам, де знаходиться їжа, не турбуючи при цьому колонію. Аналогічно, тримаючись своєї групи, вони можуть утримувати паразитів і хвороби лише між собою, не наражаючи на небезпеку матку і личинок.

1.7. Розподіл обов’язків та вік мурашок

Наймолодші мурашки виконують будівельні роботи у гнізді та няньчать молодь - доглядають за личинками та лялечками. Личинки у мурашок -невеличкі дрібні, а лялечки - це те, що в народі звуть «мурашині яйця».

Після періоду внутрішніх гніздових робіт, робітники виходять на пошук за межі мурашника. Деякі з них стають пастухами - розшукують та доять «мурашиних корів» - попелиць і доставляють у сім'ю їхні медові виділення. Тут вони діляться солодкою поживою з іншими робочими мурашками.

Найбільш ініціативні та сміливі приступають до полювання. Мураха-мисливець виходить на свою індивідуальну ділянку, де шукає здобич (як правило, інших комах). Атака мисливця стрімка та блискавична - різкий випад та захват щелепами. Навіть швидкі мухи не завжди можуть втекти від атакуючої мурахи. Якщо здобич великого розміру, то мисливець, не розмикаючи міцних щелеп, обприскує жертву кислотою з черевця. На запах пахучої рідини миттю прибігають одноплемінники із сусідніх ділянок і тут уже жертві нікуди дітися. Захопивши поживу, мурашка (сам, або з допомогою інших) транспортує її до гнізда.

Наймолодші мурашки полюють на ділянках, які найбільш віддалені від гнізда. Поступово, з віком, вони переходять на мисливські угіддя ближче до мурашника, заміняючи особин, які загинули чи померли природною смертю. Найстаріші мурашки завершують свою кар'єру сторожами на куполі гнізда.

1.8. Поведінка рудих лісових мурах

Мурашок відвіку вважають за мудреців. У Киргизії багато років тому людина, яка задумала добру справу, йшла ночувати до мурашника - це обіцяло успіх.

Хранителями інформації в мурашнику виступають старі мурахи. Виявляється, що мурахи швидше за всіх комах навчаються знаходити правильну дорогу в лабіринті. У цьому їм допомагає мурашина кислота, якою вони також користуються для оборони і нападу.

Якщо молода мурашина самка із-за недосвідченості засновує мурашник в сирому ґрунті, його кмітливі мешканці будують стежину з хвої, щоб не замочити лапки.

Мурахи люблять компанію собі подібних. Поодинці вони жити не можуть. Для нормального існування їм потрібно не менше 10 товаришів. Робота у групах є досить продуктивною.

Ці комахи люблять не тільки працювати, але й відпочивати. Чверть свого часу вони витрачають на догляд за собою (гігієнічні процедури).

Сплять мурахи приблизно три години, забравшись в поглиблення в ґрунті і тісно притиснувши кінцівки до тулуба. Прокинувшись, вони потягуються і позіхають немов люди.

Не проти мурахи і розважитися. Іноді вони грають в гру, схожу на салочки. Один мурашка, ініціатор, залазить у нірку, де працюють декілька його побратимів. Зупинившись посередині камери, він високо піднімається на своїх лапках і починає тремтіти. Декілька мурашок підходять до нього і роблять загрозливі рухи (розсовують свої вусики).

У грі залишаються двоє, вони бігають один за одним і влаштовують сутички, після яких гонитва продовжується. Після закінчення гри, мурахи довгий час чистяться.

Було б чудово, якби всі розваги мурашок були такі безневинні. Але, на жаль, комахи іноді п'янствують. Адже в мурашнику живуть не тільки мурахи, але і багато інших комах, які підгодовують своїх господарів. Одним з таких квартирантів є жук-ломехуза, який споює мурашок своїми ефіроподібними виділеннями. У п'яних мурашок падає чутливість, вони кидають роботу і починають пестити і леліяти жука, поки той поїдає мурашині лялечки і личинки, на що мурахи не звертають ніякої уваги. Мурашник, уражений жуком-ломехузою, швидко знищується.

Є декілька видів мурашок, які займаються крадіжкою і рабовласництвом. Мурахи-злодії живуть переважно під мурашниками, вони маленькі і тому роблять вузенькі ходи, в які не можуть залізти великі мурахи, і харчуються личинками і лялечками господарів.

Кожна сім'я мурашок має свою територію, куди не допускає інших. Тут мурахи утворюють стежини і постійно наводять на них лад. Загальна довжина цих стежин складає близько кілометра, а протяжність доріг в середині гнізда часом перевищує сім кілометрів.

Іноді між мурашками відбуваються війни. Слабкіші тікають, забравши з собою личинки. Поза мурашником нікому нічого не загрожує. Грабіжники захоплюють личинок в середині гнізда. З полонених завойовники вирощують «рабів», які потім виховують дітей агресорів, стежать за чистотою в приміщенні, добувають їжу.

Німецькі ентомологи звернули увагу, що на підходах до мурашників майже ніколи не виникає заторів, хоча безліч комах снують в різні боки. Вчені під керівництвом Дірка Гелбінга з Дрезденського технологічного університету вирішили вивчити, як саме мурашки регулюють свої пересування. Вони створили дві дороги - коротку і довгу, - які ведуть від мурашника до запасів цукрового сиропу. У декількох місцях дороги перетиналися. На перехрестях мурашки могли змінити маршрут з короткого на довгий і навпаки. Спочатку мурашки добиралися до сиропу по довгій дорозі, проте незабаром деякі з них виявили альтернативний шлях. Ще через деякий час велика частина комах перемкнулася на нього, йдучи на запах феромонів, залишених першопроходцями. Дуже швидко на короткій дорозі скупчилася велика кількість комах, і уже повинен був утворитися затор. Тоді мурашки, які поверталися в мурашник, на перехрестях фізично (своїми тілами) стали перешкоджати мурашкам, що рухалися від «будинку» звернути на коротку дорогу. За словами ентомологів, ці дії не були свідомими: просто на перехрестях не було достатньо місця, щоб двоє комах могли розійтися. Таким чином, частина потоку «відсікалася» від швидкого маршруту і «пробок» на ньому не виникало. Вчені навіть запропонували використати результати своїх досліджень для вирішення проблеми дорожніх «пробок» і передачі даних по мережах. Кожен водій повинен повідомляти водіїв зустрічних автомобілів про дорожню ситуацію, з якою вони незабаром зіткнутися. Це дозволить їм ухвалити адекватне рішення і, наприклад, вибрати маршрут об'їзду «пробки».

Подібне дослідження проводили й Дарія Попів з Мюнхенського технічного університету та Рікардо Xoap та Джоанн Пеннер з Університету Калгарі (Канада). Вони запропонували програмні забезпечення автомобільного руху на основі вивчення руху мурах.

Так Попів ввела в алгоритм феромони, які є засобами хімічної комунікації між членами колонії комах, і запропонувала, щоб автомобілі на дорогах могли, як мурахи, поширювати і сприймати «феромони», тобто такі сигнали, як «червоне світло», «поворот», прискорення або зменшення швидкості.

Ще одне дуже цікаве дослідження руху мурах. Американські вчені розробили комп’ютерний алгоритм, який імітує поведінку мурахи у тунелях мурашника. Як пояснює Майкл Гудісман із Університету штату Джорджія в Атланті, проблеми, з якими зустрічаються мурахи у своїх тунелях, фактично не відрізняються від тих, які доводиться долати роботу під завалами, наприклад, внаслідок землетрусу. Вивчаючи поведінку вогняних мурах за допомогою спеціального відеообладнання, дослідники зафіксували, як мурахи в обмеженому просторі користуються своїми вусиками-антенами для зондування місцевості. Під час «землетрусів» у вузьких тунелях, які влаштовували науковці, мурахи чіплялися вусиками за вузькі стінки проходу і не падали на дно посудини. Тепер американські інженери працюватимуть безпосередньо над створенням робота, який копіюватиме мурашину поведінку під землею і в перспективі допомагатиме рятувальникам.

Висновок: мурахи орієнтуються у вузьких проходах завдяки феромонам, фізичним контактам, а великих натовпів не виникає тому, що вони діють злагоджено, а не кожен сам по собі. А ще наведені приклади стимулюватимуть нас цікавитись життям і поведінкою різних живих істот, любити й охороняти їх.

Мурахи - найважливіша і необхідна складова лісової фауни, тому, що вони виконують безліч екологічних функцій.

1.9. Екологічні функції рудих лісових мурах

По-перше, мурахи - санітари лісу. Вони поїдають комах-шкідників і їх личинки, тим самим регулюючи кількість шкідливих комах і зберігаючи дерева. Жителі одного великого мурашника за один сезон можуть знищити від ста тисяч до одного мільйона шкідливих комах! Крім того, мурахи - універсальні падальщики, вони очищають ліс, харчуючись трупами комах і екскрементами. Руді лісові мурахи сприяють оновленню лісу, механічно руйнуючи мертву деревину, тим самим прискорюючи процеси розкладання.

Мурахи поїдають рештки тварин. Вчені підрахували, що за одну годину мурахи збирають навколо свого гнізда понад сто тисяч попелиць і дві тисячі гусениць. Якби лісових санітарів - мурах не було, гусениці знищили б за цей час понад 10% зелених рослин.

Незважаючи на те, що мурахи поїдають попелицю в такій великій кількості, ці маленькі комахи, розміром не більше 3 мм, дуже швидко розмножуються. Харчується попелиця соком рослин, тому їх відносять до шкідливих комах.

По-друге, мурашки сприяють підвищенню родючості ґрунту. Вони розпушують і перемішують ґрунт, насичуючи її киснем (аерують). Удобрюють ґрунт, переносячи вглиб органічні і мінеральні речовини. Біля мурашників ґрунт особливо родючий, тому що під ним накопичується велика кількість поживних речовин. Поблизу мурашників швидше ростуть дерева та кущі, густіше і вище квіти і трави. [13]

По-третє, харчуючись насінням рослин, мурашки сприяють їх територіальному поширенню, тому що не завжди можуть донести до мурашника всю здобич. Мурахи також люблять поласувати квітковим нектаром, тому частенько є запилювачами квітів. У деяких пустельних і степових зонах, де мало інших комах і тварин, тільки мурахи є розповсюджувачами насіння.

По-четверте, мурахи є важливою ланкою в харчовому ланцюзі. Вони слугують їжею для багатьох лісових мешканців: ведмедів, борсуків, лисиць, птахів. У багатьох лісових господарствах лісники спеціально огороджують мурашники, щоб їх не зруйнували всюдисущі туристи.

Мурахи вирощують і щодня їдять цвілеві гриби, з яких люди виготовляють антибіотики. Дехто удається до лікування мурашиними укусами, але це дуже ризиковано, їхня кислота сильнодіюча, може викликати опіки. З мурашок виділена бактерицидна речовина, яка вбиває збудників холери, тифу і туберкульозу, до того ж, вона нешкідлива для людини.

Як бачите, від мурашок багато користі, тому, щоб зберегти цих дивних комах, в першу чергу потрібно зберегти їхній будинок - мурашник! Адже, щоб відновити мурашник потрібно багато часу і сил, а якщо руйнування сильне, мурашина сім’я може не впоратися з таким завданням і загинути!

Живі істоти в більшості своїй беззахисні перед людиною, тому давайте не будемо вандалами, а будемо дбайливо ставитися до всіх мешканцям живої природи, адже від цього залежить і наше з вами життя.

1.10. Взаємозв′язки рудого лісового мурахи з іншими мешканцями лісу

Природних ворогів у мурашок багато. Дорослі особини поїдають різні птахи, жаби, ящірки, землерийки, хижі оси, павуки. У пошуках яєць і лялечок мурашники можуть розоряти кабани і ведмеді. Мурахоїди, трубкозуби, ящірки молохи, мурашині леви живляться виключно цими комахами. При нападі на мурашник інстинкт спонукає мурашок не ховатися, а спільно нападати на ворога. Таким чином колонія виживає за рахунок загибелі окремих особин.

Мурахи служать додатковою їжею для дятлів, які, в основному, знищують короїдів. Таким чином, наявність мурашок в лісі призводить до зниження чисельності цих шкідливих для дерев комах.

Мурахами годуються не тільки дятли, а й тетеруки, куріпки, рябчики. Мисливцям відомо, що ділянки лісу, де є мурашники, рясніють дичиною. При весняній нестачі кормів, коли ще мало інших комах, мурахами харчуються дрібні комахоїдні птахи, наприклад, синиці.

Масовість мурашок притягає не лише хижаків, але і всіляких нахлібників-паразитів, що бажають поживитися за чужий рахунок. У мурашниках мешкають личинки бронзівок, особливі види цвіркунів і жуків, личинки яких імітують запах мурашок. Дорослі мурашки годують цих співмешканців і навіть перетягують в нове гніздо.

Не усі співмешканці такі нешкідливі: жуки ломехузи оп'яняють мурашок особливою рідиною і поїдають мурашині яйця і лялечок. Деякі живі організми користуються допомогою мурашок, не завдаючи їм шкоди. Це 250 видів дрібних птахів, що регулярно приймають «ванни» в мурашниках. Розпушивши пір'я, пернаті дозволяють мурашкам випускати в себе цівки мурашиної кислоти, яка дезінфікує оперення.

Мурахи розводять і охороняють попелиць. Для рослин попелиці нешкідливі, виділення попелиць - важливе джерело живлення для 300 видів інших комах, наприклад, наїздників, мух-тахін, бджіл.

Неоціниму послугу надають мурашки різним лісовим квітам. Цим рослинам важко поширювати своє насіння, оскільки вони маленькі, а вітру в лісі не буває.

Спостережливі люди давно помітили, що біля мурашників особливо густо ростуть трави: часто вони обступають житло цих комах щільним кільцем. Справа в тому, що у твердих насінинах деяких лісових рослин є соковиті придатки - вирости, багаті смачним і поживним маслом. Для мурашки це ласа їжа. Заготовивши насіння про запас, мурахи поступово об'їдають з них придатки, а недоступне через тверді оболонки насіння час від часу разом з іншим сміттям викидають на поверхню. Насіння проростає поруч з мурашником, таким чином і з'являються зарості трав.

У наших лісах мурахи частіше «висівають» проліски, медунку, зірочник, чистотіл, фіалку, чубарку, мар'янника, копитняка.

Вчені підрахували: одна мурашина сім'я може перенести за літо у свої погреби до 40 тисяч різних насінин. Збагачуючи трав'яний покрив лісу, мурахи сприяють розмноженню комах-запилювачів, а також наїзників, що годуються нектаром і пилком квітів.

Чим багатший трав’янистий покрив у лісі, тим краще ґрунт. Поліпшують його мурахи, перемішуючи ґрунт, збагачуючи органічними речовинами. Ліс, де є мурахи, здоровий і сильний, він багатий грибами та ягодами.

1.11.Значення рудих лісових мурах

Що стосується значення мурашок в природі і житті людини, то існує певна невизначеність - мурашка шкідлива і, одночасно, корисна. Сам мурашник -гуртожиток не лише для мурашок, але і сотень різних дрібних тварин. І кого тут тільки немає - павуки, кліщі, багатоніжки, жуки, цвіркуни, гусениці метеликів. ЇХ притягають сюди швидке розкладання речовин, висока рихлість грунту, стабільна температура, відповідна вологість.

Деякі співмешканці поїдають у мурашнику відходи, мертвих мурашок, мурашиних личинок. До таких «гостей» господарі відносяться вороже. Проте до більшості вони досить байдужі, а до декого проявляють симпатію. Деякі «гості» добре володіють мурашиною мовою і легко випрошують поживні крапельки у ситих мурашок.

Роль мурашок в природі величезна. Тисячами незримих переплетених ниток вони пов'язані з іншими живими істотами. Збираючи цукристі виділення попелиць, мурашки оберігають рослини від небезпечних грибків-паразитів.

Мурашки - активні хижаки. Вони швидко перемикаються на нові щедрі джерела їжі і таким чином можуть пригнічувати спалахи розмноження шкідків. З іншого боку, самі мурашки - прекрасна їжа для співучих птахів, рябчиків, тетеруків, борсуків, лисиць, ведмедів.

1.12. Будова мурашника

У лісовій гущавині побудували мурашник маленькі, але працьовиті комахи - руді лісові мурашки. Це їхній «будинок», вірніше, тільки його надземна частина, а під ним в ґрунті знаходяться підземні поверхи мурашника з безліччю камер і ходів. Мурашник має куполоподібну форму, яка оберігає його від дощу: вода збігає з верхньої частини і не розмиває мурашине житло. Висота мурашників іноді буває більше метра. У великому гнізді живуть тисячі і десятки тисяч мурашок.

З чого побудований мурашник? Головним чином з хвоїнок і дрібних рослинних залишків. На перший погляд мурашник - споруда хаотична, але не слід поспішати з подібними висновками.

У мурашнику існує певний порядок: він провітрюється, усередині його підтримуються оптимальна температура і потрібна вологість. Будівельні здібності мурах, їхня біологія послужили приводом для помилкових думок про їхні високі розумові здібності і кмітливість у суспільному житті. І дійсно, як можна не захоплюватися, спостерігаючи у цих маленьких тваринок розподіл праці. Однак складна діяльність мурашок інстинктивна.

Для чого огороджувати мурашники?

Мурашники в лісі огороджують для того, щоб їх не зруйнували дикі кабани, які люблять в них «купатися». В щетині цих крупних тварин живе багато паразитів, з якими вони не можуть дати собі ради. Тому, розворушивши мурашник, кабан влягається на нього. Потривожені мурашки атакують ворога, але всю свою злість разом із мурашиною кислотою зганяють на кліщах, блохах та іншій паразитній живності, що ховається між щетиною. Після таких відвідин мурашник часто гине, особливо взимку або в період дощів.

Охорона рудих лісових мурах

Зараз людина підвищує чисельність і розширює ареал мурашок, розселяючи їх. Такі роботи ведуться в багатьох країнах Європи. Проте сьогодні мурашкам (в першу чергу, рудим лісовим) потрібне не стільки розселення, скільки охорона. Мурашники масово гинуть при вирубуваннях лісу, їх по варварськи розоряють несвідомі туристи. Навколо населених пунктів, уздовж доріг і туристських маршрутів, в зонах масового відпочинку мурашиних гнізд стає все менше і менше.

Мурахи - один з основних компонентів більшості наземних

біоценозів, у лісових біоценозах найпомітнішими з мурах є види роду Fогmіса, це пояснюється порівняно великими розмірами цих комах, численністю їх сімей і тим, що багато видів будують добре помітні купола з рослинних залишків. Біомаса цих комах в лісах лише трохи менше, ніж таких масових грунтових тварин як дощові черв'яки. Вже одне це повинно говорити про те, що Fогmіса відіграють важливу роль в житті наших лісів. У лісових співтовариствах Fогmіса є важливим фактором, що регулює чисельність шкідників.

Важливі і інші сторони діяльності видів роду Fогmіса. Добре відомо, наприклад, що ці мурахи охороняють і розводять попелиць для отримання паді. У ряді випадків, наприклад, у садах, букових лісах, це може принести шкоду деревам. Але у хвойних лісах, навпаки, збільшення кількості попелиць не позначається негативно на деревах, а надлишок паді сприяє розмноженню наїздників і інших корисних паразитичних комах.

Важливе значення має ґрунтоутворююча діяльність мурах, що, у свою чергу, сприяє підвищенню стійкості лісових насаджень.

Таким чином, роль мурах роду Fогmіса в природі складна й різноманітна, В останні роки цим корисним комахам відводиться велика роль у створенні стійких продуктивних лісових біоценозів. Багато дослідників як у нас, так і за кордоном, переселяють корисні види Fогmіса в місця, де їх раніше не було, з метою захистити ліси від масових розмножень п'ядаків, совок, пильщика, дубової листовійки та інших шкідливих комах. Для успішного проведення цих робіт потрібно добре знати біологію, систематику та екологію всього роду в цілому.

РОЗДІЛ 2

Практична частина

. Опис зовнішньої будови рудих лісових мурах

Самці і самки 9-11 мм в довжину, а робочі – 4-9 мм. Довжина голови трохи більша її ширини. На голові два вусики, очі чорні. Груди в мурашки руді, з темними або бурими плямами, черевце майже чорне, самці темні з рижими ногами. Все тіло покрите невеличкими волосками.

Таблиця 1.2

. Результати фенологічних спостережень за поведінкою рудих лісових мурах

Період року	Поведінка
Перша половина квітня	Мурахи вилазять із своїх зимових квартир. Виносять з гнізда трупи мурашок, що загинули під час зимівлі, очищають камери й ходи від дрібного сміття, прокладають ходи по ґрунту і деревах. Спочатку мурашки живляться солодкими виділеннями попелиць, збирають рештки комах.
Друга половина квітня	Коли у на листі з’являються невеликі гусениці, мурашки переключаються на них.
Середина червня	Численні крилаті особини – самці й самки з’являються у гнізді (на куполі мурашника). Вони помітно більші за робочих особин.
Середина жовтня	Закупорювання входів у мурашники, підготовка до зимівлі

. Найпростіші експерименти з мурахами

Експеримент № 1. Я нанесла трохи білої фарби на невеличку частину поверхневого шару мурашника. Через два дні плями не стало, але залишки фарби були в інших місцях мурашника.

Висновок. Мурахи постійно перевертають весь будівельний матеріал свого будинку для захисту від цвілі.

Експеримент № 2. Спостереження за орієнтуванням мурах. Я забрала мурашку з стежки, що веде до мурашника, і посадила його на відстані 2 метрів від цієї стежки на землю. Мураха блукав протягом 5 хвилин, поки не наткнувся на іншу стежку. По ній він відразу ж попрямував до мурашника.

Експеримент № 3. Паличкою провела поперек мурашиної стежки, стерши верхній шар землі. Мурахи безпорадно стали кидатися взад і вперед, не знаючи куди йти. Рух на цій ділянці мурашиної стежки порушився.

Експеримент № 4. Не порушуючи поверхневий шар землі, злегка доторкнулася пальцями до мурашиної стежки на кілька секунд. Навіть від такого дотику спостерігалося порушення руху, мабуть від запаху пальців рук.

Висновки. Мурахи орієнтуються в лісі за допомогою нюху, використовуючи спеціальні речовини – феромони, запах яких не дає їм заблукати і збитися з шляху, допомагаючи знаходити дорогу до рідного дому – мурашнику. Якщо мураха перебуває на своїй території, вона рано чи пізно знайде дорогу до будинку.

Експеримент № 5. Чи впізнають мурахи свого. Візьмемо рудого лісового мурашку і посадимо в іншій мурашник. Чужий мураха негайно піддасться нападу з боку господарів.

Висновок. Мурахи відрізняють мешканців свого мурашника від прибульців того ж виду.

2.4. Дослідження вибору мурахами території будівництва мурашників

Зробивши екскурсію нашим лісом, я виявила таке: руді мурашки, як правило, вибирають місце для мурашника з добре зволоженим ґрунтом і дуже рідко селяться на сухих піщаних ділянках лісу. Пояснюється це тим, що для розвитку молодих мурашок в гнізді потрібна висока (до 100%) відносна вологість повітря.

. Дослідження будівельного матеріалу мурашників

У нашому лісі зустрічаються мішані ділянки, хвойні, є невеличкий березняк, а також дубчаки. Склад мурашників у них дещо відрізняється.

У хвойних і змішаних ділянках лісу мурашник побудований в основному з ялинової або соснової хвої, нерідко на куполі можна побачити грудочки смоли хвойних дерев. Літом смола на сонці плавиться, склеює хвоїнки і утворює міцну крівлю. Мурашки завжди зайняті будівельними роботами. Вони постійно перебирають і перекладають хвоїнки на куполі, щоб ті не покривалися цвіллю, додають туди нових, тільки що принесених "фуражирами". Хвоїнки на куполі мурашника майстерно укладені. Який би сильний дощ не йшов, вода швидко стікає на землю і ніколи не потрапляє у внутрішній конус. Всі яйця, личинки і лялечки надійно укриті цим хвойним дахом. Якщо купол мурашника сильно пошкоджений, мурашки не встигають його відновити, і потоки дощової води заливають внутрішні камери. Кінець кінцем це призводить до загибелі більшої частини мурашиної сім'ї.

У березняках і дубняках зовнішній купол викладений з дрібних березових і дубових гілочок.

. Перевірка цікавого факту

У додатковій літературі я прочитала про те, що навколо мурашника завжди можна побачити буйну рослинність, яка різко відрізняється від тієї, що оточує. Я вирішила це перевірити. Ось що вдалося з’ясувати. Мурашники нашого лісу оточені хащами зірочника, чистотілу, кропиви, ожини, малини. Ці рослини, дійсно, значно більші за тих, які знаходяться на віддалі від мурашників. Ягоди на таких рослинах здаються соковитішими, солодшими і в 1,5-2 рази більшими. Це можна пояснити тим, що в землі мурашки мають спеціальні камери, куди скидають харчові відходи. З часом в цих місцях утворюються плями перегною.

Висновки

Мурашки є важливою складовою гетеротрофної ланки кругообігу речовин лісового біогеоценозу. Вони є однією з основних груп ентомофагів, що підтримують біотичну рівновагу біогеоценозу.

Велике значення в природі мають ці маленькі спритні істоти. Як численний вид, вище чисельність його і біомаса на одиницю площі, тим значніше його біоценотична роль. Значущість мурашок визначається не лише їх кількістю, а насамперед особливостями способу життя, їх тісними зв’язками з іншими компонентами біогеоценозу. Важливими є й особливості способу життя мурах, їх харчування та зв'язків з іншими тваринами, рослинами, ґрунтом. Основні аспекти впливу мурашок на біогеоценоз можна розділити на 2 групи: пов'язані зі спорудженням гнізда, сталістю місця поселення і зумовлені трофічними зв'язками мурашок з іншими групами тварин і рослин. До першої групи відносяться такі важливі сторони діяльності мурашок, як концентрація і прискорене розкладання рослинних залишків, аерація і поліпшення ґрунтів та її водного режиму. Мурашники використовуються як місця поселення інших тварин. У них створюються особливо сприятливі умови для розвитку ряду мікроорганізмів.
У другу групу входять хижацька і збиральна діяльність мурах, їх трофобіоз з попелицями, а також зв'язок їх з низкою хребетних тварин.

У цілому вплив мурашок на навколишнє середовище, безсумнівно, сприятливий.

Безпосередній вплив мурашника: збагачення ґрунту гумусом, К, N, P, Mg в доступних для рослин формах; знищення шкідників хвої і листя; збільшення чисельності комахоїдних птахів; збільшення чисельності промислових птахів; відновлення вимогливих до ґрунту лісових порід.

Опосередкований вплив мурашника: зниження чисельності стовбурових шкідників; збільшення приросту деревостану; підвищення продуктивності мисливських угідь; збереження приросту крон дерев у вогнищах шкідників; підвищення продуктивності лісу; підвищення біологічної стійкості насаджень.

Рудих лісових мурах вже протягом ряду років використовують у практиці захисту лісу. Відпрацьовуються методи переселення мурашників і накопичуються дані про особливості взаємодії мурашок з окремими шкідниками в різних умовах. Без цього, так само як без знання біології самих мурах, неможливо їх успішне використання.

Отже, мурахи дуже корисні комахи: оберігаючи мурашники, ми зберігаємо наші ліси.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Акімушкін І. Тваринний світ, 1975
Брем A. Життя тварин. - Харків: Видавничий дім «Школа», 2004
Гілярова М.С. Життя тварин - М.: Просвещение, 1984
Дарвін Ч. Походження видів шляхом природного відбору / Меднікова Б.М. - М.: Просвещение, 1987
Ілюшина І.І. / Біологія в школі, 1988
Книга для читання по зоології / Моліс С.А. - М., 1981.
Кузнєцов Б.А., Чернов О.З. Курс зоології: Навчальний посібник для студентів ветеринарних технікумів. - М, 1972
Купресов В. / Зоологічний журнал, 1983
Макаревич О.Н. Видове різноманіття та хорологічні комплекси мурашок міста Херсона// Матеріали конференції «Загальна і прикладна ентомологія в Україні». – Львів, 2005
Мідників Б.М. Біологія: форми та рівні життя. - М., 1994
Свекольніков Л. Ліс і людина. - М., 1980
Сергєєв Б. Мураха крупним планом / / Юний натураліст, 1988
Яхонтов А.А. Екологія для вчителя. – М., 1973