III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИЗУЧЕНИЕ ЖИЗНИ МУРАВЬЕВ В УСЛОВИЯХ ДОМАШНЕГО ФОРМИКАРИЯ
Волков В.О.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 ВВЕДЕНИЕ

Дети часто просят своих родителей завести кошку, собаку или кролика. Для правильного развития ребёнка очень важно иметь дома животное. Содержание муравьёв в домашних условиях может заинтересовать тех, кто не имеет возможность иметь в качестве домашних питомцев млекопитающих животных.

Взрослые люди заводят домашних любимцев в наше неспокойное время, как правило, для сохранения психического равновесия. Очень полезно после тяжёлого трудового или учебного дня поиграть с собакой, погладить кошку. Наблюдение за домашним муравейником также обладает очень сильным релаксирующим эффектом.

Интересны муравьи будут садоводам. Химический метод борьбы с вредителями сельского, садового и лесного хозяйства имеет целый ряд существенных недостатков. Муравьёв, как и других перепончатокрылых, успешно используют в качестве биологического метода борьбы с вредителями. Для этой цели необходимо разводить этих животных в специально создаваемых условиях.

Муравьёв, питающихся семенами, целесообразно разводить и для аэрации почвы.

В настоящее время содержание муравьёв в домашних муравьиных фермах стало распространённым явлением.

Исходя из вышесказанного, считаю, что моё исследование является актуальным.

Цель работы - изучить жизнь муравьёв, их поведение в условиях формикария.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

  1. Изучить литературу о муравьях и формикариях;

  2. Выяснить историю появления домашних формикариев;

  1. Исследовать полное развитие муравьёв и различие в размерах у представителей разных каст;

  2. Исследовать влияние изменений условий содержания на поведение и смену социальной роли муравьёв Messorstructor (жнецов);

  3. Исследовать влияние смены рациона на размножение муравьёв в домашних условиях;

  4. Разработать памятку с советами начинающему муравьиному фермеру.

Объект исследования – домашний формикарий.

Предмет исследования– поведение муравьёв Messorstructor (жнецов) в условиях домашнего формикария

При выполнении исследовательской работы использовались следующие методы исследования:

  • Изучение и обобщение теоретического материала

  • Эксперимент

  • Наблюдение

  • Фотографирование

  • Сравнение

Гипотеза – изменение условий содержания и рациона может существенно влиять на поведение и размножение муравьёв Messorstructor (жнецов).

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МУРАВЬЯХ, О МУРАВЬЯХ MESSORSTRUCTOR И ФОРМИКАРИЯХ

1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МУРАВЬЯХ

Муравьи (Formicoidea) - семейство жалящих перепончатокрылых. Общественные насекомые; образуют сложные семьи, состоящие из каст: самки, самцы, воины и рабочие особи. Самки и самцы- крылатые, рабочие особи — бескрылые. Крылья с редуцированным жилкованием. Муравьиная семья имеет одну или несколько репродуктивных самок, в зависимости от вида и размера семьи — называемых королевами или матками. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами. Имеют крылья, которые откусывают себе после оплодотворения.

У многих муравьёв развито жало и ядовитые железы; в составе их выделений- муравьиная кислота. Длина бескрылых «рабочих» муравьёв- от 0,8 до 30 миллиметров, самки крупнее. Существует около 10 тысяч видов. Муравьи эволюционировали от предков, похожих на ос, в середине мелового периода между 110 и 130 миллионами лет назад. Распространены широко, кроме Антарктиды и Крайнего Севера; особенно многочисленны в тропиках. Преимущества, предоставляемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день они являются доминирующей по численности группой членистоногих.

Муравьи живут семьями в гнёздах, называемых муравейниками, которые устраивают в почве, древесине, под камнями; некоторые сооружают муравейники из мелких растительных частиц.

Существуют паразитические виды, которые обитают в гнёздах других муравьёв, муравьи-«рабовладельцы», содержащие в своих гнёздах «рабов» — муравьёв других видов. Ряд видов приспособился к обитанию в жилищах человека. Некоторые виды ценятся за регулирование численности насекомых, другие могут считаться вредителями.

Питаются муравьи преимущественно соком растений, падью тлей и других сосущих насекомых, в период кормления личинок — преимущественно насекомыми. Есть также виды, питающиеся семенами и культивируемыми грибами.

Муравьи, как представители насекомых с полным превращением, в своём развитии проходят несколько стадий: яйцо, личинка, куколка и имаго. Из яйца вылупляется личинка — единственная растущая стадия насекомого. Если яйцеклетка оплодотворена, то из неё вырастет самка, а если нет, то самец. Обычно яйца хранятся не по отдельности, а небольшими «пакетами». После инкубационного периода из яйца выходит малоподвижная червеобразная личинка, кормлением и уходом за которой занимаются рабочие особи. Наружные покровы личинки могут растягиваться только до определённых пределов, и в ходе роста происходят линьки. Соответственно принято различать четыре или пять возрастных стадий личинки.

1.2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МУРАВЬЯХ MESSORSTRUCTOR

Степной муравей-жнец, или европейский муравей-жнец (Messorstructor) — вид муравьёв-жнецов рода Messor. Встречается в странах Средиземноморья, Южной и Восточной Европы, на Кавказе, в Средней и Центральной Азии, Афганистане, Иране, Ираке, Ливане, Сирии, Израиле. Строят гнёзда в почве (глубиной до нескольких метров). Зерноядные муравьи.

Сбор зёрен производится большей частью на земле (опавшие зёрна), собранные зёрна хранятся муравьями в особых камерах и по необходимости выносятся на просушку.

Муравьи-жнецы также характерны своими огромными запасами продовольствия в муравейниках. На зиму они могут собирать до килограмма семян и мертвых насекомых в гнезде, чего семье из нескольких тысяч муравьев вполне хватает для того, чтобы в условиях пониженной активности благополучно перезимовать.

Особенностью муравьев-жнецов является также то, что они кормят своих личинок перемолотыми зернами растений — у большинства других муравьев личинки питаются исключительно животной пищей. При этом в муравейнике жнецов солдаты перемалывают своими мощными челюстями самые крупные зерна, а муравьи - рабочие разгрызают образовавшиеся кусочки, и те особи, которые кормят личинок, измельчают оставшуюся муку в своеобразную кашицу.

Степные муравьи-жнецы образуют моногинные семьи, то есть семьи с одной маткой. Муравей жнец - это единственный вид муравьев, которые могут меняться ролями, то есть рабочие могут становиться солдатами (воинами).

1.3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМИКАРИЯХ

Формикарий - искусственный муравейник, выполненный чаще всего из акрила или гипса. Формикарий - муравьиная ферма. Первые формикарии создавались биологами для своих научных исследований в XIX веке. Однако повышенный интерес любителей к жизни муравьёв привёл к массовому распространению среди населения простейших формикариев. Первый коммерческий формикарий был создан примерно в 1929 году и запатентован в 1931 году профессором из США Фрэнком Остином. В наше время повышенный интерес к домашним муравьиным фермам наблюдается во всём мире примерно с 2000 года. А недавно и в нашей стране появились любители формикариев.

Система формикария может быть разной – от несложных емкостей с землей, до сложных закрытых систем с автоматической регуляцией влаги, света и температуры. В любом формикарии должна быть арена, куда муравьи станут стаскивать весь мусор, и где они будут добывать еду.

Среди формикариев можно выделить следующие основные типы:

1. Гипсовые, алебастровые, цементные и бетонные формикарии.

Такие формикарии представляют собой ёмкость, в которую заливается наполнитель, который достаточно быстро затвердевает и сохраняет форму. В этом наполнителе имеются ходы и камеры, имитирующие внутреннюю структуру муравейника (рис.1).

Рис. 1

2. Деревянные формикарии, в которых в качестве наполнителя служит дерево.

Изготовление и эксплуатация таких формикариев связана с рядом проблем,

связанных с разбуханием дерева при повышении влажности.

3. Грунтовые формикарии, в которых в качестве наполнителя служит грунт, например песок или обычная почва. В таких формикариях ходы прорываются самими муравьями, что приближает условия содержания к природным. Однако наблюдение за муравьями в таких формикариях часто становится затруднительным, так как муравьи могут прорывать ходы подальше от стекла, закрывать стекло грунтом.

4. Стеклянные формикарии. В таких формикариях стенки ходов и камер сделаны из стекла. Чаще всего такой формикарий представляет собой комплекс ёмкостей с наполнителем или без, соединённых между собой. Самый простой вариант — это комплекс из множества пробирок, соединённых трубками.

5. Акриловые формикарии. В акриловых формикариях стенки ходов и камеры выполнены из акрила (рис.2).

Рис.2

6. Гелевые формикарии (рис 3). Такие формикарии напоминают грунтовые, однако заполнены не грунтом, а специальным гелем. В таком наполнителе муравьи могут прогрызать ходы. Сам гель в такой муравьиной ферме служит муравьям не только убежищем, но и пищей. Но продолжительное существование семьи муравьёв в гелевых формикариях невозможно, так как муравьи не могут длительно питаться одним гелем, а дополнительный корм в таком формикарии портится.

Рис.3

7. Резиновые и прочие формикарииформикарии, сделанные из различных полимерных веществ. Такие вещества могут оказаться токсичными и привести к гибели муравьёв.

8. Комбинированные формикарии — формикарии, сочетающие в себе различные конструкционные особенности. Также есть жилые искусственные муравейники, соединённые с ареной специальной гибкой трубкой.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ПОЛНЫМ РАЗВИТИЕМ И РАЗЛИЧИЕМ В РАЗМЕРАХ МУРАВЬЁВ MESSORSTRUCTOR

В нашей исследовательской работе мы использовали «формикарий-инкубатор», который используется на начальной стадии, до достижения семьи сорока особей (рис.4). После этого муравьёв надо переселять в средние по размеру формикарии, в которых уже могут проживать от ста до двухсот особей. После этого колонию переселяют в большой искусственный муравейник.

Рис.4. Мой формикарий.

В своём формикариия провёл несколько наблюдений и экспериментов.

В процессе наблюдения за муравьями было определено различие в строении и размерах муравьёв различных каст: самок, самцов, воинов и рабочих особей. Самки, как и было отмечено в литературных источниках, намного крупнее остальных (рис.5). А воины намного крупнее рабочих (рис.6).

Рис. 5. Матка

Рис. 6

Наблюдая за полным превращением муравьёв, были отмечены все стадии развития муравья: яйцо, личинка, куколка и имаго (рис. 7).

Рис. 7. Все стадии развития муравья.

2.2 ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ УСЛОВИЙ СОДЕРЖАНИЯ НА ПОВЕДЕНИЕ И СМЕНУ СОЦИАЛЬНОЙ РОЛИ МУРАВЬЁВ

MESSORSTRUCTOR

Эксперимент №1

Цель: доказать, что изменение температуры окружающей среды существенно влияет на поведение муравьёв.

Были получены следующие результаты:

1. При помещении в прохладное место (меньше 16°C) муравьи уходят в более тёмный угол и стараются держаться группами.

2. При помещении в жаркое место (больше 30°C) муравьи сосредотачиваются около источника влаги и начинают делать новые проходы в грунте, укрепляя их слюной.

Вывод: оптимальная температура для формикария - от +16°C до +30°C.

Эксперимент №2

Цель: доказать, что помещение формикария под прямые потоки воздуха с помощью вентилятора может оказать влияние на поведение муравьёв.

Был получен следующий результат: при помещении под прямые потоки воздуха с помощью вентилятора муравьи сбиваются в одну группу и ищут убежище в грунте.

Вывод: под прямыми потоками воздуха муравьи чувствуют себя не конфортно. Фомикарий необходимо помещать вдали от сквозняков.

Эксперимент №3

Цель: доказать, что помещение формикария под разную освещённость может оказать существенное влияние на поведение муравьёв.

Был получен следующий результат:

1.При помещении под яркий источник света муравьи начинают бегать по формикарию и искать убежище.

2. При помещении в тень поведение муравьёв не изменилось

Вывод: оптимальное освещение для формикария- полутень.

Эксперимент №4

Цель: доказать, что изменение условий содержания влияет на поведение и смену социальной роли муравьёв Messorstructor.

В ходе эксперимента в формикарий были помещены живые гусеницы, которые для данного вида муравьёв могут представлять опасность.

Был получен следующий результат:

Рабочие начали выполнять функцию воинов-солдат. Правда, с наименьшей успешностью.

Вывод: муравьи Messorstructor способны на время менять свою социальную роль.

2.3 ВЛИЯНИЕ СМЕНЫ РАЦИОНА НА РАЗМНОЖЕНИЕ МУРАВЬЁВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Эксперимент №5

Цель: доказать, что смена рациона (добавление в рацион мух) оказывает положительное влияние на размножение муравьёв в домашних условиях.

В ходе эксперимента в муравьёв кормили в течение 1,5 месяцев мёртвыми мухами и кусочками мяса.

Был получен следующий результат:

Резко увеличилось количество особей в формикарии. Когда эксперимент окончился, и муравьёв перевели на кормление семенами, муравьи стали размножаться медленнее.

Вывод: муравьи Messorstructor лучше размножаются при кормлении насекомыми и мясом.

Выводы по главе:

  1. Изменение условий содержания влияет на поведение и смену социальной роли муравьёв Messorstructor.

  2. Смена рациона (добавление в рацион мух и мяса) оказывает положительное влияние на размножение муравьёв в домашних условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своей работе я изучил жизнь муравьёв, их поведение в условиях формикария. Наблюдение за муравьями в домашнем формикарии увлекает, развивает любознательность, воспитывает гуманное отношение к животному миру. Больших материальных вложений он не требует. Времени на содержание тоже требуется очень мало.

Меня очень заинтересовала муравьиная ферма. В ближайшем будущем я планирую приобрести более большой формикарий и продолжить наблюдение за этими животными.

В ходе данной научно-исследовательской работы было выяснено, что можно влиять на жизнедеятельность муравьёв, что подтвердило нашу гипотезу. Мы установили, что для того, чтобы увеличить численный состав своего формикария, надо кормить муравьёв мёртвыми мухами и кусочками мяса. Опытным путём были определены наиболее благоприятные условия для домашнего содержания муравьёв. Формикарий необходимо содержать в затемнённом месте, при температуре от +16°C до +30°C, подальше от сквозняков.

При изучении литературы было выяснено, что муравьи Messorstructor имеют интересную особенность - они могут временно изменить свою социальную роль. Проведя эксперимент, было получено подтверждение данной информации.

Практическая значимость исследования заключается в составлении рекомендаций по содержанию муравьёв в домашнем формикарии. Эксперименты и наблюдения за муравьями были обобщены в небольшую памятку, которая будет полезна тем, кто уже приобрёл формикарий или только собирается это сделать (Приложение).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Биология: Энциклопедия/Под ред. М.С. Гилярова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2003.-864с.: ил., 30л. цв. ил.

  2. Жизнь животных. В 7-ми т./Гл.ред.В.Е. Соколов. Т. 3.Членистоногие: трилобиты, хелицеровые, трахейнодышащие. Ониховоры/Под ред. М.С. Гилярова, Ф.Н. Правдина.-2-е изд., перераб.-М.: Просвещение, 1984.-463 с., ил., 32л.ил

  3. Новый иллюстрированный словарь/ Под ред. В. И. Бородулина, А. П.

Горкина, А.А. Гусева, Н.М. Ланда и др.- М.:Большая Российская энциклопедия,, 2005.- 912 с.: ил.

Ссылки на электронные ресурсы

  1. Гребенников В.С. Тайны мира насекомых.-НОВОСИБИРСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1990.-[Электронный ресурс]. URL:http://antclub.ru/(дата обращения: 05.12.2016).

  2. Муравьи.[Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения:05.12.2016).
  3. Муравьи-жнецы.[Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/(дата обращения:05.12.2016).
  4. Формикарии.[Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения:05.12.2016).
  5. Фотографии различных видов муравьев и интересные особенности их жизни. [Электронный ресурс]. URL: http://klop911.ru/muravi/o-muravyax/muravi-raznyx-vidov-na-foto.html (дата обращения: 05.12.2016).

Приложение. Памятка начинающему муравьиному фермеру

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПАМЯТКА НАЧИНАЮЩЕМУ МУРАВЬИНОМУ ФЕРМЕРУ

Купить формикарий можно на различных сайтах. К муравьиной ферме будет прилагаться инструкция по уходу и содержанию муравейника. Эту памятку я составил на основе своих наблюдений как приложение к данной инструкции.

1) Формикарий лучше всего поставить в затемнённое место.

2) Если дома жарко и температура выше 27°C, то лучше поставить формикарий около окна, и накрыть его тонированной пленкой.

3) Если в помещении холоднее +16°C, то лучше купить коврик с электроподогревом. Такие коврики продаются на сайтах, предлагающих муравьев и формикарии.

4) Прежде чем заселять муравьёв, необходимо насыпать на дно арены формикария песок.

5) Основная пища муравьев - это семена мака и горчицы. Для прироста колонии в рацион стоит добавлять мелких насекомых (мух) и небольшие кусочки мяса.

6) Для оптимизации процесса кормления следует насыпать в формикарий семена толщиной 1-2 см. Это будет и запас еды, который вам не надо будет контролировать, и грунт, в котором муравьи смогут вырыть себе убежище.

7) Для увлажнения воздуха на сайтах предлагаются наногубки. Вместо неё можно самому сделать увлажнитель воздуха — поилку из шприца большого объёма. В нём необходимо вырезать отверстие, вложить вату или ватный диск и плотно утрамбовать. В сооружение налить воду, и поставить его вертикально, закрепив двухсторонним скотчем на стенке арены.

Если высоты не хватает, то есть другой, более простой способ. Возьмите пробирку, в которой были муравьи, налейте воду и поместите вату так, чтобы она наполовину была в воде. А если у вас очень маленькая арена, и вам не подходит ни один из этих способов, то поместите ватный диск на дно арены и каждый день капайте на него немного воды.

19