З давніх часів життя працьовитих мурах була для людей предметом постійних спостережень і якнайшвидшого інтересу. Ще в давніх переказах, поетичних творах і навіть в Біблії приділялася увага цим перетинчастокрилих комах. Однак, незважаючи на довгий період вивчення мурах, ми ще багато чого про них не знаємо, а деякі таємниці їхнього життя прочинилися вченим зовсім недавно.
Чисельність мурах в лісах дуже велика, тому вони справляють істотний вплив на ліс. Їх роль полягає в прискоренні розкладання рослинних залишків, поліпшення повітрообміну і водного режиму грунту, збагаченні необхідними для рослин хімічними елементами (фосфором, азотом, калієм, магнієм і ін.), Тобто мурахи роблять грунт більш родючою. Руді лісові мурахи - ефективні захисники лісових насаджень від листогризучих шкідників. Щоб знати, як зберегти чисельність «санітарів лісу» - рудих лісових мурах - треба знати їх життя, діяльність, тому я став проводити це дослідження.
З'явилися мурахи на нашій планеті близько двохсот мільйонів років тому. Їх далекі родичі стали свідками розквіту динозаврів. Предки сучасних мурах були підземними хижаками, лише значно пізніше вони освоїли поверхню землі і забралися на дерева. З плином часу одні форми мурах вимирали, інші з'являлися, і зараз вчені нараховують близько восьми тисяч різних видів.
Всі мурахи - суспільні комахи, що живуть сім'ями. У сім'ях мурах різних видів налічується від кількох десятків до кількох мільйонів особин. Ті мурахи, яких ми зазвичай бачимо, це так звані робочі особини, а точніше безплідні самки з нерозвиненими крилами. Але раз на рік в гніздах мурах з'являються крилаті мурахи-самки і самці. В гнізді рудого лісового мурахи (Formica rufa) буває до одного мільйона жителів.
Гнізда у мурах дуже різноманітні: мохові і земляні купини, горбики із земляних грудочок і рослинних залишків. В середньому на будівництво одного гнізда використовується близько чотирьох - п'яти мільйонів хвоїнок і гілочок. Хвоїнки з верхніх ділянок гнізда мурахи щодня переносять углиб, а звідти - наверх. Така одноманітна робота, яку виконують тисячі мурах, має колосальне значення. Саме завдяки цьому купол мурашника залишається сухим навіть після самого сильного дощу, не гниє і не пліснявіє.
У групи видів рудих лісових мурах (Formica rufa complex) є літні та зимові житла. Зимові гнізда зазвичай глибше літніх і вони розташовуються в затишних місцях.
Орієнтуються мурахи в просторі по наземним предметів, а також по світу сонця і місяця. Мурахи здатні сприймати навколишній світ за допомогою феромонів (хімічні речовини, що виділяються мурахами). Запахи взагалі грають важливу роль в житті мурашок. Самки, наприклад, виділяють пахучі речовини, які розподіляються по всіх робочих мурах. Варто цього запаху зникнути, як мурахи починають виходити з личинок неробочих особин, як було раніше, а самок. Померлих мурах вони знаходять теж по запаху і виносять їх з гнізда. Якщо таким речовиною змочити живого мурашки, вони і його викинуть з мурашника.
«Перемовляються» мурахи один з одним дотиком антен, розташованих на голові. Так вони передають різну інформацію на зрозумілій лише їм мовою.
Глава 2. Значення мурашок в природі.
Про мурах відомо як про найбільш корисних комах, хоча, звичайно, не потрібних для природи тварин взагалі не існує. Але чи добре ми самі собі уявляємо значення мурах в природі і для людини?
Крім того, мурахи покращують водний режим грунту і регулюють її кислотність. Під мурашником зазвичай вона легша і менш кисла. [4]
У природі мурашині гнізда використовують кабани і різні птахи (ворони, шпаки, дрозди, сойки, дятли і навіть індики і папуги) в якості «санітарних ванн», таким чином очищаючись від паразитів. Тим самим, правда, вони завдають мурашникам різні пошкодження. Гніздо після цього може загинути, розпастися на кілька, мурахи можуть змінити місце поселення або приєднатися до іншого мурашнику.
Значення мурашок в природі зростає ще й через те, що вони є одним з основних ланок харчових ланцюгів. У шлунках зеленої жаби, наприклад, знаходили до трьох з половиною тисяч особин мурах. У деяких видів дятлів, вертишеек і пустельних ящірок мурахи становлять 50 - 80% раціону.
Мурашники для багатьох лісових мешканців взагалі стали місцем постійної прописки. Тільки у європейських мурах роду Formica відомо близько 300 видів-співмешканців, які крім мурашників, як правило, в інших місцях не зустрічаються: сухопутні рачки-мокриці, павуки, кліщі, жуки, клопи, перетинчастокрилі і двокрилі комахи, ногохвостки, цвіркуни, метелики і ін.
Крім цього, істотне значення мають мурахи і в житті людини. До складу отрути мурах входить мурашина кислота. Ще в другому столітті нашої ери отрута мурах намагалися використовувати в медичних цілях - для лікування шкірних хвороб. З отрути рудих лісових мурах (Formica rufa) раніше отримували так званий мурашиний спирт, застосовуваний для лікування суглобів.
Глава 3. Експериментальна частина дослідницької роботи.
На цій ділянці були виявлені три мурашника. Один з мурашників був прийнятий за основний для багатьох експериментів.
Мурашині сім'ї підтримують зв'язок один з одним, використовуючи стежки, де відбувається обмін їжею, робітниками. Це можна було поспостерігати на досліджуваних нами мурашниках - все три мурашника об'єднані між собою стежками, значить особини цих мурашників-члени однієї сім'ї. Розростаючись, така сім'я об'єднує кілька мурашників свого виду, між якими за спеціальними стежках здійснюється обмін мешканцями. Дороги мурах ніколи не перетинаються. Навіть якщо до дерева підходить дві стежки, то, як правило, з різних (протилежних) його сторін.
Дослідження мурашиних стежок показало, що у досліджуваних нами мурашників немає поділу стежок на харчові і будівельні.
Для визначення виду мурашок були взяті 10 мурах з основного мурашника і визначені під бинокуляром по определителю. Вид мурах - Formica rufa - рудий лісовий мураха, загін перетинчастокрилі, клас комахи.
3. 1. Опис місця розташування і форми обраних для спостереження мурашників.
Були виміряні висота і діаметр мурашників. Визначено обсяг і площа підстави купола мурашників. Результати вимірювань представлені в таблиці 1.
Все мурашники складені з хвої, гілочок, піску і лусочок.
3. 2. Визначення активності мурах.
Дослідження проводилося в 12 ч. 30 хв. в ясний сонячний день. За допомогою палички, яку поклали поперек стежки, вважали, скільки мурашок долає її по шляху до мурашника і назад за 1 хвилину. Так як від мурашника рухалося 108 особин, більше, ніж до мурашника (21 особина), можна сказати, що «їх робочий день був у самому розпалі».
О 20 год. 00 хв. від мурашника рухалося 24 особини, а до мурашника - 72 особини. З цього можна зробити висновок про те, що більшість мурашок поверталося на ніч «додому».
Було цікаво дізнатися: що роблять мурахи після заходу сонця. Виявилося, що активність мурах спала: по стежках поверталися мурахи в «будинок», а по куполу мурашника мурахи повзали і о 23 годині, і о 1 годині, і о 2 годині ночі. Але в кілька ночей, коли температура повітря падала до + 3 ° С, на мурашнику не було помічено мурах.
3. 3. Визначення переноситься мурахами вантажу.
Був проведений облік вантажу, який мурахи приносили в мурашник протягом 1 години по одній стежці. Ми розділили вантаж на два види: 1) гілочки, хвоїнки, лусочки - будівельний матеріал і 2) їжу - гусениць і дрібні безхребетні. Результати експерименту наведені на діаграмі. Можна зробити висновок, що їжі мурахи несли більше, ніж будівельного матеріалу.
3. 4. Визначення реакції мурах на їжу.
При вивченні реакції мурах на різні харчові об'єкти, ми поклали на мурашник гусеницю, комара, гедзя і поставили миску з цукровим сиропом об'ємом близько 50 мл. Їжа маленького розміру була знищена швидко: комар - за 1 хвилину, ґедзь - за 15 хвилин, більший об'єкт - гусениця - за 3 дні, причому гусеницю розрубали на частини і занесли в мурашник. Сироп був перенесений в мурашник за 1 день.
Мурахи можуть переносити як рідку, так і тверду їжу. Чим меншого розміру їжа, тим швидше вони переносять її в мурашник, а великі харчові об'єкти подрібнюють.
3. 5. Визначення вміння мурах пристосовуватися до змінених стежках.
Ми провели спостереження за поведінкою мурашок в різних ситуаціях.
Був проведений експеримент по визначенню реакції мурах на різні перепони, що з'являються раптово на стежці. Були встановлені наступні перешкоди:
- пластиковий бейджик висотою 4 см. його мурахи спочатку атакували, а потім обійшли - на це у них пішла 1 хвилина;
- планшет висотою 15 см. його також атакували і обійшли через 2 хвилини.
- коли на стежку бризнули репелент, то мурашки на 30 секунд злякалися, пішли зі стежки, а потім повернулися.
Результати дослідження наведені в таблиці 2.
При проведенні експерименту по виявленню напрямку руху на мурашину стежку поклали аркуш паперу. Мурахи спочатку не наважувалися зайти на нього, а потім рух по стежці відновилося. Потім аркуш паперу повернули на 180 °, і це збило мурах з пантелику: на стежці почалася плутанина в русі мурах, але через 47сек рух по стежках в правильних напрямках відновилося.
3. 6. Вивчення реакції мурах на мурах свого і чужого виду.
Ми зловили кілька чорних мурах і кинули їх на стежку рудих і на купол мурашника. Руді мурашки швидко атакували чорних. Те ж саме відбулося і з рудими, коли їх перенесли на мурашник чорних мурах.
Також, з нашого мурашника були взяті кілька особин і повернуті назад через день. Цих мурах не чіпали, з чого можна зробити висновок про те, що кожна сім'я мурашок має свій запах і по запаху визначає чужих мурах, сприймає їх як ворогів і знищує їх.
3. 7. Вивчення часу відновлення частини пошкодженого мурашника.
У купол мурашника була вставлена палиця довжиною 25 см, в нижній частині її було прибрано 6 см мурашника. Кожен день проводилися вимірювання, на скільки сантиметрів відновлюється мурашник. Повне відновлення відбулося на 3-й день.
7. Було цікаво дізнатися: що роблять мурахи після заходу сонця. Виявилося, що активність мурах трохи спала: по стежках поверталися мурахи в «будинок» і по куполу повзали мурашки досить активно і о 23 годині, і о 1 годині, і о 2 годині ночі. Обходи були зроблені куратором в різні дні. Але було відзначено, що вночі, коли стовпчик термометра опустився до + 3 ° С на мурашнику не було помічено мурах.
Додатково ми також спробували визначити сторони світу по мурашникам: крута сторона мурашники повинна бути спрямована на північ, а полога - на південь. Але за допомогою компаса ми визначили зовсім інші напрямки сторін світу. Значить, по мурашникам не завжди достовірно визначаються сторони світу.
У роботі були розглянуті взаємини рудих лісових мурах виду Formica Rufa з навколишнім середовищем. Перед початком роботи було висунуто припущення про ступінь достовірності загальнолітературних відомостей про життя мурах, таких як то, що мурахи з одного мурашника живуть своїм окремим життям, то, що вночі мурахи сплять і деяких інших.
Виходячи з отриманих результатів проведеної роботи можна зробити наступні висновки:
1. Досліджені мурашники мають вал округлої форми і овальний купол, що відповідає загальноприйнятим уявленням про форму мурашника.
2. Припущення про те, що мурахи вночі сплять, не підтвердилося. У темний час доби активність мурах знизилася, але рух мурах по мурашник не припинився. Додатково було відзначено, що при температурі повітря близькою до 0 ° С на мурашнику не було жодного мурашки.
3. У досліджених нами мурашників поділу стежок на харчові і будівельні не виявлено.
4. Мурахи є хижаками, вони харчуються органічної їжею. Велику їжу вони розрубують на дрібні частини і переносять в мурашник великою кількістю робочих особин.
5. Мурахи сприймають несподівано виникла перешкоду на стежці як ворога і атакують її, а потім створюють нову стежку в обхід виниклої перешкоди.
6. В ході дослідження було підтверджено загальноприйняту думку про те, що мурахи з однієї сім'ї вороже ставляться до мурашок з інших сімей.
7. Мурахи здатні відновити мурашник після незначних пошкоджень в короткі терміни.
8. Загальноприйнята думка про орієнтацію мурашників щодо сторін світла підтверджено не було.
Поставлена мета досягнута, завдання дослідження виконані, висунута у введенні гіпотеза підтвердилася лише частково.