Некоторые особенности внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев

Рыжие лесные муравьи – эффективные защитники лесных насаждений от листогрызущих вредителей. Во время массового размножения последние составляют до 90% добычи муравьев. Эти насекомые иногда могут существенно снижать численность стволовых вредителей и тем самым содействовать приросту древостоя.

Муравьи служат пищей многим позвоночным животным, а их гнезда часто являются местами зимних ночевок кабанов или «санитарными ваннами», в которых, «купаясь», птицы очищаются от паразитов. Муравьев используют для изготовления муравьиного спирта, употребляемого в медицине. А их куколки являются излюбленным кормом многих певчих и домашних птиц. Эффективное и рациональное использование муравьев должно быть основано только на глубоких знаниях об их биологии и экологии.

В мире известно около пятнадцати тысяч видов муравьев. Все они ведут общественный образ жизни, так как  муравьи живут общинами или колониями.   Среди муравьев есть и хищники, и поедатели семян, и грибоводы. Самый обычный и часто встречающийся в России – Рыжий лесной муравей (Formica rufa)  строит гнезда- муравейники высотой до 1 м.

 Formica rufa  обитают в хвойных, смешанных и лиственных лесах возрастом свыше 40 лет, хотя одиночные гнезда встречаются в биотопах с густым подлеском. Их муравейники могут встречаться на открытых, хорошо прогреваемых полянах и опушках.

 Гнезда у муравьев очень разнообразны: моховые и земляные кочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда рыжие лесные муравьи  используют четыре-пять миллионов хвоинок и веточек. Хвоинки с верхних участков гнезда муравьи ежедневно переносят вглубь, а оттуда – наверх. Такая однообразная работа, которую выполняют сотни муравьев, имеет колоссальное значение. Именно этому купол муравейника остается сухим даже после самого сильного дождя, не гниет и не плесневеет.

В таком гнезде есть всего несколько самок, или, как их еще называют, цариц, и  самцов, которые погибают после спаривания и  бесчисленные рабочие муравьи, которые строят и охраняют гнездо, контролируют прирост семьи, добывают  и приносят съестные припасы, охраняют территорию, кормят самок и молодняк, а также соблюдают гигиену жилища. Муравейник – высокоорганизованное сообщество, в котором каждый член имеет свою профессию и может менять ее в зависимости от нужд колонии. Если познакомиться поближе с хозяйством подземных городков, то на их улочках можно встретить муравьев «строителей»  и «скотоводов», «легионеров» и «грибоводов», «охотников за рабами» и  «воришек», «хранители меда» и «нахлебников».

Обычно муравьи бескрылы, лишь самцов и самок природа одарила крыльями, с помощью которых в середине лета они отправляются в брачный полет. В теплое летнее время для самок и самцов наступает период спаривания. Они поднимаются в воздух, где  обычно и происходит оплодотворение. В брачный лет рыжих лесных муравьев начинается в середине июля, наиболее интенсивно он проходит в первой половине дня и длится в течение одной – двух недель.                

Как было сказано, живут муравьи  семьями – общинами, причем такими большими, что всех членов не пересчитать не так просто. В гнезде рыжего лесного муравья  бывает до одного миллиона жителей. Разрастаясь, такая семья объединяет несколько муравейников своего же вида. Между которыми по специальным тропам осуществляется постоянный или временный обмен обитателями. Дороги муравьев никогда не пересекаются. Даже, если к дереву подходит две тропы, то, как правило, с разных противоположных сторон. Кроме обменных троп у муравьев есть и кормовые.

Как же муравьи приходят к пище? Процесс, в результате которого один из муравьев (разведчик), нашедший кормовой объект, направляет другого (фуражира-разведчика) к пище, называется мобилизацией. Она может происходить самыми разнообразными способами: тандемом (когда один из фуражиров пристраивается к разведчику и следует за ним до тех пор, пока тот не обнаружит корм); киноптически (когда фуражиры с вершины гнезда наблюдают за тем , откуда разведчик принес добычу, и направляются туда же); комплексом движений, которые совершает разведчик, активизируя таким образом фуражиров; а для муравьев Formica rufa характерен привод группы муравьев цепочкой или выделение запаховых веществ-феромонов (дистанционное активизирование фуражиров), а также издавание звуков в результате ударов усиками о субстрат  и трение одного членика брюшка о другой-стридуляция.

Научно-практическая часть работы

Методика исследования

Работа проводилась по стандартной методике (Харитонов, 2008) на заложенной площадке 10х10 метров.

Вид муравьев, составляющих исследуемую семью, определялся по методике (Дунаев, 1999). Для этого было отобрано 10 случайных особей.

С помощью определителей (Губанов, 2004 ) установлен видовой состав основных лесообразующих пород, виды растений нижних ярусов, определен характер сомкнутости крон (Харитонов, 2008). По результатам геоботанического исследования была составлена схема площадки, где отмечены стволы деревьев и место расположения изучаемого муравейника.

Описание муравейника проводилось методом наблюдений и измерений (Дунаев, 1999): была взята проба для выяснения характера материала, из которого построен муравейник; выявлены тропы, идущие от муравейника, исследована их протяженность и назначение.

Активность передвижения муравьев по тропам определялась в ходе наблюдений. Показателем активности являлось количество муравьев, пересекающих нанесенную на их тропу черту.

Методом наблюдения оценивалось поведение муравьев различных «профессий». Кроме того проведен эксперимент по определению вкусовых предпочтений муравьев, в ходе которого предлагались различные продукты и оценивалось поведение муравьев в каждом случае.

Описание места исследования

Исследовательская работа проводилась в июне и сентябре 2010г в окрестностях села Зарубино Городецкого района Нижегородской области.

В ходе работы было описан биотоп, в котором расположен изучаемый муравейник. Это березняк с примесью осины и рябины – 7Б2Ос. 1Р+ед. С. Сомкнутость крон 0,8. Подрост редкий, состоит из рябины и осины. Кустарниковый ярус представлен малиной. Основу травянистого покрова составляют злаковые (проективное покрытие более 75%), единично встречаются виды: подмаренники, бобовые, зонтичные и сложноцветные. На нижней части стволов деревьев отмечены зеленые мхи (плевроциум Шребера, брахитеций шероховатый); проективное покрытие более 50% имеют лишайники (пармелия бороздчатая, ксантория постенная).

Месторасположения муравейника характеризуется тем, что он находится в 1,5 метрах от полевой дороги, проходящей по краю обрабатываемого поля.

Результаты исследования

Вид муравьев, образующих население изучаемого муравейника – рыжий лесной муравей (Formica rufa).

По северной стороне муравейника располагаются стволы двух берез и одной тонкой сосны, их крона практически полностью закрывает муравейник сверху и с юга. Открытыми от веток остаются только западная и восточная стороны, причем солнце может освещать только часть западной стороны, выходящей на дорогу и поле, а восточная сторона находится в тени от леса.

Муравейник имеет форму полушара. Объем муравейника составляет 0,98 м3, диаметр – 1,2 м, радиус – 0,6 м, высота купола – 0,75 м, площадь основания купола – 1,13 м2. Муравейник состоит в основном из мелких сухих веточек березы и сосны, сосновой хвои и прочего мелкого строительного материала (листьев, почек, чешуй шишек и др. ).

Нами было выявлено 7 троп, идущих от муравейника в разные стороны . В основном эти тропы используются муравьями для переноски корма и строительных материалов. Одна тропа, идущая на запад, пересекает проселочную дорогу и имеет ширину 0,5м, другие более узкие.

Таблица 1. Характеристика муравьиных троп

№ тропы Назначение тропы Длина тропы, м Особенности

1 Перенос корма и строительного материала. 53 Самая широкая из всех, шириной 0,5 м. Пересекает полевую дорогу, уходя на запад от муравейника.

Заканчивается на осине. По мере удаления от муравейника тропа сужается.

2 Перенос корма и строительного материала. 19,5 Пересекает полевую дорогу, уходя на северо-запад от муравейника. Заканчивается на осине.

3 Перенос корма и строительного материала. 5,5 Заканчивается на осине. Имеет северо-западное направление.

4 Перенос корма и строительного материала. 7 Заканчивается на рябине. Идет практически параллельно тропе №3. На ветвях рябины многочисленные места с тлей, защищенные свернутыми листьями.

5 Перенос корма и строительного материала. 17 Заканчивается на рябине. Идет практически параллельно тропам №3 и №4. На ветвях рябины многочисленные места с тлей, защищенные свернутыми листьями.

6 Перенос корма и строительного материала. 18,5 Заканчивается на березе. Идет практически параллельно тропам №3-№5.

7 Перенос корма и строительного материала 35 Тропа распадается на мелкие ответвления.

(предположительно).

Для выявления кормовой и трудовой активности у муравьев мы наблюдали за особенностями переносимых ими кормовых объектов и строительных материалов. Среди кормовых объектов преобладали гусеницы, мелкие насекомые, кусочки растительных объектов. Строительными материалами являются хвоя, мелкие сухие побеги деревьев, частички почвы.

Для выяснения некоторых особенностей внегнездовой деятельности муравьев мы провели несколько экспериментов. В первом случае мы положили на тропу №1 лист белой бумаги. Так муравьи потеряли запах тропы, это вызвало у них некоторое замешательство, но через 3 минуты дорога была восстановлена по листу, и движение насекомых продолжилось. Кроме этого, мы обратили внимание на поведение муравьев после проезда по полевой дороге (а, следовательно, по муравьиным тропам) машины. Первое время движение через дорогу не наблюдалось, а через пару минут появились первые муравьи, которые осторожно передвигались, далее тропа восстановилась. Интересно, что погибших и раненых муравьев их собратья уносили в направлении муравейника.

Для выявления вкусовых предпочтений мы провели эксперимент, предлагая муравьям пищевые продукты: кусочки твердого сыра, копченой и вареной колбасы, хлеба, репчатого лука, а также соль и сахарный песок. Оказалось, что муравьям пришелся по вкусу сыр (его унесли в первую очередь и очень активно), вареная колбаса и хлеб, эти продукты уносились в муравейник в первую очередь. Далее по популярности следует копченая колбаса, возможно насекомых смутил характерный запах продукта. Даже значительное приближение к горке с кусочками лука вызывало у муравьев негативную реакцию: они резко меняли направление движения в противоположную сторону. Интересно было наблюдать за кучками соли и сахарного песка. Соль вызвала только интерес у нескольких особей, а вот кучка сахара за короткое время оказалась окруженной плотным кольцом муравьев, поедающих вкусный продукт, кстати, нами не было замечено, чтобы муравьи переносили кристаллы сахара в муравейник.

1. Исследуемый муравейник имеет форму полушара и принадлежит виду рыжий лесной муравей (Formica rufa). Состав материала, из которого построен исследуемый муравейник, определяется характером объектов окружающей местности.

2. Было обнаружено 7 муравьиных троп, используемых муравьями для переноса корма и строительных материалов. Троп, соединяющихся с другими муравейниками, выявлено не было. При ориентировании на тропах для муравьев имеют большое значение феромоны, запахи, сородичей.

3. Среди кормовых объектов преобладали гусеницы, мелкие насекомые, кусочки растительных объектов. Строительными материалами являются хвоя, мелкие сухие побеги деревьев, частички почвы.

4. Характер вкусовых предпочтений муравьев определяется схожестью с обычным кормом этих насекомых. Муравьям понравился вкус и запах таких продуктов, как сыр, колбаса, хлеб, сахар.