Изучение видового состава муравьев

Все муравьи – общественные насекомыми, живущие семьями. Число особей в муравьиной семье может колебаться у разных видов от нескольких десятков до нескольких миллионов. Обычно семья муравьев состоит из одной или нескольких плодущих самок и большого числа недоразвитых самок – рабочих особей. Те муравьи, которых мы обычно видим, - это именно рабочие особи, которые осуществляют все функции по строительству и охране гнезда, уходу за молодью и яйцекладуишими самками, обеспечивает семьи пищей.

Если в семье имеется одна плодущая самка, такая семья называется моногамной, если много – полигамной. Большинство видов имеют полигонные семья – у рыжих лесных муравьев, например, число плодущих самок достигает нескольких сотен. Однако некоторые виды убивают вторую яйцекладущую самку, появившуюся в гнезде.

Периодически в гнезде появляются крылатые самцы и самки. Самки похожи на рабочих, но отличаются широкой грудью, что связано с развитием летательных мышц, и, как правело, более крупными размерами.

Муравьи защищают многие растения от растительноядных животных. В то же время некоторые их виды «ухаживают» за питающимися растениями насекомыми из отрядов равнокрылых, переносят их с места на место, способствуя повреждению растений. Связи животных и растений с муравьев, очень сложны. Муравьи зачастую определяют состав фауны и флоры тех мест, где встречается, а распространены они практически по всей территории лесов, и ареалы отдельных видов накладываются друг на друга, образуя своеобразную мозаику, называемую муравьиной. Зоологи считают, что значение муравьиной мозаики во многих случаях может служить обоснованием мер по охране отдельных участков лесов. Известны случаи, когда знание муравьиной мозаики, манипулирование ею, привело к увеличению урожаев ряда растений.

Исследования проводились в заповеднике «Юганский».

Заповедник «Юганский» находится в междуречье Оби и Иртыша. Рельеф характеризуется наличием вытянутых с северо-востока на юго-запад невысоких (5-6 м) возвышенностей (грив). Извилистые русла рек, обилие озёр и болот свойственно для Верхнегубской котловины. Абсолютные высоты достигают здесь 80-90 метров над уровнем моря, но над окружающим пространством эти образования возвышаются всего на 5-7 метров.

Исследования проводились в пойме реки Большой Юган. Большой Юган берёт начало среди болот заповедника и принимает в себя множество притоков, самые крупные Негусьях и Малый Юган. Климат района отличается влажностью и континентальностью. По многолетним наблюдениям диапазон колебаний абсолютных температур составляет 87,7С, среднегодовая температура-2,6 С. Самый холодный месяц-январь (средняя температура- -19С, минимальная- -55,2С), самый тёплый месяц- июль (средняя температура+16С, максимальная +36,5С). Климат района отличается влажностью и континентальности. Диапазон колебаний абсолютных температур составляет 87,7С. Среднегодовая температура воздуха -2,4С. Средняя температура января -19 С; июля +16,7. Среднегодовое количество осадков 646 мм. Снежный покров достигает 30-70 см, иногда местами до120см.

Основное количество атмосферных осадков район Обь - Иртышского междуречья получает от атлантических масс. Годовое количество осадков от 592 до 646 мм, снежный покров достигает 30-70 см, иногда до 120 см (Байкалова и др. 1998). Но, несмотря на высокий уровень снега, грунт может промерзать на глубину до 1 м. Избыточная влажность, низкие температуры, небольшой уклон (до 0,5 м) и слабая тренированность приводит к переувлажнению и заболачиванию почв. Всё это естественным образом накладывают свой отпечаток на фауну этого края в целом и на земноводных и пресмыкающихся, как холоднокровных животных, в частности.

В литературе описаны следующие методики изучения беспозвоночных животных:

1. Осмотр лесной растительности.

Войдя в лес необходимо внимательно осмотреть стволы и ветки деревьев, кустарников, обращая внимание на как на верхнюю, та и на нижнюю поверхность листа. На стволах можно обнаружить животных, которые сидят или двигаются по коре, а так же можно обнаружить следы деятельности некоторых насекомых. Обнаружение их представляется делом не особо легким, так как вообще не легко заметить небольшое животное среди неровностей коры, а в частности еще и потому, что многие животные , окрашены под цвет коры.

2. Отряхивание деревьев и кустарников.

На подставленный зонтик, щит или полотно, установленное по деревом или кустом при встряхивании которого падают все беспозвоночные находящиеся на нем. Для сбора гусениц и личинок, сборов насекомых с кустов, веток и крупных трав применяется полотно из мешковины /100х100см/. В тех случаях, когда полотно используется на развитом травостое, его крепят по углам железными спицами. Для этого в углах прорезают отверстия, окантовывая их нитками материей или специально металлической справой. Сделав подрезы до середины полотна перпендикулярно одной из сторон, полотно можно укладывать не около растений, а подводить его так чтобы растение стало на середину площадки полотна или в его центре, отряхивают руками или палкой сачка, упавших на полотно насекомых собирают руками, пинцетом или эксгаустером.

Таким способом собирают тараканов, кивсяков, вилохвосткок, уховерток, различных клопов, тлю, жуков, ручейников, веснянянок, различных личинок, бабочек.

3. Кошение сачком.

Приемы кошения сачком требуют некоторого навыка. Сачок берут в правую руку и, продвигаясь медленным шагом, шаркают им сильными взмахами по траве и мелким кустарникам, как будто косят. Ударять необходимо справа налево держа обод сачка под наклоном по острым углом к стеблям растений. При кошении необходимо следить, чтобы тень человека не падала на то место, где он собирается снимать улов. По этому при кошении необходимо идти против солнца, чтобы тень лежала позади. Покосив некоторое время необходимо выбрать улов. Наилучшим временем для кошения являются солнечные, безветренные дни. Кошение сачком применимо, прежде всего, при ловле насекомых на лугах, открытых местах поросших травой и мелким кустарником. Иногда кошение применяется и в лесу, для обследования этим способом лесных полян.

4. Приемы лова воздушным сачком

Лов воздушным сачком требует некоторого навыка. Общие правила: поймав насекомое на лету, надо быстро повернуть сачок так, чтобы мешок лег на обруч и образовался перегиб, вследствие которого просвет сетки закрывается, и добыча уже не может выбраться из сачка. Если удалось накрыть сидящее насекомое, то прижимают обруч к земле и одновременно вытягивают мешок вверх; при этом насекомое обыкновенно взлетает. Тогда перехватывают материю мешка рукой, чтобы насекомое не вылетело.

5. Наземные ловушки.

Для учета численности беспозвоночных, обитающих на поверхности почвы и в постилки, пользуются так называемым методом «ловчих стаканов (или банок) ». Этот метод хорошо использовать вместе с метадом почвеных прикопок. Это позволяет получить сведенья о фауне на почвенных этих животных. Используется вместо прикопок, ловувушки, мы избегаем лишнего повреждения почвенного покрова, травиной растительности.

1. Возмите пластиковый стакан или емкости от напитков с удаленным верхом по количеств, равному почвенным прикопкам. Вкопайте их в почву на месте почвенной прикопке так, чтобы края стаканов были на равнее с поверхностью почвы.

Примечание. Пользоваться стаканами удобнее, так как их при проверке легко вынимать.

2. Проверяйте ловушки 2 раза в сутки – утром и вечером. Тем самым вы узнаете, какие животные ведут преимущественно дневной, А какие ночной образ жизни.

Примечание. Минимальный срок, который должна простоять ловушка – одни сутки.

3. Рассчитайте количество беспозвоночных каждого вида в ловушко – сутках. Пояснительная информация. Для получения сравнимых результатов по количественному и видовому составу животных время отлова рассчитывает количестве ловушко – суток для каждой учетной площадки. Например, на контрольной площядке 3-й ловушки простояли двое суток и поймано 16 жужелиц, а в исследуемой 3-й ловушки просояли двое суток и в них поймано 22жужелицы. Получается на контрольной площядке 3x2 = 6 ловушко – суток (л/с), на исследуемой – 3x3 = 9 л/с. Чтобы сравнить эти данные, количество животных делим на количество ловушко – суток и получаем на контрольной площадке 16 :6 = 2,7 жужелицы на 1 л/с, и 22 : 9 = 2,4 – на исследуемой.

6. Отыскивание животных под корой пней и лежачих деревьев.

Для того чтобы исследование пня дало хорошие результаты, необходимо найти довольно старый пень с более или менее отстающей корой, под которой имели бы время поселиться различные животные. Что касается пород деревьев, то следует обращать внимание на пни как хвойных (сосен и елей), так и лиственных деревьев (главным образом берез).

Лежачие сосны или ели представляют собой особенно ценный материал, на который необходимо обратить особое внимание. Здесь удобно произвести подсчет количества ходов (гнезд и семей) короедов, личинок усачей, слоников, златок, нашедших приют на день ночных бабочек, жужелиц.

6. Просеивание

Просеивание опавшей листвы, хвои, мха, лишайников через сито; таким путем можно обнаружить в большом количестве мелких насекомых пауков, клещей, многоножек.

4. 1. 2 Методики собранного материала

1. Влажные коллекции.

Во влажных коллекциях животные сохраняются в фиксирующей жидкости (спирте или формалине). По мере помутнения фиксатора его следует менять. Длительное хранение рекомендуется в прозрачной чистой жидкости. Влажные коллекции, как и сухие должны этикетироваться, иначе они не будут представлять никакой ценности. Мелких животных лучше отсаживать по видам в отдельные пробирки. При таком хранении исключается всякого рода путаница. В отличие от сухих коллекций влажные обязательно иметь сопровождающий специальный дневник, в котором нужно записать каждое найденное животное с указанием его естественной окраски, т. к. в фиксирующей жидкости обесцвечиваются, что затрудняет их определение

4. 2. Биология изучаемых животных.

Муравьи – это самое многочисленное по количеству особей семейство насекомых. Да и по количеству видов немногие семейства могут поспорить с ним. Сейчас насчитывается примерно 6000 видов муравьев, но, учитывая, что каждый год описываются всё новые и новые виды и роды и то, что муравьи многих районов земного шара почти не изучены, число это будет значительно увеличено. Все муравьи имеют характерный признак, по которому их можно отличить от любых других перепончатокрылых: между грудью и брюшком у них имеется тонкий стебелёк из одного или двух члеников, тогда как у всех остальных перепончатокрылых брюшко непосредственно причленяется к груди.

В это главе мы уже не раз встречались с примерами общественной жизни у насекомых. Но если у пчел и у ос в пределах одного семейства мы можем наблюдать все этапы перехода от одиночного образа жизни к общественному, то муравьи все без исключения являются общественными насекомыми.

Размножения и расселение муравьев происходит следующим образом: раз в году (у некоторых видов дважды), у каждого вида в свое время, в гнезде появляется множество крылатых муравьев. Это молодые самки и самцы. Некоторое время они ещё живут в гнезде, а потом начинают покидать его. В теплые осенние дни, особенно после дождей, над гнездами некоторых наших видов поднимаются целые облака крылатых муравьев. Издали кажется, будто с земли поднимается легкий дым. Масса ласточек, стрижей и других птиц с криками летаю в этих роях, хватая муравьев. В воздухе или на земле происходит оплодотворение, после чего самцы вскоре погибают, а самки отгрызают крылья и начинают отыскивать место, подходящее для основания гнезда. Здесь самка роет небольшую норку и откладывают первую порцию яичек, обычно не больше десятка. Когда из яичек вылупляются личинки, она начинает кормить их. Но у большинства муравьев самка так и не покидают гнезда до конца жизни, а личинок она кормит выделениями слюнных желез. На образование питательных веществ идут запасы жира и ненужная уже мускулатура крыльев. В пищу идет и большая часть яиц, так что в конце концов до взрослого состояния доживают 2-3 рабочих. Обычно они бывают гораздо мельче нормальных. Теперь самка уже перестает кормить личинок и занимается только откладкой яиц. Всю работу берут на себя молодые рабочие.

Просто не верится, что самка некоторых видов могут около года жить не питаясь, и не только жить, но и ухаживать за молодью, копать землю и даже кормить личинок. В том, что это действительно так, можно легко убедиться. В начале осени всюду происходит массовый лёт черного садового муравья, самого многочисленного муравья в средней полосе Европейской части России. В это время бескрылые оплодотворенные молодые самки во множестве бегают всюду в поисках места для устройства гнезда. Их можно встретить даже больших городах на тротуарах людных улиц. Если наловить таких самок, каждую из них посадить в пробирку с землёй, заткнуть ватой, и периодически увлажнять почву, то к концу зимы в некоторых пробирках можно обнаружить первых крошечных рабочих. В природе они появляются к середины лета, так как зимой развития приостанавливается.

В жизни муравьиной семьи период самостоятельного существование самки наиболее опасен. Подавляющее большинство семей гибнет, так и не успев возникнуть, именно в это время. Поэтому у целого ряда видов появились приспособления, позволяющее избежать гибели. Самый простой способ – это деление старых семей, что аналогично роение медосных пчел. Так размножаются бродячие муравьи и иногда рыжие лестные муравьи.

Среди муравьев широко распространёно явления временного «социального» паразитизма. Самки таких видов обычно гораздо мельче, чем у видов самостоятельно основывающих гнезда. После брачного лёта они проникают в те же сформировавшиеся гнезда других видов. Самки рыжих лесных муравьев основывают новые семьи в гнездах бурого лесного муравья и близких к нему видов, в которых почему – либо нет своей самки. Самки волосистого желтого муравья, проникают в гнезда черного садового муравья, убивают его самку. Так или иначе в конце концов получаются гнездо, где самка одного вида, а рабочие – другого. Самка кладет яички, а рабочие ухаживают за ней и за молодью. Постепенно рождаются рабочие вида паразита и сменяют естественным путем рабочих хозяина.

Муравьи, как и большинство остальных перепончатокрылых, питаются углеводной и белковой пищей. Углеводная пища-это «горючее» для жизнедеятельности взрослых муравьев, а белковой пищей кормятся личинки и плодущие самки. В большинстве случае источником белковой пищей служат различные насекомые, на которые охотятся рабочие, но могут также грибы или семена растений. Часть белковой пище рабочие поедают сами, так как самок они кормят выделениями слюнных желез. Этими же веществами кормят и личинок, но иногда они питаются самостоятельно кусочками насекомых, которые им приносят рабочие.

Хотя муравьи могут питаться сахарами на цветах, на соке деревьев и т. д. , но основным источником углеводной пищи для них служат содержащие большое количество сахаров экскременты тлей – падь. Симбиоз муравьев тлями, начало изучению которого было положено крупным русским энтомологом А. К. Мордвилко, возник, видимо, очень давно.

Большинство муравьев живет в земле. Гнезда их состоят из большого количества камер, соединенных между собой ходами. Часто имеется также вертикальный ход с небольшими камерами, идущий на большую глубину, иногда на несколько метров.

Экономическое значение муравьев чрезвычайно великое. Многие земляные муравьи являются полезными почвооброзователями, перемешивающими, рыхлеющими и удобряющими почву. Некоторые виды, например рыжие лесные муравьи, муравьи- портные и некоторые другие, используются с большим эффектом для борьбы с вредителями растений. Есть среди муравьев разрушители древесины и вредителей сельского хозяйства, например муравьи-жнецы и муравьи-листорезы и т. д. Но те же муравьи-жнецы играют на естественных пастбищах большую положительную роль, так как разносят семена многих растений и улучшают почву. Некоторые муравьи могут переносить болезни человека и животных.

Семейство муравьёв распадается на несколько подсемейств, некоторые из которых мы и рассмотрим.

4. 2. 1. Лесной рыжий муравей.

Это те самые, действительно, рыжие лесные муравьи, муравейники которых в виде высоких конусообразных куч мы видим в лесах. У рабочих муравьев, длина которых достигает 4 – 9 мм, голова и грудь красновато – бурые, брюшко черноватое, блестящее. Муравейники состоят из хвоинок, мелких веточек, кусочков коры и растительного мусора. На первый взгляд кажется, что весь это мусор набросан беспорядочно. Однако оказывается, что даже в самый сильный дождь поверхность муравейника не промокает и все внутренние ходы и камеры остаются сухими. Высота таких муравейников обычно составляет 0,5 - -0,7 м, но иногда они достигают высоты 1,5 м. Началом для постройки гнезда зачастую служит старый пень.

Население средних гнезд насчитывается около 500 000 особей, а в крупных бывает до миллиона муравьев. Каждая семья владеет обусловленной, охраняемой территорией, в пределы которой другие муравьи не допускаются. На ней муравьи прокладывают запаховые дороги, по которым транспортирует пищевые продукты и строительный материал. Длина дорог может превышать 100 м, а их общая протяжность доходить до 1 000 м.

Муравьи очень сильны и успешно доставляют в муравейник не только мелких насекомых, но и превосходящих их по массе. Если же добыча очень велика, то они транспортируют ее коллективно. При наблюдении за ними может покозатся, что они не помогают, а только мешают друг другу – каждый тащит свою сторону. Однако, поскольку общее стремление у всех муравьев одно, добыча в конце концов оказывается в муравейнике. Ежедневно в гнездо доставляется несколько тысяч насекомых. К одному муравейнику, например, было доставлено за день4500 личинок соснового пильщика ,3500 гусениц сосновой совки, 7200 гусениц дубовой листовертки,6500 куколок различных бабочек. Подсчитано, что муравьи среднего муравейника защищают от вредных насекомых 0,25 га леса, а крупного – до 1 га.

На рыжего лесного муравья очень похожи три вида: муравей лесной северный, муравей лесной волосистый и лесной малый. Рыжий лесной и малый лесной муравьи наиболее обычны в средней полосе Европы, на севере они уступают по численности северному лесному муравью, а к востоку от Байкала обитает только малый лесной муравей. Волосистый лесной муравей выбирает для обитания наиболее тенистые леса.

4. 2. 2. Черный муравей.

Небольшой, длиной 3- 4,5 мм, черно – бурый муравей. Гнезда его виде небольших земляных холмиков располагаются на открытых местах: на лугах, полянах, в садах и парках. Поселяется также в дуплах и старых пнях, куда затаскивает землю для строительство гнезда. Часто селится в деревянных домах, в щелях стен, за плинтусами, под подоконниками. В садах делает ходы в грядках и клумбах.

Питается соком ягод и плодов, очень охотно падью и выделениями тлей, колонии которых охраняет. На пасеках часто забирается в ульи за медом, в домах тоже любит использовать сладкие продукты.

5. Методики, использованные в работе.

В ходе работы нами использовались следующие методики: осмотр лесной растительности, отряхивание деревьев и кустарников, установка наземных ловушек.

Войдя в лес мы внимательно осмотрели стволы и ветки деревьев, где обнаружили неподвижно сидящих муравьев, а так же обнаружили муравьев двигающихся вдоль ствола дерева по муравьиной тропе и муравьев ухаживающих за тлей.

На белое полотно уложенное под деревом мы отряхивали животных сидящих на дереве, собирали пинцетом, особый интерес для нас представляли муравьи, мы считали упавших муравьев и возвращали их к муравейнику вблизи которого росло дерево.

Для учета численности муравьев в различное время суток мы использовали метод установки наземных ловушек, мы брали стаканчики, обмазывали их маслом и вкапывали их в почву, так что края стаканов были на равнее с поверхностью почвы. Проверяли их в 6 часов утра, а затем через каждые 30 минут, подсчитывая какое количество муравьев попадет в ловушку в течение этого времени. Мы смогли узнать, когда муравьи наиболее активны, в какое время муравьи перестают передвигаться по тропе.

6. Результаты работы

Чтобы убедиться в использовании муравьями для защиты муравейника муравьиной кислоты мы ложили чистый носовой платой на муравейник, на поверхности которого много муравьев. Через несколько минут мы подняли платок, и стряхнули муравьев – он резко пах муравьиной кислотой.

Мы положили на дорогу муравьев мертвую гусеницу, очень скоро несколько муравьев захватывали и тащили добычу в муравейник.

Мы посадили на муравейник рыжего лесного муравья, взятого из другого муравейника. Чужой муравей тотчас же подвергся нападению со стороны хозяев. Но если муравей взят с муравьиной тропы, которая ведет от муравейника, на него не нападают даже в том случае, если он взят очень далеко от муравейника. Это говорит о том, что муравьи отличают обитателей своего муравейника от пришельцев того же вида.

Мы брали муравья с тропы, ведущей к муравейнику, и садили его на расстоянии 1-2м от этой тропы на землю, он долго хаотически блуждал, пока случайно не попадал опять на какую – либо тропу. По ней он тотчас же направлялся к муравейнику или от него.

Мы дотрагивались до муравейника веткой с листьями. На ней оказывалось много муравьев, вцепившихся в нее челюстями. Мы стряхивали их на лесную тропинку. И муравьи разбегались в разные стороны, но если проследить за ними, то можно было обнаружить, что они сойдут с тропинки лишь в ту сторону, с которой находиться муравейник. Это указывает на их способность ориентироваться с помощью зрения.

Мы дотрагивались и проводили палочкой поперёк муравьиной тропы, чтобы верхний слой земли был стерт, и движения по этой тропе нарушалось. Мы делали это сразу в двух местах, и муравьи, находящееся между сделанными полосами, будто находились в заключении. Они беспомощно метались взад и вперед, не зная, куда идти. Если, не нарушать поверхностность слоя, а легко прикоснутся пальцами к муравьиной тропе на несколько секунд, то уже одно это вызывает у муравьев замешательство и нарушение движения, обусловленное, вероятно, запахом пальцев, передавшимся почве.

7. Выводы

В ходе изучения видового состава муравьев стационара «Каменный» ГПЗ «Юганский» были сделаны следующие выводы:

1. Освоены следующие методики изучения беспозвоночных животных: осмотр лесной растительности, отряхивание деревьев и кустарников, установка наземных ловушек, наблюдение за беспозвоночными животными.

2. В окрестностях стационара «Каменный» нами встречены следующие виды муравьёв: рыжий лесной муравей и черный земляной муравей.

3. Освоены методики обработки собранного материала, такие как фиксация животных при помощи спирта, создание влажных коллекций

8. Заключение

В этом году мы впервые занимались изучением видового разнообразия муравьев стационара «Каменный» ГПЗ «Юганский», освоили методики наблюдения, сбора и фиксации беспозвоночных животных. Работа нас очень заинтересовала и мы планируем продолжить ее в следующем году.