Все муравьи - это общественные насекомые, живущие семьями. В семьях разных видов насчитывается от нескольких десятков до нескольких миллионов особей. Те муравьи, которых мы обычно видим, это так называемые рабочие особи, или просто рабочие, а точнее - бесплодные самки с неразвитыми крыльями. Но раз в году в гнездах появляются крылатые муравьи-самки и самцы. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами; у самцов же удлиненное цилиндрическое или суженное кзади брюшко, а голова сравнительно маленькая с большими выпуклыми глазами. Усики у них длиннее, чем у рабочих, и иногда бывают не коленчатые, а нитевидные. Часто самцы и окрашены иначе, чем рабочие. У рыжих лесных муравьев, например, голова и грудь рабочих и самок частично красные, а самцы - целиком черного цвета.
По мере взросления самцы и самки начинают подбираться к выходу из гнезда и иногда даже выходят на поверхность, но лишь на короткое время. И вот наступает брачный лет. Вы, наверное, не раз наблюдали его у черного садового муравья - обычного обитателя населенных пунктов. Самки и самцы выходят из гнезд и скапливаются у входов, затем начинают подниматься на травинки, на деревья, на стены домов и оттуда взлетают. Более подвижные самцы часто взлетают прямо с земли. Самки и самцы из разных гнезд спариваются в воздухе или на земле, вскоре после этого самцы погибают, а оплодотворенные самки сбрасывают крылья и отправляются на поиски места для гнезда. Во время лета такие самки во множестве бегают по земле.
Если отловить таких самок и посадить в пробирки с землей, можно наблюдать весь процесс образования новой семьи. Лучшие объекты для наблюдения - черный садовый, бурый лесной и желтый земляной муравьи или любой из видов мирмик. Самок черного садового муравья лучше сажать по 2-3 в одну пробирку. Самка строит небольшую замкнутую камеру в земле, а потом начинает откладку яиц. Иногда несколько самок делают такую камеру совместно. Яйца у муравьев очень мелкие, длиной около 0,5 мм. Они всегда склеены в общий комок. Самка время от времени облизывает и перебирает их, а каждое отложенное вновь яйцо подклеивает к комку. Спустя 2-3 недели из яиц начинают появляться первые личинки. Молодые личинки остаются в общем комке, более крупные размещаются группами или отдельно на полу камеры, а иногда (у видов мелких муравьев) подвешиваются на стенках камеры. Через 4-6 мес. личинки заканчивают рост, и начинается окукливание. К этому времени они становятся крупнее рабочих муравьев. У представителей подсемейства формицин перед окукливанием личинка обычно оплетает себя коконом (такие коконы обычно называют "муравьиными яйцами"), а у мирмицин куколки всегда открытые. До выхода из куколок первых рабочих самки ничем не питаются. Больше того, они даже выкармливают личинок выделениями специальных желез. При этом полностью исчезают летательные мышцы, которые самке больше никогда не понадобятся, и она расходует запасы жира, которые накопила еще в родительском гнезде. Крупным личинкам самка скармливает и часть отложенных яиц.
После того как из куколок выйдут первые рабочие, они делают выход наружу из камеры и начинают добывать пищу. С этого момента самка только откладывает яйца. Все работы в гнезде берут на себя рабочие особи. Они ухаживают за расплодом (яйцами, личинками и куколками), строят и расширяют гнездо, очищают его от мусора, охраняют от врагов, добывают пищу. Из года в год численность населения в гнезде растет, гнездо увеличивается в размерах. И, наконец, достигается такая численность, когда семья самостоятельно может вырастить крылатых самок и самцов. В таком случае мы говорим, что семья достигла первой стадии зрелости. У многих видов цикл развития семьи на этом завершается. Конечно, семья может существовать еще долгие годы, но ее численность, характер взаимоотношений между муравьями уже почти не меняется. Однако у некоторых видов, например у рыжих лесных муравьев, развитие семьи продолжается, и семьи могут достигнуть второй стадии зрелости, когда становится возможным размножение муравьиных семей делением. На некотором расстоянии от родительского гнезда строится дочернее гнездо, или отводок, куда переселяется часть рабочих семьи с расплодом и молодой самкой.
Если в семье имеется одна плодовитая самка, семья называется моногинной, если много - полигин-ной. Число самок в полигинных семьях рыжих лесных муравьев достигает нескольких сотен.
У большинства видов моногамными бывают лишь молодые или слабые семьи. Однако есть такие виды муравьев (к ним относится, например, красногрудый муравей-древоточец), у которых не может быть полигинных семей. Если в гнезде такого вида появляются две яйцекладущие самки, рабочие убивают одну из них. Такое явление носит название облигатной моногинии.
В лабораторных условиях отдельные рабочие особи могут дожить до 3-4 лет. Известен случай, когда муравей прожил семь лет. Но в естественных условиях в течение года население муравейника почти полностью обновляется, так что в среднем рабочий муравей живет около года. Значительно дольше - до 20 лет - живут самки. Семья муравьев может в принципе жить вечно, поскольку рабочие постоянно заменяют состарившихся самок молодыми. В нашей стране постоянные наблюдения за комплексами муравейников рыжих лесных муравьев ведутся с 1962 г. в Приокско-Террасном заповеднике и с 1966 г. в Верхне-Клязьминском лесничестве Московской обл. За эти годы многие муравейники сохранились на прежних местах. В конце прошлого века известный мирмеколог Август Форель писал о муравейнике, которому было 90 лет.
Между членами муравьиной семьи существует разделение функций, или полиэтизм, который может быть возрастным или кастовым. Под возрастным полиэтизмом понимается закономерная смена круга работ, выполняемых муравьем в гнезде, в продолжение его жизни. Обычно самые молодые рабочие бывают няньками, т.е. ухаживают за расплодом и самкой. Немного повзрослев, они становятся строителями, а затем фуражирами (добытчиками пищи). Самые старые муравьи, которые уже не способны к добыванию пищи, становятся сторожами или наблюдателями. Под кастовым полиэтизмом понимаются различия в круге работ у муравьев одного возраста, обусловленные различиями в их размерах или строении. Так, например, у красногрудого муравья-древоточца фуражирами бывают главным образом мелкие рабочие с маленькой головой. В то же время крупные большеголовые рабочие ("солдаты") того же возраста занимаются охраной гнезда или являются хранителями пищи. Пища, доставленная фуражирами, хранится в зобиках этих муравьев и служит запасом семьи на случай плохой погоды.
Особое место занимают муравьи-"нахлебники", которые поселяются поблизости от гнезд других видов муравьев и живут за их счет. Так, в наших лесах довольно обычен блестящий муравей-крошка, живущий в гнездах рыжих лесных, лугового, красноголового и тонкоголового муравьев. Крошечные камеры гнезд этого муравья располагаются между камерами гнезд хозяина, с которыми соединяются тонкими ходами. Диаметр такого хода около 1 мм, и поэтому муравьи-хозяева не могут добраться до своих сожителей. Муравьи-крошки подбирают остатки пищи муравьев-хозяев. Иногда они даже пристраиваются к хозяевам в тот момент, когда один рабочий передает другому капельку жидкой пищи, и успевают незаметно попить из этой капли. Эти муравьи хорошо живут в неволе вместе с рыжими лесными муравьями. Наблюдение за ними очень интересно.
Основу питания почти всех наших муравьев составляют два компонента-белковый и углеводный. В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые. Муравьи охотятся на них или собирают трупы. Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь-сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок). Связь муравьев с тлями (тро-фобиоз) - один из наиболее ярких примеров симбиоза в мире насекомых. Тли снабжают муравьев пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносят на свежие побеги растений, а иногда даже уносят на зиму в муравейник. Для того чтобы понаблюдать за взаимоотношениями тлей и муравьев, лучше всего найти муравейник лугового или рыжих лесных муравьев, вблизи которого есть поросль березы. По стволам тех деревьев, на которых имеются колонии тлей, всегда ходят муравьи, причем у муравьев, спускающихся вниз, брюшко часто сильно раздуто от пади и даже просвечивает. Проследив за маршрутами муравьев, поднимающихся вверх, вы скорее всего обнаружите тлей на концах тонких веток. Некоторые муравьи разводят тлей на травянистых растениях, а некоторые, например желтый земляной муравей, в специальных камерах гнезда на корнях трав.
Помимо пади и насекомых, муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами, но эта пища не является основной. Так, по данным многолетних наблюдений западногерманского исследователя Г. Велленштайна, в питании рыжих лесных муравьев падь составляет 62% (по массе), насекомые и другие беспозвоночные-33%, сок растений-4,5%, грибы и падаль-0,3% и семена-0,2%
Хотя семена составляют в питании лесных муравьев ничтожную долю, для жизни леса это очень важно. Дело в том, что многие лесные травы, например копытень, фиалки, марьянники, пролеска и некоторые другие растения, расселяют исключительно муравьи. Семена этих растений имеют Специальные придатки (эласмосомы), которые поедаются муравьями; семян муравьи при этом не трогают. Но обычно, прежде чем отгрызть придаток, муравьи оттаскивают семя на значительное расстояние. Расселение семян муравьями называется мирмекохорией. В степях и пустынях обитают муравьи, которые питаются почти исключительно семенами, например муравьи-жнецы. Эти насекомые поедают семена целиком: они служат для них источником белков и углеводов. Правда, и эти муравьи играют важную роль в расселении семян, так как часть из них теряется при переносе в гнездо. Среди наших муравьев семена составляют значительную долю в питании дернового муравья.
Вся пища, которую собирают муравьи, приносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. Белковая пища является "строительным материалом", из которого в процессе обмена веществ формируется тело муравьев. Углеводы же являются основным источником энергии, т. е. "горючим" для этих насекомых. Муравьи после выхода из куколки уже не растут, но зато много двигаются. Поэтому основу их пищи составляют углеводы. Малоподвижные личинки, наоборот, требуют мало "горючего", и основу их пищи составляют белки. Взрослых личинок обычно кормят кусками насекомых. Молодых личинок муравьи выкармливают выделениями специальных желез и особыми кормовыми яйцами, отличающимися повышенным содержанием желтка. Кормовые яйца откладывают не только самки, но и молодые рабочие муравьи. Понятно, что муравьи, выкармливающие личинок выделениями желез или несущие кормовые яйца, потребляют гораздо больше белковой пищи, чем строители или фуражиры.
Жидкая пища распределяется в гнезде путем трофаллаксиса. Фуражир набирает падь в зобик, который отделен от желудка клапаном, так что хранящаяся в нем пища не переваривается. Придя в гнездо, фуражир становится в характерную позу, раскрывает челюсти, и изо рта у него выступает капелька жидкости (см. рис.). К нему подходит один или несколько муравьев, которые выпивают эту капельку, и вскоре вся пища перекачивается из зобика фуражира в зобики других особей. Они, в свою очередь, передают пищу тем же способом другим муравьям, и таким образом принесенная порция распределяется в семье. Опыты с применением радиоактивных изотопов показали, что одна порция пищи у рыжих лесных муравьев через 20 часов распределяется между 100 и более особями. Если в гнездо поступает много жидкой пищи, часть ее накапливается в зобиках определенной группы хранителей. Обычно это крупные молодые муравьи. Таким образом создается запас пищи на случай плохой погоды. У некоторых степных муравьев (так называемых медовых муравьев) хранители образуют особую касту ("медовых бочек"). Такие особи способны запасать в зобу количество пищи, в несколько раз превосходящее массу самого муравья.
Помимо распределения пищи, трофаллаксис играет в семьях общественных насекомых еще одну важную функцию. Дело в том, что муравьи и другие общественные насекомые постоянно облизывают друг друга, самок и расплод. Выпот, содержащий выделения желез, подмешивается в пищу и путем трофаллаксиса распределяется в семье. Таким образом, муравьи "узнают" о наличии или отсутствии самки, "оценивают" количество расплода в гнезде и т.д. В зависимости от поступающей информации поведение муравьев может изменяться. Таким образом, трофаллаксис как бы объединяет семью и играет важную роль в регуляции деятельности отдельных муравьев.
Территория, на которой муравьи из одного гнезда добывают пищу, носит название кормового участка семьи. В пределах этой территории каждый отдельный фуражир имеет свой индивидуальный участок. Иногда он представляет сектор в пределах кормового участка семьи, вершиной сектора является вход в гнездо. В таких случаях фуражир начинает поиск добычи почти сразу выйдя из гнезда. Радиус кормового участка семьи таких видов будет небольшим и будет равен длине наибольшего поискового рейса фуражиров. Этот тип использования кормового участка характерен для примитивных муравьев, например для мирмик. У высокоорганизованных муравьев, например у рыжих лесных, индивидуальные участки фуражиров могут быть удалены от гнезда на большое расстояние-до нескольких десятков метров. В этом случае муравей добирается до своего участка по дороге и только придя на место начинает поиск. У рыжих лесных муравьев наиболее удаленные от гнезда участки занимают самые молодые фуражиры. Постепенно, по мере освобождения занятых участков, они передвигаются все ближе и ближе к гнезду и в конце жизни становятся наблюдателями на куполе. Некоторые виды (многие формика, пахучий муравей-древоточец) охраняют границы кормового участка семьи от муравьев из других семей того же вида или других видов, которые также охраняют свой участок. В таком случае мы говорим не о кормовом участке, а об охраняемой территории. Большинство видов муравьев охраняют не весь кормовой участок, а только зону в непосредственной близости от входа в гнездо.
Порой фуражир находит на своем участке такое количество пищи, что сам не может донести ее до гнезда. Перед ним встает задача собрать других муравьев, которые помогли бы ему побыстрее перенести всю пищу в гнездо, т. е. организовать групповую фуражировку. Ведь если этого не сделать, пищу могут найти муравьи из другого гнезда или какие-нибудь иные насекомые.
Существует несколько способов организации групповой фуражировки. Во-первых, муравей может специфическими движениями, звуками или пахучими веществами, выделяемыми специальными железами, привлечь внимание других особей, находящихся неподалеку. Такой способ организации групповой фуражировки получил название самомобилизации. Второй способ - неспецифическая активизация фуражиров. Муравей, обнаруживший пищу (разведчик), возвращается в гнездо и там вызывает возбуждение других муравьев. Однако его сообщение не несет информации ни о том, где находится корм, ни о том, что это за корм. Возбужденные фуражиры выходят на свои индивидуальные участки. Но в результате число муравьев на кормовом участке семьи резко возрастает, и это повышает вероятность случайного нахождения того же источника пищи другими муравьями. Наиболее эффективное средство организации групповой фуражировки - мобилизация. Под мобилизацией понимается комплекс действий разведчика, который приводит к тому, что другие муравьи точно выходят к месту, где был обнаружен корм. Способы мобилизации у разных видов муравьев могут сильно различаться. Так, например, у всех видов мирмик разведчик тактильными сигналами (прикосновениями усиков) активизирует некоторых фуражиров. Они выстраиваются за разведчиком цепочкой, которую он и приводит к кормушке. У черного садового муравья разведчик на пути от кормушки к гнезду оставляет пахучий след концом брюшка. В гнезде он, как и мирмики, активизирует других фуражиров, и те по следу находят кормушку. Процесс мобилизации несложно наблюдать, если выставить на некотором расстоянии от гнезда кормушку с сахарным сиропом. Еще удобнее вести эти наблюдения в лаборатории над семьями в искусственных гнездах, так как в этом случае можно видеть все действия разведчика в гнезде.
На этом мы и закончим краткий обзор основных сведений о биологии муравьев. Некоторые дополнительные сведения даются в этой книге во вводных разделах других глав. Но прежде чем перейти к конкретному описанию методов изучения муравьев и задач, которые могут решаться школьниками, следует остановиться на вопросе о пользе и вреде муравьев. Часто пишут и говорят, что муравьи полезны и поэтому их обязательно нужно охранять. Но это утверждение не совсем верно, и следствием его являются ошибочные, а иногда и просто вредные практические рекомендации. Дело в том, что в природе не бывает вредных или полезных видов. Бывают ситуации, в которых тот или иной вид может быть либо вреден, либо полезен для человека. Например, зайцев разводят и охраняют в охотничьих хозяйствах (здесь они полезны как объект любительской или промысловой охоты), но в садах эти животные - настоящие вредители. Так же обстоит дело и с муравьями. Муравьи-жнецы, например, очень полезны в целинной степи, где они расселяют семена растений. Но, поселяясь вблизи токов, где обмолачивается зерно, они становятся вредителями. Гнездостроительная деятельность муравьев, как правило, полезна, так как в результате улучшается почва. Но на сенокосных лугах земляные кочки муравьиных гнезд или купола жилищ тонкоголовых муравьев мешают выкашивать траву.
Совсем иная картина наблюдается, если рыжие лесные муравьи поселяются в садах. На плодовых деревьях они разводят тлей, которые высасывают сок не из сосудов ствола и толстых ветвей (как в хвойных лесах), а из флоэмы растений. В результате листья и побеги яблонь, груш или слив сильно повреждаются, что ведет к потерям урожая, а иногда и к гибели плодовых деревьев. В то же время основные вредители плодовых деревьев, такие как яблоневая плодожорка или смородинная огневка, живут скрытно и оказываются почти недоступными для муравьев, следовательно, муравьи не могут компенсировать того вреда, который они приносят, охраняя тлей. Именно поэтому рыжих лесных муравьев ни в коем случае нельзя переселять в сады или на газоны в городе, так как, с одной стороны, наносится вред саду, а с другой стороны - ослабляются муравейники в лесах, т.е. там, где они действительно приносят пользу.
Длительное время ученым было мало известно о том, как и сколько живет муравей. Это позволяет получить только информацию общего плана о том, как организована их иерархия, сколько ног у муравья и т.д. Ученые давно уже составили полное описание этого насекомого. Однако искусственные фермы и современные средства для проведения микросъемки позволили получить качественные фото и выяснить интересные факты о жизни этих существ. Такие воссозданные сообщества позволили ученым понять, спят ли муравьи, как происходит организация их работы, где их можно найти, чем может питаться это насекомое. Иными словами, научная характеристика данного биологического вида стала гораздо полнее, чем была еще совсем недавно.
Несмотря на распространенное мнение о том, что все разновидности этих насекомых являются хищниками микромира, это не совсем так. В действительности часто люди даже не догадываются о том, что делают муравьи зимой, не имеют представления и об особенностях их питания. Однако это не все, что ученым стало известно во время анализа. Были выяснены интересные факты из жизни данных насекомых. Лишь недавно ученым удалось узнать, сколько весит муравей той или иной касты.
Организация муравьиной колонии
Длительное время насекомые считались крайне примитивными существами, но это не так. Они создают высокоразвитые сообщества. Эти насекомые отличаются крайне малым размерами, но благодаря удивительной связи между всеми членами колонии они работают как единый организм. Сейчас появилось больше данных о том, как живут муравьи. Однако изучение их продолжается.
Как правило, муравьи строят стационарные дома, но имеются и кочевые виды насекомых, которые выстраивают временные шалаши из собственных тел путем сцепления челюстей и лапок. В таких жилищах самка, яйца муравьев и личинки, а также многочисленные рабочие остаются нескольких недель, а затем вся колония двигается дальше в поисках пищи.
Строительство стационарного муравейника начинается с появления на свет половозрелого поколения. Когда создаются благоприятные условия, королева производит особенные муравьиные яйца. Далее за этим поколением ухаживают рабочие особи. Половозрелые самцы и самки покидают свой родимый муравейник, чтобы начать размножаться и построить новую колонию.
За один сезон могут быть основаны сотни новых муравейников. После того как самка покидает родовое гнездо, она спаривается. Полученного материала ей будет достаточно для производства потомства на протяжении всей ее жизни. После спаривания самка становится королевой. Она сразу же начинает готовиться занять свое место в иерархии, поэтому ищет небольшую норку или же сама копает ее. В ней она и откладывает первое потомство.
Все члены муравьиного сообщества имеют разную продолжительность жизни. К примеру, в зависимости от вида самцы живут от 2 до 14 дней. Муравьиная матка является настоящей долгожительницей в мире насекомых. Средняя продолжительность жизни самок составляет от 15 до 20 лет. Королева, нашедшая укромный уголок, сразу же откладывает значительное количество яиц. Бесполые члены новой колонии обычно живут от 1 до 3 лет.
Жизнь муравьиного сообщества
Построенный маленький муравейник постоянно расширяется. Увеличивается как надземная, так и подземная его части. Строительство никогда не прекращается, поэтому рабочие муравьи трудятся весь световой день. Структура муравейника достаточно сложна и включает не только массу переходов, но и следующие элементы:
Чем больше колония, тем больше отделов в таком стационарном доме. Зимуют муравьи в глубоких подземных ходах. Температура там не падает ниже 3-5 °C. Так как размножаются муравьи непрерывно, чтобы постоянно поддерживать жизнедеятельность колонии, в огромных сообществах имеются несколько королевских покоев. На вид любая самка — это постоянно размножающийся монстр. Большие муравейники нуждаются в нескольких королевах. Количество маток может достигать 5-10 особей, чтобы обеспечить колонию потомством. Развитие муравья зависит от особенностей кормления в личиночной форме. Размножение не останавливается ни на день весь теплый сезон.
Муравьиные яйца уникальны. Из них сразу же появляются представители всех каст, которые в дальнейшем строят муравейник и выполняют работы для его нормального функционирования. Рабочие особи создают гнездо и ухаживают за новым поколением. Они отличаются маленькими размерами. Более крупные особи — это фуражиры, которые участвуют в поиске пропитания. Еще одна каста представлена солдатами. Муравьи атакуют любое существо, представляющее опасность сообществу и готовы погибнуть в борьбе с противником. Чем питаются муравьи в природе, перечислить очень сложно, так как эти насекомые являются всеядными. В рацион созданий входят:
- любое насекомое;
- соки и мякоть ягод;
- семена;
- падаль;
- некоторые виды растений;
- роса;
- древесная смола.
Эти насекомые могут атаковать любую по размеру жертву. Насекомые могут справиться даже с хищниками микромира. Укус муравья позволяет сделать ранку для впрыскивания яда.
С раннего утра до поздней ночи фуражиры рыщут в поисках пищи. Далее еда попадает к матке, личинкам и другим членам колонии. Этим созданиям не нужно спать, но ночью они не трудятся.
Любой фуражир может унести столько, сколько весит муравей. В некоторых случаях эти создания несут на себе грузы, в 5-10 раз превышающие их собственную массу. Недавно ученые смогли определить, сколько весит муравей, напившийся нектара или сока. Питательную жидкость они относят к другим сородичам. Поэтому вес муравья существенно колеблется.
Представители некоторых видов могут зимовать даже в самых суровых условиях, где холода сохраняются 9 месяцев в году. Как готовятся к зиме муравьи, уже довольно хорошо изучено. Насекомые закупоривают все входы и перемещаются в нижние отделы, где сохраняется температура, которая не является губительной для насекомых. Муравьи не спят, у них просто замедляются процессы метаболизма.
Почему муравьи живут колониями
Новые факты об этих существа появляются и сейчас, несмотря на то, что муравьи известны человечеству с древних времен. Лишь недавно были определены древние предки этих необычных существ. Мы все знаем, как выглядит муравей. Строение муравья напоминает осу. Это не случайно. Не только изучение анатомии этих насекомых позволило выявить такое родство. В настоящее время обнаружено множество ископаемых ранних форм, которые имеют еще больше общего с осами. Фото этих древних созданий, закупоренных в янтаре, подтверждают их сходство. Муравьиный яд и сильные челюсти достались современным муравьям от их древних предков.
Огромные муравьи-бульдоги сохранили жало, доставшееся им от далеких предков. Этот вид архаичен. Укус муравья отличается крайней болезненностью. Большинство видов этих насекомых лишились не только жал, но и крыльев, чтобы жить на поверхности земли и под ней. Именно от древних ос они и переняли принцип общежития, но со временем их колонии приобрели более сложную структуру. Насекомые могут общаться между собой. Они оставляют следы из феромонов, помогающие им искать жертв. Такое общение эффективно и оправдывает себя. Изучение веществ, которые выделяются этими насекомыми, позволило узнать, как муравьи находят дорогу домой. Феромоны помогают выявлять чужаков и отгонять их от муравейника. Насекомые общаются между собой с помощью ритмичных постукиваний низкой частоты. Это позволяет определить, является ли встреченная особь другом или врагом. Некоторые виды этих насекомых в процессе коммуникации применяют вибрацию брюшком.
Польза и вред муравьев
Насекомые могут жить в самых разных экологических зонах, поэтому нередко конфликтуют с людьми. Муравьи разносят тлю, которая питается соками различных растений и деревьев, способствуя их ослаблению. Муравьи могут повреждать сельскохозяйственные посадки, что может привести к гибели всего урожая. Но польза от муравьев тоже есть. Многие люди даже не подозревают, какую пользу приносят муравьи, а ведь это очень важно. Эти создания могут уничтожить за сезон невероятное количество гусениц и других насекомых, которые вредят культурным растениям. Польза муравьев вполне доказана. Они причиняют не только вред.
Как и улей, муравейник – сложная социальная структура. Жизнь муравьев в природе настолько организована и подчинена требованиям сообщества, что трудно поверить в отсутствие у насекомых разума. Но у отдельной особи совершенно определенно в наличии только инстинкты. Версия коллективного разума пока только в фантастических романах возникала. Но даже при отсутствии разумных действий сообщество способно выстроить свою социальную лестницу со своим «лифтом».
Что такое муравейник с точки зрения социальной структуры
Сложно ответить, является ли привилегированной особью, так как без нее жизнь муравейника теряет смысл. Рабочие муравьи не могут размножаться, но именно они решают, когда надо убить снизившую репродуктивность матку. Чем больше цариц в муравьиной семье, тем менее «почтительны» к ним рабочие особи. Если провести аналогию с человеческим обществом, напрашивается сравнение с дворцовым переворотом.
Интересно!
Рекордная продолжительность жизни в лабораторных условиях зафиксирована у матки муравьев вида (Lasius niger). Она прожила 28 лет.
Царицы – долгожители. Средний срок жизни 12 -20 лет. Молодые матки , которые они отгрызают после оплодотворения. Иногда часть цариц остается в муравейнике, дублируя старых маток. Другая часть после брачного лета находит удобное место и готовит новый муравейник.
Ресурсы цариц очень ограничены. В первый раз она может отложить небольшое количество яиц и часто кормит вылупившихся личинок специально предназначенными для этого яйцами. Из-за этого на новом месте в муравейнике несколько муравьев первого поколения всегда очень маленькие, иногда карликовые. Рабочие насекомые начинают обеспечивать свой муравейник пищей, и последующие поколения становятся все крупней, пока не выйдут на нормальный для вида размер.
Самцы
Выйдя из спячки, царица делает первую кладку, из которой появляются новые самцы и самки. Самцы тоже имеют крылья. Их жизнь недолга. После самцы погибают, так как в муравейнике не нужны нахлебники.
Выполнив долг по продолжению рода, царица начинает откладывать яйца, из которых появляются бесплодные самки – рабочие муравьи. Социальная структура муравейника предусматривает разделение рабочих муравьев на более специализированные подклассы:
- Няньки. Самые молодые муравьи. Заняты уходом за яйцами и личинками.
- Кормильцы. Муравьи, ухаживающие за царицей.
- Пастухи. У тех видов, что , за «коровками» присматривают специальные муравьи.
- Сборщики пади. Насекомые, собирающие сладкие выделения тли.
- Грибоводы. Специфический класс у муравьев-листорезов.
- Рабочие по муравейнику. Занимаются починкой жилища, поддержанием в нем необходимой влажности и вентиляцией муравейника.
- Фуражиры. Один из последних этапов жизни насекомых. Обеспечивают муравейник , собирая ее повсюду. Жизни фуражиров ценятся мало. Среди них самый большой процент гибели. Функции фуражиров выполняют самые старые члены муравейника.
- Солдаты. Самые крупные члены муравьиной семьи. Выполняют функции защитников муравейника.
На протяжении жизни муравья функции, выполняемые одной и той же особью, меняются. По этой причине и нельзя с уверенностью говорить о кастовом строении муравьиного сообщества.
Солдаты
Относительно привилегированное «сословие», не отлучающееся от муравейника, но по сути являющееся очень крупными и, с наибольшей вероятностью, самыми старыми представителями рабочего сословия.
Сроки жизни бесплодных самок
При определении основной массы насекомых в муравьином сообществе нужно учитывать не столько календарное время, сколько как живут муравьи в каждом из климатических поясов. И считать лучше в месяцах.
Продолжительность жизни не впадающего в спячку насекомого в тропических джунглях 1 год или 12 месяцев. Продолжительность жизни муравья неподалеку от полярного пояса 3 – 4 года. Но последние активны только 3 месяца в году. Остальные 9 месяцев насекомые – проводят в анабиозе, в котором жизнедеятельность их организма замедляется почти до нуля. В итоге продолжительность жизни приполярного муравья те же 12 месяцев, что и у тропического.
Трудолюбивые муравьи в постоянных хлопатах
Жизнь муравьев - это пример коллективной, организованной, семейной общины, которая подчинена строгим законам группового существования. Они живут повсюду. Исключение - зоны вечной мерзлоты и центральные части обширных пустынь. В природе насчитывают около 12 тысяч видов муравьев, которые различны между собой величиной, поведением, питанием, местом обитания. Их ближайшие родственники пчёлы и осы. Крайне сложная биологическая жизнь крошечных созданий, с давних пор приковывает внимание к ним ученых и просто любопытных людей. Семья из насекомых четко делится на три касты: бесплодные, бескрылые рабочие особи, репродуктивные самки и самцы.
Как выглядит муравей насекомое
Внешне тело муравья состоит из трёх сегментов. Голова крупная, средних размеров грудь и объёмистое брюшко, на конце которого имеется жало. Раньше оно служило для кладки яиц, теперь - после изменений - для защиты и охоты.
Строение тела муравья
Отличительная особенность этого вида насекомых - наличие узкой талии между брюшком и грудью, а также присутствие различных желез. Они вырабатывают особые пахучие вещества. Этот запах помогает узнавать своих сожителей и отличать чужих сородичей, которые попадаются на пути. Миллионы лет насекомые обмениваются зашифрованными данными и прокладывают тропинки. Но люди пока не могут понять секретные коды муравьев, поэтому не могут разгадать способ управления множеством крошечных созданий.
Жизнь муравьев, поведение
Неустанная активность и организованность в течение дня этих трудолюбивых насекомых поражает воображение. Все светлое время суток они находятся в постоянном движении.
Муравьи без устали таскают в свое жилище еду по своим тропам
Одни несут пищу в муравейник, другие занимаются «проветриванием» своего жилища, третьи неустанно ухаживают за своим потомством и стадом «домашних» кормильцев - тлей. Только к вечеру муравьи возвращаются в свой дом. По ночам на поверхности муравейника насекомых немного, поэтому считается, что они «спят» до утра. Жизнь муравьев легкой назвать никак нельзя. Бесстрашные мураши не опасаются быть обнаруженными, потому что постоянно готовы вступить в бой с любым противником, несмотря на его габариты.
Жилище
Муравейник можно рассматривать, как организм. Этот сложный, но необычайно умелый живой объект прекрасно приспособлен не только , но и к случайным повреждениям.
Жилище муравьёв - построенный муравейник из хвоинок, травинок
Хлопот в муравейнике много, поэтому обитатели заняты весь день. Наблюдениями установлено, что королева самка живёт около 20 лет, а рабочие муравьи - около трёх лет. Трудяги беспрестанно добывают столько еды, которая превышает их собственные потребности в десятки раз. Часть работяг таскает строительный материал для обустройства гнезда. Есть специальная группа муравьёв носильщиков, которые ухаживают за личинками и молодыми рабочими особями и самками. Действия всех членов семьи согласованы. Именно четкое разделение труда - залог их успешного совместного проживания, коллективных действий в случае опасности..
Фермы
Муравьи - умелые «животноводы».
Муравей ухаживает за своими «домашними животными» - тлями
Они, как и люди, способны выращивать запасы пищи в виде тлей, которых регулярно «доят». Тли выделяют жидкость, которая называется падь, и употребляется «фермерами» в пищу. Свое стадо рабочие особи лелеют, чтобы подкармливать веществом остальных членов семьи. На зиму самок тли переносят в теплый муравейник.
Муравей самый страшный хищник на земле
Удивительно, но данный вид насекомых составляет от 10 до 12% биологической массы всех живущих на земле живых организмов.
Муравьи тащат убитого скорпиона в муравейник
Эти неутомимые хищники съедают столько гусениц, жуков и других насекомых, что их общий вес превышает добычу , волков и медведей вместе взятых. Впрочем муравьи способны расправиться и с крупными млекопитающими. В Африке и Южной Америке весь животный мир охватывает неописуемый ужас, когда полчища муравьев переселяется на новое место, уничтожая все живое на своем пути. Лента свирепых хищников составляет в ширину не один десяток метров. Эта голодная, неустрашимая, непобедимая армия не знает пощады. Все живое: птицы, хищники, травоядные крупные животные, даже слоны спешно покидают район их передвижения. Кто замешкался, тот вскоре будет атакован множеством «воинов», которые без долгих церемоний начнут кусать и терзать свою добычу. Миграция муравьёв - это страшно, опасно, зрелищно.
Два самых опасных вида муравьев Южной Америки
Муравей-пуля (Paraponera clavata)
Распространён в тропических лесах от Парагвая до Никарагуа, образуя колонии в стволах старых деревьев. Крупный, в длину вырастает до 2,5 сантиметров.
Безжалостный убийца муравей пуля
Перед атакой издаёт пронзительный крик. Аборигены прозвали его муравьем пулей за его необычайно сильный укус, который по ощущениям похож на огнестрельное ранение. Боль глубокая, постоянная, сильно ноющая. Сравнима с ходьбой по раскалённым углям, дополненной острой болью от трёхдюймового ржавого гвоздя в пятке.
Муравьи-солдаты (Eciton burchellii)
Слепые, безжалостные убийцы, оснащённые мощными, массивными жвалами распространены по берегам Амазонки. Их сородичей можно встретить в лесах Азии и Африки.
Слепые убийцы муравьи солдаты
Они относятся к виду огромных муравьёв - свирепых хищников, длина которых достигает полутора сантиметров. Южно Американцы прозвали их армейскими муравьями солдатами. Это армия мобильных особей не имеющих постоянного жилища, находящихся на марше и устраивающих кратковременный привал для отложения королевой тысяч яиц, и получения из них потомства. Они способны расчленять крупных животных, величиной с лошадь. Ученые предполагают, что слепота не даёт им возможность правильно оценивать размеры жертвы, считая её потенциальной угрозой существования колонии.
2017, . Все права защищены.
Отдельно взятый муравей обычно не кажется сложным, интеллектуальным или опасным существом. Но это впечатление обманчиво.
Виды живущих поодиночке муравьёв науке неизвестны. Все они держатся большими семьями, сохраняющимися на протяжении многих лет. Обитатели каждого гнезда находятся в родстве друг с другом, так что с биологической точки зрения это именно семья. Но с позиций наших человеческих представлений муравейник скорее напоминает город, население которого поделено на касты и жёстко организовано.
Касты муравьёв
Крылатые
Если вы увидели муравья с крыльями, то перед вами представитель одного из двух особых и малочисленных муравьиных сословий.
Меньшинство в муравьином обществе составляет каста муравьёв-самцов. Жизнь их коротка, а судьба незавидна — после спаривания с самкой «муравьиные мачо» погибают.
Вторая каста — яйцекладущие самки («царицы»). Их тоже немного. В зависимости от вида в каждом муравейнике проживает от одной до нескольких сотен «цариц». Живут «правительницы» долго — при удачном стечении обстоятельств каждая может царствовать до 20 лет.
Самки и самцы крылаты. Во время единственного в своей жизни брачного полёта царица может встретиться с несколькими партнёрами. В результате этой своеобразной оргии она на всю оставшуюся жизнь становится «машиной» для воспроизводства муравьёв и в будущем отложит десятки тысяч оплодотворённых яиц. После спаривания самка сбрасывает крылья и её либо принимают в уже существующий муравейник, либо она основывает новую семью.
«Пролетариат»
Подавляющее большинство населения любого муравейника составляет третья каста — рабочие. Хотя муравьёв принято называть в мужском роде, все они — физиологически недоразвитые бесплодные самки. Крылья им не положены, а яйцеклады превращены в жала — личное боевое оружие, предназначенное для защиты и нападения.
Рабочие обеспечивают существование семьи. Они строят и охраняют гнездо, обеспечивают муравейник пищей, чистят и кормят «цариц» и «детей», охраняют кормовой участок, обеспечивают вылет крылатых особей и т. п. Численность рабочих в семье различна — от нескольких десятков до сотен тысяч и даже 10-15 млн. Продолжительность жизни шестиногих пролетариев составляет от 4 до 7 лет.
Карьерная лестница
Обычно за время жизни рабочий муравей сменяет несколько профессий. Молодые хлопочут внутри гнезда: ухаживают за самкой («свита»), детьми, то есть яйцами и личинками («няньки»), и старшими рабочими («грумы»), чистят и ремонтируют подземные камеры и ходы («ремонтники»), хранят воду («муравьи-бочки»).
Проработав 1-3 года и получив опыт и квалификацию, муравьи переводятся в резерв, где могут немного отдохнуть и позволить ухаживать за собой новым поколениям молодых рабочих. Примерно треть «пролетариата» находится в резерве, но они должны быть постоянно готовы к ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий.
Из резерва пополняются и ряды «сотрудников», работающих вне гнезда, — строителей, фуражиров (разведчиков, охотников или сборщиков пищи), водоносов, санитаров, охранников, опытных ветеранов-наблюдателей.
Вертикаль власти
В каждом муравейнике чётко поддерживается определённое соотношение особей разных групп. Происходит это сразу несколькими путями. Главное значение имеют управленческие решения «царицы». До подчинённых они доводятся через разнообразные вещества, выделяемые различными железами её тела.
Если яйцекладущих самок в гнезде много, то новые крылатые особи долго не появляются. Но в определённые моменты правящие «царицы» чувствуют приближение старости и стимулируют появление молодых «царевен» и их партнёров-самцов. Чтобы достичь этого, самки выделяют особую жидкость, которой «няньки» кормят ограниченное число избранных личинок. Каждая из них впоследствии вырастает в крылатую самку или самца — в зависимости от полученной дозы «нектара».
После этого часто происходит следующее: те же самые «няньки», которые ухаживали за наследниками с момента появления на свет, без сантиментов выгоняют их из родного дома.
Бывает, что личинок будущих половозрелых самцов и самок получается слишком много. Тогда лишних просто съедают — белок не должен пропадать зря. С другой стороны, если в гнезде наблюдается перепроизводство личинок рабочих, то это на определённое время снижает плодовитость «цариц».
В чём вред муравьев?
Множество видов муравьёв считаются человеком полезными, но два вида — дерновый и садовый муравьи (чёрный и рыжий) — причиняют садам и огородам вред. В частности, эти насекомые используют в качестве дополнительного (а иногда и основного) источника питания сладкие выделения сосущих вредителей. По этой причине муравьи охраняют тлей, листоблошек, щитовок и ложно- щитовок от нападения врагов, способствуют их расселению и размножению. А наши растения остаются с обескровленными листьями, загрязнёнными липкой падью, которая служит питательной средой для сажистых грибков.
Кроме того, жители муравейников повреждают корни, без остатка поедают семена в почве и с аппетитом грызут всходы и проростки.
3 «чистых» способа борьбы с муравьями
Отпугните их. Муравьи не любят некоторых запахов. Разложите листья мяты, пижмы, полыни горькой, аниса в местах скопления насекомых.
Или засыпьте муравейник гашёной известью, сухой горчицей либо молотым перцем. Пролейте почву вокруг гнезда и тропы передвижения муравьёв растительным маслом — на стакан масла добавьте растолчённую головку чеснока.
Вход воспрещён! На штамбы деревьев, листва которых заселена колониями тлей, можно надеть воронку из любого материала с гладкой несмачивающейся поверхностью и внутреннюю сторону воронки смазать тонким слоем вазелина или солидола. Эту ловушку придётся периодически заменять на свежую.
Залейте кипятком. Попробуйте поздно вечером (так как в это время большинство обитателей муравейника находятся «дома») залить гнездо муравьёв крутым кипятком. Повторяйте эту процедуру несколько раз — до тех пор, пока не убедитесь в гибели всех подземных жителей. Особенно «царицы».
Дмитрий БЕЛОВ,
кандидат биологических наук