Научно-исследовательский проект "Загадки муравейника"

Муравей ползёт по лесу. Нелегко тяжеловесу – Он несёт тростинку в дом, Залатать все дыры в нём.

Обитающие на нашей планете живые существа подразделяются на две большие группы или два мира: растительный мир и животный. В свою очередь, принадлежащие к каждой из этих двух миров живые существа подразделяются на множество более мелких отрядов, классов. Так, животный мир подразделяется на следующие классы: млекопитающие, птицы, рыбы, пресмыкающиеся, насекомые. Вероятно, видов насекомых несколько миллионов, хотя описано пока примерно 900000. Среди такого многочисленного класса «насекомые» встречаются существа полезные и вредные. Но как понимать «полезные» и «вредные» насекомые? Ведь с экологической точки зрения ничто в мире живых существ не может быть лишним, и потому не может быть ни полезным, ни вредным. Уничтожение же какого-нибудь вида может привести к дисбалансу экосистемы. Так вот, говоря о таких понятиях, как «вредные» и «полезные» насекомые, мы подразумеваем приносимые ими пользу человеку. При этом полезных мы стараемся охранять. С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса. В древних сказаниях, поэтических произведениях и даже в Библии уделялось внимание этим насекомым. Однако, несмотря на это, мы еще многого о них не знаем, а некоторые тайны их жизни приоткрылись ученым совсем недавно. Семейство Муравьи (Formicidae) это самое многочисленное по количеству особей семейство насекомых. Да и по количеству видов немногие семейства могут поспорить с ним. Сейчас насчитывается примерно 8000 тонкому стебельку из одного или двух члеников, соединяющему грудь и брюшко. У остальных представителей отряда брюшко непосредственно прикрепляется к груди. Самый обычный и часто встречающийся в России - рыжий лесной муравей (Formica rufa). Но, как оказалось, польза этого вида чрезвычайно велика. Данная работа посвящена исследованию роли этого вида муравьев в жизни леса и человечества.

Актуальность темы исследовательского проекта Рыжие муравьи оказывают существенное влияние на лесную экосистему. Всем известно, что лес-это «легкие» Земли, которые дарят нам свежий воздух. С исчезновением муравьев, санитаров леса, может возникнуть экологическая катастрофа - опасность разрушения лесной зоны, как основного источника сохранения всего живого на Земле.

Цель исследовательского проекта Привлечение внимание учащихся и местного населения к лесным муравьям, повышение знаний о полезных свойствах рыжих лесных муравьев.

Задачи исследовательского проекта Теоретические Собрать и изучить информацию по данной теме. Найти способы привлечения внимания к проблеме исчезновения лесов.

Практические Провести опрос и выяснить, что учащиеся знают о муравьях и их пользе для леса и человека. Изготовить и установить таблички "об охране лесных муравьев". Изготовить макет муравейника в разрезе для наглядного представления школьникам внутреннего строения муравейника. Создать сайт в сети Интернет по адресу муравьишка.рф с более подробной информацией о муравьях и проекте.

Гипотеза Чтобы сохранить этих удивительных насекомых, в первую очередь нужно сохранить их дом – муравейник.

Этапы проекта Сбор информации Анкетирование школьников Обработка материала Выбор дизайна, оформление проекта и презентации Изготовление и установка информационно-охранных табличек Изготовление макета муравейника в разрезе Создание сайта муравьишка.рф Защита проекта

Практическая значимость исследовательского проекта Практическая значимость проекта заключается в предприятии попытки по сохранению численности этих насекомых. Кроме того, материалы проекта могут быть использованы на уроках окружающего мира и во время внеклассной работы, тем самым расширяя круг людей, прилагающих усилия для сохранения окружающей нас среды.

Продуктами проекта являются анкетирование учащихся, макет муравейника, установленные охранные информационные таблички, размещение информации об исследовании в сети Интернет на сайте муравьишка.рф

Общие сведения о муравьях

В лесу мурашки - муравьи Живут своим трудом У них обычаи свои И муравейник-дом. Миролюбивые жильцы Без дела не сидят: С утра на пост бегут бойцы, А няньки - в детский сад. Рабочий муравей спешит Тропинкой трудовой, С утра до вечера шуршит В траве и под листвой.

В тайге, сосновых борах, в густых лиственных и смешанных лесах бурые муравьиные кучи, округлые или островерхие купола муравейников еще более обычны, чем дятлы, тетерева, дрозды, серая ящерица, заяц или бурундук. Муравьиные кучи — это небезразличная к лесу деталь пейзажа. Еще в 1836 году видный русский лесовод Петр Перелыгин в книге «Лесоохранение или правила сбережения растущих лесов» писал о муравьях, что «они суть первые неприятели личинок насекомых… Они неустанно преследуют всякого рода личинок на дереве, у корня коего находится муравьиная куча». Муравьи, разъяснял далее лесовод, «даже препятствуют вылуплению личинок из яиц. Оттого посреди поврежденного какого-либо места леса подобные, близко к муравейнику расположенные, деревья остаются свежими и зелеными». Это муравьи из группы формика, то есть рыжие лесные муравьи. А сколько между тем муравейников разоряется людьми сплошь и рядом без всякого смысла, без цели и нужды, просто для того, чтобы поглазеть на суматоху, охватывающую развороченное гнездо. Восстановление разрушенного муравейника отнимает у муравьиной семьи много сил и затрат, и при сильных разрушениях они могут не справиться с этим, и семья в итоге погибнет.

Строение муравья Строение муравья, как и любого живого организма, сложное. Каждая часть тела или орган выполняют свою функцию. Тело муравья состоит из трех основных частей – брюшко, грудь, голова.

Стадии развития муравьев Муравей - насекомое с полным превращением (голометаболия). То есть в своем развитии он проходит следующие стадии: Первая стадия развития муравья - яйцо. Вторая стадия развития муравья - куколка. Третья стадия развития муравья - личинка. Четвертая стадия развития муравья - имаго.

Строение муравейника Из чего же строят рыжие лесные муравьи свой дом? Строительного материала в лесу достаточно. У рыжих лесных муравьев муравейник построен из кусочков коры, веточек, хвоинок, почвы. Они как дворники, стаскивают все в одну кучу, отчего и в лесу становится чище, и дом растет на глазах. Такая крыша надежно защищает насекомых от дождя, снега, ветра и жары. Несмотря на внешнюю симметричность муравьиной кучи, она внутри таковой не является: это сложнейшая сеть лабиринтов и камер. Некоторые из них уходят на глубину 3-4 метра! Поэтому даже небольшое нарушение целостности надземной части муравейника (например, если поворошить муравейник палкой) полностью разрушает структуру муравьиного жилища, и на ее восстановление требуется немало времени. Над землей мы видим только большую кучу, но как выглядит муравейник внутри? Дом муравьев пронизан множеством ходов и камер, причем большая его часть находится под землей. Покрыт муравейник слоем из иголок и веточек, он защищает жилище от превратностей погоды. В самой верхней части муравейника находится “Солярий” – камера, нагреваемая лучами солнца. Весной обитатели забегают сюда погреться. В муравейнике несколько входов. Они охраняются солдатами и служат вентиляционными каналами. Есть в муравейнике и “Кладбище”. Сюда рабочие муравьи относят умерших собратьев и мусор. Когда наступает зима, муравьи под землей сбиваются в плотный, неподвижный клубок в «Зимовальной камере». Температура в зимовальной камере не опускается ниже +5. А весной, лишь только солнце прогреет купол муравейника, на его поверхности появляются первые разведчики. Вслед за ними оживает и вся семья. Муравьи очень хозяйственные. У них есть “Хлебный амбар” здесь муравьи хранят зерна; «Мясная кладовка», куда фуражиры приносят гусениц и другую добычу; “Коровник”, где муравьи содержат тлей. И самое защищенное место в муравейнике, находящееся, как правило, под землей – «Царская камера», где живет матка, откладывающая до полутора тысяч яиц в день и камеры с яйцами, личинками и куколками. В таком сооружении, возведенном на старом пне, могут жить до полутора миллионов муравьев. Запутанная система ходов и камер позволяет насекомым регулировать температуру и влажность внутри муравейника. Закрывая или открывая вентиляционные отверстия, они создают необходимый микроклимат внутри всего сооружения. Муравьи постоянно перемещают хвоинки и веточки на крыше муравейника, подсушивая их, потому плесени на муравейнике не бывает. Свой дом муравьи содержат в чистоте, все лишнее выносят и выкидывают на свалку в определенное место.

Профессии муравьев В муравейнике можно встретить и крылатые и бескрылые особи. Крылья имеются у самцов и самок только в период вылета из гнезда во время размножения. У рабочих муравьев крыльев не бывает, они не способны к размножению и заняты различными работами. У каждого рабочего муравья есть своя "профессия". Обычно самые молодые становятся няньками, то есть ухаживают за расплодом. Немного повзрослев, они становятся строителями, а затем фуражирами (добытчиками пропитания). Самые старые муравьи, которые не способны к добыванию пищи, становятся хранителями продовольственных запасов, сторожами или наблюдателями. Они не бегают на охоту, не носят хвоинок и веточек. Находясь на куче муравейника, они оттуда следят за тем, что происходит вокруг. Наиболее крупные особи защищают муравейник от всевозможных атак извне, их называют солдатами. Также обязательно в муравьиной семье есть «хранители» нектара. Они нужны на тот непредвиденный случай, если в муравейнике случится голод и рабочие муравьи больше не смогут добывать корм. Еще в муравейнике есть свои больницы, где работают врачи, например, хирурги. И в случае, если кто-то их жителей повредил себе конечность, то есть руку или ногу, то хирурги ампутируют ее (отгрызают).

Интересные факты о муравьях Муравьи – самые многочисленные насекомые на Земле. У муравьев есть свой язык, который пока ученым не удалось расшифровать. Однако они прекрасно понимают сигналы, и мгновенно включаются в совместную работу, когда это касается переправы через природные преграды или массового сбора в муравейнике для укрепления жилища или спасения потомства во время стихии или перед ней. Муравьи имеют своих «домашних животных». В качестве них выступает тля. Ее пасут муравьи-пастухи, тля выделяет нектар, который муравьи употребляют в пищу, а когда приходит время, тлю поедают. То есть все происходит так же, как у человека, который содержит коров или коз. Муравьи тяжеловесы и трудяги: они поднимают груз, приблизительно в сто раз тяжелее собственного веса, постоянно занимаются общественно-полезной работой: заготавливают корм, ухаживают за потомством. Во время сильных дождей и наводнений, чтобы спасти своих маток и яйца муравьи из собственных тел строят мосты и плоты. И это не означает обязательную гибель “строительного материала” – муравей способен провести под водой четверо суток без ущерба для здоровья. Муравьи потребляют огромное количество пищи, они прожорливы и всеядны. За сто дней лета муравейник может уничтожить до 2 млн. вредителей. Также ученые предполагают что муравьи могут уметь считать и регулировать рождаемость, так чтобы в семье было достаточно муравьев каждой профессии. Однако эти предположения пока не доказаны, но заставляют нас задуматься о том, как мало мы знаем об окружающем мире.

Польза муравьев для леса У большой семьи и хозяйство богатое – с четверть гектара леса вместе со стоящими на этом участке деревьями, благоустроенная сеть проторенных муравьями дорог и троп. Нужно чётко понимать, что колонии этих насекомых - совершенно необходимая часть лесной фауны, они выполняют множество экологических функций. Недаром муравьёв прозвали санитарами леса. Муравьи всеядны - это универсальные хищники и падальщики. Тучи разноцветных и невообразимо разноформенных, подчас совсем незаметных созданий — личинки, долгоносики, листоеды, листовертки, дупляки, червецы, огневки, пилильщики, точильщики — подсекают силу дерева, прокладывают дорогу новым отрядам истребителей леса. За ними следуют короеды, лубоеды, усачи, слоники, и ослабленные деревья окончательно погибают. Лесные муравьи, рыщущие в поисках добычи, когда требуется, сообща нападают на жертву, грызут своими острыми жвалами, обрызгивают муравьиной кислотой, высасывают труп и уволакивают его к гнезду. Купола муравейников становятся иногда сплошь зелеными от собранных отовсюду и брошенных здесь сотен гусениц зимней пяденицы, а муравьи продолжают стаскивать новую и новую добычу. Добыча малого размера и веса доставляется в муравейник целиком, крупная — частями. Отогнанные сильными гусеницами, муравьи часто отступают, но позже, когда жертва, обрызганная кислотой, ослабеет, возвращаются и возобновляют нападение. За сезон один большой муравейник лесных муравьев уничтожает до 1 млн. насекомых. Муравьи служат не только источником необходимой для нормального развития птенцов пищей, но и как “птичьи санпропускники”, в которых птицы, “купаясь”, очищаются от паразитов. Муравьями кормятся многие виды птиц: дятлы, глухари, тетерева. Охотникам известно, что участки леса, где часты муравейники, изобилуют дичью. В весеннюю бескормицу, когда еще мало других насекомых, муравьями питаются мелкие насекомоядные птицы, например, синицы. Позже они переходят на питание другими насекомыми, преимущественно вредными. Поедая семена растений, муравьи способствуют их распространению - ведь не всю добычу им удается дотащить до муравейника. Они разносят семена лесных трав, в том числе осоку, подмаренник, звездчатку, иван-да-марья, фиалку. Обогащая травяной покров леса, муравьи способствуют размножению насекомых-опылителей, кормящихся нектаром и пыльцой цветов. Муравьи иногда и сами выступают в роли опылителей цветов, так как тоже любят полакомиться нектаром. Муравьи способствуют повышению плодородия почвы. Они перемешивают ее, насыщают кислородом (аэрируют) и рыхлят на глубину 50-70 см, обогащают органическими веществами, азотом, фосфором, магнием и калием. Поэтому муравейники рыжих лесных муравьев играют роль "фабрики плодородия": травы, кустарники и даже деревья, растущие вблизи муравейника, пышно разрастаются. Растительность вокруг муравейников отличается интенсивным ростом и яркой зеленой окраской. Ученые рассчитали оптимальное количество муравейников на единицу площади леса: в сосняках это 4 активных муравейника диаметром 1,3-1,5 м на гектар леса, в дубравах - 6-7 гнезд. Муравейников меньших размеров должно быть, соответственно, еще больше. Вот почему каждый разоренный в лесу муравейник — это замаскированная мина замедленного действия. В самом деле, тысячи видов насекомых вредят рощам, борам, дубравам. Шестиногие вредители высасывают соки из побегов, листьев, корней, уродуют их вздутиями, наростами, опухолями, свертывают листья в трубочку, оплетают паутиной, выедают мякоть с поверхности, скелетируют листья, оставляя от них только реденькую сеть жилок, обгрызают с краев, внутри или целиком, так, что один только черешок напоминает: здесь был лист! А то и черешка не остается! Они уничтожают хвою, проникают под кору на ветках или стволах, буравят древесину извне, обгладывают корни, прячутся в почках будущих цветков, прокладывают свои убийственные червоточины в листьях, коре, лубе, древесине…

Польза муравьев для здоровья человека Существенное значение имеют муравьи и в медицине. “Яд” рыжих лесных муравьев – муравьиная кислота, с успехом применяется при различных болезнях суставов, как противовоспалительное и болеутоляющее средство. В яде муравьев содержатся антибиотики, эффективно убивающие грибы и бактерии, в том числе стрептококки и стафилококки-возбудители тифа, холеры, туберкулеза. Некоторые люди, также как и животные, используют муравьиные укусы в «народных» методах лечения.

Способы защиты муравейников Рыжие лесные муравьи включены в “Красный список угрожаемых видов” международной Красной книги Всемирного союза охраны природы, как близкий к переходу в группу угрожаемых. Также включены в некоторые региональные Красные книги и списки редких животных, например в Красную книгу Москвы, Красную книгу Воронежской области. В Челябинской области рыжие лесные муравьи не только занесены в Красную книгу. В Брединском районе создан единственный на Урале мирмекологический заказник “Белый колок” для охраны крупной колонии рыжих лесных муравьев, служащий резерватом материала для расселения муравьев в лесах области. Необходимо беречь муравьев и в первую очередь, их жилища - муравейники. Там, где в лесу бывает много посетителей, работники лесного хозяйства специально огораживают муравейники. Человек и без направленного вредительства невольно причиняет природе вред. Это происходит из-за хозяйственной деятельности, в ходе которой вырубаются леса и гибнут их обитатели. Ежегодно, количество муравьиных гнезд в Подмосковье сокращается. На 1 га леса должен быть минимум один муравейник. Если его нет, этот участок леса погибнет от вредителей, не будет птиц, засохнут деревья. Поэтому давайте бережно относиться к оставшимся очагам нетронутой природы, ведь от этого напрямую зависит и наша с вами жизнь.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎