Министерство образования РБ Илишевского района МОУ СОШ

Министерство образования РБ
Илишевского района МОУ СОШ
с.Старокуктово
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ
«Муравьи»
Выполнил ученик 7 класса : Габдрахманов Айдар Айратович
Проверила учительница биологии : Садертдинова Зульфия Мударисовна
СОДЕРЖАНИЕ
1- О МУРАВЬЯХ
2-МУРАВЬИНАЯ МАТКА
3-РАЗВИТИЕ И РАЗМНОЖЕНИЕ
5-ДЕЛЕНИЕ
О МУРАВЬЯХ
Семейство муравьёв включает 20 современных подсемейств, 54 трибы, 378 родов,
12 470 видов и 4 515 подвидов.
Трудность классификации муравьёв связана с двумя феноменами — наличием видов-двойников и
гибридов. Мирмекологи знают, что видов, практически не различимых по внешнему виду, среди
муравьев довольно много. Таким образом, описанный по анатомическим признакам небольшого числа
особей вид нередко приходится разделять на два или более самостоятельных, изолированных друг от
друга репродуктивно. Отличить их друг от друга можно по генетическим или ферментным
особенностям. И напротив, два близкородственных вида муравьёв, которые легко различимы по
внешним признакам, в местах совместного обитания нередко скрещиваются и дают гибридные
формы. При плодовитости таких гибридов делается вывод о том, что виды не самостоятельные, а
являются лишь различными расами одного вида, так как потомство от скрещивания разных видов не
плодовиты.Муравьи отличаются по своей морфологии от других насекомых наличием коленчатых
усиков, метаплевральной железой, а также сильным сужением второго абдоминального сегмента в
узел-петиоль. Голова, мезосома и брюшко являются тремя различными сегментами тела. Петиоль это
узкая талия между мезосомой (три грудных сегмента, а также первый абдоминальный сегмент,
который сливается с ними) и брюшком (абдоминальные сегменты после петиоли). Она может состоять
из одного или двух члеников (только второй, или второй и третий абдоминальные сегменты.Брюшко и
петиоль вместе объединяют в метосому.Как и у других насекомых, муравьи имеют экзоскелет —
наружную хитиновую оболочку, которая обеспечивает поддержку и защиту тела, а также служит
местом крепления мышц. Насекомые не имеют лёгких, а кислород и другие газы, например
углекислый, проходят их экзоскелет через крошечные клапаны, называемые дыхальцами. У
насекомых также отсутствует замкнутая кровеносная система. Гемолимфа свободно циркулирует по
полости тела, её приводит в движение мускулистая трубка, разделённая на камеры, — сердце. Между
камерами также имеются клапаны, обеспечивающие односторонний ток при сокращениях сердца.
Последовательное сокращение камер сердца гонит кровь в головную аорту, из которой кровь
изливается в полость тела. Нервная система состоит из брюшной нервной цепочки, которая
расположена по всей длине тела, и нескольких нервных узлов связанных между собой[14]. Наиболее
важной частью нервной системы является надглоточный ганглий, в котором образуются временные
связи. Его объем относительно наибольший у рабочих, меньше у цариц и самый маленький у
самцов.Домашний муравей.Голова муравья содержит много сенсорных органов. Как и большинство
насекомых, муравьи имеют сложный фасеточный глаз, состоящих из многочисленных крошечных
линз. Муравьиные глаза хороши для выявления резких движений, но они не обладают высокой
разрешающей способностью. Кроме сложного глаза имеются три малых глазка на верхней части
головы, которые определяют уровень света и поляризации.По сравнению с позвоночными животными,
большинство муравьёв обладают посредственным зрением, а некоторые подземные виды полностью
слепые. Два усика, прикреплённых к голове, это органы обнаружения химических веществ, воздушных
потоков и вибраций. Они также используются для приёма и передачи сигналов через прикосновения.
Голова имеет сильные челюсти, называемые мандибулами, которые используются для переноски
пищи, манипулирования различными объектами, строительства гнезда и для обороны.[14] У
некоторых видов есть небольшой отросток пищевода, называемый «общественным желудком», в
котором может храниться пища, которая впоследствии распределяется между другими муравьями и
личинками.Все шесть ног муравья прикреплены к мезосоме. Крючковатый коготь на конце каждой
лапки помогает муравью подниматься и висеть на поверхности. У большинства цариц и самцов
муравьёв есть крылья. Царицы отгрызают крылья после брачного полёта.В брюшке муравья
расположены важные внутренние органы, в том числе репродуктивные, дыхательные трахеи и
выделительные железы. У рабочих муравьёв многих видов на конце брюшке присутствует
видоизмененный яйцеклад в форме жала, который используется для добычи пищи, а также защиты
гнезда или нападения (например, у Myrmicinae, Myrmeciinae, Paraponerinae, Ponerinae и др.)Для
защиты и нападения также используются половые железы, изменившие своё назначение у рабочих
особей. Среди них выделяют ядовитую железу, вырабатывающую кислотный экскрет, и железы
Дюфура, вырабатывающие щелочной экскрет. Основу муравьиного яда составляет муравьиная
кислота. Размер рабочих особей варьирует от 0,5 мм до 3 см.
МУРАВЬИНАЯ МАТКА
Муравьиная семья имеет одну (моногиния, или несколько в зависимости от вида и размера колонии,
полигиния) репродуктивную самку (королеву, матку) откладывающую яйца. Самки похожи на рабочих,
но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами. Имеют крылья,
которые откусывают себе после оплодотворения.
У большинства видов царицы и рабочие развиваются из оплодотворенных яиц — у них два набора
хромосом, полученных от сперматозоида и яйцеклетки.
Самка оплодотворяется один раз во время «брачного полёта» и получает при этом огромный запас
спермы, которая в ее организме расходуется постепенно в течение всей жизни. Продолжительность
жизни муравьиной самки максимальна для мира насекомых — до 20 лет. Оплодотворенные самки
сбрасывают крылья и либо основывают новую семью, либо остаются в своем муравейнике. Иногда
молодых самок принимают в другие, уже существующие семьи своего вида. В первом случае, самка
должна выбрать место для гнезда, подготовить первую камеру нового муравейника и приступить,
спустя некоторое время, к яйцекладке.
Муравьиная царица начинает новую колонию
У некоторых видов самки поначалу занимаются сбором пищи, однако это опасно, так как приходится
покидать гнездо. У других муравьев они остаются в нем, поддерживая собственное существование и
выращивая первых рабочих за счет запасов своего жира и подвергающихся гистолизу (разжижению)
летательных мышц. Царица кормит личинок специальным слюнным секретом и/или особыми
«кормовыми» яйцами. Количество доступного корма сначала весьма ограничено, поэтому между
числом и размером первых рабочих ищется компромисс. Все они мелкие или даже карликовые.
Может показаться, что матка является центром муравьиной семьи, однако в действительности
хозяевами положения в общине являются рабочие муравьи. Чем больше в муравейнике самок, тем
«непочтительнее» отношение к ним рабочих. Рабочие муравьи переселяют самок из одной части
гнезда в другую, передают на обмен в другие гнезда, убивают тех, чья плодовитость стала слишком
низкой. Рабочие контролируют и воспроизводство особей в семье: уничтожают лишних личинок или
изменяют режимом кормления соотношение каст в семье.
Самцы
Будущие царицы и самцы перед «брачным полётом»
Самцы рождаются из неосеменённых яиц. Имеют крылья. Их роль сводится к оплодотворению
молодых крылатых самок. Самцы обычно появляются в муравейнике незадолго до брачного лёта и
вскоре после спаривания погибают.
За небольшими исключениями, самцы развиваются из неоплодотворенных яиц и являются
носителями только одного набора хромосом (гаплоидного), достающегося им от материнской
яйцеклетки.
Муравьи-рабочие.
Подавляющее большинство в колонии составляют рабочие муравьи, являющиеся самками с
недоразвитой половой системой (ср. с термитами, у которых рабочими особями могут быть также и
неполовозрелые самцы), основная роль которых это забота о семье.Мандибулы муравья-бульдога.
Для некоторых видов характерен полиморфизм — отличие в размерах среди муравьёв одного вида в
зависимости от задач, которые они выполняют в семье. Часто муравьи-рабочие больших размеров
имеют непропорционально большую голову и, соответственно, сильные мандибулы. Таких рабочих
называют муравьями-солдатами, так как сильные мандибулы делают их очень эффективными в бою,
но в то же время они по прежнему являются муравьями-рабочими и их «обязанности», как правило,
незначительно отличаются от «обязанностей» других рабочих. У некоторых видов муравьёв, нет
рабочих средних размеров, что создаёт резкий разрыв между маленькими и большими формами[17].
Например, муравьи-ткачи имеют чёткое бимодальное распределение размеров[18][19]. У некоторых
других видов муравьи-рабочие претерпевают изменения на протяжении всей жизни.
Помимо полиморфизма, рабочие муравьи могут делиться по специализации в семье. Одни муравьи
ухаживают за молодью, другие — участвуют в строительстве гнезда, становятся фуражирами, третьи
— чистят помещения и т. д.
У некоторых видов муравьев (например, Lasius) рабочие особи могут откладывать яйца.
Рабочий муравей развивает мощность от 24,2 эрг/сек (в одиночестве) до 61,2 эрг/сек (в
группе).[источник не указан 245 дней].
РАЗВИТИЕ И РАЗМНОЖЕНИЕ
Муравьи, как представители насекомых с полным превращением, в своём развитии проходят
несколько стадий: яйцо, личинка, куколка и имаго.
Муравьи спасают яица
Жизнь муравья начинается с яйца. Если яйцеклетка оплодотворяется, то потомство будет женским, а
если нет, то мужским. Обычно яйца хранятся не по отдельности, а небольшими пакетами. После
инкубационного периода из яица выходит непохожая на взрослое насекомое червеобразная личинка.
Личинка в значительной степени неподвижна, за её кормлением и уходом следят рабочие. Кормление
личинки осуществляется с помощью трофоллаксиса, когда муравей отрыгивает жидкую пищу из
своего зоба. Это то же самое, что и обмен пищей среди взрослых особей, хранящих пищу в
«общественных желудках». Личинки могут потреблять и твёрдую пищу, такую как кормовые яйца,
куски добычи или семена, принесённые рабочими, а у некоторых видов личинок переносят
непосредственно к месту, где была захвачена добыча. Личинки растут в течение нескольких линек и
затем превращаются в куколку. Перед тем как окуклиться личинка перестает питаться и выделяет
фекальный шарик (до этого все отбросы скапливались в теле личинки по мере ее роста). У некоторых
видов (например, у представителей Formicinae, Amblyoponinae, Ponerinae) муравьёв личинки перед
окукливанием плетут кокон. В отличие от куколок бабочек, придатки имаго внутри куколки муравья
свободны и не слиты с телом[20]. В зависимости от питания, которое получает личинка, она может
развиться в царицу или рабочую особь. Если у вида существует деление рабочих на касты, то питание
также определяет к какой касте будет относиться будущий муравей. Личинки и куколки должны
находиться при определённой постоянной температуре, поэтому рабочие часто перемещают их из
одной камеры муравейника в другую, где условия более подходящие[21]. После завершения стадии
куколки, рабочие муравьи помогают новому члену семьи выйти из неё, так как сам муравей не в
состоянии вскрыть кокон. Самцы и будущие царицы выходят из куколок с крыльями.
Муравей переносит куколку.
Первые несколько дней жизни новый рабочий тратит на уход за королевой и расплодом. Затем ему
доверяют рыть туннели и другую работу внутри гнезда. Впоследствии муравей становится
защитником гнезда и фуражиром. Эти изменения довольно внезапные, и являются примерами
временных каст. Объяснение такой последовательности связано с высокой смертностью среди
фуражиров, поэтому ими являются взрослые муравьи, которые могут скоро умереть естественной
смертью].
Брачный полёт муравьёв.
У большинства видов муравьёв способность спариваться есть только у королевы и будущих цариц.
Вопреки распространённому мнению, в некоторых семьях муравьёв могут быть несколько королев
(полигинность), а в других может не быть королевы вовсе. Рабочие, способные к размножению,
называются гамэргатами (англ. gamergates), а, соответственно, колонии, в которых нет королевы
называются гамэргатными[24]. Крылатые самцы муравьёв выходят из куколок вместе с будущими
царицами и ничего не делают в жизни кроме питания и спаривания. Большинство муравьёв
моновольтинны, то есть колония даёт в год одно поколение[25]. В определённый момент времени,
который зависит от вида, крылатые самки и самцы покидают колонию, и отправляются в брачный
полёт (англ.). Как правило самцы взлетают раньше самок и выделяют феромоны, заставляющие
самок следовать за ними. Самки большинства видов спариваются только с одним самцом, но
встречаются и те, которые спариваются с десятью и более самцами[26]. После этого самка ищет
подходящее место для создания новой семьи. Там она отгрызает себе крылья, роет первую камеру, и
начинает откладывать яйца и ухаживать за ними. Царица хранит сперму, полученную во время
брачного полёта, и оплодотворяет ей будущие яица. Первые рабочие новой семьи слабые и
маленькие, по сравнению с более поздними рабочими, но они начинают работать немедленно на
благо семьи. Они увеличивают гнездо, добывают корм и ухаживают за расплодом. Так создаются
новые семьи в большинстве видов, но есть виды, где несколько королев. В определённое время одна
из королев со свитой покидает колонию и переселяется на новое место[27]. Этот процесс сродни
роению у медоносных пчёл.
У муравьёв был отмечен широкий спектр стратегий в области репродукции. Например, самки
некоторых видов способны воспроизводиться путём бесполого размножения, в котором самки
появляются из неоплодотворённых яиц,а у вида Mycocepurus smithii всё особи являются женского
рода.
Муравьи активны в течение всего года в тропиках, а в более холодных регионах они переживают зиму
в состоянии покоя и бездействия
. Формы бездействия разнообразны и у некоторых видов даже личинки переходят в состояние
диапаузы, но у большинства взрослые особи перезимовывают в состоянии пониженной активности.
Пути создания новой семьи обычный.
Куколка муравья в коконе (кокон частично вскрыт)
Во время брачного лёта самки и самцы выходят из гнёзд 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 гнёзд спариваются в воздухе или на земле,
вскоре после этого самцы погибают, а оплодотворённые самки сбрасывают крылья и отправляются на
поиски места для гнезда. Во время лёта такие самки во множестве бегают по земле.
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. Спустя неделю 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 муравьёв) подвешиваются на стенках камеры. Через 2 недели
личинки заканчивают рост, и начинается окукливание. К этому времени они становятся крупнее
рабочих муравьев. 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 ещё в родительском гнезде. После того как из куколок выйдут первые рабочие, они
выходят наружу из камеры и начинают добывать пищу. С этого момента самка только откладывает
яйца. Все работы в гнезде берут на себя рабочие особи.
Временный социальный паразитизм
Довольно часто распространен также другой способ — временный социальный паразитизм или
адопция. Самки рыжих лесных муравьёв (Formica polyctena), например, не могут самостоятельно
основать новую семью. Для этого им нужна помощь рабочих другого вида — бурого лесного (Formica
fusca), краснощёкого (Formica rufibarbis) или серого песчаного муравьёв (Formica cinerea). Молодая
самка рыжего лесного муравья находит муравейник одного из этих видов, потерявший собственную
самку, и поселяется в нём. У других временных социальных паразитов, например, у жёлтого пахучего
муравья (Lasius umbratus), самка проникает в гнездо вида-хозяина, где имеется своя самка, и
оказывается настолько привлекательной для рабочих-хозяев, что они позволяют ей убить
собственную самку и занять её место. Некоторое время в гнезде мирно сосуществуют муравьи двух
видов, но «хозяева», лишившиеся матки, постепенно вымирают, и новые обитатели полностью
заселяют гнездо и перестраивают его по собственному усмотрению.
Деление
Ввиду большой смертности при предыдущих двух типах создания новой семьи, муравьи изобрели
новый путь — деление материнской общины и обособления ее частей. Существует несколько
вариантов деления: деление семьи пополам — гесмозис или выделение небольшого отводка —
почкование, при котором на некотором расстоянии от родительского гнезда строится дочернее гнездо,
или отводок, куда переселяется часть рабочих семьи с расплодом и молодой самкой. Почкованием
размножаются колонии кочевых муравьев, например эцитон Бурчелли (Eciton burchellii).
Продолжительность жизни
Муравьиные семьи могут быть очень долговечными. Королева может жить до 20 лет, рабочие живут
от 1 до 3 лет. Самцы, однако, живут всего несколько недель.Муравьиные королевы живут в 100 раз
больше, чем одиночные насекомые аналогичного размера Известен случай, когда муравей прожил
семь лет.[источник не указан 245 дней] Но в естественных условиях в течение года население
муравейника почти полностью обновляется.
ЛИТЕРАТУРА
Арнольди К. В., Длусский Г. М. Надсемейство Formicoidea.
Семейство Formicidae – Муравьи // Определитель насекомых
Европейской части СССР. Л., 1978. Т. 3, ч. 1. С. 519 – 556.
Длусский Г. М. Муравьи рода Формика. М., 1967. 236 с. PDFкопия книги, 27M
Длусский Г. М., Букин А. П. Знакомьтесь, муравьи. М., 1986.
223 с.
Купянская А. Н. Муравьи (Hymenoptera, Formicidae) Дальнего
Востока. Владивосток, 1990. 258 с.