Муравьи являются маленькими насекомыми, которые подобно осам и пчелам, относятся к семейству перепончатокрылых.

Муравьи - одни из наиболее распространённых насекомых на Земле. Большинство видов можно встретить в субтропиках и тропиках. В тропиках имеет место самая плотная заселенность муравьями. В лесах Амазонки около одной трети живой биомассы образуют муравьи. Что касается Европы, то тут обитает около ста восьмидесяти видов муравьёв.

Муравьи имеют важное значение для природы. Они выделяют питательные вещества, поедают насекомых-вредителей и выступают пищей для многих птиц и животных. Существует примерно шесть тысяч видов муравьев, большинство которых проживает в открытой природе. Только некоторые из них предпочитают жить около построек людей или в самих домах. Рыжий домовой и черный муравьи более всего распространены в жилых помещениях. Их часто можно встретить в городских квартирах.

Внешний вид и особенности жизнедеятельности

Муравьи обладают ступенчатой головкой и крупной задней частью туловища. Они имеют щупальца, которые состоят из кончиков и длинного элемента. У муравьев высокий уровень организации социальной структуры.

В семье муравьев откладывает яйца муравей-королева. Самцы занимаются исключительно оплодотворением королевы и живут недолго. Крылатые самки кратковременно появляются и после спаривания отбрасывают крылья и образуют новые муравьиные колонии. Если наблюдать за муравейником, то, как правило, можно увидеть лишь бескрылых рабочих особей, занятых поиском пропитания вокруг муравейника.

У муравьев есть возможность общаться при помощи ароматов - феромонов. Дорога к источнику питания помечается запахом их ножек, выделяемом специальными железами и содержащем информацию о качестве и месте источника. По этому следу формируется муравьиная тропа и по ней муравьи носят пищу в муравейник. Жидкая пища транспортируется в т.н. социальных желудках. Что касается твёрдой пищи, например, личинок, то она транспортируется в муравейник целиком или частями.

Среда обитания и размножение

Живут муравьи крупными колониями и семьями, в которые входят самцы, самки, т.н. рабочие муравьи (как правило, бесплодные самки) и личинки, куколки и яйца муравьев.

Яйца муравьев маленьких размеров, личинки червеобразного вида и без ног и помещены глубоко в гнезде и недоступны взгляду людей. Рабочие муравьи ухаживают за ними. Они же занимаются приносом в гнездо пищи, причем в её поисках уходят, как правило, менее десяти процентов всех рабочих муравьев.

Домовые рыжие муравьи образуют семьи из тысяч, а то и более чем миллиона особей. В гнездах иногда имеется до двухсот маток-самок. Прирост за год может составлять от двух до тридцати тысяч муравьев. Время развития одного муравья от яйца до взрослого состояния у данных муравьев составляет около сорока суток. Самка муравья живет двести семьдесят суток, самец - всего двадцать суток, рабочий муравей - шестьдесят суток.

Вообще рыжие муравьи способны есть практически все. Но больше всего любят продукты с сахаром и животным белком. Чаще всего принимают в пищу полужидкие или жидкие органические вещества. Вырабатывая во рту слюну с пищеварительными соками и предварительно обрабатывая твердую пищу, муравьи, после того, способны её поглощать.

Жить они способны лишь в достаточно отапливаемых местах. Что касается квартир, то предпочитают поселяться на кухнях, столовых и ванных комнатах. Для гнезд выбирают малодоступные и скрытные места - под паркетом, за кафелем, за плинтусом, во всевозможных щелях и трещинах и т.п. Распространяясь по зданию, проникают в другие помещения, используя всевозможные коммуникации (трубы и т.п.) и щели.

Муравьи - силачи!

Как известно, муравьи способны переносить грузы, по массе в несколько раз превышающие их собственный вес.

Секрет здесь в том, что мышечная сила муравья снижается не прямо пропорционально его размерам. Считаем: со снижением габаритов тела насекомого масса его снижается пропорционально третьей степени длины его корпуса, а поперечная площадь сечения мышц, определяющая абсолютную силу, — снижается и соответствует квадрату длины его корпуса, значит, в меньшей степени, нежели его масса. С помощью этого факта маленькие муравьи могут транспортировать на себе крупные грузы.

Однако, следуя этим же расчетам, если теоретически увеличить муравья до размеров слона, он уже не сможет таскать такую же массу, сколько может переносить, имея небольшие размеры.

Опасность для людей

Ползая где-либо по гниющим остаткам пищи и нечистотам, а потом, попадая на продукты питания, муравьи способны выступать разносчиками всевозможных заболеваний людей: дифтерия, тиф и т.п. Любые продукты питания способны пострадать от нашествия муравьев.

Серьезно осложняет борьбу с этими насекомыми скрытное размещение гнезд и невозможность эффективного применения контактных ядов для снижения их численности. Обычно эффективнее всего приманочный метод, который основан на особенностях данного биологического вида передавать свой корм изо рта одной особи в рот другим, которые находятся в гнезде.

Муравей принадлежит к классу насекомые, типу членистоногие, отряду перепончатокрылые, семейству муравьи (лат. Formicidae). По организации муравьи относятся к группе общественных насекомых с четким разделением на три касты: рабочие особи, самки и самцы.

Кроваво-красный муравей (рабовладелец) (лат. Formica sanguinea) широко распространен в Европе, средней полосе России, встречается в Китае и Монголии. Рабочие особи имеют длину до 8 мм и черное тело с оранжевой головой. Матка муравья вырастает до 10 мм и отличается красной головой и оранжевого цвета грудью. Летние гнезда муравьи устраивают в полусгнивших пнях, в земле и под камнями, в зимнее время семья перебирается в другое гнездо, расположенное у основания деревьев. Типичным образом жизни данного вида муравьев являются грабительские набеги на муравейники бурых лесных, прытких и других муравьев. Захваченные куколки приносятся в гнездо и воспитываются в качестве «рабов».

Желтый муравей-амазонка (лат. Polyergus rufescens) – вид муравьев, отличающийся достаточно крупными размерами: самки достигают почти сантиметровой длины, размеры самцов несколько скромнее – 6-7,5 мм, «солдаты» еще мельче и редко вырастают более 5-7 мм. Самки и «солдаты» окрашены в желто-красноватые тона, тельце обычно покрыто черными волосками. Самцы муравьев черные, конечности и усики бурого цвета. Вид обитает в странах Европы, в западных регионах Азии, на западе Сибири. Муравей-амазонка предпочитает селиться во влажных лесах, выбирая для постройки муравейника просеки и опушки. Амазонки ведут рабовладельческий образ жизни, похищают других муравьев в стадии куколок, а затем используют их в качестве рабов, рабочей силы.

Муравьи-легионеры или муравьи-кочевники (дорилины, бродячие муравьи) (лат. Dorylinae) – подсемейство кочевых муравьев, обитающих исключительно в тропиках и субтропической зоне. Особенно распространены муравьи-легионеры в Центральной и Южной Америке, встречаются на территории Африки. Обитают огромными колониями, основную часть которых составляют рабочие особи. Муравьи кочевники уничтожают на своем пути все, что годится в пищу. Несмотря на средние размеры в 2-4 мм, данный вид муравьев «берет» своей численностью, истребляя при нашествиях посевы культурных растений и питаясь их соками.

Где обитают муравьи?

Этих насекомых можно наблюдать на всех континентах, во всех природных областях и климатических зонах. Их нет только в суровом климате Арктики и Антарктиды, на холодных островах Гренландии и Исландии, а также в знойных пустынях. В районах с умеренным и холодным климатом муравьи зимой впадают в спячку.

В основном, эти насекомые строят себе жилища-муравейники в прелой или гнилой древесине, в почве и под мелкими камнями. Некоторые виды муравьев захватывают чужие гнезда или живут рядом с человеком.

Пища муравьев разнообразна и зависит от вида. Рацион питания большинства видов состоит из растительной и животной пищи, причем питается каждая особь по нескольку раз в сутки.

Источником белка, необходимым для роста и развития личинок муравьев в природе, становятся мертвые насекомые, останки животных, трофические яйца, откладываемые маткой при переизбытке еды, яйца насекомых-вредителей и полупереваренная пища взрослых муравьев. Личинки домашних муравьев довольствуются молочными продуктами, желатином и остатками яичных блюд. Питание матки муравьев также состоит из белковой пищи, которую специально пережевывают ухаживающие за ней муравьи.

Основу углеводного меню большинства муравьев составляют медвяная роса (сахаросодержащие соки листвы, выделяемые при перепадах температуры) и падь - сладкие выделения насекомых, в особенности . Муравьи – молочные фермеры выращивают тлю для себя, пасут ее, выхаживают и защищают ее приплод от других муравьев. Эти пастухи доят своих домашних питомцев и питаются их молоком.

Дополнительными компонентами пищи муравьев в природе могут быть семена и корни растений, орехи, древесные соки. Некоторые муравьи выращивают в муравейниках в качестве пищи колонии грибов, а также питаются и насекомыми.

Муравьи – жнецы употребляют сухие семена растений, сухие плоды и зерновые культуры. Они способны запасти 1 кг сырья, что дает возможность прокормиться зимой целой колонии муравьев. Муравьи-листорезы приносят в муравейник кусочки листьев, пережевывают и хранят в своеобразных камерах-теплицах. Со временем из этих кусочков в хранилище вырастают грибы, являющиеся основным кормом для этих муравьев-гурманов. Муравьи-центромирмексы питаются исключительно термитами. Муравей-дракула пьет соки, выделяемые своими же личинками, а личинок кормит разными насекомыми. Домашние муравьи являются всеядными.

Зимой, при значительном похолодании, муравьи впадают в спячку, во время которой голодают. Большинство видов, тем не менее, ведет зимой активный образ жизни в герметичном муравейнике, питаясь обильными запасами.

Муравей хорошо знаком человеку. На сегодняшний день изучено и описано приблизительно 13000 насекомых, которые расселились практически по всему миру. Исключение составляет Антарктида, приполярные области и центральные территории обширных пустынь. Благодаря своей огромной численности муравьи составляют в среднем от 10 до 25% биомассы наземных животных. Из этого количества более 300 разновидностей насекомых обитает на территории России. Способность приспосабливаться к различным средам обитания обусловлена социальной организацией и использованием разнообразных ресурсов.

Общее описание

Фото муравья крупным планом, размещенные на сайте, позволят внимательно его рассмотреть. В зависимости от принадлежности к тому или иному виду насекомые бывают разных размеров. Самые мелкие особи достигают в длину всего 1 мм, а – до 50 мм. Отличаются они и окрасом. Среди муравьев встречаются рыжие, черные, красные, глянцевые, матовые и даже зеленые. Каждый вид насекомых имеет свои характерные внешние признаки, специфическое поведение, а также они различаются определенным .

С биологической точки зрения, муравьи относятся к отряду перенончатокрылых. Помимо этого, они принадлежат к классу насекомые, типу членистоногие и объединены в семейство Formicidae, что в переводе с латинского означает муравьи.

Интересно!

Муравьи – насекомые трудолюбивые и обладают огромной работоспособностью. Они в состоянии поднять груз, масса которого в 20 раз больше их . Тяжести переносятся на значительные расстояния.

Муравьи – общественные насекомые. Социальная структура их сообщества имеет строгую иерархию с разделением труда, развитыми системами коммуникации и самоорганизации. Это позволяет особям координировать свои действия и выполнять возложенные на них задачи. Некоторые разновидности муравьев наделены способностью передавать друг другу сложную информацию, благодаря развитому «языку». Все особи разделены на 3 касты:

• самки: королевы или ;
• самцы;
• рабочие муравьи – бесплодные самки.

Принадлежность к той или иной группе обусловлена на генетическом уровне и не может быть изменена никакими обстоятельствами. Самцы муравьев и самки , у рабочих особей они отсутствуют. У всех разновидностей насекомых из оплодотворенных яиц рождаются особи женского пола, которые в последующем могут стать королевами или рабочими. Из неоплодотворенных яиц – только самцы.

Для того, чтобы иметь полное представление о муравьях, описание внешнего вида необходимо дополнить особенностями их анатомического строения.

Экскурс в анатомию

Внешнее строение муравьев отличается четко выраженной сегментацией, в которой представлены такие части тела – голова, мезосома (грудь) и соединенное с ней тонкой талией брюшко. Все они покрыты прочной хитиновой оболочкой, которая представляет собой экзоскелет. Данный факт указывает на то, что скелет насекомого находится снаружи, но, несмотря на это, выполняет все функции необычно расположенного органа. Он обеспечивает защиту тела и его поддержку.

Анатомия муравья довольна сложная, но и интересна благодаря своим специфическим особенностям. Узкая талия, соединяющая брюшко с мезосомой, называется петиоль, включающая в себя один или 2 членика. Вместе с брюшком они образуют метасому. Такое строение муравья в значительной мере отличает его от других насекомых.

Характерной особенностью являются коленчатые усики, расположенные на голове. Они выполняют функцию органов чувств и помогают муравью обнаружить химические вещества и распознать запахи, определить направление воздушных потоков, ощутить вибрации. С их помощью посредством соприкосновения осуществляется передача и прием сигналов. На фото муравья четко видны коленчатые усики и структура тела насекомого.

На заметку!

Подобные усики имеются только у муравьев. Другие насекомые лишены такого органа чувств.

Внешние особенности муравьев отдельных видов отражаются и на строении головы. Она бывает плоско-выпуклой, сердцевидной, конической, квадратной, круглой или пирамидальной. Голова муравья оснащена сильными мандибулами, которые предназначаются для переноса пищи, строительного материала и обороны.

Интересно!

У некоторых видов насекомых жвалы открываются на 270° и захлопываются как капканы с огромной скоростью – 120-230 км/час. Поэтому даже крохотный муравей способен чувствительно У некоторых видов насекомых жвалы открываются на 270° и захлопываются как капканы с огромной скоростью – 120-230 км/час. Поэтому даже крохотный муравей способен чувствительно .

Головной мозг насекомого в отношении к массе его тела соотносится как 1:200, что является одним из самых крупных среди представителей мира животных. Однако муравей – это насекомое, не обладающее высоким интеллектом, так как все его реакции заложены на генетическом уровне. Многообразие и сложность инстинктов поражает воображение. В этой связи можно выделить такие особенности муравьев:

• высокая организованность;
• способность к самопожертвованию на благо колонии;
• приспособления к среде обитания напоминают разумную деятельность.

Все эти и множество других факторов привлекают внимание ученых мирмекологов. В их научных работах описаны различных видов.

Грызущего типа ротовой аппарат муравья состоит из верхней (лабрум) и нижней (лабиум) губ, а также челюстей-мандибул. У одних видов насекомых жвалы крупные, у других – не очень. Могут быть тупыми или острыми, смыкающимися и перекрывающимися. Благодаря мильным челюстям насекомые даже при закрытом рте способны тщательно жевать пищу. На языке нижней губы, с помощью которого муравьи чистят тело, расположены вкусовые рецепторы.

Людям интересно знать, сколько глаз у муравья. Органы зрения имеют сложное фасеточное строение. Глаза муравьев состоят из множества микроскопических линз. Они прекрасно различают движения, однако остротой зрения насекомые похвастаться не могут.

Интересно!

Большинство особей страдают близорукостью, а некоторые не видят вообще.

В верхней части головы муравья кроме парных глаз имеются еще 3 простых глазика. С их помощью они могут определить световой поток и степень освещенности.

У муравьев оригинальное стебельчатого типа брюшко, имеющее одно или 2 кольца. На нем размещаются небольшие зазубрины или вырост, расположенный вертикально. В брюшке размещаются внутренние органы муравья, в том числе и репродуктивные, а также выделительные железы.

У многих представителей семейства, особенно это касается рабочих муравьев, на конце третьего сегмента тела располагается потерявший свою функциональную принадлежность яйцеклад. Он трансформировался в жало, служащее орудием защиты и добывания пищи. Особи выделяют кислоту и другие сигнальные вещества, которые благодаря этому органу разбрызгиваются на расстояние в несколько сантиметров, поражая врага и предупреждая сородичей об опасности.

Все представители семейства муравьиных имеют 3 пары ног, которые прекрасно развиты. Расположенные на грудном сегменте они выполняет строго определенные функции:

• 1 пара снабжена специальными «щеточками», позволяющими насекомым осуществлять гигиенические процедуры;
• задние лапки оснащены шпорами, которые служат для защиты от врагов и атаки при сражениях с другими муравьями.

Когти, имеющие крючковатую форму, заканчивают конечности муравья. Благодаря этой особенности, передвижения муравья осуществляются по горизонтальным и абсолютно гладким вертикальным поверхностям. Метод их передвижения во многом определяется . Отдельные виды муравьев совершают прыжки, планируют и даже образовывают переправы по воде.

Внутреннее строение

Внутреннее анатомическое строение муравьев довольно сложное. Оно требует подробного описания и изучения. Как и любое животное, представители семейства имеют органы пищеварения, выделения, дыхательную, нервную и кровеносную систему. Сердце насекомого, обеспечивающее циркуляцию бесцветной гемолимфы или крови, представлено в виде мускулистой трубки, проходящей вдоль всей спинной поверхности тела особи. Размер муравья и специфические особенности строения зависят от принадлежности к тому или иному виду, а также статусу в семье.

Ответить на простой вопрос, где живут муравьи не так сложно. Насекомых можно встретить практически на всех континентах, в разных природных и климатических зонах. Они предпочитают строить себе специальные жилища-муравейники, которые могут располагаться на поверхности, в глубине земли, разлагающейся древесине, под мелкими камнями. Некоторые виды членистоногих оккупируют чужие гнезда или поселяются рядом с человеком.

Фото муравейника, представленное на сайте, позволяет познакомиться со сложной системой устройства жилища насекомых.

Основательницами гнезд, которые возводятся особями самостоятельно, являются самки или королевы. Их основная функция – продолжение рода и поддержание численности популяции, однако именно они выбирают подходящее место для . В любой колонии имеется только одна матка-королева. Все остальные, в зависимости от иерархической принадлежности, ее кормят, оберегают, присматривают за отложенными яйцами и потомством.

Насекомые предпочитают жить колониями. Им присущ оседлый образ жизни, поэтому они строят для себя пригодные для жизни гнезда. Основная часть муравейника находится в почве, где организована сложная разветвленная система ходов и лабиринтов, уходящих на глубину более 4 м. Именно здесь располагается королева, находятся яйца и личинки. Для ее обслуживания в муравейнике находится большая часть живых муравьев.

На заметку!

Вид наружной части жилища может варьироваться от простого отверстия в земле до громадного сооружения, на строительство которого насекомые используют опавшую хвою, ветки растений и другой материал.

Структура семьи и особенности существования

Муравьиная семья – хорошо организованное сообщество со строго установленным разделением труда, внутренней системой связей и взаимоотношений. Численность особей в колонии может достигать нескольких десятков, а иногда и миллионов жителей. Большую часть представителей семейства составляют бесплодные бескрылые самки – рабочие муравьи, из которых формируются касты солдат, фуражиров, «нянек», строителей и других работников.

В муравьиной колонии чаще всего присутствует одна репродуктивная самка. Она только один раз во время «брачного полета». Полученного запаса спермы ей хватает на всю жизнь, продолжительность которой варьируется от 12 до 20 лет и зависит от вида насекомого. Оплодотворенные особи отгрызают себе крылья и создают новую семью. Цикл развития муравьев состоит из нескольких стадий – яйцо, личинка, куколка и имаго. Из оплодотворенной яйцеклетки на свет появляются самки, в противном случае – самцы.

Способность приспосабливаться к определенной среде обитания сказывается на , в котором представлена растительная и животная пища. Матке доставляется белковый рацион, а рабочие муравьи предпочитают питаться мелкими частями ягод, плодов, соком растений, семенами и другими продуктами углеводного меню.

Интересно!

Этих маленьких представителей фауны в основном зависит от функциональных обязанностей. Рабочий муравей трудится на благо колонии в течение 1-3 лет. Самый короткий жизненный путь отведен самцам, он может достигать всего нескольких недель.

Муравьи – одни из интересных и постоянно изучаемых представителей животного мира планеты. Они выполняют большое количество важных экологических функций и оказывают неоценимую , регулируя численность вредных насекомых..

Муравьи насекомые стадные. Нет муравьев одиночек или отшельников. Все разновидности этих мелких тружеников живут колониями. У каждого жителя муравейника свои конкретные обязанности, но все усилия направлены только на одно - защиту, укрепление и процветание своей многочисленной семьи .

Муравьиный «табель о рангах»

Общение и взаимный контакт между соплеменниками производится с помощью каналов (сигнальных и пищевых). Колония условно разделена на «отряды»:

Рабочие.

Солдаты.

Самки.

Самцы.

Во главе этого легиона стоит матка, она же королева . У матки самые большие размеры. Это настоящий конвейер по производству яиц. Рабочий отряд муравьев обязан ухаживать за яйцами, куколками, искать и заготавливать пропитание, ремонтировать и укреплять муравейник. Отряд муравьев-стражников, так называемые солдаты осуществляют защитные функции, охраняют входы и расправляются с чужаками. Для самок и самцов уготована роль участников в процессе воспроизведения потомства.

Защитники муравейника - это подвид рабочего муравья, но с немного большими габаритами. Отдельные муравьиные разновидности имеют насекомых - солдат, неспособных питаться самостоятельно. Рабочие вынуждены их кормить.

Основная функция солдата защитная . Он охраняет муравейник, пищевые запасы и муравьев-фуражиров. Второстепенная задача - это помощь при расчленении крупной добычи на части, если рабочий муравей не в состоянии унести ее целиком.

Муравьи-рабочие

Это самая многочисленная группа жителей муравейника. Первые, кто появляется после того, как матка заложит первую камеру будущего муравейника - это муравей-строитель. Он расширяет и укрепляет будущее подземное царство, ухаживает за будущим потомством.

Рабочие муравьи делятся в своей группе на несколько подгрупп . Кому какие обязанности выполнять, зависит от индивидуальных качеств каждого насекомого. Например, особи с инициативными наклонностями и реакцией идут в охотники или разведчики. Более степенные пасут и разносят по растениям тлю, собирают ее сладкую падь. Повлиять на смену деятельности может только возраст, когда старый муравей уже не годится для разведывательной деятельности или охоты или внезапная гибель большей части колонии.

Молодые экземпляры работают под землей, внутри муравейника . Строят новые ячейки, роют проходы, ухаживают за личинками и самками.

Про некоторых людей говорят: «Трудится как муравей». И не имеется ввиду, что результат его труда микроскопический. Наоборот, это похвала, обозначающая гигантскую работу, сделанную в одиночку. Сравнение с насекомым не случайно. Мало кто в животном мире может похвастаться такой силой и выносливостью. Маленький муравьишка способен поднимать и носить вес, больше его самого в 50 раз! А если несколько насекомых объединят свои усилия, то цифра увеличивается до 70-80! Это потому, что в строении тела у муравья преобладает мышечная ткань. Учитывая численность муравейника и количество «нахлебников», которых рабочий муравей обеспечивает пищей, понятно, что сила ему совсем не лишняя. Упорное насекомое, если не в состоянии поднять и нести большую добычу, будет волочить ее по земле за собой, пока не подоспеет помощь.

Удивительно, что при возникновении преграды на пути, муравьи сцепляются лапками и образуют живые мостики длиной до нескольких метров . Обычно это нужно для преодоления ручья, расселины, любых мест, где нет возможности пройти по земле. Так вот, такой мост способен выдержать груз в несколько кг.

Кто же главный?

Образование новой колонии начинается с матки. Это королева колонии. Она не выполняет никаких функций (заготовка, защита, строительство), кроме одной - увеличивать и поддерживать численность муравьиного семейства. Матка образуется из обычной самки, которую оплодотворил самец, и она смогла организовать собственное «королевство» . У матки единственной есть крылья, которые она откусит себе сама после выхаживания первого помета.

Продолжительность жизни муравьиной королевы доходит до двух десятков лет и более. Пока матка жива, у колонии есть все шансы восстать из пепла после любых, самых сокрушительных потерь . За весь биологический цикл она откладывает полмиллиона яиц.

За королевой-матерью по статусу идут рабочие, самое многочисленное поголовье колонии. Затем следуют охранные войска. И замыкают цепочку самцы и самки, среди которых, конечно же, есть особи, которые при успешном оплодотворении сами станут матками и образуют собственное муравьиной царство.

Видео "Первые шаги муравья-солдата"

Органы пищеварения

Органы пищеварения у муравьев разделяются на предротовую камеру и собственно пищеварительный тракт.

Предротовая камера – это сферическая полость, расположенная над нижней губой и под глоткой. Она служит приемником для жидкой и полужидкой пищи, а также для различных остатков после чистки тела. В предротовой камере происходит «сортировка» пищи – всё съедобное попадает в рот, а несъедобные частицы выделяются в виде комочков, имеющих форму камеры.

Пищеварительный тракт состоит из переднего, среднего и заднего отделов. Передний отдел у взрослых муравьев состоит, пищевода, зоба и провенрикулюса. За несколько вздутой глоткой, находящейся в передней части головы и открывающейся ротовым отверстием, следует длинный пищевод, проходящий через всю грудь насекомого. Зоб, слепой отросток пищевода, у многих муравьев может сильно раздуваться. По образному выражению, зоб – это «общественный желудок» муравьев. Пища, хранящаяся в нем, распределяется среди всего населения гнезда.

Интересно строение провентрикулюса, или жевательного желудка, - последнего отдела передней кишки. Как показали исследования Эйзнера и его соавторов (Eisner 1957; Eisner, Brown, 1958; Eisner, Happ, 1958), сложное строение этого отдела имеет большое функциональное значение. У примитивных муравьев(например муравьи подсемейства Myrmicinae) прохождению пищи из зоба в желудок препятствует только кольцевой мышечный сфинктор, поэтому зоб не может в полной мере функционировать как «общественный желудок». Трофаллаксис у этих муравьев развит слабо, длительное время хранить пищу в зобу они также не способны. У Formicinae и Dolichoderinae появляются специальные приспособления, позволяющие без мышечных усилий удерживать пищу в зобу. Провентрикулюс у этих муравьев жесткий и склеротизированный, а чашеобразные и куполообразные структуры образуют клапаны, которые автоматически не пропускают пищу в желудок.

Во вздутой средней кишке, которую обычно называют желудком, происходит основное переваривание пищи. По данным Эйра(Ayre, 1963) у Camponotus herculeanus только здесь выделяется протеаза и преимущественно здесь же – липаза. Из ферментов, разлагающих углеводы, он обнаружил лишь небольшое количество инвертазы. Однако у Formica polyctena в этом отделе активно разлагаются мальтоза, сахароза и мелитоза и слабее мелобиоза, раффиноза, трегалоза и крахмал(Graf, 1964).

Возле средней кишки Serviformica локализуются симбиоциты – сильно видоизмененные клетки, содержащие симбиотические бактерии.

Задняя кишка подразделяется на три отдела: пилорический отдел, тонкую кишку и прямую кишку, или ректум. Последняя сильно вздута, снабжена мошной мускулатурой и открывается в анальную трубочку.

У Formica имеются следующие парные железы, принимающие участие в процессе пищеварения: максиллярные (нижнечелюстные), слюнные (ла­биальные) и глоточные. У F. polyctena экскреты этих желез разлагают следующие углеводы: мальтозу, сахарозу, мелитозу, мелобиозу, раффи­нозу, трегалову и крахмал (Graf, 1964).

Максиллярные железы открываются в глотку. У С. herculeanus они выделяют главным образом инвертазу и в меньшей степени - амила­зу, т.е. ферменты, переваривающие углеводы (Ayre, 1963).

Лабиальные (слюнные) железы располагаются в груди и гомологичны прядильным железам личинок. Их две, но протоки этих желез сливаются вместе и образуют один непарный проток, открывающийся в нижней губе. У F. rufa на каждом из парных протоков перед слиянием имеются слепые отростки, способные раздуваться, служащие для хранения экскрета (Meinert, пo Wheeler, 1910). У С. herculeanus основной фермент, выделяемый этой железой - амилаза (Ауге, 1963).

Как показали исследования Гессвальда и Клофта (Gosswald, Kloft, 1957-1960) с применением радиоактивного фосфора, экскрет лабиальных желез служит для кормления цариц и личинок половых особей. Меченый фосфор из желудка через 24 часа попадает в эти железы, а затем уже экскрет распределяется в гнезде.

Глоточные (фарингеальные или, правильнее, постфарингеальные) же­лезы муравьев не гомологичны глоточным железам других перепончато­крылых, например, пчел (Otto, 1958b). У С. herculeanus экскрет глоточ­ных желез содержит небольшое количество липазы и следы амилазы (Ауге, 1963). Опыты с радиоактивным фосфором показали, что у For­mica из железы этот экскрет поступает в зоб и затем распределяется меж­ду всеми особями гнезда (Naarman, 1963).

Кроме перечисленных желез, с ротовым аппаратом муравьев связаны парные мандибулярные (челюстные) железы, открывающиеся в основании жвал. К процессу пищеварения эти железы, по-видимому, не имеют от­ношения. Считается, что они выделяют вещества, используемые для скле­ивания частиц почвы при постройке гнезда или для изготовления картона (Donisthorpe, 1915). У ряда видов из подсемейств Myrmicinae и Dorylinae эти железы выделяют пахучие вещества - торибоны (Wilson, 1963b).

Органы выделения

M - мальпигиевы сосуды

Органы выделения представлены у муравьев малышгиевыми сосудами, впадающими в пилорический отдел задней кишки. Функцией их является выведение из организма конечных продуктов обмена веществ, главным образом мочевой кислоты.

Мускулатура

Хитиновый наружный скелет служит основой, к которой прикрепляются поперечнополосатые скелетные мышцы. У рабочих строение мышечной системы проще, поскольку у них отсутствует летательная мускулатура, имеющаяся у самцов и самок. Однако у последних она, после сбрасывания крыльев, резорбируется и идет на образование эк­скрета, которым выкармливаются личинки.

Дыхательная система

Дыхательная система муравьев, как и у подавляющего большинства других насекомых, трахейная. Трахеи открываются наружу дыхальца­ми, или стигмами. Дыхальца имеются между среднегрудью и эпинотумом (заднегрудные), на эпинотуме, на стебельке у основания чешуй­ки и на каждом из сегментов брюшка.

Кровеносная система

Гемолимфа («кровь») муравьев - бесцветная жид­кость. Она циркулирует по телу насекомого благодаря работе спинного сосуда («сердца») - мускулистой трубки, проходящей вдоль всей спин­ной поверхности тела.

Центральная нервная система

1a - надглоточный ганглий; 1b - подглоточный ганглий; 2 - грудные нервные узлы; 3 - брюшная нервная цепочка.

Центральная нервная система насекомых состоит из ряда ганглиев, связанных между собой. У Formica имеются следующие ганглии: надглоточный, подглоточный, три грудных (соответствующие каждому сегменту груди) и несколько небольших брюшных.

Сравнительные размеры и форма надглоточного ганглия

Рабочего(1), матки(2) и самца(3) Serviformica fusca.

Наиболее важной частью является надглоточный ганглий, или «мозг» муравьев, в котором образуются временные связи. Объем «мозга» отно­сительно наибольший у рабочих, меньше у самок и самый маленький у самцов. По данным Маршала (Marchal, по Шовену, 1953), объем мозга Formica составляет 1/280 объема тела, у Dytiscus это отно­шение равно 1/4200, у Ichneumon - 1/400 и у медоносной пчелы – 1/174.

Временные связи образуются у муравьев в грибовидных телах, являющихся аналогом коры головного мозга позвоночных. Размеры грибовидных тел муравьев связаны со способностью различных видов к образованию условных рефлексов (Brun, 1959). У рабочих Formica (Marchal, по Шовену, 1953) грибовидные тела составляют 1/2 объема мозга, у самок они относительно меньше, а у самцов совсем маленькие. Для сравнения отметим, что у медоносной пчелы, несмотря на то, что мозг их относительно больше, грибовидные тела составляют всего 1/15 размеров мозга.

Органы чувств

Зрение

Органы зрения представлены большими фасе­точными глазами и тремя простыми глазками,
имеющимися у всех каст. Функция глазков пока не очень ясна. Имеются данные (Homann, 1924),
что Formica с глазками, покрытыми непрозрачным лаком, ведут себя как слепые. Сложный глаз
состоит из большого количества отдельных омматидиев. Для разрешающей способности глаза
большое значение имеет угол зре­ния отдельных омматидиев. Например, у пчелы этот угол около 1°, а у уховертки - 8°, так что там, где уховертка видит только одну точку, пчела различает 64 (Шовен, 1953). У F. rufa угол зрения отдельного омматидия рабочего 3,5 , но насекомое может различать сферу при телесном угле 2,5° (Homann, 1924). Еще старыми наблюдениями Леббока и Фореля (Леббок, 1898; Forel, 1886а) было установлено, что муравьи собирают своих личинок на границе видимого и инфракрасного света (800 ммк), но избегают темной для нас зоны ультрафиолетовых лучей (380-330 ммк). Они уносят личинок под сосуд с сероуглеродом, поглощающим ультрафиолетовые лучи, но проз­рачным для нас, предпочитая его экрану, зачерненному окисью никеля, пропускающей ультрафиолетовые лучи, но непрозрачной для видимых. Наиболее активно стимулирует у муравьев перенос личинок зона от 600 до 575 ммк (желтый свет) (Эббот, по Шовену, 1953). В последние годы (Vowles, 1950) доказано, что муравьи, так же как и пчелы, способны вос­принимать направление колебаний поляризованного света.

Обоняние

Запах муравьи воспринимают жгутиком усиков. Муравьи великолепно различают тончайшие оттенки запаха, непостижимые для нас. Однако мнение старых авторов (Леббок, 1898; Forel, 1921 и др.), что муравьи способны различать по запаху даже направление следа, было опроверг­нуто опытами Шовена (Шовен, 1960).

Вкус

Органы вкуса муравьев расположены на жгутиках усиков, на нижней губе и, по-видимому, на максиллах. На жгутиках усиков, возможно, органами вкуса являются многочисленные здесь пластинки, пронизанные порами (Кунце, Минних, по Шовену, 1953). При помощи антеннальных органов муравьи способны отличать чистую воду от подслащенной или ощущать в ней примесь кислоты или хинина (A. Schmidt, 1938). Порог чувствительности муравьев к сахарозе выше, чем у человека, и гораздо выше, чем у пчелы. Так, по данным Фриша (приведены до Шовену, 1953),
человек чувствует сахарозу при разбавлении молярного раствора в воде 1: 80, пчела - 1:8 -1: 16, Myrmica rubida I: 100, М. rubra - 1: 150, a Lasius niger - 1: 200.

Восприятие звука

О восприятии звука муравьями Шовен (1953) пишет следующее: «Му­равьи реагируют на звук только тогда, когда они оказываются в центре стоя­чих волн, а не у вершины, как млекопитающие. У насекомых, не имеющих тимпанальных органов (муравьи), раздражением, вызывающим слуховые восприятия, по-видимому, является не изменение давления, а скорость движения молекул, максимальная в центре волн. Действительно, на­блюдения показали, что некоторые волоски антенн начинают колебаться при помещении насекомого в центр волн, где амплитуда движения ча­стиц уменьшена до 2 мк (Аутрум)». Вообще, по-видимому, звук для му­равьев не играет существенной роли (Wilson, 1963b).
В разных местах на теле муравьев имеются небольшие участки, густо покрытые волосками, так называемые поля щетинок. Функциональное значение этих полей было недавно расшифровано Гюбером (R. Hubert, 1962). При помощи полей щетинок на усиках муравьи воспринимают движение воздуха. Другие поля являются рецепторами силы тяжести. При горизонтальном движении ориентацию осуществляют коксальные и брюшные поля, а при вертикальном - поля шеи, петиолюса, антенн и кокс. На F. polyctena показано путем последовательного исключения по­лей, что для правильной ориентации должна быть подвижной хотя бы одна из систем рецепторов.
Органами тактильного чувства (осязания) являются отстоящие во­лоски, расположенные на всем теле, и специальные органы усиков. При помощи этих же органов муравьи воспринимают сотрясения субстрата.

Половая система и ядовитые железы.

Половой аппарат самцов состоит из парных семенников, парных семенных протоков, которые за­тем сливаются в непарный семенной проток, открывающийся в эдеагус. На каждом из парных протоков перед их слиянием имеются семенные ме­шочки, служащие для хранения спермы. Семенники состоят из несколь­ких лопастей. У F. sanguinea, по данным Адлерца (по Wheeler, 1910), каждый семенник состоит из 21 лопасти. Половой аппарат самок состоит из большого количества яйцевых трубочек, открывающихся в парные яйцеводы, которые, сли­ваясь, образуют непарный яйцевод.
Семеприемник служит для хранения спермы, которая у муравьев сохраняется в течение всей жизни самок, так как оплодотворение у них однократное. Семеприемник снабжен специальной парной железой и открывается протоком в непарный яйцевод.

Развитие яиц до оплодотворения проходит в яйцевых трубочках. У самок F. rufa s. 1. их 45, у F. rufibarbis s. 1.- 18-20. У рабочих особей Formica также имеются яйцевые трубочки, но их значительно меньше. Так, у F. sanguinea их 3-6, у F. pratensis-2-6, у F. rufa (s. 1.) - 4-10 (Donisthorpe, 1915). Как показали последние исследования (Otto, 1958а и др) У F. polyctena молодые рабочие имеют развитые функцио­нирующие яичники (рис. 10, 3-6), а у старых особей яйца резорбируются.

1 - ядовитая железа: а - железистые отростки, б - секреторные трубочки, в - резервуар;
2 - железа Дюфура.

Из желез, принадлежащих половому аппарату, но изменив­ших свои функции, следует отметить ядовитую железу и железы Дюфура. У жалящих перепончатокрылых эти железы несут функцию ядовитых желез. Ядовитая железа имеет кислый экскрет, а дюфуровы - щелочной. У разных видов перепончатокрылых роль этих желез различна. У медо­носной пчелы и шмелей, например, основное значение приобретают дю­фуровы железы, a Formica являются крайним вариантом развития кислой ядовитой железы.

Ядовитая железа Formica состоит из большого мускульного резервуа­ра служащего для хранения яда, и дорзальной железистой части. Желе­зы представляют собой трубочки, которые одним концом открываются в центре резервуара, а с другого конца образуют парные железистые отростки Стенки трубочек состоят из полигональных клеток, каждая из которых имеет канал, начинающийся в цитоплазме и открывающийся в полость трубочки. В расправленном виде железы достигают 20 см (Wneeler, 1910).

Все представители подсемейства Formicinae не имеют жала и при за­щите используют челюсти и выбрызгивают экскрет ядовитой железы, при­чем в зависимости от преобладания того или иного способа защиты железа может быть развита по-разному (Stumper, 1952). Formica s. str. способны, сокращая мышцы резервуара, выбрасывать струю яда на расстояние около 20 см.

Состав яда Formica s. str. изучался многими авторами (Stumper, 1950, 1959а, b, 1960; Osman, Brander, 1961 и др.): 61-65% яда составляет му­равьиная кислота (НСООН). Других кислот яд не содержит. 1.17-l.85% яда составляет сухое вещество, растворимое в ацетоне, в котором содер­жится 19,85% NH 3 У зимующих или 4,83% NH 3 У летних рабочих 15-17% аминокислот. Фосфатов в яде муравьев нет (Osman, Brander, 1961) Около 75% сухого вещества яда составляет пахучее вещество, по-видимому, тершшоид (Stumper, 1959a, b). Он образуется в железах Дюфура Штумпер (Stumper, 1959a, b) высказывает предположение, что это вещество является следовым феромоном, однако это предположе­ ние бездоказательно.

Количество муравьиной кислоты зависит от веса муравьев (Stumper, 1951). Через три недели истраченное содержимое резервуара восстанав­ливается (Sauerlander, 1961). Процесс образования кислоты в организме неизвестен, и на этот счет высказывается несколько гипотез (обзор - О Rourke, 1950b). Яд муравьев обладает инсектицидными антибиотическим действием. Инсектицидное действие оказывает только муравьиная кислота (Osman, Kloft, 1961). На лягушек она действует как нервный яд и влияет главным образом на работу сердца и дыхание (Цитович, Смирнов, 1915). Антибио­тическое действие связано с другими компонентами яда (Sauerlander, 1961), возможно, с терпиноидным экскретом дюфуровых желез (btumper, 1959b).
В Германии в 1942 г. были произведены исследования дезинсекционного действия муравьиной кислоты (Hase, 1942). Кусочки тканей со всеми ста­диями развития вшей помещались в муравейники рыжих лесных муравьев. Муравьи полностью очищали ткань за 6-24 час. В парах кислоты вши гибли через несколько часов, однако яйца оставались живыми.