Муравьи (лат. Formicidae ) - семейство общественных насекомых отряда перепончатокрылых (Hymenoptera ). Относятся к числу наиболее распространённых насекомых, представляют особый интерес сложной организацией сообщества.
Муравьи - самое эволюционно продвинутое семейство насекомых с точки зрения поведения, экологии и физиологии. Их колонии представляют собой сложные социальные образования с разделением труда и системами коммуникации, позволяющими особям координировать свои действия при выполнении задач, которые не по силам одному индивиду. Некоторые виды муравьев обладают развитым «языком» и способны передавать информацию, прибавляя и вычитая небольшие числа в пределах пяти. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитые симбиотические отношения с другими насекомыми и растениями.
Преимущества, даваемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день это доминирующая по численности группа членистоногих. Так, на 1 акре (0,4 га) саванны в Кот-д"Ивуаре (Африка) обитает 8 млн. муравьёв, образующих примерно 3000 колоний. Вместе с термитами (ещё одной крупной группой общественных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропическом лесу бассейна Амазонки. Другими словами, при средней популяционной плотности 3,25 млн. муравьёв и 0,4 млн. термитов на 1 акр они в сумме весят лишь вдвое меньше, чем все прочие сухопутные животные этого дождевого леса. В областях с умеренным климатом их меньше, но цифры всё равно впечатляют. На площади 8 км во Флориде обнаружено 76 видов муравьёв из 30 родов, а на площади 5,5 км в Мичигане - 87 их видов из 23 родов.
Классификация муравьёв
Семейство муравьёв включает 20 подсемейств, 54 трибы, 358 родов, 11 913 видов и 4 515 подвидов в разной степени признаваемых разными специалистами мирмекологами.
Трудность классификации муравьёв связана с двумя феноменами - наличием видов-двойников и гибридов.
Члены семьи
Матка
Муравьиная семья имеет одну (или несколько в зависимости от вида и размера колонии) репродуктивную самку (царицу, матку) откладывающую яйца. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами. Имеет крылья.
Кажется, что матка стоит в центре событий, но истина в том, что она больше похожа на машину для кладки яиц, которая, блуждая среди своих дочерей, получает от них корм.
Самцы
Самцы рождаются из неосеменённых яиц. Имеют крылья.
Рабочий муравей
Подавляющее большинство в колонии составляют рабочие муравьи - бесплодные самки с неразвитыми крыльями.
Рабочий муравей развивает мощность от 24,2 эрг/сек (в одиночестве) до 61,2 эрг/сек (в группе).
Разделение труда
Между членами муравьиной семьи существует разделение функций, или полиэтизм, который может быть возрастным или кастовым. Обычно самые молодые рабочие бывают няньками, то есть 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 муравьёв одного возраста, обусловленные различиями в их размерах или строении.
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.
Образование новой семьи
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.
Новая семья
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 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 муравьёв) подвешиваются на стенках камеры. Через 4-6 месяцев 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 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.
Почкование
Муравьи - общественные насекомые отряда перепончатокрылых. Среди представителей класса они занимают особое место. Сложное поведение и иерархия муравьёв обусловлены наличием мозга (точнее, некоего подобия такового).
Его тело, как и у многих членистоногих, покрыто хитиновой оболочкой, состоит из 3-х сегментов: головы, груди и брюшка.
Голова вооружена мандибулами, используемыми для переноса пищи, строительства и обороны. Сложные фасеточные (состоящие из крошечных частей - фасеток) глаза хорошо видят движение, но не предметы. У некоторых видов кроме фасеточных глаз есть ещё три простых глаза в верхней части головы, определяющие степень освещённости. Усики (антенны) на голове - органы чувств для распознавания запахов, воздушных вибраций и передачи сигналов через прикосновения.
Грудь муравья состоит из трёх отделов, к каждому из которых прикреплена пара конечностей. Большую грудь имеют самцы и неспарившиеся самки, это муравьи с крыльями, способные к размножению. Крылатые муравьи выпускают их только в брачный сезон, после чего отгрызают. Рабочие муравьи и солдаты бесплодны и крыльев не имеют, так как они были бы им лишь помехой.
Между грудью и брюшком имеется петиоль - узкая талия, состоящая из одного или двух сегментов и придающая муравью гибкость в движении. Брюшко и петиоль образуют метасому. У некоторых видов брюшко оснащено жалом, применяемым для охоты и обороны.
Конечности состоят из трёх звеньев: бедра, голени и лапки. На конце лапок есть коготки, позволяющие передвигаться по вертикальным поверхностям.
Организация муравейников и соседство с человеком
В России и большинстве стран СНГ на приусадебных участках обычно живут два вида: садовый черный муравей и рыжая мирмика. Иногда на участках, расположенных вблизи леса, поселяются рыжие лесные муравьи. Их присутствие не заметить невозможно, так как насекомые крупные и муравейник отличается большими размерами. Большинство видов муравьёв живут в муравейниках, устроенных прямо в почве или сооружённых из различных материалов. Размеры могут быть разными: от бугорка с входными отверстиями у садовых до внушительной кучи из мелких веток и хвои у лесных муравьёв. Внутри муравейника имеются камеры, где содержатся запасы пищи, личинки и яйца. Между собой камеры сообщаются прорытыми ходами.
Фараоновы муравьи (их еще называют сахарные муравьи) в наших широтах стали исключительно синантропными в связи с тёплым климатом мест, откуда были занесены. Это маленькие рыжие муравьи (расцветка иногда может различаться, маленький желтый муравей тоже скорее всего фараонов), обживающие дома и квартиры, не отличающиеся чистотой.
Все виды муравьёв в колонии делятся на:
- бесполые - рабочие и солдаты;
- способные к размножению - самцы и самки.
Основу колонии составляют рабочие муравьи, так как они занимаются поиском, добычей и доставкой еды в муравейник. Муравьи не могут самостоятельно вылупиться из кокона, так как жвала (мандибулы) ещё очень слабые, и здесь им также помогают рабочие муравьи. Самцам и самкам они ещё и крылья расправляют.
Муравьи-солдаты обладают мощными жвалами, служащими для нападения и защиты от врагов. У некоторых видов на конце брюшка есть жало, через которое в тело врага впрыскивается яд.
Размножается колония за счёт самцов и самок, которые значительно крупнее по размеру. Для этого им необходимы крылья, ведь их задача - увеличение численности колонии путём основания новых муравейников, для чего нужно перемещаться на большие расстояния и находить партнёров для спаривания. Процесс спаривания происходит в воздухе, так и называется - лёт. Самец цепляется к самке снизу брюшка головой назад. После оплодотворения самец погибает, а самка сама себе отгрызает крылья.
Взрослые особи питаются преимущественно растительной пищей, очень любят сладкое. Важными элементами рациона являются медвяная роса - жидкость, выделяемая листьями деревьев - и падь - сахаристые выделения некоторых насекомых, обычно тли. Личинки интенсивно развиваются и нуждаются в белковой пище, едят насекомых - как живых, так и мёртвых - и их яйца.
Другие виды муравьев
Иногда садоводами и дачниками упоминаются еще и белые муравьи. Такого вида не существует, и зачастую белые муравьи – это термиты.
Черный муравей древоточец – один из самых больших по размерам. Чёрные муравьи могут достигать размеров 15 мм. Встречается чёрный муравей преимущественно в лесу, реже – на дачных и садовых участках.
Самый опасный вид – огненный муравей. Это красный муравей, способный наносить серьезные последствия своими укусами. Огненный муравей способен своим укусом вызвать анафилактический шок у человека, что может привести к летальному исходу. Огненный красный муравей редко живет в помещении, чаще их можно встретить на садовых участках. Тем не менее не каждый красный муравей относится к виду огненных, достаточно похожи на них муравьи-жнецы и некоторые другие виды.
Польза и вред от муравьёв
Муравьи могут приносить пользу на дачном участке:
- Они защищают сад и огород от многих вредителей: гусениц, слизней, личинок мух и жуков, клещей, а также их яиц. Известны случаи вылечивания поражённых паутинным клещом комнатных растений с помощью муравьёв. Можно посадить на растение горстку-другую муравьёв, которые полностью нейтрализуют вредителей. Но стоит следить, чтобы муравьи не притащили с собой тлю.
- Садовые муравьи повышают плодородие почвы, улучшая её структуру. Прорытые ходы обеспечивают лучшую циркуляцию воздуха в почве, что хорошо для дыхания корней растений.
- Уровень калия в почве повышается в 2, а фосфора - в 10 раз. Муравьи способствуют превращению этих веществ в растворимую форму, подходящую для питания растений.
- Муравьи на участке - признак хорошего места.
Муравьи приносят и вред:
Лучшая профилактика муравьёв в доме - соблюдение чистоты. Перед потенциальными входами в помещение можно рассыпать барьеры из отпугивающих средств.
К таковым относятся:
- корица;
- куркума;
- кайенский перец;
- эфирные масла из цитрусовых;
- вазелин;
- ветки мяты;
- камфора;
- масло и цветы гвоздики.
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.
Муравьи - самое эволюционно продвинутое семейство насекомых [источник не указан 417 дней ] с точки зрения этологии , экологии и физиологии . Их колонии представляют собой сложные социальные образования с разделением труда и системами коммуникации, позволяющими особям координировать свои действия при выполнении задач, которые не по силам одному индивиду. Некоторые виды муравьев обладают развитым «языком» и способны передавать информацию. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитые симбиотические отношения с другими насекомыми и растениями (например , с деревом Duroia hirsuta в амазонских лесах).
Преимущества, даваемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день это доминирующая по численности группа членистоногих. Так, на 1 акре (0,4 га) саванны в Кот-д"Ивуаре (Африка) обитает 8 млн муравьёв, образующих примерно 3000 колоний. Вместе с термитами (ещё одной крупной группой общественных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропическом лесу бассейна Амазонки. Другими словами, при средней популяционной плотности 3,25 млн муравьёв и 0,4 млн термитов на 1 акр они в сумме весят лишь вдвое меньше, чем все прочие сухопутные животные этого дождевого леса. В областях с умеренным климатом их меньше, но цифры всё равно впечатляют. На площади 8 км² во Флориде обнаружено 76 видов муравьёв из 30 родов, а на площади 5,5 км² в Мичигане - 87 их видов из 23 родов.
Строение
Строение рабочего муравья (Pachycondyla verenae)
0
1. жгутик усика | 18. метаплевральная железа |
Классификация муравьёв
Семейство муравьёв включает 20 современных подсемейств , 54 трибы , 378 родов , 12 470 видов и 4 515 подвидов и 4 или 5 вымерших подсемейств в разной степени признаваемых разными специалистами мирмекологами. Первый мезозойский муравей был обнаружен в 1966 году, когда Эдвард Уилсон (E. O. Wilson) с коллегами описал ископаемые останки мелового муравья(Sphecomyrma freyi) в куске янтаря с пляжа в Нью-Джерси (США). Возраст находки составляет около 130 миллионов лет. Смотрите здесь список всех таксонов .Трудность классификации муравьёв связана с двумя феноменами - наличием видов-двойников и гибридов .
Кладограмма подсемейств муравьев (E. O. Wilson and Bert Hölldobler, 2005):
|
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.
