Муравьи - одни из самых многочисленных и известных насекомых. Они отличаются чрезвычайно сложной общественной организацией, биологией и поведением. В мире насчитывается 12 000 видов муравьев. Наряду со своими ближайшими родственниками, осами, эти насекомые входят в отряд Перепончатокрылых, но при этом настолько своеобразны, что выделяются в отдельное надсемейство.
Тело муравья разделено на три отдела: крупную голову, сравнительно небольшую грудь и объемистое брюшко.
Лапки сравнительно тонкие, но они вооружены цепкими коготками. Отличительной особенностью этих насекомых является тонкий перехват между грудью и брюшком и различные железы, выделяющие пахучие вещества (у каждого вида свои), которые в известной степени заменяют этим насекомым язык. С помощью пахучих меток муравьи сигнализируют об опасности, отличают своих от чужих, оповещают о начале сезона размножения, наличии корма и даже… о необходимости вынести мусор. У пахучих муравьев-древоточцев запах настолько сильный, что его без труда может ощутить человек, а пахнут эти насекомые геранью. Кроме того, железы могут выделять муравьиную кислоту или яд (у некоторых видов для этих целей есть маленькое жало). Впрочем, главным органом защиты у муравьев являются жвала. Они довольно большие, острые и способны защелкиваться с феноменальной скоростью - 120-230 км/час! Поэтому укус даже крохотного муравьишки очень чувствителен и способен отпугнуть сравнительно крупного хищника.
Головной мозг муравья в отношении к массе тела - один из самых крупных в мире животных, однако представление о незаурядном уме этих существ сильно преувеличено. На самом деле муравьи не обладают высоким интеллектом, поскольку все их реакции носят исключительно врожденный характер. Но сложность и многообразие этих инстинктов не имеют аналогов в природе и, действительно, поражают воображение.
Как и у всех общественных насекомых, особи одного вида у муравьев разделены на три касты: самки, откладывающие яйца (королевы или матки), самцы и бесплодные самки (рабочие). Принадлежность к касте обусловлена генетически и не может быть изменена ни при каких обстоятельствах. Королевы по размерам самые крупные, в начале жизни они крылатые, но после брачного лета отгрызают себе крылья. Самцы самые мелкие в колонии, они также крылаты. Рабочие муравьи всегда бескрылые, они крупнее самцов, но существенно мельче королевы. Только у самых примитивных видов все рабочие муравьи выглядят одинаково, но чаще всего внутри этой касты существуют свои морфологические разновидности. Такое деление обусловлено «профессиональной» специализацией рабочих муравьев. В целом окраска этих насекомых невзрачная: черная, рыжая, бурая. Самые крошечные муравьи-дацетины в длину не превышают 1 мм, а самые крупные виды, гигантская динопонера и гигантский кампонотус, достигают 3 см!
Гигантский кампонотус (Camponotus gigas).
Муравьи населяют все континенты, климатические пояса и природные области. Их не найдешь только в приполярных областях и в центре обширных пустынь. В тропиках муравьи активны круглый год, в умеренной зоне они зимуют в оцепеневшем состоянии. Практически везде плотность муравьиных поселений очень высока. Даже в умеренном поясе на нескольких квадратных километрах обитает несколько десятков видов этих насекомых, в сумме составляющих 10-20% биомассы. В тропиках доля муравьев в общей биомассе живых существ может доходить до 30%, на 1 км² территории там может жить до 2 миллиардов муравьев! Такой успех объясняется сложной организацией муравьиных сообществ.
Крошечные колонии примитивных видов муравьев способны уместить свое гнездо в скорлупке ореха или пустом желуде.
Все виды этих насекомых являются колониальными. У самых примитивных видов размер колонии может исчисляться несколькими десятками рабочих муравьев, а самые большие семьи могут включать до 22 миллионов особей. Большинство видов оседлы, они создают для жилья специальные гнезда - муравейники. Обычно главная часть муравейника погружена в почву, где образует разветвленную систему ходов, иногда доходящих до глубины 4 м. Здесь находится королева, яйца и личинки. Вид наружной части муравейника может варьировать от простого отверстия в земле до громадной кучи из веточек и хвои.
Муравейники рыжих лесных муравьев (Formica rufa) - самые большие в мире, их высота может достигать 2 м!
Необычно смотрятся гнезда пещерных муравьев из Австралии. Они располагаются в земле, а вход в гнездо муравьи окружают довольно высоким барьером из сухих листьев и веточек.
Гнездо пещерных муравьев (Polyrhachis macropa) окружено листьями безжилковой акации (Acacia aneura).
Так называемые спиральные муравьи выстраивают вокруг входа настоящие лабиринты из засохшей глины.
Гнездо спиральных муравьев.
Но самые удивительные муравьиные гнезда находятся над поверхностью. Красногрудые муравьи-древоточцы ведут себя как настоящие короеды. Они выгрызают ходы в трухлявой древесине и устраивают свои гнезда в стволах старых деревьев.
Ячеистое гнездо пахучих муравьев-древоточцев (Lasius fuliginosus).
Родственные им пахучие муравьи-древоточцы не выгрызают ходы, а строят в дуплах гнезда из картона.
Гнездо остробрюхих муравьев можно перепутать с грибом-трутовиком.
Наконец, остробрюхие муравьи сооружают в кронах настоящие гнезда из бумаги, похожие на осиные. Вершиной строительного искусства можно считать жилища муравьев-портных или муравьев-ткачей. Они создают гнезда из листьев деревьев, причем делают это, не отрывая их от ветвей. В процессе строительства рабочие муравьи хватаются лапками за край одного листа, а жвалами удерживают край другого, их собратья в это время подносят к краям листьев собственные личинки, выделяющие клейкие нити.
Зеленые муравьи-ткачи (Oecophylla smaragdina) сооружают гнездо.
Расположение групп насекомых зависит от конфигурации листьев и не меняется до тех пор, пока не закончится процесс сшивки гнезда.
А так выглядит результат труда муравьев-ткачей. Основу гнезда составили живые (зеленые) листья с нескольких веток. Там, где материала не хватило, муравьи умело залатали прорехи опалыми (коричневыми) листьями.
Некоторые виды муравьев не имеют постоянных гнезд и все время кочуют. Но движение колонны не может длиться вечно, насекомые вынуждены периодически останавливаться для размножения. В этом случае они создают временное гнездо из собственных тел. Множество муравьев сплетаются в ажурные сети, из которых формируется огромный шар. В самом его центре находится королева, откладывающая яйца.
Гигантское живое гнездо, состоящее из муравьев-кочевников, или эцитонов Бурчелла (Еciton burchellii).
Взаимоотношения муравьев в семье чрезвычайно сложны и разнообразны. Только у самых примитивных видов королева может выходить из гнезда и участвовать в сборе корма. В большинстве случаев матка занимается только откладкой яиц, а все остальные виды работ выполняют рабочие муравьи. Но это не значит, что их каста находится в угнетенном положении. Ведь именно рабочие муравьи зачастую определяют судьбу королевы: если она кладет мало яиц, ее могут заменить на более плодовитую матку, а неугодную убивают. В свою очередь благополучие королевы зависит от того, насколько обильно ее будут кормить, а значит и от числа рабочих особей. Если рабочие муравьи погибают, оставшаяся без ухода королева, яйца и личинки также гибнут. Поэтому молодая матка в первую очередь заботится о преумножении числа своих «подданных».
Муравей-рабовладелец несет личинку. Челюсти этих насекомых приспособлены для захвата и удержания добычи.
Профессиональные обязанности рабочих муравьев обусловлены потребностями вида. У всех видов муравьев молодые рабочие особи начинают свою «карьеру» в муравейнике с работы «няньками» и «сиделками»: они переносят яйца и куколок из одной камеры муравейника в другую, защищают их от расхищения, помогают новому поколению вылупиться. В их обязанности входят также работы по расширению ходов, чистка гнезда, удаление трупов погибших сородичей. Со временем они начинают все дальше удаляться от гнезда и переходят к сбору корма. Интересно, что «карьерный рост» напрямую зависит от успехов первых походов. Особи, приносящие мало корма, так и остаются на всю жизнь «няньками», а те, кто особенно удачлив в поисках пищи, в ранг фуражиров переходят очень быстро.
Профессия фуражира самая распространенная в муравьиной семье, но не единственная. Поскольку рабочие муравьи подвергаются нападениям хищников, а иногда и собственных собратьев, то для их защиты у многих видов есть рабочие-солдаты. Они крупнее обычных особей и вооружены мощными жвалами. Поведение солдат различно: у кочующих муравьев они движутся в главе и по краям колонны; у муравьев-жнецов выстраиваются почетным караулом на обочине тропы, по которой следуют сборщики корма; у муравьев-листорезов солдаты едут на кусочках листьев, переносимых фуражирами, и охраняют их от нападения сверху; у европейского пробкоголового муравья солдаты имеют тупо срезанную голову, которой они затыкают ходы в муравейнике и впускают в него только особей, имеющих «свой» запах.
Рабочий-солдат эцитона Бурчелла вооружен огромными жвалами.
Среди муравьиных профессий есть и совсем экзотические. Например, австралийские медовые муравьи заготавливают пищу… в телах собственных сородичей! Для этого у них есть специальные рабочие особи, которые никогда не покидают гнезда. Всю жизнь они проводят, уцепившись лапками за потолок камеры, главной их обязанностью является поглощение корма, приносимого фуражирами. От постоянной кормежки эти муравьи неимоверно раздуваются и становится огромными, если такая особь случайно сорвется с потолка ее брюшко лопается и она погибает. Когда возникает необходимость в пище, другие члены семьи приходят к этим «живым бочкам» и выпрашивают у них корм. Впрочем, способность кормить членов семьи характерна для всех видов муравьев, она называется трофаллаксис. Благодаря ей сытый муравей способен быстро передать часть накопленной энергии голодным и слабеющим особям, выживаемость семьи в целом при этом увеличивается.
«Живые бочки» австралийских медовых муравьев висят на потолке муравейника.
Запах является главным маркером, определяющим поведение особи и отношение к ней собратьев. Муравья из чужого гнезда (даже если он принадлежит к тому же виду) в муравейник не впустят. По запаху муравьи определяют где и какой корм был найден: они следуют по пахучим меткам, оставленным счастливчиком, к источнику пищи. Именно поэтому часто можно видеть этих насекомых, движущихся цепочкой друг за другом. Согласованные усилия позволяют муравьям переносить добычу и строительные материалы, во много раз превышающие их в размере. Раненный муравей также начинает выделять особые вещества, которые буквально призывают его собратьев прийти ему на помощь. Мертвые муравьи выделяют олеиновую кислоту, которая побуждает рабочих особей вынести труп из гнезда. Помимо запаха могут использоваться контакты усиками, у некоторых видов стрекотание и постукивание брюшком. Таким образом, примитивные инстинкты в разных сочетаниях формируют очень сложные типы поведения.
Благодаря цепким лапкам муравьи с одинаковой легкостью передвигаются по горизонтальным и вертикальным поверхностям. Особенно быстро бегают муравьи-бегунки (муравьи-фаэтончики), обитающие в пустынях Африки. Стремительный бег помогает им заготавливать корма в полдень, не обжигаясь о раскаленную землю. Древесные муравьи могут планировать, меняя направление полета, некоторые виды способны прыгать. Благодаря взаимовыручке муравьям не страшны даже непреодолимые для одиночек препятствия.
Муравьи образовали живой мост через расщелину между камнями. Ни один из них не смог бы преодолеть такое расстояние самостоятельно.
Огненные муравьи во время наводнений образуют плоты из собственных тел, эти плавучие скопления способны преодолевать реки.
На поверхности живого плота видны белые яйца и личинки, которых огненные муравьи особенно тщательно оберегают от намокания.
Среди муравьев встречаются растительноядные, хищные и всеядные виды.
Европейский, или степной муравей-жнец (Messor structor) заготавливает корм.
Растительноядные муравьи-жнецы во время цветения злаков в пустынях и степях ударными темпами ведут заготовку семян, запасов которых им хватает на весь год. Муравьи-древоточцы поедают мертвую древесину и камедь деревьев.
Муравьи-листорезы с таким же старанием отгрызают кусочки листьев и уносят их в муравейник. Правда, сами листья они не едят, а только пережевывают и складируют эту влажную массу в подземных камерах. Там, в сырости и темноте на этом «силосе» начинают расти грибы, которые муравьи и поедают.
Рабочий муравей-листорез несет кусочек отрезанного листа, на котором восседает солдат.
Всеядные виды собирают трупы беспозвоночных, сладкие выделения тлей и других растительноядных насекомых.
Муравей доит горбатку, которая отделывается от надоедливого «пастуха» капелькой сладкой жидкости.
Муравьи настолько любят эти сахаристые выделения, что тщательным образом охраняют тлей и всячески заботятся о них: переносят на здоровые растения, прячут на ночь в муравейник, пасут и защищают от нападения хищников, например, божьих коровок.
Муравьи кампонотусы и опекаемое ими скопление тлей.
Хищные и, частично, всеядные виды нападают на живых насекомых и их личинок. Особой беспощадностью славятся муравьи-кочевники, обитающие в Южной Америке. Это крупные и очень агрессивные насекомые, бесстрашно атакующие на своем пути все живое. Их укусы и многочисленность способны обратить в бегство и людей, и даже таких грозных зверей как ягуары. Если бегство невозможно (например, животное привязано), то муравьи, кусая, доводят его до болевого шока и смерти, а затем общими усилиями съедают жертву. Ни одно животное в джунглях не пытается оказывать им сопротивление, а сразу убегает, завидев движущуюся колонну.
Муравьи окружили яйцо бабочки морфо Пелеида (Morpho peleides), не дожидаясь, пока мать улетит.
Все виды муравьев размножаются в строго определенное время 1-2 раза в год. Простейшим способом размножения является так называемое почкование. При этом в материнской колонии рождается молодая королева, которая переселяется с частью рабочих особей в отдельный муравейник. Но чаще муравьи совершают брачный лет, во время которого молодые самцы и самки поднимаются в небо. Здесь особи из разных муравейников перемешиваются друг с другом и образуют пары. Молодые королевы с одним или несколькими самцами садятся на землю и начинают строить гнездо. Вскоре после оплодотворения самцы погибают, а самки откладывают яйца, из которых впоследствии вылупятся рабочие особи. До того момента, пока рабочие особи не начнут добывать корм, королева ничего не ест. Этот период иногда может длиться до года, а пережить голод самке помогают… крылья. После брачного полета она их отгрызает, а оставшаяся мускулатура растворяется в ее теле, высвободившиеся питательные вещества идут на формирование яиц и поддержание жизни матки.
Яйца муравьев образуют липкую массу, что облегчает их переноску рабочими. Под брюшком взрослой особи видны безногие личинки - от яиц они отличается темной головой, слабой сегментацией и крошеными ворсинками.
У всех видов муравьев из оплодотворенных яиц рождаются самки (рабочие или молодые королевы), а из неоплодотворенных - самцы. Таким образом состав семьи саморегулируется: чем меньше самцов, тем выше вероятность их рождения. Удивительное исключение представляет собой малый огненный муравей, у которого все происходит с точностью до наоборот. Из неоплотворенных яиц у него рождаются исключительно самки-королевы, из оплодотворенных - рабочие особи. В части яиц отцовские гены приводят к уничтожению материнских хромосом, и тогда из них рождаются самцы. Таким образом самки этого вида всегда наследуют только материнские гены, а самцы - только отцовские, то есть оба пола размножаются по сути независимо друг от друга клонированием.
Несмотря на свой крошечный размер муравьи живут очень долго: рабочие особи - 1-3 года, а королевы - до 20 лет! И только возраст самцов обычно не превышает нескольких недель.
Рабочий муравей смотрит на королеву, изнуренную брачным полетом.
Естественных врагов у муравьев много. Взрослых особей поедают различные птицы, жабы, лягушки, ящерицы, землеройки, хищные осы, пауки. В поисках яиц и куколок муравейники разоряют кабаны и медведи. Муравьеды, трубкозубы, ящерицы молохи, муравьиные львы питаются исключительно этими насекомыми. При нападении на муравейник инстинкт побуждает муравьев не прятаться, а сообща нападать на врага. Таким образом колония выживает за счет гибели отдельных особей. У цилиндрических кампонотусов инстинкт самопожертвования настолько развит, что в случае атаки они буквально делают себе харакири. Из вспоротого брюшка изливается липкая жидкость, склеивающая врага.
Неоценимую услугу оказывают муравьи различным лесным цветам. Этим растениям трудно распространять свои семена, поскольку они маленькие, а ветра в лесу не бывает. Поэтому у пролески, фиалки, марьянника, копытня, чистотела, кандыка семена имеют крохотный сочный придаток, привлекающий муравьев. Сорвав семя, муравей тащит его в гнездо и лакомится сочным придатком, а само семя выбрасывает. Таким образом эти насекомые ежегодно растаскивают миллиарды семян по всему лесу. В тропиках некоторые растения привлекают муравьев для защиты своих листьев от поедания другими насекомыми. Для этого они обеспечивают своих стражей бесплатным жильем. Например, африканские акации имеют полые шипы, а мирмекодия - толстые клубни со множеством ходов и полостей. В этих готовых муравейниках и поселяются их охранники.
Клубневая мирмекодия (Myrmecodia tuberosa) на ветке дерева. На разрезе клубня видны полости и ходы для муравьев.
Люди используют муравьев различным образом. В Мексике и Таиланде большие питательные яйца некоторых видов собирают и используют в кулинарии как заменитель икры. Крупных муравьев обжаривают, а хватких муравьев-ткачей применяют для наложения швов в полевых условиях. Для этого муравья подносят к краям раны и дают ему ухватиться за кожу, после чего тело отрывают, а голову оставляют. Жвалы муравья действуют как степлер, прочно сшивая края на несколько дней до полного рубцевания раны. В средней полосе муравьев иногда привлекают для защиты лесов и садов, но нужно учитывать, что привычка этих насекомых разводить тлей может быть и вредной. В тропиках большой вред плантациям фруктов наносят муравьи-листорезы. Крайне опасны агрессивные огненные муравьи. Они при укусе выделяют в тело жертвы яд. Он хотя и не смертелен, но вызывает сильные болевые ощущения, подобные ожогу, а в ряде случаев - опасную аллергическую реакцию.
Польза муравьев значительно превышает вред, который они способны нанести, поэтому у людей эти насекомые издавна пользовались любовью. Они являются образцом трудолюбия и взаимопомощи. В то же время ряду эндемичных видов угрожает исчезновение. Сейчас в Красный список Международного союза охраны природы внесены 146 видов муравьев.
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.
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 - 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 - одни из самых высокоорганизованных насекомых на планете. Их способности к кооперации и самопожертвованию во благо колонии, высокая приспособляемость, деятельность, по сложности напоминающая разумную, - все это давно привлекало внимание ученых. И сегодня науке известны многочисленные интересные факты о муравьях, о некоторых из которых знает только узкий круг специалистов, а некоторые - опровергают устоявшиеся мифы. Например…
Муравьи - самые многочисленные насекомые на Земле
По подсчетам одного из наиболее уважаемых мирмекологов мира Эдварда Уилсона, на Земле сегодня проживают от 1 до 10 квадриллионов особей муравьев - то есть от 10 в 15-й степени до 10 в 16-й степени отдельных муравьев.
Невероятно, но факт – на каждого живущего человека приходится около миллиона этих созданий, а общая масса их примерно равняется общей массе всех людей.
На заметку
Мирмекология - наука о муравьях. Соответственно, мирмеколог - это ученый, занимающийся в основном изучением этой группы насекомых. Именно благодаря трудам таких ученых стали известны весьма интересные факты о муравьях, расширившие представления науки об этих насекомых.
На тихоокеанском острове Рождества на квадратный метр поверхности почвы приходится около 2200 муравьев и 10 входов в гнездо. А, например, в саваннах западной Африки на каждый квадратный километр площади приходится 2 миллиарда муравьев и 740 000 гнезд!
Такой численности и плотности населения не достигает больше никакая другая группа насекомых.
Среди муравьев встречаются самые опасные насекомые в мире
Пожалуй, ни ядовитых змей, ни крупных хищников, ни пауков жители экваториальной Африки не боятся так, как , - колонна из нескольких миллионов насекомых, солдаты которых вооружены мощными челюстями, уничтожает практически все живое на своем пути. Такие походы – залог выживания муравейника.
Еще интересные факты: бродячие муравьи - одни из самых вообще. Солдат их может достигать в длину 3 см, матка - 5 см.
Когда жители какой-нибудь деревни узнают, что через их поселение должна пройти такая колония, они покидают дома, забирая с собой всех домашних животных. Стоит забыть в стойле козу, и муравьи закусают её до смерти. Зато они же уничтожают в селах всех тараканов, крыс и мышей.
А вот муравей-пуля считается самым опасным муравьем в мире: 30 его укусов на 1 кг массы тела жертвы смертельны. Боль от их укуса превышает по силе таковую от укусов любых ос, и ощущается на протяжении суток.
У индейских племен Южной Америки для посвящения мальчика в мужчины на руку посвящаемого одевается рукав с помещенными в него живыми муравьями. После укусов руки мальчика на несколько дней парализуются и опухают, иногда случается шок и чернеют пальцы.
Яйца муравьев - на самом деле не яйца
То, что в обиходе называется муравьиными яйцами, на самом деле - развивающиеся личинки муравьев. Сами яйца муравьев очень мелкие и для человека практического интереса не представляют.
Зато личинок охотно употребляют в пищу в Африке и Азии - такое блюдо богато белком и жирами. Кроме того, личинки муравьев - идеальный корм для птенцов различных декоративных птиц.
Муравьи - известный деликатес
Самое известное блюдо из муравьев - это соус из древесных муравьев, который используют в Юго-Восточной Азии в качестве приправы.
Очень интересны в этом плане медовые муравьи. В каждом их муравейнике существует от нескольких десятков до нескольких сотен муравьев, использующихся остальными членами колонии в качестве резервуаров пищи. Их специально откармливают в сезон дождей, их брюшко наполняется смесью воды и сахаров и раздувается до таких размеров, что насекомое не может двигаться.
В сухой сезон другие особи из муравейника слизывают постоянно выделяемый этими живыми бочками секрет и могут обходиться без внешних источников пищи. Таких муравьев активно собирают там, где они обитают - в Мексике и на юге США - и употребляют в пищу. На вкус они напоминают мед.
Еще интересный факт гастрономического характера: в Тайланде и Мьянме личинок муравьев употребляют в качестве деликатеса и продают на развес на рынках. А в Мексике личинок крупных муравьев едят так же, как в России икру рыб.
Муравьи и термиты - совершенно разные насекомые
Действительно, муравьи относятся к отряду перепончатокрылых, и их ближайшими родственниками являются осы, пчелы, пилильщики и наездники.
Термиты же - достаточно обособленная группа насекомых, близких к тараканам. Некоторые ученые даже включают их в отряд тараканообразных.
Это интересно
Сложная социальная структура термитника, напоминающая таковую в муравейнике, - это лишь один из примеров конвергенции в животном мире, развитие схожих черт у представителей разных групп, оказывающихся в сходных условиях.
Примечательно, что в экваториальной Африке обитает млекопитающее - голый землекоп, - колонии которого также напоминают колонии муравьев: у землекопов размножается только одна самка, а остальные особи обслуживают её, кормят и расширяют норы.
Подавляющее большинство муравьев - самки
Все рабочие муравьи и муравьи-солдаты в каждом муравейнике - это самки, не способные к размножению. Они развиваются из оплодотворенных яиц, в то время как из неоплодотворенных развиваются самцы.
Интересный факт о муравьях: вырастет из яйца рабочий муравей или будущая матка, зависит от того, как питается личинка. Рабочие муравьи сами могут решать, как кормить расплод и сколько будущих маток выкармливать.
У некоторых матки как таковой нет, а размножаться могут все рабочие самки. Есть и такие виды, в гнездах которых живут несколько маток. Классический пример тому – гнезда домашних муравьев (фараоновых).
Муравьиная матка может жить до 20 лет
Обычный срок жизни матки, сумевшей основать колонию, составляет 5-6 лет, но некоторые доживают до 12 и даже до 20 лет! В мире насекомых это рекорд: большинство одиночных насекомых даже более крупного размера живут от силы несколько месяцев. Только у некоторых цикад и жуков полная продолжительность жизни с учетом личиночной стадии может достигать 6-7 лет.
Этот интересный факт вовсе не означает, что такой продолжительностью жизни обладают все матки: большинство оплодотворенных самок гибнет после лета, а значительная часть основанных колоний также вымирает по разным причинам ещё в первый год своего существования.
Существуют муравьи-рабовладельцы
Связи разных муравьев друг с другом столь разнообразны, что даже люди иногда могут им позавидовать.
Например, у целого рода муравьев-амазонок рабочие муравьи не умеют самостоятельно питаться и ухаживать за гнездом. Зато они умеют нападать на гнезда других, более мелких видов муравьев, и воровать из них личинок. Муравьи, развивающиеся из этих личинок, будут в дальнейшем ухаживать не за своей маткой и солдатами.
У других видов такое поведение дошло до того, что матка просто проникает в чужой муравейник, убивает живущую там царицу, а рабочие муравьи признают её своей и ухаживают за ней и её потомством. Сам муравейник после этого обречен: из яиц такой самки будут развиваться только самки, способные захватить муравейник другого вида, а со смертью всех рабочих муравьев колония опустеет.
Бывают и щадящие случаи рабовладения. Например, матка для основания колонии похищает несколько куколок, а развивающиеся из них муравьи помогают ей на самом начальном этапе развития колонии. Дальше колония развивается силами потомков самой матки.
Муравьи могут обучаться
Интересные факты о муравьях, связанные с феноменом обучения, привлекают пристальное внимание многих ученых.
Например, у некоторых видов муравьев те особи, которые успели найти корм, учат других найти место с пищей. Причем если, например, у пчел эта информация передается в процессе особого танца, то муравей специально обучает другого прохождению конкретного маршрута.
Видео: муравьи своими телами строят живой мост
Экспериментами также проверено, что во время обучения муравей-учитель достигает нужной точки в четыре раза медленнее, чем добрался бы до неё самостоятельно.
Муравьи умеют заниматься сельским хозяйством
Эта интересная особенность муравьев известна давно – южноамериканские используют самую сложную пищевую цепочку в животном мире:
- одни члены колонии отгрызают большой кусок листа дерева и приносят его в муравейник
- более мелкие особи, никогда не покидающие колонию, пережевывают листья, смешивают их с экскрементами и частями специальной грибницы
- полученная масса складывается на специальных участках муравейника - настоящих грядках - где на ней развиваются грибы, обеспечивающие муравьев белковой пищей.
Интересно в муравьях то, что они не едят сами плодовые тела - питаются они специальными разрастаниями грибницы. Часть членов колонии постоянно откусывают появляющиеся плодовые тела, не давая грибнице тратить полезные вещества на бесполезные ножки и шляпки.
Это интересно
Когда оплодотворенная молодая самка покидает гнездо, она уносит в специальном кармане на голове крошечный кусочек грибницы. Именно такой запас - основа благополучия будущей колонии.
Кроме муравьев, только человек и термиты научились культивировать другие живые организмы для своего блага.
Отношения муравьев и тлей
Пастушьи наклонности муравьев известны многим: некоторые муравейники так зависят от стаи тли, что при вымирании последних тоже гибнут. Ученые считают, что выделение секрета в свое время было защитной реакцией тли от нападения врагов, только сам секрет был резко пахнущим и токсичным.
Но однажды естественный отбор подсказал вредителям, что муравьев можно не отпугивать, а приманивать и заставлять охранять себя. Так возник уникальный в своем роде пример симбиоза двух совершенно разных групп насекомых: тли делятся с муравьями сладкими, полезными и сытными выделениями, а муравьи их охраняют.
Выделения тлей, привлекающие муравьев, называются падью. Помимо тлей ею с муравьями делятся щитовки, червецы и некоторые цикады.
Интересно, что многие насекомые научились выделять привлекательный для муравьев секрет для того, чтобы проникать в их гнезда. Некоторые жуки, гусеницы и бабочки питаются запасами самих муравьев в муравейнике, при этом муравьи их не трогают именно из-за их способности делиться падью. Некоторые же такие гости в муравейниках банально пожирают личинок муравьев, а сами муравьи готовы простить им вероломство за каплю сладкого секрета.
Выше приведены лишь некоторые интересные факты о муравьях. В биологии каждого вида этих насекомых можно найти что-то уникальное и оригинальное.
Именно благодаря такой уникальности и обилию специфических приспособительных черт они сумели стать одной из самых многочисленных и продвинутых групп членистоногих вообще.
Интересное видео: битва между двумя колониями муравьев
