Как и улей, муравейник – сложная социальная структура. Жизнь муравьев в природе настолько организована и подчинена требованиям сообщества, что трудно поверить в отсутствие у насекомых разума. Но у отдельной особи совершенно определенно в наличии только инстинкты. Версия коллективного разума пока только в фантастических романах возникала. Но даже при отсутствии разумных действий сообщество способно выстроить свою социальную лестницу со своим «лифтом».

Что такое муравейник с точки зрения социальной структуры

Сложно ответить, является ли привилегированной особью, так как без нее жизнь муравейника теряет смысл. Рабочие муравьи не могут размножаться, но именно они решают, когда надо убить снизившую репродуктивность матку. Чем больше цариц в муравьиной семье, тем менее «почтительны» к ним рабочие особи. Если провести аналогию с человеческим обществом, напрашивается сравнение с дворцовым переворотом.

Интересно!

Рекордная продолжительность жизни в лабораторных условиях зафиксирована у матки муравьев вида (Lasius niger). Она прожила 28 лет.

Царицы – долгожители. Средний срок жизни 12 -20 лет. Молодые матки , которые они отгрызают после оплодотворения. Иногда часть цариц остается в муравейнике, дублируя старых маток. Другая часть после брачного лета находит удобное место и готовит новый муравейник.

Ресурсы цариц очень ограничены. В первый раз она может отложить небольшое количество яиц и часто кормит вылупившихся личинок специально предназначенными для этого яйцами. Из-за этого на новом месте в муравейнике несколько муравьев первого поколения всегда очень маленькие, иногда карликовые. Рабочие насекомые начинают обеспечивать свой муравейник пищей, и последующие поколения становятся все крупней, пока не выйдут на нормальный для вида размер.

Самцы

Выйдя из спячки, царица делает первую кладку, из которой появляются новые самцы и самки. Самцы тоже имеют крылья. Их жизнь недолга. После самцы погибают, так как в муравейнике не нужны нахлебники.

Выполнив долг по продолжению рода, царица начинает откладывать яйца, из которых появляются бесплодные самки – рабочие муравьи. Социальная структура муравейника предусматривает разделение рабочих муравьев на более специализированные подклассы:

  • Няньки. Самые молодые муравьи. Заняты уходом за яйцами и личинками.
  • Кормильцы. Муравьи, ухаживающие за царицей.
  • Пастухи. У тех видов, что , за «коровками» присматривают специальные муравьи.
  • Сборщики пади. Насекомые, собирающие сладкие выделения тли.
  • Грибоводы. Специфический класс у муравьев-листорезов.
  • Рабочие по муравейнику. Занимаются починкой жилища, поддержанием в нем необходимой влажности и вентиляцией муравейника.
  • Фуражиры. Один из последних этапов жизни насекомых. Обеспечивают муравейник , собирая ее повсюду. Жизни фуражиров ценятся мало. Среди них самый большой процент гибели. Функции фуражиров выполняют самые старые члены муравейника.
  • Солдаты. Самые крупные члены муравьиной семьи. Выполняют функции защитников муравейника.

На протяжении жизни муравья функции, выполняемые одной и той же особью, меняются. По этой причине и нельзя с уверенностью говорить о кастовом строении муравьиного сообщества.

Солдаты

Относительно привилегированное «сословие», не отлучающееся от муравейника, но по сути являющееся очень крупными и, с наибольшей вероятностью, самыми старыми представителями рабочего сословия.

Сроки жизни бесплодных самок

При определении основной массы насекомых в муравьином сообществе нужно учитывать не столько календарное время, сколько как живут муравьи в каждом из климатических поясов. И считать лучше в месяцах.

Продолжительность жизни не впадающего в спячку насекомого в тропических джунглях 1 год или 12 месяцев. Продолжительность жизни муравья неподалеку от полярного пояса 3 – 4 года. Но последние активны только 3 месяца в году. Остальные 9 месяцев насекомые – проводят в анабиозе, в котором жизнедеятельность их организма замедляется почти до нуля. В итоге продолжительность жизни приполярного муравья те же 12 месяцев, что и у тропического.

Социальная структура муравьев не может не поражать: мало того, что среди них есть самки, самцы, рабочие особи, так ещё есть виды, содержащие в своём гнезде рабов, которые будучи личинками, были взяты в плен из другого муравейника. Правда, рабы эти исполняют те же функции, что делали бы и в своём гнезде, только заботятся о потомках не своего, а чужого вида.

Несмотря на то, что абсолютно все виды муравьев являются хищниками, они не только ловят или подбирают добычу, но и разводят грибы, держат скотину, в роли которого выступает тля, и являются единственными в мире существами, за исключением человека, ведущими сельскохозяйственную деятельность.

Чёрные, рыжие, красные муравьи относятся к семейству насекомых, что принадлежит надсемейству муравьиных из отряда перепончатокрылых, который включает в себя также ос, пчёл, наездников, пилильщиков и орехотворок. Всего существует более 13 тыс. видов муравьев, большая часть из которых живёт в тропических широтах (для сравнения: в Палеарктике обитает 1150 видов, в России – около трёхсот).

Численность этого семейства по разным данным составляет от 10 до 25% от биомассы всех наземных существ. Правда, вес их чрезвычайно мал. Например, в лесах Амазонки на один километр квадратный припадает 800 млн. муравьев, при этом в сумме все лесные муравьи весят в два раза меньше, чем остальные обитатели местности.

Распространены рыжие, черные и красные муравьи по всему миру. Стоит заметить, что не только лесные и садовые муравьи, но и муравьи в доме – нередкое явление. Их нет разве что в холодной Антарктиде и нескольких далеко расположенных от континента островах.

Муравейник насекомые обустраивают всюду, где только могут, используя для строительства в основном землю и растения. Гнезда их можно увидеть везде: на земле, под камнями, в брёвнах, под землёй, если им случается поселиться в доме, то могут соорудить муравейник и там. На участках с мёртвыми насекомыми муравейник не строится никогда, поскольку это указывает на наличие болезней или другой опасности.

Такая хорошая приспосабливаемость во многом обуславливается великолепной социальной организацией, умением использовать в своей жизнедеятельности различные ресурсы и маневренность: при необходимости они без проблем изменят место жительства.

Описание

В природе встречаются жёлтые, рыжие, черные, красные муравьи, при этом многие из них не однотонные, и в своей окраске комбинируют эти цвета.

Говоря про муравья, следует учитывать, что в зависимости от вида, его размеры могут колебаться от 1 до 50 мм и даже больше.

Самыми маленькими считаются рыжие муравьи из рода могомориум: длина рабочих особей составляет 1-2 мм, самок и самцов – от 23 до 4 мм. Что касается наикрупнейших представителей, то, например, африканские самцы Dorylus могут достигать 3 см, а матки во время созревания яиц благодаря сильно увеличенному брюшку достигают пяти сантиметров.

Несмотря на то, что зрение у муравьев развито слабо (а некоторые и вовсе слепы), они очень хорошо различают вибрации и движение. Зрение им с успехом заменяют находящиеся на голове усики, которые обнаруживают химические вещества, ощущают движение воздушных масс, кроме того, с их помощью через прикосновения насекомые передают и принимают сигналы.

Верхние челюсти (мандибулы) муравьев настолько сильны, что они с успехом используют их, чтобы переносить еду, манипулировать разными предметами, строить муравейник и успешно обороняться. Интересно, что у некоторых видов эти челюсти открываются на 270°, а защелкиваются наподобие капканов со скоростью до 230 км/ч.

Образ жизни

Формируется муравьиная семья в течение многих лет, в результате чего количество обживших муравейник может составлять несколько миллионов (это уже колонии, расположенные друг возле друга на обширных территориях).

Муравьиное общество делится на три касты: самки, самцы и рабочие особи. С учетом класса происходит разделение труда, причём свои функции на должном уровне обязаны исполнять все — от матки до рабочего (если они не справляются с обязанностями, королеву смещают, рабочего убивают).


По внешним признакам представителей трёх каст отличить нетрудно: тогда как самки и самцы имеют крылья, у рабочих (самок с недоразвитой половой системой) их нет. Правда, у матки после оплодотворения крылья обычно или отпадают, или она отгрызает их себе сама, но и в этом случае её можно отличить по огромным размерам.

Тогда как королевы и рабочие появляются в основном из оплодотворённых яиц, где находится два набора хромосом, которые они получили от яйцеклетки и сперматозоида, самцы зарождаются из неоплодотворённых. Прежде чем превратиться во взрослую особь, красный, рыжий, чёрный муравей минуют этапы яйца, личинки и куколки.

Матка

В одном гнезде может находится от одной до нескольких самок, способных производить потомство (королева). Эти особи внешне отличаются более крупными размерами и перед оплодотворением имеют крылья.

Спаривается самка за всю свою жизнь лишь один раз, взлетая вслед за самцом, когда подходит определённый момент (процесс этот называется брачный полёт). Есть виды, что спариваются лишь с одним самцом, есть – с несколькими десятками. В результате матка получает запас спермы в количестве, который она расходует в течение всей своей жизни, а живёт она от двенадцати до двадцати лет.


После оплодотворения матка либо уходит и образовывает свою семью, либо остаётся в старом муравейнике. Если она уходит, то должна подобрать новое место для гнезда, создать первую «комнату», а некоторое время спустя начинать откладывать в ней яйца.

При этом у некоторых видов матка в ожидании первого потомства покидает муравейник в поисках пропитания, у других – невылазно сидит на яйцах и личинках, поддерживая своё существование при помощи жировых запасов. Личинки матка кормит «кормовыми» яйцами или при помощи выделяемого ею слюнного секрета.

Из-за того, что смотреть за первыми детёнышами ей никто не помогает, первые особи получаются очень маленькими, можно даже сказать, карликовыми.

Небезынтересно про муравья-королеву будет узнать, что вопреки общепринятому мнению, центром семьи она не является: чем больше в гнезде маток, тем менее почтительно к ним относятся. Например, могут отдать в другой муравейник, где отсутствует матка, и даже убить, если понизилась плодовитость, предварительно взрастив новую королеву.

Самцы

Почти все самцы, за небольшим исключением, появляются из неоплодотворённых яиц, а потому являются носителями лишь одного набора хромосом, материнского. Практически у всех них есть крылья, и они настолько жестоко борются между собой за молодых самок, что нередко погибают. По сути, вся их роль сводится к оплодотворению молодых маток, поэтому после спаривания они погибают.


Рабочие

Подавляющее число особей – это рабочие, самки с недоразвитой половой системой, основная задача которых – заботиться о живущей в муравейнике семье. Крыльев у них нет, они не такие крупные, как самки, имеют меньших размеров глаза, а у некоторых видов они вовсе отсутствуют. Роли между рабочими распределены во многом в зависимости от особенностей их организма:

  • Солдаты – крупные рабочие с непропорционально большой головой и сильными челюстями (мандибулами), которые они эффективно могут использовать во время боя. Пока нет боевых действий, они исполняют те же функции, что и остальные рабочие красные или черные муравьи;
  • Няньки, как правило, молодые насекомые, ухаживающие за личинками, которые и сообщают им, красный или черный муравей какого социального положения появится. Они же при необходимости уничтожают лишние личинки самок (это делается для контроля количества особей, способных создавать потомство) или изменяют режим их кормления, создавая рабочую особь;
  • Фуражиры – рыщут в поисках пищи и, обнаружив её, сообщают остальным муравьям, прокладывая к гнезду метки при помощи феромонов.

Среди муравьев есть строители (следят за состоянием гнезда, роют туннели, ремонтируют его), уборщики (чистят муравейник и выносят за его границу мёртвых насекомых), медовые бочки (хранят в себе запасы жидкой углеводной пищи), пастухи (выпасают на листьях скотину, в роли которой выступает тля) и представители других «профессий».


Если получается так, что рабочий занимается не своими обязанностями и плохо справляется с ними, он меняет профессию, например, фуражир превращается в няньку. Не кидают в беде насекомые и старых муравьев: они становятся сторожами, хранителями пищи или наблюдателями. Ещё не менее интересным фактом является то, что они ухаживают за ранеными и умирающими: носят им еду, например, кормят соком, что выделяет тля, пока те в состоянии употреблять её.

Феромоны в жизни насекомых

Немаловажную роль в жизни насекомых играют железы, которые выделяют различные вещества, при помощи одних, например, феромонов, они общаются. Например, обнаруженную ими пищу фуражиры фиксируют при помощи феромонов, причем маркируют дорогу до тех пор, пока вся еда не оказывается в муравейнике (как только это происходит, метить дорогу феромонами перестают, и запах рассеивается).

Такой метод позволяет муравьям справиться с неожиданно возникающими препятствиями: если на пути внезапно оказывается преграда, фуражиры начинают свою работу. Отыскав новый путь, они метят дорогу в муравейник, а по проложенному маршруту начинают свой путь его сородичи.

Ещё одним интересным фактом про муравья является его способность с помощью феромонов во время обмена пищей сообщать о семье (в чём на данные момент она нуждается, например, в какой именно пище или о необходимости проведения работ в гнезде).


Также говоря про муравья, следует учитывать, что у каждого из них есть железы, которые они используют для защиты, нападения (они ядовиты и почти все виды имеют жало). Например, одни железы вырабатывают кислотный секрет, при этом для многих вырабатываемых ими ядов характерно наличие сложных составов в сочетании с аллергенными белками. Если в беде оказался чёрный муравей-рабочий, для того, чтобы защитить гнездо, он заканчивает жизнь самоубийством: в результате специфического сокращения мышц его брюшко разрывается и из него во все стороны разбрызгивается секрет железы, которая содержит склеивающие для врага вещества.

Физические сигналы

Естественно, общаться друг с другом насекомые могут не только при помощи феромонов, но и звуками (некоторые виды стрекочут с помощью сегментов брюшка), а также прикосновениями (например, выпрашивая еду). Существует два противоположных мнения: одни учёные убеждены, что они абсолютно глухи, другие с этим категорически не согласны.

Однако точно известно, что насекомые очень хорошо ощущают вибрацию твёрдых тел, а некоторые виды однозначно издают звуки, пребывая на стадии куколки. Например, ещё не появившийся на свет чёрный муравей сообщает о своём социальном статусе рабочим нянькам.

Питание

Про муравьев можно сказать, что практически все они хищники, падальщики, а также питаются растительной пищей (при этом взрослые особи едят углеводную пищу, личинки – белковую). Пищу они находят не только на земле, но и муравей на дереве в поисках пищи – нередкое явление. В качестве белковой пищи они поедают беспозвоночных в основном насекомых: подбирают трупы, охотятся и даже разводят скотину (тля).

Углеводную пищу они получают из медвяной росы: её в избытке даёт им их скот, тля (кроме того, что тля выделяет специальную жидкость, которую красные, рыжие и черные муравьи с удовольствием поедают, да и сама тля выступает в качестве мяса). Также они питаются семенами, соком растений, нектаром, грибами (нужные им грибы они нередко выращивают самостоятельно).

Всю добычу они несут в муравейник, где и распределяют между собой (на стороне они никогда не едят). Существуют виды, имеющие в пищеводе отросток, прозванный «общественным желудком»: в нём насекомые во время транспортировки хранят еду, а доставив на место, извлекают, после чего распределяют между муравьями.

Роль в жизни общества

Говоря про муравья, нужно заметить, что он выполняет много полезных как для природы, так и для человека функций. Например, насыщает почву кислородом, а лесные муравьи, а также жители полей и огородов своим активным хищным поведением регулируют количество насекомых-вредителей.

В некоторых случаях эта их деятельность приносит и ущерб, прежде всего это касается шелкопряда: поедая их гусениц, красный или черный муравей чрезвычайно сильно вредит целой отрасли.

Способность этих насекомых максимально эффективно использовать доступные им ресурсы часто приводит к конфликту с людьми. Например, поскольку свой «скот» они нередко разводят на культурных растениях, тля, питаясь соком, нередко губит урожай. Насекомые нередко вторгаются в дома людей, постепенно увеличивая колонию, если их вовремя не остановить как минимум начнут портить продукты питания, разнося различные инфекции.

Отношения между муравьем и человеком складываются неоднозначно. Если в одних хозяйствах этих насекомых специально разводят, чтобы они помогали в работе, то в других, наоборот, разрабатывают целые программы, дабы бороться с ними, как с вредителями.

Подобные действия становятся всё более успешными: если раньше борьба с муравьями велась более традиционными методами, при помощи веществ, которые не причиняют вреда экологии, и являются безуспешными, то теперь различные химические средства дают возможность избавиться от них в доме буквально за несколько дней.

А вот справиться с популяцией в огородах, садах и на полях не так просто: поэтому меры больше направлены на контроль численности колоний, при этом большинство попыток имеют недолговременный эффект. Тем более что такая борьба с муравьями требует немало осторожности, поскольку вдыхать такие ядовитые испарения вредно, особенно астматикам и аллергикам.

Вас не пугает, что на планете есть существа, столь незначительные по размерам, но стоящие рядом с человеком по уровню развития интеллекта? У них есть сложная система коммуникаций, в основе которой обмен химическими элементами — феромонами. Это взаимодействие помогает найти еду и осуществить доставку пищи в колонию. Они одолевают более крупную жертву, убивают, относят в гнездо благодаря способности поднять вес, в 50 раз превышающий собственный! Только представьте: человек поднимает 4-х тонный груз!

Одни собирают грибы и плесень для пропитания, другие пасут древесную тлю (как человек пасет скот), также есть солдаты, охранники, строители дорог и тоннелей, плотники.

Это муравьи. Не удивляйтесь, если следующей доминирующей формой жизни станут именно они. Около 50 тысяч видов этих насекомых населяют землю. Мы хотели бы сконцентрировать ваше внимание на двух.

Муравьи-листорезы

Муравьи-листорезы (Acromyrmex) встречаются в тропических лесах Южной и Центральной Америки. Своими заостренными челюстями насекомые обрезают листья на полукруглые части. Потом переносят на своих спинах, покрытых шипами, в гнездо. Если посмотреть на это действо сверху — напоминает шествие под зонтиками. Отсюда второе название насекомых – «зонтичные» муравьи.

Жизнь в муравьином государстве одновременно хаотична и организована. Все действия регулируются коллективным разумом. К лагерю сходится множество дорог, по которым нескончаемым потоком транспортируются грузы. Рабочие самки постоянно курсируют между колонией и деревьями как по невидимым рельсам, сформированным запахом муравьев.

Экосистема города «зонтичных» муравьев

Под куполами города целый многоуровневый подземный лабиринт: покои куколок, галереи, покои царицы. Каждую колонию (средняя численность — 80 тысяч особей, может достигать 8 миллионов) возглавляет одна матка. Она откладывает яйца, и муравейник получает новых жителей: рабочих самок, солдат, размножающихся особей (крылатые самцы и будущие царицы, удел которых улететь и начать размножаться).

Наличие крыльев – знак превосходства. Матка всегда должна оставаться чистой, нельзя чтобы ее заразили бактерии и опасные вирусы. Она должна нести яйца для сохранения численности колонии. И царицу, и муравьев, способных к размножению рабочие особи оберегают – чистят, заготавливают припасы еды. При военных действиях крылатые принцы и принцессы спрятаны в самых нижних (5 метров под землей) охраняемых кварталах.

Листорезы–фермеры

Муравьи практикуют занятие сельским хозяйством. Из названия «листорезы» не следует, что питаются они листьями. Их бесценная пища — грибы, которые выращиваются под растительным перегноем. Для поддержания полноценного объема пищи, листья, обрываемые с деревьев, должны поступать под купола города регулярно, во что бы то ни стало. Если происходит сбой в течении потоков (появилось препятствие – на дорогу упал большой лист) особь, которая это обнаруживает, излучает пахнущие вибрации. Это тайная азбука. Знак — возбуждающий жажду разрушения препятствий. Другие члены общины приходят на помощь и уничтожают преграду. Движение восстановлено. Тем временем в колонии рабочие самки встряхивают произрастающие грибы, чтобы проветрить и щиплют, чтобы обеспечить рост.

Муравьи кочевники

Кочевники (подсемейство Ecitoninae), в отличие от своих соседей по континенту, мирных вегетарианцев листорезов, промышляют охотой и грабежом. Это воинственные существа прочесывают лес из конца в конец в поисках добычи. Фазы оседлой и кочевой жизни связаны с репродуктивным циклом. Длина каждой фазы 2-3 недели.

Хищники Нового Света идут широкой шеренгой, тысячи особей объединяются в единую силу. На периферии отряда маршируют солдаты, далее рабочие самки. Они несут расплод в жвалах, определяют место для привала. Также их удел ловить и переносить добычу, в основном это беспозвоночные, но могут полакомиться и гнездящимися на земле птицами, мелкими рептилиями.

Крошечные охотники безжалостны. Это воинственная машина запрограммирована на уничтожение врага. Единственная цель – пища. Помимо челюстей, отравленное жало, парализующее противника. Все зависит от скорости действий яда.

В час колонна проходит 100–300 м. Структура отряда: «голова», шириной 10-15 м и длиной 1-2м; «хвост» — до 50 см.

Загадка природы муравьев

Поведение муравьев будоражит умы энтомологов многие лета. Они лишены самосознания, лишь коллективный разум управляет всеми действиями – в этом их отличие от человеческой цивилизации. Все подчинено одной цели — сохранить колонию. Выделяемые феромоны автоматически приводят в действие этот единый суперорганизм. Муравейник работает как хорошо смазанный механизм часов.

Все муравьи - это общественные насекомые, живущие семьями. В семьях разных видов насчитывается от нескольких десятков до нескольких миллионов особей. Те муравьи, которых мы обычно видим, это так называемые рабочие особи, или просто рабочие, а точнее - бесплодные самки с неразвитыми крыльями. Но раз в году в гнездах появляются крылатые муравьи-самки и самцы. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами; у самцов же удлиненное цилиндрическое или суженное кзади брюшко, а голова сравнительно маленькая с большими выпуклыми глазами. Усики у них длиннее, чем у рабочих, и иногда бывают не коленчатые, а нитевидные. Часто самцы и окрашены иначе, чем рабочие. У рыжих лесных муравьев, например, голова и грудь рабочих и самок частично красные, а самцы - целиком черного цвета.

По мере взросления самцы и самки начинают подбираться к выходу из гнезда и иногда даже выходят на поверхность, но лишь на короткое время. И вот наступает брачный лет. Вы, наверное, не раз наблюдали его у черного садового муравья - обычного обитателя населенных пунктов. Самки и самцы выходят из гнезд 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 гнезд спариваются в воздухе или на земле, вскоре после этого самцы погибают, а оплодотворенные самки сбрасывают крылья и отправляются на поиски места для гнезда. Во время лета такие самки во множестве бегают по земле.

Если отловить таких самок и посадить в пробирки с землей, можно наблюдать весь процесс образования новой семьи. Лучшие объекты для наблюдения - черный садовый, бурый лесной и желтый земляной муравьи или любой из видов мирмик. Самок черного садового муравья лучше сажать по 2-3 в одну пробирку. 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. Самка время от времени облизывает и перебирает их, а каждое отложенное вновь яйцо подклеивает к комку. 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 муравьев) подвешиваются на стенках камеры. Через 4-6 мес. личинки заканчивают рост, и начинается окукливание. К этому времени они становятся крупнее рабочих муравьев. У представителей подсемейства формицин перед окукливанием личинка обычно оплетает себя коконом (такие коконы обычно называют "муравьиными яйцами"), а у мирмицин куколки всегда открытые. 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 еще в родительском гнезде. Крупным личинкам самка скармливает и часть отложенных яиц.

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. Они ухаживают за расплодом (яйцами, личинками и куколками), строят и расширяют гнездо, очищают его от мусора, охраняют от врагов, добывают пищу. Из года в год численность населения в гнезде растет, гнездо увеличивается в размерах. И, наконец, достигается такая численность, когда семья самостоятельно может вырастить крылатых самок и самцов. В таком случае мы говорим, что семья достигла первой стадии зрелости. У многих видов цикл развития семьи на этом завершается. Конечно, семья может существовать еще долгие годы, но ее численность, характер взаимоотношений между муравьями уже почти не меняется. Однако у некоторых видов, например у рыжих лесных муравьев, развитие семьи продолжается, и семьи могут достигнуть второй стадии зрелости, когда становится возможным размножение муравьиных семей делением. На некотором расстоянии от родительского гнезда строится дочернее гнездо, или отводок, куда переселяется часть рабочих семьи с расплодом и молодой самкой.

Если в семье имеется одна плодовитая самка, семья называется моногинной, если много - полигин-ной. Число самок в полигинных семьях рыжих лесных муравьев достигает нескольких сотен.

У большинства видов моногамными бывают лишь молодые или слабые семьи. Однако есть такие виды муравьев (к ним относится, например, красногрудый муравей-древоточец), у которых не может быть полигинных семей. Если в гнезде такого вида появляются две яйцекладущие самки, рабочие убивают одну из них. Такое явление носит название облигатной моногинии.

В лабораторных условиях отдельные рабочие особи могут дожить до 3-4 лет. Известен случай, когда муравей прожил семь лет. Но в естественных условиях в течение года население муравейника почти полностью обновляется, так что в среднем рабочий муравей живет около года. Значительно дольше - до 20 лет - живут самки. Семья муравьев может в принципе жить вечно, поскольку рабочие постоянно заменяют состарившихся самок молодыми. В нашей стране постоянные наблюдения за комплексами муравейников рыжих лесных муравьев ведутся с 1962 г. в Приокско-Террасном заповеднике и с 1966 г. в Верхне-Клязьминском лесничестве Московской обл. За эти годы многие муравейники сохранились на прежних местах. В конце прошлого века известный мирмеколог Август Форель писал о муравейнике, которому было 90 лет.

Между членами муравьиной семьи существует разделение функций, или полиэтизм, который может быть возрастным или кастовым. Под возрастным полиэтизмом понимается закономерная смена круга работ, выполняемых муравьем в гнезде, в продолжение его жизни. Обычно самые молодые рабочие бывают няньками, т.е. 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 муравьев одного возраста, обусловленные различиями в их размерах или строении. Так, 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 или являются хранителями пищи. Пища, доставленная фуражирами, хранится в зобиках этих муравьев и служит запасом семьи на случай плохой погоды.

Особое место занимают муравьи-"нахлебники", которые поселяются поблизости от гнезд других видов муравьев и живут за их счет. Так, в наших лесах довольно обычен блестящий муравей-крошка, живущий в гнездах рыжих лесных, лугового, красноголового и тонкоголового муравьев. Крошечные камеры гнезд этого муравья располагаются между камерами гнезд хозяина, с которыми соединяются тонкими ходами. Диаметр такого хода около 1 мм, и поэтому муравьи-хозяева не могут добраться до своих сожителей. Муравьи-крошки подбирают остатки пищи муравьев-хозяев. Иногда они даже пристраиваются к хозяевам в тот момент, когда один рабочий передает другому капельку жидкой пищи, и успевают незаметно попить из этой капли. Эти муравьи хорошо живут в неволе вместе с рыжими лесными муравьями. Наблюдение за ними очень интересно.

Основу питания почти всех наших муравьев составляют два компонента-белковый и углеводный. В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые. Муравьи охотятся на них или собирают трупы. Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь-сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок). Связь муравьев с тлями (тро-фобиоз) - один из наиболее ярких примеров симбиоза в мире насекомых. Тли снабжают муравьев пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносят на свежие побеги растений, а иногда даже уносят на зиму в муравейник. Для того чтобы понаблюдать за взаимоотношениями тлей и муравьев, лучше всего найти муравейник лугового или рыжих лесных муравьев, вблизи которого есть поросль березы. По стволам тех деревьев, на которых имеются колонии тлей, всегда ходят муравьи, причем у муравьев, спускающихся вниз, брюшко часто сильно раздуто от пади и даже просвечивает. Проследив за маршрутами муравьев, поднимающихся вверх, вы скорее всего обнаружите тлей на концах тонких веток. Некоторые муравьи разводят тлей на травянистых растениях, а некоторые, например желтый земляной муравей, в специальных камерах гнезда на корнях трав.

Помимо пади и насекомых, муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами, но эта пища не является основной. Так, по данным многолетних наблюдений западногерманского исследователя Г. Велленштайна, в питании рыжих лесных муравьев падь составляет 62% (по массе), насекомые и другие беспозвоночные-33%, сок растений-4,5%, грибы и падаль-0,3% и семена-0,2%

Хотя семена составляют в питании лесных муравьев ничтожную долю, для жизни леса это очень важно. Дело в том, что многие лесные травы, например копытень, фиалки, марьянники, пролеска и некоторые другие растения, расселяют исключительно муравьи. Семена этих растений имеют Специальные придатки (эласмосомы), которые поедаются муравьями; семян муравьи при этом не трогают. Но обычно, прежде чем отгрызть придаток, муравьи оттаскивают семя на значительное расстояние. Расселение семян муравьями называется мирмекохорией. В степях и пустынях обитают муравьи, которые питаются почти исключительно семенами, например муравьи-жнецы. Эти насекомые поедают семена целиком: они служат для них источником белков и углеводов. Правда, и эти муравьи играют важную роль в расселении семян, так как часть из них теряется при переносе в гнездо. Среди наших муравьев семена составляют значительную долю в питании дернового муравья.

Вся пища, которую собирают муравьи, приносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. Белковая пища является "строительным материалом", из которого в процессе обмена веществ формируется тело муравьев. Углеводы же являются основным источником энергии, т. е. "горючим" для этих насекомых. Муравьи после выхода из куколки уже не растут, но зато много двигаются. Поэтому основу их пищи составляют углеводы. Малоподвижные личинки, наоборот, требуют мало "горючего", и основу их пищи составляют белки. Взрослых личинок обычно кормят кусками насекомых. Молодых личинок муравьи выкармливают выделениями специальных желез и особыми кормовыми яйцами, отличающимися повышенным содержанием желтка. Кормовые яйца откладывают не только самки, но и молодые рабочие муравьи. Понятно, что муравьи, выкармливающие личинок выделениями желез или несущие кормовые яйца, потребляют гораздо больше белковой пищи, чем строители или фуражиры.

Жидкая пища распределяется в гнезде путем трофаллаксиса. Фуражир набирает падь в зобик, который отделен от желудка клапаном, так что хранящаяся в нем пища не переваривается. Придя в гнездо, фуражир становится в характерную позу, раскрывает челюсти, и изо рта у него выступает капелька жидкости (см. рис.). К нему подходит один или несколько муравьев, которые выпивают эту капельку, и вскоре вся пища перекачивается из зобика фуражира в зобики других особей. Они, в свою очередь, передают пищу тем же способом другим муравьям, и таким образом принесенная порция распределяется в семье. Опыты с применением радиоактивных изотопов показали, что одна порция пищи у рыжих лесных муравьев через 20 часов распределяется между 100 и более особями. Если в гнездо поступает много жидкой пищи, часть ее накапливается в зобиках определенной группы хранителей. Обычно это крупные молодые муравьи. Таким образом создается запас пищи на случай плохой погоды. У некоторых степных муравьев (так называемых медовых муравьев) хранители образуют особую касту ("медовых бочек"). Такие особи способны запасать в зобу количество пищи, в несколько раз превосходящее массу самого муравья.

Помимо распределения пищи, трофаллаксис играет в семьях общественных насекомых еще одну важную функцию. Дело в том, что муравьи и другие общественные насекомые постоянно облизывают друг друга, самок и расплод. Выпот, содержащий выделения желез, подмешивается в пищу и путем трофаллаксиса распределяется в семье. Таким образом, муравьи "узнают" о наличии или отсутствии самки, "оценивают" количество расплода в гнезде и т.д. В зависимости от поступающей информации поведение муравьев может изменяться. Таким образом, трофаллаксис как бы объединяет семью и играет важную роль в регуляции деятельности отдельных муравьев.

Территория, на которой муравьи из одного гнезда добывают пищу, носит название кормового участка семьи. В пределах этой территории каждый отдельный фуражир имеет свой индивидуальный участок. Иногда он представляет сектор в пределах кормового участка семьи, вершиной сектора является вход в гнездо. В таких случаях фуражир начинает поиск добычи почти сразу выйдя из гнезда. Радиус кормового участка семьи таких видов будет небольшим и будет равен длине наибольшего поискового рейса фуражиров. Этот тип использования кормового участка характерен для примитивных муравьев, например для мирмик. У высокоорганизованных муравьев, например у рыжих лесных, индивидуальные участки фуражиров могут быть удалены от гнезда на большое расстояние-до нескольких десятков метров. В этом случае муравей добирается до своего участка по дороге и только придя на место начинает поиск. У рыжих лесных муравьев наиболее удаленные от гнезда участки занимают самые молодые фуражиры. Постепенно, по мере освобождения занятых участков, они передвигаются все ближе и ближе к гнезду и в конце жизни становятся наблюдателями на куполе. Некоторые виды (многие формика, пахучий муравей-древоточец) охраняют границы кормового участка семьи от муравьев из других семей того же вида или других видов, которые также охраняют свой участок. В таком случае мы говорим не о кормовом участке, а об охраняемой территории. Большинство видов муравьев охраняют не весь кормовой участок, а только зону в непосредственной близости от входа в гнездо.

Порой фуражир находит на своем участке такое количество пищи, что сам не может донести ее до гнезда. Перед ним встает задача собрать других муравьев, которые помогли бы ему побыстрее перенести всю пищу в гнездо, т. е. организовать групповую фуражировку. Ведь если этого не сделать, пищу могут найти муравьи из другого гнезда или какие-нибудь иные насекомые.

Существует несколько способов организации групповой фуражировки. Во-первых, муравей может специфическими движениями, звуками или пахучими веществами, выделяемыми специальными железами, привлечь внимание других особей, находящихся неподалеку. Такой способ организации групповой фуражировки получил название самомобилизации. Второй способ - неспецифическая активизация фуражиров. Муравей, обнаруживший пищу (разведчик), возвращается в гнездо и там вызывает возбуждение других муравьев. Однако его сообщение не несет информации ни о том, где находится корм, ни о том, что это за корм. Возбужденные фуражиры выходят на свои индивидуальные участки. Но в результате число муравьев на кормовом участке семьи резко возрастает, и это повышает вероятность случайного нахождения того же источника пищи другими муравьями. Наиболее эффективное средство организации групповой фуражировки - мобилизация. Под мобилизацией понимается комплекс действий разведчика, который приводит к тому, что другие муравьи точно выходят к месту, где был обнаружен корм. Способы мобилизации у разных видов муравьев могут сильно различаться. Так, например, у всех видов мирмик разведчик тактильными сигналами (прикосновениями усиков) активизирует некоторых фуражиров. Они выстраиваются за разведчиком цепочкой, которую он и приводит к кормушке. У черного садового муравья разведчик на пути от кормушки к гнезду оставляет пахучий след концом брюшка. В гнезде он, как и мирмики, активизирует других фуражиров, и те по следу находят кормушку. Процесс мобилизации несложно наблюдать, если выставить на некотором расстоянии от гнезда кормушку с сахарным сиропом. Еще удобнее вести эти наблюдения в лаборатории над семьями в искусственных гнездах, так как в этом случае можно видеть все действия разведчика в гнезде.

На этом мы и закончим краткий обзор основных сведений о биологии муравьев. Некоторые дополнительные сведения даются в этой книге во вводных разделах других глав. Но прежде чем перейти к конкретному описанию методов изучения муравьев и задач, которые могут решаться школьниками, следует остановиться на вопросе о пользе и вреде муравьев. Часто пишут и говорят, что муравьи полезны и поэтому их обязательно нужно охранять. Но это утверждение не совсем верно, и следствием его являются ошибочные, а иногда и просто вредные практические рекомендации. Дело в том, что в природе не бывает вредных или полезных видов. Бывают ситуации, в которых тот или иной вид может быть либо вреден, либо полезен для человека. Например, зайцев разводят и охраняют в охотничьих хозяйствах (здесь они полезны как объект любительской или промысловой охоты), но в садах эти животные - настоящие вредители. Так же обстоит дело и с муравьями. Муравьи-жнецы, например, очень полезны в целинной степи, где они расселяют семена растений. Но, поселяясь вблизи токов, где обмолачивается зерно, они становятся вредителями. Гнездостроительная деятельность муравьев, как правило, полезна, так как в результате улучшается почва. Но на сенокосных лугах земляные кочки муравьиных гнезд или купола жилищ тонкоголовых муравьев мешают выкашивать траву.

Совсем иная картина наблюдается, если рыжие лесные муравьи поселяются в садах. На плодовых деревьях они разводят тлей, которые высасывают сок не из сосудов ствола и толстых ветвей (как в хвойных лесах), а из флоэмы растений. В результате листья и побеги яблонь, груш или слив сильно повреждаются, что ведет к потерям урожая, а иногда и к гибели плодовых деревьев. В то же время основные вредители плодовых деревьев, такие как яблоневая плодожорка или смородинная огневка, живут скрытно и оказываются почти недоступными для муравьев, следовательно, муравьи не могут компенсировать того вреда, который они приносят, охраняя тлей. Именно поэтому рыжих лесных муравьев ни в коем случае нельзя переселять в сады или на газоны в городе, так как, с одной стороны, наносится вред саду, а с другой стороны - ослабляются муравейники в лесах, т.е. там, где они действительно приносят пользу.

Жизнь муравьев в природе – уникальное явление, которому не перестает удивляться человек. В мире насчитывается около 10 тысяч разновидностей этих насекомых. Общая масса всех муравьев равняется весу всех людей на планете. Королева семейства живет около 25 лет, рабочая особь – от 3 до 5 лет.

Удивительное архитектурное строение с множеством камер, ходов, этажей, выходов и входов. Высота достигает нескольких метров, диаметр – около 5 м, при размере одного муравья до 8 мм. В одном домике проживают миллионы особей. Вся колония насчитывает несколько миллионов насекомых.

Снаружи – это насыпь земли с веточками, палочками, листочками, иголками, прочим строительным материалом, что может осилить . Конусообразная форма муравейника хорошо прогревается на солнце, обеспечивает свободную циркуляцию воздуха, защищает от капель дождя.

Внутри все намного сложнее. Структура муравейника напоминает многоэтажное здание с огромным количеством квартир. Делится на 2 части. Верхняя предназначена для жизни в теплое время года, нижняя уходит глубоко в землю, обеспечивает безопасную, благополучную зимовку. В каждой из них имеются камеры, напоминающие отдельные комнаты:

  • апартаменты королевы;
  • камера для яиц;
  • комната для личинок;
  • кладовая с запасами пищи;
  • склад для отходов, мусора;
  • гробница;
  • комната с тлей;
  • спальни для зимовки.

Камеры соединяются между собой многочисленными ходами. Входы охраняются, на зиму плотно закрываются.

Семьи муравьев постоянно пополняются, требуется расширение жилья. Строительство продолжается каждый год. В случае опасности – при повреждении, разрушении муравейника, жители немедленно приступают к сооружению нового здания, перетаскивая туда запасы пищи, личинок, яйца.

Интересно!

Самый крупный по размеру муравейник обнаружен в Томской области. Высота составляет 3 м, диаметр – 5 м. Строился приблизительно 25 лет. Рядом членами этой семьи строится новое жилье, идентичное на вид.

Взаимоотношения внутри

Жизнь муравьев в муравейнике строго регламентируется местными законами.

  • Во главе иерархии стоит – королева. В ее обязанности входит . Каждую неделю самка откладывает яйца, рабочие особи оттаскивают их в специальные камеры, обеспечивают благоприятные условия развития. Живет королева до 25 лет.
  • Небольшая доля муравьиного общества – молодые самцы. Их участь предречена. После оплодотворения самок погибают в течение 2 недель.
  • Основная часть общества – рабочие особи. Формируют касту самки, неспособные к оплодотворению. зависит от вида, условий обитания.

Интересно!

Из яиц вылупляются личинки женского, мужского пола. Кто из них кем будет в дальнейшем, зависит от питания, рациона. Муравьи самостоятельно регулируют количество самок-маток, рабочих особей, обеспечивая разные условия личинкам.


Касты муравьев не изменяются, но в молодом возрасте особям предоставляется возможность испытать себя в любой сфере. Самая низшая каста – строители. Сюда относят тех муравьев, которые не смогли проявить себя в другой сфере. Помимо этой профессии в муравьиной семье множество других:

  • разведчики;
  • охранники;
  • военные – захватчики;
  • добыватели пищи;
  • няни;
  • кладовщики;
  • доильщики либо пастухи;
  • повитухи;
  • сиделки;
  • транспортировщики.

В жизни муравьев четко разделены полномочия, обязанности. Периодически приходится подтверждать свой статус. Муравьи устраивают между собой разборки, демонстрируя свое превосходство.

Интересно!

В жизни муравья происходит постоянный процесс обучения, передачи информации. Насекомые – способные учителя и ученики. Взрослые особи передают свой опыт молодым, показывая, как нужно действовать. Если взрослый муравей находит пищу, проводит по той же траектории молодого ученика, чтобы тот сам смог найти добычу. Такое же взаимодействие наблюдается в любой сфере жизни муравья.

Зимовка

Тоже интересно. С середины лета они делают пищевые запасы на зиму. С первыми заморозками плотно закрывают все входы. По мере снижения температуры перемещаются в нижнюю часть муравейника.


Если зима не столь суровая, жизнь внутри не прекращается. Все идет своим ходом, только снижается плодовитость самки. Насекомые даже имеют возможность выходить наружу на поиски пищи. При сильных морозах муравьи перемещаются в спальные комнаты. У них замедляется обмен веществ, исчезает потребность в питании, насекомое перестает двигаться. Люди характеризуют такое состояние глубоким сном.

Активизируется жизнь в муравейнике с наступлением тепла. Почва прогревается, муравьи постепенно переселяются в верхние этажи, открывают входы.

Польза для природы

В муравейнике несколько муравьев выполняют функции разведчика. Они ползают по округе в поисках пищи, осматривают территорию на наличие врагов, опасности. для других насекомых, птиц, некоторых животных. Всегда нужно быть начеку.

Муравьи приносят природе огромную . Их называют санитарами леса. Добыча 1 большого муравейника за сутки составляет около 7000 гусениц, 28000 куколок, 3000 бабочек дубовой листовертки, 4000 сосновой совки. За летнее время рабочие муравьи приносят в муравейник до 60 тысяч семян растений, 19 ведер сока, 7 млн. насекомых. Большая часть этих запасов уходит на питание личинок.

Маленькие существа улучшают качества почвы. Борются с вредителями растений, разрыхляют слои. Тлю используют в качестве «домашнего животного». Кормят ее листьями, собирают сладкое вещество, что выделяет насекомое на своем теле.

В нашей местности муравьи помогают разрастаться многим растениям. Сеют подорожник, фиалку, подснежники, чистотел и др.

На заметку!

Человечество оценило полезный состав муравьиного яда. Вещество используется для приготовления медицинских средств. Используется для лечения кровеносной системы, суставов, опорно-двигательного аппарата. В яде содержится огромное количество антибиотиков, уничтожающих патогенные микроорганизмы.

Жизнь муравьев в природе интересная, привлекательная, удивительная. Однако существуют семейства, которые вредят сельскохозяйственным культурам, строят гнезда в человеческом жилье. В таком случае используются самые изощренные либо изгнания вредителей в естественную среду