Маленькие труженики: какую пользу приносят муравьи

Описание насекомого

Между самцами, самками и рабочими муравьями очень мало различий. В брачный период у самки и самца есть крылья, которые помогают им находить друг друга для спаривания, а у рабочих особей — нет. Отдельные части тела, которые разделены узкой талией, называемые петиоли, — это голова и брюшко муравьев. Тело насекомых покрыто специальным экзоскелетом. Это прочная хитиновая оболочка, надежно защищающая насекомое от возможных повреждений. Так называемые фасеточные глаза имеют сложную структуру, поскольку они, естественно, содержат множество маленьких линз.

Чтобы определить, насколько освещена определенная область, в верхней части головы насекомого расположены три глаза простой структуры. Еще есть антенны: с их помощью муравей определяет колебания, наличие практически всех химикатов и воздушных потоков. Антенны отлично умеют принимать и передавать различные сигналы. Верхние челюсти, или нижние челюсти, хорошо развиты. Они несут ответственность за строительство и безопасность жилья, помогают обеспечивать едой и так далее. На каждой ступне есть коготь в форме крючка. Благодаря таким когтям насекомые могут легко перемещаться по вертикальным поверхностям.

Внутренние органы и железы находятся внутри брюшной полости. Брюшко у рабочих заканчивается проколом. Необходимо защищаться, атаковать врагов и добывать пропитание.

Описание семейства

Муравьи — наиболее эволюционно развитое семейство насекомых с точки зрения этологии, экологии и физиологии. Их семьи представляют собой сложные социальные группы с разделением труда и развитыми системами общения и самоорганизации, которые позволяют людям координировать свои действия при выполнении задач, которые не под силу человеку. Некоторые виды муравьев обладают развитым «языком» и способны передавать сложную информацию. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитые симбиотические отношения с другими насекомыми, грибами, бактериями и растениями.

Преимущества, предлагаемые муравьям в результате сотрудничества, сделали их сегодня доминирующей группой членистоногих. Так, на 1 км² саванны в Кот-д’Ивуаре (Африка) обитает почти 2 миллиарда особей муравьев, образующих около 740 тысяч колоний. Наряду с термитами (еще одна большая группа социальных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропических лесах Амазонки. Итак, при средней плотности населения 800 миллионов муравьев и 100 миллионов термитов на квадратный километр, вместе они весят только половину всех других наземных животных в этом тропическом лесу. В зонах умеренного климата их меньше. На площади 8 км2 во Флориде найдено 76 видов муравьев 30 родов, а на площади 5,5 км2 в Мичигане — 87 видов 23 родов.

Размеры представителей семейства разнообразны: от 1 до 30-50 мм и более. Некоторые из более мелких муравьев включают представителей родов Monomorium (рабочие 1-2 мм, самки и самцы 3-4 мм), Mycetophylax (1-3 мм) и Cyphomyrmex (1,5-3 мм), а также вид Leptothorax minutissimus — эндемик США, Leptothorax curvispinosus паразитирует в колониях муравьев и достигает в длину до 3 мм.

Одним из самых крупных представителей семейства является вид Camponotus gigas, размер рабочих у которого около 20 мм, самцов — 18,3 мм, солдатиков — 28,1 мм, матки — до 31,3 мм. Самыми крупными муравьями являются также гигантская динопонера (Dinoponera gigantea) и Paraponera clavata, длина которых достигает 25-30 мм. Самцы африканского рода Dorylus могут достигать длины до 3 см, а королевы (королевы) в малоподвижной фазе во время созревания яйца имеют сильно увеличенный физико-желудочный брюшко, а общая длина до 5 см больше в истории — это окаменелости муравьев рода Formicium. Их самки достигали 7 см в длину, а их крылья имели раскрытие до 15 см.

Образ жизни

Красные или оранжевые муравьи обитают в тех лесах, где много лиственных или хвойных деревьев. Ленники часто замечали муравейники этих насекомых в смешанных лесах. Летом они обустраивают свои дома, размножаются и грабят запасы еды, а зимой спят.

Они не только много работают, но и уважают свою иерархию. Самая крупная самка находится во главе, затем более мелкие самки и самцы, рабочие муравьи и собиратели замыкают цепь.

Последние имеют множество функций:

1. Собирайте еду.
2. Строительство и обустройство муравейника.
3. Уход за крупной самкой.

Строят муравейник из земли, листьев и веток. Иногда его размеры превышают один метр в высоту. Лучшее место для постройки дома — старые пни. Сложная конструкция здания блокирует проникновение воды даже в сильный дождь. Рабочие содержат в чистоте помещения и охраняют личинок.

Коллекционеры — это сборщики еды. В поисках ее они иногда уходят очень далеко от дома. При обнаружении большого количества пищи они с помощью выделений оставляют следы, чтобы попросить помощи в сборе других муравьев.

Примечание! За один день рабочая бригада может перенести в дом большое количество еды. Они собирают не только фрукты и овощи, но также корнеплоды и семена. В свободное время они играют друг с другом, а также устраивают спарринги.

Где находят пищу?

В саду муравьи могут самостоятельно найти пропитание практически везде. В рационе могут присутствовать растительные остатки, сушеные и свежие фрукты и ягоды. Поэтому они становятся главной угрозой урожаю.

Что предпочитают?

В муравейнике нет ни одного продукта, который был бы основным. Они могут съесть практически все, что попадется на пути. Например: мякоть плодов, семена, орехи, корневища, соки деревьев.

Развитие и размножение

Муравьи, как представители насекомых с полным превращением, проходят разные стадии своего развития: яйцо, личинка, куколка и имаго. Цикл развития муравьев, как и всех других перепончатокрылых, включает полную трансформацию (голометаболизм). Личинка вылупляется из яйца, единственной стадии роста насекомого.

Муравьи «спасают» куколок и личинок

Жизнь муравья начинается с яйца. Если яйцеклетка оплодотворена, из нее выйдет самка, а если нет — самец. Яйца обычно хранят не по отдельности, а в небольших «пакетиках». После инкубационного периода из яйца выходит оседлая червеобразная личинка, кормлением и уходом за которой занимаются рабочие. Наружные покровы личинки могут растягиваться лишь до определенных пределов, а во время роста происходит линька. Следовательно, принято различать разные стадии развития личинки. У муравьев обычно четыре личиночных стадии, которые достигают кульминации в куколке, хотя у некоторых видов может быть три или пять личиночных стадий. Кормление личинки осуществляется с помощью трофилаксии, когда муравей срыгивает жидкую пищу из своего зоба — как при обмене пищей между взрослыми особями, хранящими пищу в «общественных желудках». Личинки также могут потреблять твердую пищу, такую ​​как кормовые яйца, куски добычи или семена, принесенные рабочими. У некоторых видов личинки переносятся прямо к месту поимки добычи. Перед куколкой личинка перестает питаться и изгоняет содержимое кишечника. У некоторых видов муравьев (например, у представителей подсемейства муравьев, понеринов, Amblyoponinae) личинки плетут кокон перед куколкой. Коконы муравьев обычно называют «муравьиными яйцами». Куколка свободна — придатки имаго внутри нее свободны и не слиты с телом. В зависимости от пищи, которую получает личинка, она может развиться в матку или в рабочую особь. Если у вида есть разделение рабочих на касты, питание также определяет, к какой касте будет принадлежать будущий имаго-муравей. Личинки и куколки должны иметь определенную постоянную температуру, поэтому рабочие часто перемещают их из одной комнаты в другую в муравейнике в более подходящих условиях. После завершения стадии куколки рабочие муравьи помогают новой особи выйти из нее, так как муравей не может самостоятельно открыть кокон.

Муравей несет куколку

Новые рабочие проводят первые несколько дней своей жизни, заботясь о королеве и выводке. Поэтому они обычно роют туннели и выполняют другую работу внутри гнезда. Впоследствии муравей становится защитником гнезда и собирателем. Эти изменения довольно внезапны и являются примерами временных каст. Объяснение этой последовательности связано с высокой смертностью коллекционеров.

Брачный полет муравьев

У большинства видов муравьев способность к спариванию имеют только самки (будущие королевы) и самцы. Вопреки распространенному мнению, в некоторых семьях муравьев может быть несколько маток (полигиния), а в других их может не быть вообще. Рабочих, способных к воспроизводству, называют воротами, а семьи, у которых нет королевы, — воротами. Самцы крылатых муравьев выходят из куколок вместе с будущими царицами и только кормятся и спариваются в течение своей жизни. Большинство муравьев имеют единичное напряжение, то есть они развивают только одно поколение в год. В какой-то момент времени, который зависит от вида, крылатые самки и самцы покидают гнездо и отправляются в брачный полет. Как правило, самцы взлетают раньше самок и выделяют феромоны, которые заставляют их следовать. Самки большинства видов спариваются только с одним самцом, но есть также виды, у которых самки спариваются с десятью или более самцами. После спаривания самка ищет подходящее место для создания нового гнезда. Найдя одно, он отрывает крылья и роет первую камеру будущего гнезда, затем начинает откладывать яйца и ухаживать за ними. Королева хранит сперму, полученную во время спаривания, и оплодотворяет ею свои яйцеклетки. Первые работники новой семьи слабые и мелкие по сравнению с более поздними работниками. Они увеличивают гнездо, кормят и ухаживают за расплодом. Так у большинства видов создаются новые семейства, но есть виды, у которых несколько маток образуют колонию одновременно. В какой-то момент одна из королев с «сиквелом» покидает семью и переезжает на новое место. Этот процесс похож на роение медоносных пчел.

У муравьев есть множество стратегий размножения. Например, самки некоторых видов способны воспроизводить потомство путем гомосексуального размножения (партеногенез), при котором самки выходят из неоплодотворенных яиц (без участия самцов), а у видов Mycocepurus smithii — всех особей женского пола. Факультативная или облигатная телитокия была экспериментально подтверждена у нескольких видов: Pristomyrmex pungens, Messor capitatus (Myrmicinae), Cerapachys biroi (Cerapachyinae), Cataglyphis cursor (Formicinae), Platythyrea punctata (Ponerinae).

В тропиках муравьи активны круглый год, а в более холодных регионах они переживают зиму в состоянии покоя и бездействия. Формы бездействия разнообразны, у некоторых видов личинки также входят в состояние диапаузы. Однако у большинства видов имаго зимуют в состоянии пониженной активности.

Уникальный вариант естественного клонирования существует у маленького огненного муравья, самцы и самки которого размножаются путем клонирования независимо, так что генофонд обоих полов не смешивается. У этого вида рабочие развиваются из оплодотворенных яиц, а матка — из неоплодотворенных диплоидных яиц. В некоторых яйцеклетках, оплодотворенных самцами, все хромосомы матери разрушаются, и самцы развиваются из этих гаплоидных яиц.

Продолжительность жизни

Колонии муравьев могут существовать долгое время. Королева может прожить до 20 лет, рабочие особи живут от нескольких месяцев до 3 лет. Самцы же живут всего несколько недель. Муравьиные королевы живут в 100 раз дольше, чем большинство одиночных насекомых того же размера. Рекорд по социальным муравьям и насекомым составляет 28 лет для королевы Lasius niger, выращенной в лабораторном гнезде. В естественных условиях популяция муравейника в течение года практически полностью обновляется.

Структура семьи

Семейство муравьев — это многолетнее высокоорганизованное сообщество, состоящее из выводков (яйца, личинки, куколки), взрослых половых особей (самок и самцов) и, как правило, многочисленных рабочих (бесплодных самок).

Муравьи образуют семьи, размером от нескольких десятков особей до высокоорганизованных колоний, состоящих из миллионов особей и занимающих огромные территории. Многодетные семьи состоят в основном из бесплодных бескрылых женщин, которые образуют касты рабочих, солдат или других специализированных групп. Почти во всех семьях есть самцы и одна или несколько репродуктивных самок, называемых королевами. Семьи иногда называют суперорганизмами, потому что муравьи работают как единое целое.

В семьях муравьев существует разделение труда, связи между людьми и самоорганизация в решении сложных проблем. Подобные параллели с человеческим обществом давно стали предметом исследования ученых.

Муравьиная матка</