Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №23/2003

ЗООЛОГИЯ

Е.А. ДУНАЕВ

Окончание. См. No 19, 20, 21, 22/2003

Муравьи Подмосковья

Методы экологических исследований

Многовидовые ассоциации муравьев в окрестностях стационара

В пределах различных климатических зон муравьи выбирают наиболее оптимальные для себя экологические условия (биотоп, температуру, микроклимат и т.д.). Так, например, Formica rufa в Карелии обитает в светлых борах, а в Московской области – в смешанных и еловых лесах. Один из главных факторов, влияющих на биотопическое распределение муравьев, – характер растительности. Эта связь бывает настолько прочна, что в средней полосе России, в частности, наблюдается даже смена одних видов муравьев другими в процессе изменения возраста лесных насаждений.

Изучение экологической приуроченности в каждом конкретном участке ареала, характера взаимоотношений разных видов муравьев на одной территории предпринимается не только с целью создания наиболее полной картины биологии видов. Познание характера распределения видов муравьев, анализ структуры комплексов их поселений имеет важное практическое значение, т.к. является основой для выбора правильных путей в искусственном расселении этих полезных насекомых.

Цель работы: изучить характер распределения различных видов муравьев в окрестностях стационара.

Задачи

1. Выявить видовой состав муравьев в окрестностях стационара.

2. Выявить наиболее часто и наиболее редко встречающиеся виды муравьев.

3. Установить биотопическую приуроченность и характер взаимоотношений всех видов муравьев на изучаемой территории.

4. Провести картирование комплексов гнезд фоновых видов муравьев.

5. Выяснить границы охраняемых территорий (кормовых участков) соседних муравейников для фоновых видов (вида). Проследить, выходят ли кормовые тропы за пределы биотопа, в котором расположен муравейник. Объяснить, почему.

6. Вычислить плотность распределения муравьев фоновых видов на изучаемой территории в разных биотопах. Установить, различается ли она. Объяснить, почему.

Методика работы

1. На различных участках маршрута, который прокладывают таким образом, чтобы охватить максимальное разнообразие биотопов в окрестностях стационара, проводят сбор муравьев, описывая при этом каждый новый биотоп, в котором встречен тот или иной вид.

2. Собранные виды муравьев определяют (см. Приложение 2  в № 20/2003.)

3. Изучение комплекса гнезд (группы муравейников одного вида муравьев, не разобщенных территориально и ландшафтно – рекой, оврагом, границами биотопа и т.д.) проводят с помощью картирования гнезд (отдельных семей), колонн (групп муравьев, связанных с определенной тропой муравейника), колоний (групп гнезд, имеющих обменные дороги и сохранивших родственные отношения) и федераций (объединения колоний в общую систему).

Выполнение задачи по картированию целесообразно проводить во второй половине лета, когда у муравьев уже сложилась система гнезд и территорий. Для этого необходимо: на план местности нанести контуры полян, болот, границы биотопов, ручьи, просеки, овраги и т.д.; отметить и пронумеровать все муравейники на изучаемой территории; проследить окончания кормовых дорог, которые, по сути, и будут определять ориентировочные границы охраняемых муравьями территорий.

Плотность населения муравьев высчитывают по формуле:

F, где S – сумма площадей оснований куполов (в м2) (см. Приложения 4, 5 в № 22/2003) , а F – площадь, занимаемая комплексом (в м2).

4. Для установления плотности распределения муравьев на изучаемой территории в различных биотопах подсчитывают динамическую плотность – число особей, посетивших единицу площади в единицу времени (особи/дм2 мин). Для этого проволочную рамку в 10 дм2 (316 х 316 мм) кладут в том месте, где проводят измерение. Сначала подсчитывают всех муравьев, находящихся в пределах рамки, а затем и тех, которые забрели туда за две минуты наблюдения. Полученную сумму делят на два. Такой опыт проводят не менее трех раз, результат усредняют. Следует помнить, что все подсчеты необходимо проводить в часы максимальной активности муравьев, а если они осуществляются несколько дней, то в одно и то же время.

5. Для выяснения иерархических отношений на территории, где встречаются муравьи разных видов, помещают кормушки со сладким сиропом и высчитывают процент агрессивных взаимодействий между разными видами. Опишите варианты враждебного поведения, попытайтесь найти связь агрессивности с территориальностью, плотностью населения, длительностью периода суточной активности.

По окончании работы и изложения результатов следует сформулировать вывод по каждой из поставленных задач. Сравните полученные вами сведения об экологии различных видов муравьев с приведенными в  Приложении 3 (см. № 22/2003).

Не забудьте указать место и время проведения работы, список использованной литературы. Проиллюстрируйте работу схемами, рисунками, таблицами и т.д.

Внегнездовая активность и биотопическая приуроченность муравьев-мирмик

В Подмосковье обитают несколько видов муравьев Myrmica. Они выполняют в природе те же биоценотические роли, что и рыжие лесные муравьи (защита от вредителей, рыхление почвы и т.д.), но их деятельность распространяется не только на лесные, но и на луговые экосистемы. Причем их биомасса может достигать огромных размеров пор сравнению с муравьями-формиками. Только в районе Приокско-Террасного заповедника на одном гектаре можно встретить от 650 до 2080 гнезд муравьев-мирмик. Особую роль играют эти муравьи в лесопосадках и на территории молодых (2–3-летних) древесных массивов, где еще не успел сложиться свой фаунистический комплекс, обеспечивающий полноценное функционирование лесных формаций. Таким образом, изучение экологических особенностей муравьев-мирмик может иметь существенное значение при решении различных лесотехнических проблем.

Вариант филогенетических взаимоотношений муравьев-мирмик

Вариант филогенетических взаимоотношений муравьев-мирмик

Цель работы: изучить некоторые аспекты экологии муравьев-мирмик.

Задачи

1. Определить фауну муравьев-мирмик окрестностей стационара и выявить фоновые виды.

2. Установить биотопическую приуроченность различных видов Myrmica.

3. Выяснить количество гнезд муравьев-мирмик в разновозрастных лесных насаждениях.

4. Для фоновых видов определить объем куполов и среднюю массу их гнезд.

5. Выявить приуроченность фуражиров исследуемого вида к выходам из гнезда и средний радиус фуражировки.

6. Охарактеризовать динамику суточной активности фоновых видов муравьев-мирмик.

Методика работы

1. Обычно муравьи-мирмики предпочитают переходные полосы вдоль границ различных лесных биотопов (например, между сосняком-зеленомошником и мертвопокровным ельником, т.к. зеленомошник более удобен для устройства гнезд, а в переходной зоне находится более стабильная кормовая база). Установите количество гнезд мирмик в разных биотопах на одинаковых по длине участках маршрута.

2. Объем купола муравейника (V, см3) оцените с помощью Приложений 4, 5 (см. № 22/2003), а сухой вес гнезда (P, г) высчитайте по формуле:

= 124,5 + 168,7V/110 + 11,66V/110, где V – объем купола.

3. Средний радиус фуражировки мирмиков-фуражиров обычно составляет 5 м (реже 7–8). Проследите за вышедшим из гнезда фуражиром, определите, какое расстояние в поисках пищи он преодолеет, в какой выход из гнезда вернется. При необходимости используйте метки на брюшке ярким лаком или белой коррекционной эмульсией.

4. Для изучения активности мирмик разметьте гнездо с помощью нитки и мелких колышков на сектора и подсчитайте количество рабочих муравьев, пересекающих внешний край гнезда в каждом секторе за одну минуту. Такие наблюдения следует проводить не менее чем в течение двух суток по десять минут в час. Сравнение полученных результатов проводите по секторам.

По окончании работы после изложения результатов следует сформулировать выводы по каждой из поставленных задач.

Трофобиоз муравьев с тлями

Наиболее обычно для муравьев питание различными насекомыми, однако они с успехом могут использовать и другие источники пищи (березовый сок, нектар ряда трав, семена, плесневые грибы, которые они разводят в ходах гнезда).

Пищевая (трофическая) связь муравьев с различными равнокрылыми насекомыми (тлями, кокцидами, листоблошками, цикадками и др.), выделяющими богатые глюкозой и сахарозой экскременты, называемые падью, является наиболее интересной и до конца еще непознанной.

Эти взаимоотношения (трофобиоз) выгодны и муравьям, и тлям, то есть представляют собой пример симбиоза. Давно было замечено, что колонии тлей, на которых муравьи собирают падь, находятся в гораздо лучшем состоянии, чем колонии, не посещаемые муравьями. Кроме того, и численность тлей заметно увеличивается около муравейников. Муравьи заботятся о тлях – защищают от наездников и ряда хищных насекомых, переносят их на более подходящие части растений, защищают от прямых солнечных лучей, выстраивая для тлей затенения, уносят на зимовку в глубь своих гнезд и т.д.

Ряд исследователей (М.С. Гиляров и др.) придерживаются гипотезы о высоком содержании сахаров в экскрементах тлей из-за потребления ими большого количества сока растений не столько для насыщения, сколько для защиты от высыхания. Значительный объем воды, поглощенной из растения, при этом испаряется, а «не успевшие» усвоиться в организме растворенные вещества (сахар, белки) выделяются с экскрементами. Но существуют и другие точки зрения, согласно которым повышенное содержание сахара в пади – специальное приспособление к симбиозу с муравьями, выработанное в результате совместной эволюции (гипотеза Э.К. Гринфельда), или возможность получить вместе с соком большое количество белка – сахара же при этом остаются в избытке и выделяются с экскрементами (гипотеза Бюсгена). Г.М. Длусский считает правомочными первые два мнения.

Кроме теоретического интереса трофобиоз имеет для человека и практическое значение. Многие тли являются серьезными вредителями растений. Основной вред они наносят тем, что своими экскрементами закупоривают устьица листьев и вызывают распространение сажистого грибка – возбудителя опасного заболевания. Муравьи, собирая падь, предотвращают эту опасность. Кроме того, они могут охотиться на различных вредителей на деревьях с колониями тлей. В последние годы в Западной Европе практикуется сбор падевого меда, который по качеству (в случае использования тлей семейства Lachnidae, живущих на хвойных деревьях) не уступает цветочному. В связи с этим увеличивается актуальность всестороннего изучения этого интереснейшего экологического явления.

Цель работы: изучить особенности трофобиоза муравьев с тлями в окрестностях стационара.

Задачи

1. Выяснить видовой состав муравьев и тлей (или других равнокрылых насекомых), вступающих в трофобиотические взаимоотношения (Приложения 2, 3 в № 20, 22/2003). В зависимости от группы равнокрылых насекомых (тлей, червецовкокцид, щитовок; листоблошек-псилид; цикадок) внесите корректировку в название темы.

2. Установить видовой состав растений с колониями тлей, посещаемых муравьями, место расположения колонии (на листьях, стволе дерева и корнях трав).

3. Описать поведение муравья на колонии тлей и транспортировку пади в муравейник.

4. Выяснить, зависит ли активность муравьев на колонии тлей (т.е. посещаемость колонии муравьями) от погодных условий, времени суток.

5. Подсчитать объем пади, собранной одним муравьем. Установить, зависит ли он от погодных условий, времени суток, вида растения-прокормителя.

Методика работы

На маршрутах по разным биотопам отыскиваются муравейники с тропами, ведущими к колониям равнокрылых насекомых. Биотоп, в котором обнаружена колония, описывают (см. задание 2 к теме «Внегнездовая жизнедеятельность рыжих лесных муравьев в № 22/2003). Подсчет муравьев на колонии проводят в течение одинаковых промежутков времени (сначала всех находящихся на ней муравьев, а затем – всех посетивших ее за выбранный отрезок времени) при различных погодных условиях и в разное время суток.

Методика подсчета пади изложена в задании 12 к теме «Внегнездовая жизнедеятельность рыжих лесных муравьев».

По результатам работы сделайте выводы. Не забудьте указать место и сроки проведения исследований. Проиллюстрируйте свои выводы и результаты рисунками, диаграммами, графиками и т.д. Укажите в конце работы список использованной вами литературы.

Список рекомендуемой литературы

Брайен М. Общественные насекомые. Экология и поведение. – М.: Мир, 1986.

Длусский Г.М., Букин А.П. Знакомьтесь: муравьи! – М.: Агропромиздат, 1986.

Длусский Г.М. Подотряд Жалящие перепончатокрылые (Aculeata) // «Жизнь животных». Т. 3. М.: Просвещение, 1984, с. 471–484.

Захаров А.А. Муравей, семья, колония. – М.: Наука, 1978.

Захаров А.А. Экология муравьев // Итоги науки и техники. Т. 7. – М.: ВИНИТИ, 1980.

Захаров А.А., Гарбар Г.П., Каплан Ю.М. Операция «Муравей» в 1981–1985 гг. (методические рекомендации). – М.: ротапринт ЭТПК, ЦС ВООП, 1981.

Мариковский П.И. Муравей-путешественник. – М.: Детгиз, 1957.

Мариковский П.И. Насекомые защищаются. – М.: Наука, 1978, с. 25–30, 100–102.

Муравьи и защита леса. Т. 3–8, 1976, 1971, 1975, 1979, 1987.

Халифман И.А. Пароль скрещенных антенн. – М., Детгиз, 1958.

Халифман И.А. Муравьи. – М.: Молодая гвардия, 1963.

Халифман И.А. Операция «лесные муравьи». – М.: Лесная промышленность, 1974.

Шовер Р. От пчелы до гориллы. – М.: Мир, 1965.

Шовер Р. Поведение животных. – М.: Мир, 1972, с. 473–477.

 

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru