Предисловие
Если у большинства из людей спросить, что они представляют под понятием муравейник, то скорей всего самый популярных ответ будет в виде визуального образа большого муравьиного холмика в лесу густонаселенного муравьями. Что примечательно, те, кто не разу не взаимодействовал каким-либо образом с этими муравейниками, уверены что там живут те же муравьи что и в городах. А крылатых муравьев, вылетающих из гнезд во время брачного лёта, многие люди и вовсе считают отдельным видом муравьев. Они так и говорят — это крылатые муравьи, которые помимо передвижения по земле еще и умеют летать. Если Вы относитесь к тем, кто и сейчас в этом уверен, то данное видео будет для Вас вдвойне интересным. И так, довольно предисловий, пора переходить к самому интересному.
Систематика
Холмики, которые вы могли видеть в лесах и даже городских парках не что иное как жилище (по научному гнездо) лесного муравья. Который гордо относится к роду Formica. Данный род насчитывает более 170 современных видов и делится на четких 8 подродов.
Formica rufa, Formica polyctena, Formica pratensis, Formica rufibarbis, Formica cunicularia
Сегодня речь пойдёт о самый ярких и многочисленных представителях этого рода: Formica rufa (рыжий лесной муравей), Formica polyctena (малый голоспинный лесной муравей) и Formica pratensis (луговой муравей). В 99% случаев это их муравейники вы видели в лесах, скверах и лугах. Важно чтобы вы понимали, что несмотря на сходства двух первых видов ( Formica Rufa, Formica Polyctena) связанные с принадлежностью к одному подроду и месту обитания, муравьи имеют ряд важных различий, которых мы обязательно коснемся.
Семья и колония
Муравьи это общественные насекомые — в этом слове заключается великий смысл и залог их долгого существования на нашей планете. По некоторым исследованиям это более 40 млн. лет.
Общественные — значит, что они живут большими сообществами (семьями), от нескольких десятков до миллиона особей. При этом, насекомые вовлечены в коллективные действия, которые направлены на поддержание жизни и интересов целого сообщества. При этом муравьи настолько адаптированы к жизни в семье, что жить вне её они просто не способны; по сути именно семью можно считать неким супер организмом, а отдельные особи являются её составляющими элементами.
Главными опорами каждой семьи является:
- Разделение обязанностей. Да у муравьев, как и у людей, каждый занят своим делом. Есть добытчики еды, есть те, кто складирует её в кладовые (хранилища), есть строители отвечающие за формирование холма, есть няньки, которые ухаживают за королевой (царицей) и её потомством (яйцами, личинками) и многие другие. Притом у семьи есть способности перераспределять кол-во членов каждой из этих групп. К примеру, если по каким-то причина разрушится гнездо (холмик) то на его починку будет брошено большое кол-во рабочих, ранее не входивших в эту группу обязанностей. И будет находиться в этой группе до момента завершения восстановительных работ.
- Второй опорой является обмен информацией. Муравьи общаются друг с другом не хуже людей, используя язык химических и тактильных сигналов, а также язык жестов. Обмениваясь информацией, каждый муравей, знает что происходит в семье и в его зоне ответственности, узнает нуждается ли он сейчас в чьей-либо помощи. Не стоит забывать и значение трофаллаксиса (процесса передачи пищи и выделений желёз от одного муравья к другому), в результате которого происходит не только обмен пищей но и информацией в дальнейшем регулирующей поведение особей в семье.
- Третья опора — важность социальной составляющей. Многочисленными экспериментами было доказано, что 2 особи живут значительно дольше чем одна, а максимальная продолжительность жизни достигается в группах не менее 10 особей. Вместе с ростом группы повышается и производительность труда.
При наличии благоприятных условий жизни семьи муравьев разрастаются настолько, что одно гнездо уже не вмещает всего населения. Тогда образуются колонии. Энтомолог Форель дал следующее определение колоний: «Колония — это семья муравьев, обитающая одновременно в нескольких муравейниках. Это определение подразумевает постоянный обмен особями между населениями разных гнезд. Он может осуществляться как постоянно, так и периодически.
Некоторые, из уже осведомленных в этом теме, успели заметить, что в словарном обиходе мирмикиперов (тех людей, которые содержат муравьев в домашних условиях) колонией уже почему-то начинают называть матку с 2мя рабочими. Что по определению, как вы поняли, считается неверным.
Продолжим. Муравейник Формика Руфа, чаще представляет семью с одной-единственной плодовитой самкой. Эта самка в своё время покинула гнездо, в котором вывелась, совершив брачный лёт спарившись с самцом, сбросила крылья и, найдя муравейник другого вида — к примеру формика фуска, проникла в него, убила их королеву и заняла её место. Рабочие муравьи Формика Фуска стали кормить молодую самку руфа, воспитывать её расплод. Так возник новый муравейник но уже Формика Руфа. Несмотря на то, что семья представлено одним муравейником, она может разрастаться до миллиона особей.
В то же время обитающие главным образом в темных ельниках, но нередко и в сосновых лесах самые мелкие Формика — им присвоено название Формика Поликтена — живут обычно разветвленными колониями: семья раскинута в нескольких гнёздах, связанных между собой надземными и подземными ходами и дорогами. В такой семье не одна, а сотни, нередко даже тысячи плодовитых, откладывающих яйца самок.
Неудивительно, что муравейники поликтена разрастаются гораздо быстрее, чем руфа, и образуют поселения с сотнями тысяч обитателей. Эти семьи охотно принимают вернувшихся после брачного полета молодых самок, все равно своих или чужих, лишь бы того же вида. Приходя каждый год на смену старым, они частично омолаживают семью, так что она как бы и не стареет. Действительно, эти муравейники на редкость долговечны: живут иногда чуть не по сто лет и больше, оставаясь неизменно сильными и жизнеспособными.
Ещё один яркий пример разрастания семьи: в Швейцарии муравьи Formica Exsecta (Эксекта) образуют колонии насчитывающие до 200 гнезд.
Когда в гнезде становится тесно, матка с частью рабочих (называемых колонной) покидает гнездо и образует новый муравейник. Гнездо строиться на таком расстоянии, чтобы не создавать конкуренцию в добывании корма и при этом была возможность обмениваться информацией и особями в рамках колонии.
Гнездо
Имеется ряд модификаций этого типичного строения. В основании многих гнезд лесных муравьев лежит старый источенный пень, который муравьи засыпают различным строительным материалом, в конечном итоге образуя холм. У Formica truncorum в Европе, особенно в небольших гнездах, наружная часть гнезда почти целиком помещается в пне, к которому принесено небольшое количество растительных остатков.
Наиболее сложными гнездами, являются гнезда рыжих лесных муравьев (Формика Руфа). В центре гнезда имеется глубокая воронка. В этой воронке помещается «внутренний конус» из крупных, длиной до 10 см и толщиной 3-5 мм, палочек. Во «внутреннем конусе», как правило, происходит развитие молоди муравьев. Так называемый солярий. Сверху гнездо прикрыто толстым наружным куполом из мелких веточек, игл, черешков листьев, толстых стеблей травы и т.д. Материал гнездового холмика рыжих лесных муравьев, как показали опыты с окрашиванием хвои, постоянно перемешивается. Снаружи рабочие приносят растительные остатки, но их количество в общем незначительно. Муравьи постоянно поднимают наверх мелкий гнездовой материал из внутренних частей наружного купола. Крупные ветки при этом
опускаются вниз, но из-за своей громоздкости не могут быть подняты наверх. Так образуется «внутренний конус». Постоянная циркуляция гнездового материала препятствует его плесневению.
Наверняка многие из Вас задумывались, почему муравьи строят гнёзда именно куполообразной формы. И действительно, данная форма не случайна, это позволяет муравьям наиболее полно использовать энергию солнечных лучей для регулирования температуры в муравейнике.
Лучше всего на солнце нагревается предмет, если лучи на него падают под прямым углом. Поэтому в полдень, когда солнце в зените и лучи падают на землю вертикально (перпендикулярно земле) — жарче всего. А утром и вечером, когда солнце еще не достаточно встало, лучи падают на землю под углом, и греют (передают энергию) хуже, хотя солнце светит с одинаковой силой и утром и в полдень.
Куполообразная форма муравейника «улавливает» (всё время прямым углом) эти утренние и вечерние лучи — согревая муравейник. И в то же время, такая форма муравейника, препятствует перегреву муравейника в полдень, когда солнце в зените — лучи падают на купол под углом, и не так сильно его нагревают.
В России порою встречаются гигантские муравейники, один из них был найден в Томской области, он имеет высоту более 2,5 метра и диаметр более 5ти.
Ходы муравьиных гнезд уходят на глубину до 1,5 метр, для того, чтобы муравьи могли комфортно перенести наступление холодов. А общая длина коридоров может достигать 100 км.
Еще один немаловажный момент: Высота и объём гнездового купола на муравейнике не всегда отражают силу семьи и дают правильное представление о её возрасте. Правильнее судить о численности населения муравейника и его возрасте по состоянию и протяженности муравьиных дорог и интенсивности движения на этих дорогах, но, разумеется, с учетом и других сопутствующих обстоятельств.
Разделение обязанностей
Как было отмечено ранее, в семье муравьев, каждая особь выполняет определенные функции т.е. имеется строгое их разделение. Самцы выполняют только функции, связанные с размножением. После оплодотворения они погибают. Функции самок меняются в зависимости от времени. В начале, после оплодотворения, самка ищет себе гнездо. Затем, как правило, она основывает новую семью и воспитывает первое потомство. В семье плодущая самка, или “царица”, выполняет уже только одну основную функцию — воспроизводства. Заботу о потомстве осуществляют рабочие. К слову рабочие это тоже самки, но мягко говоря, недоразвитые. У них нет крыльев и слабо развита половая система.
Наблюдения за муравейником показали, что имеются следующие виды работ, выполняемые постоянными группами рабочих:
- Уход за тлями и сбор пади (об этом мы расскажем позднее)
- Сбор строительного материала и охота. Её выполняют одни и те же рабочие
- Переноска рабочих
- Обмен расплодом между гнездами
И что примечательно, охотой и сбором строительного материала занимаются наиболее крупные и сильные особи, а средний и мелкие уходят на сбор пади (сладких выделений тли).
Далее мы не будем подробно рассказывать о процессах протекающих в гнезде, т.к. для этого потребуется целая серия роликов, тем более большинство процессов схожи с другими родами муравьев, а мы хотим рассказать именно про лесных защитниках.
Занимаемая территория и кормовой участок
Как у хищных развитых животных (волков, тигров, львов и д.р.), которые обхаживают свои владения, оставляя метки для предупреждения незваных гостей того же вида, у каждой колонии лесного муравья или гнезда в отдельности, также есть понятие занимаемая территория, которая имеет четкие границы.
Установление границ территорий происходит ежегодно после весеннего пробуждения муравьев. К примеру в климатических условиях Подмосковья, это происходит с середины апреля до конца мая. При этом на границах территорий гнезд разных видов постоянно можно наблюдать «бои» между муравьями, ведущие к гибели значительного количества особей обоих муравейников. К середине июля устанавливаются более или менее постоянные границы, и «столкновений» между особями разных видов, как правило, не наблюдается.
При изучении территорий лесных муравьев ученые-энтамологи обнаружили любопытное явление. У некоторых изученных видов (F. rufa, F. polyctena, F. truncorum, F. еxsecta) рабочие относят остатки (точнее, один хитин) съеденных насекомых на границу территории и там выбрасывают. При этом рабочий движется прямо, доходит до границы, оставляет ношу и так же по прямой возвращается в гнездо. Это показывает, что муравьи каким-то образом (скорее всего по запаху) чувствуют границу территории. Точно так же рабочий, зашедший на чужую территорию, пройдя несколько сантиметров, поворачивает обратно, даже в том случае, если не встречает особей другого вида.
Обрабатываемая муравьями площадь называется кормовым участком. Чаще всего она совпадает с занимаемой территорией. Как вы поняли, муравьи не ходят туда, где нет пищи, не расходуя попусту силы.
Размеры кормового участка зависят от размеров семьи, количества пищи и ее размещения. Кормовой участок одной семьи, в зависимости от размеров может варьироваться от 100 до 1600 квадратных метров.
При резком увеличении вредителей, размеры кормового участка сжимаются и расширяется только когда семья начинает справляться с уничтожением вредителей на нём и ей нужны новые кормовые территории.
Обнаружение пищи
Муравьиные тропы — это дороги по которым движутся муравьи к основным кормовым участкам, расходятся от гнезда в разные стороны. Их может быть 3-5-10. Опять же, в зависимости от численности самой семьи и размещения корма на данной территории.
Тропы уходят от муравейника на расстояние до 250 метров. Часть из которых сохраняется неизменными на протяжении 8-10 и более лет. По тропам бегут сотни тысяч фуражиров (разведчиков), почесывая каждый уголок леса. Отыскав источник корма, возвращаются в гнездо, при этом сообщая с помощью химических и тактильных сигналов, другим особям из своей группе, о наличии корма на том или ином участке, и даже его кол-ве. И через некоторое время мобилизуются сотни а то и тысячи охотников направляясь к найденному источнику корма.
Ориентация на местности
При поисках добычи и при возвращении в гнездо муравьи должны хорошо ориентироваться на местности. Основным способом ориентации у Formіса является светокомпасная ориентация, несмотря на уверенность многих мирмикиперов, что все муравьи передвигаются исключительно по оставленному химическому следу. Теперь знайте, что не все. Объяснение было получено, когда ученый Воулес на примере Муrmica rubra и М. ruginodis показал, что муравьи, подобно пчелам, способны видеть направление поляризации света. Простыми словами, муравьи могут ориентироваться по солнцу.
Также доказано наличие у муравьев чувства времени, благодаря которому они делают поправку на его движения в течении дня. Это не единственный механизм ориентации. Если нет солнца, то в силу вступают другие методы ориентации: по поляризации голубого неба, а также по наземным ориентирам. Всё это необходимо, для того, чтобы муравей мог вернуться в гнездо, даже если тропа будет механически разрушена или в том случае когда он осваивает новую для гнезда территорию.
Охота
Охота — пожалуй один наиболее важный процесс в жизни лесных муравьв и конечно же в жизни леса. Поэтому здесь мы остановимся надолго.
Одна семья, в зависимости от размеров, полностью защищает от повреждений участок леса от 1 до 12 га. Не стоит забывать, что муравьи, поднимаются еще и на высоту 5-7 метров. Поэтому общее пастбищное пространство составляет миллион кубометров. Вот и получается, что одна крупная семья, может в одиночку очистить участок леса, равный площади Парка Зарядье в Москве. В результате наблюдений ученые выяснили, что для защиты леса площадью 1 га достаточно 4-6 средних гнезда.
Вот Вам ещё цифры: в 1938 г. в Московской области муравьи одного среднего гнезда уничтожали в сутки около 7200 гусениц, а позднее, после окукливания — ещё и куколок вредителя. Истребление последних длилось около 20 дней, и за это время было уничтожено более 10 тыс. куколок. Когда начался вылет бабочек, муравьи переключились на питание ими, причем ловили их, главным образом, в момент выхода из куколок. За 30 дней лета было уничтожено более 150 тыс. взрослых бабочек.
Для тех, кто ещё не впечатлен, стоит привести другой любопытный расчет, касающийся муравьёв, населяющих леса Северной Италии. Здесь на площади свыше полумиллиона гектаров леса было взято на учет около миллиона муравейников. Общий вес муравьёв в этих гнёздах составил, по определению специалистов, примерно 2400 тонн, а средний вес поедаемого ежедневно корма — 120 тонн. За двести дней, пока длится в этой полосе активная жизнь муравейников, их обитатели уничтожают 24 тысячи тонн насекомых, из них по крайней мере 15–16 тысяч тонн живых вредителей. Чтобы вы понимали масштабы, это 214 груженых до отказа железнодорожных полувагонов.
Рыщущие в поисках добычи Формика, когда требуется, нападают на жертву сообща, мешают ей уходить от преследования, грызут своими острыми жвалами, обрызгивают кислотой, а если дело происходит на дереве, сбрасывают на землю, и здесь за нее принимаются другие охотники. Отогнанные судорожно извивающимися крупными гусеницами, муравьи отступают, но позже, когда жертва, обрызганная кислотой, слабеет, возвращаются и возобновляют нападение. Первыми подвергаются атаке наиболее заметные — особо подвижные насекомые, позже очередь доходит до менее заметных — вялых, совсем неподвижные часто остаются незамеченными.
Наблюдения показали, о чем уже мельком говорилось, что больше всего муравьи-охотники уничтожают именно тех вредителей, которые слишком размножились и потому представляют особенную опасность для леса.
Бесконечно ценна такая способность — обуздывать, сдерживать, а значит, и предотвращать вспышки размножения особо опасных вредителей. Вот почему разорить муравейник — все равно, что оставить в лесу мину замедленного действия! Раньше или позже мина сработает, и тогда остатки замершего муравейника окружаются догола раздетыми тёмными скелетами гибнущих деревьев.
Что еще немаловажно отметить. Рыжие лесные муравьи — несмотря на вышеизложенные факты, не являются универсальными убийцами всех вредителей на своем пути. К сожалению они не могут достать стволовых и подкорных вредителе, например короедов (Scolytidae), но могут поедать их паразитов.
Таким образом, охраняя стволовых и подкорных вредителей, они увеличивают их популяцию, тем самым, косвенным путем, увеличивая число птиц, питающихся этими вредителями. Так, например, в Германии, после того, как 800 га леса были искусственно заселены 850 гнездами рыжих лесных муравьев, число дятлов возросло в 5 раз.
Подытожим
Перечень лесных вредителей, которых муравьи Формика не тревожат и с которыми справиться не могут, все же достаточно велик, поэтому в лесных муравьях нельзя видеть единственное спасение от всех напастей, какими грозит лесу вредная энтомофауна. Однако от некоторых представителей этой фауны, и, надо сказать, не от самых безобидных, муравьи Формика способны охранять некоторые лесные породы, причем тоже отнюдь не малозначащие.
Трофобиоз с тлями и его практическое значение
Трофобиоз лесных муравьев с различными видами тли является одной из форм симбиоза животных. Ряд видов тли, выделяют большое кол-во эксриментов с высоким содержанием углеводом, называемых падью или медвяной росой. Напомним, что углеводы — являются основным источником энергии у муравьев, и как следствие основным его кормом. Белок, в виде убитых насекомых нужен для подрастающего поколения (молоди).
Одна семьи лесных муравьев, из 100 000 особей в течении 100 дней собирает около 10 кг пади. За год семья Формика Руфа собирает в среднем 450-500 кг пади (или 90-100кг сахара). Это полных 2 мешка. Вдумайтесь в эти цифры.
Муравьи охраняют пастбища тли от их естественных врагов, переносят её на более подходящие части растений, строят над ними галереи защищающих их от врагов и прямых солнечных лучей, уносят зимующие яйца и саму тлю в гнездо при наступлении холодов, чтобы весной снова разнести её по деревьям.
Кто-то сейчас уже подумал, так ведь тля наносит вред деревьям, а муравьи призваны защищать их от вредителей. В чём логика поведения муравьев?
Как показали исследования Клофта, тлей, живущих на деревьях, можно разделить на две группы: тли, сосущие из паренхимы, и тли, сосущие из флоэмы. Представители первой группы производят падь в небольшом количестве и поэтому не используются рыжими лесными муравьями. Точно так же муравьи не связаны с тлями, покрытыми восковым налетом. В то же время к этим группам и относятся почти все основные тли, вредящие лесу. Рыжие лесные муравьи в лесах используют выделения тлей, сосущих из флоэмы. Сюда относятся и представители семейства Lachnidae (Ляхниды), предпочитаемые муравьями в хвойных лесах. Вред же от этих тлей, особенно по сравнению с видами, сосущими из паренхимы, ничтожен. Это не раз доказано учеными. Но при оценке экологического значения какой-либо группы нельзя принимать во внимание только один фактор. Как известно, основной вред от тлей на деревьях часто вызывается не тем, что они сосут сок, а тем, что своими экскрементами залепляют устыица листьев и вызывают распространение сажистого грибка. Муравьи же, собирая экскременты, предотвращают эту опасность. Кроме того, следует учитывать, что муравьи в первую очередь охотятся именно на төх деревьях, которые они посещают из-за тлей.
Единственную, действительно серьезную опасность в лесах представляют буковые тли (Lachnus (Schizodryobius) pраllipes (—L. longirostris, L. exciccator), охраняемые рыжими лесными муравьями. Эти тли вызывают дегенерацию камбия и образование трещин коры у буков. В свою очередь это ведет к заражению деревьев буковым язвенным грибком Nectria ditissima: на старых деревьях в результате отмирают крупные ветви, а молодые часто погибают. Поэтому в буковых и смешанных (хвойные и бук) лесах рыжие
лесные муравьи приносят серьезный вред.
В садах тли также являются серьезными вредителями. Рыжие лесные муравьи, охраняя этих тлей, в частности яблоневую тлю Арhis pomi deg., могут приносить в садах большой вред и являются здесь, безусловно, вредными насекомыми.
Время подвести итоги
- В большинстве лесных биоценозов (исключая буковые леса и,
возможно, молодые лесопосадки) лесные муравьи играют неоценимую положительную роль, так как уничтожают многих вредных насекомых. - Разведение тлей не сказывается отрицательно на деревьях, так как
в этих условиях муравьи разводят и охраняют практически безвредные
виды тлей. Больше того, разведение муравьями Lachnidae (Ляхниды) cоздает благоприятные условия для существования других полезных насекомых-энто-
мофагов. - Почвообразующее влияние муравьиного гнезда отчетливо распространяется по горизонтали в радиусе около метра, а в глубину более чем на полметра. По данным агрохимиков, муравьи существенно снижают кислотность почвы, а, как признали геоботаники, муравьиные гнезда меняют состав растительности, покрывающей почву.
Охрана муравьев
К сожалению так вышло, что но именно люди наносят наибольший вред лесным муравьям.В результате бессознательного и бесхозяйственного отношения к этим полезным насекомым количество их вблизи крупных городов катастрофически падает
Во первых: Муравейники разоряют гуляющие и отдыхающие люди. Им часто доставляет удовольствие сунуть в муравейник палку и посмотреть что из этого получится.
Во-вторых: муравьев используют для получения “муравьиного масла” для домашнего лечения ревматизма, а также в качестве средства для эпиляции.
Наибольший вред приносит лесным муравьям практикующиеся в некоторых районах пережигание муравейников на золу для удобрения огородов и добыча муравьиного яйца т.е. куколок муравьев. Куколки используют для выкармливания некоторых певчих птиц, аквариумных рыб. Без него невозможно выведение фазанов в средней полосе европейской части России и Западной Европы.
В результате подобной варварской деятельности рыжие лесные муравьи местами полностью исчезают.
В 1996 году вместе с другими 149 видами, Formica Rufa и Formica polyctena
была занесена в “Красный список угрожаемых видов Международного союза охраны природы”.
Друзья, теперь вы без сомнений знаете, что лесные муравьи – удивительные создания. Они играют важную роль в лесном биоценозе, предотвращая вспышки массового размножения листогрызущих насекомых.
Берегите их, и не допускайте варварское отношение к ним со стороны других людей. Какими бы мотивами и целями они не прикрывались.