- Общая характеристика муравьёв
- Строение тела муравья
- Касты в колонии муравьёв
- Как устроена колония муравьёв
- Образ жизни муравьёв
- Виды муравьёв: самые известные
- Роль муравьёв в природе и жизни человека
- Интересные факты о муравьях
На планете нет уголка (кроме Антарктиды, Гренландии и Исландии), где нельзя было бы встретить муравьёв. Эти крошечные насекомые появились около 130 миллионов лет назад — они ровесники динозавров, но, в отличие от них, выжили и процветают до сих пор. Суммарный вес всех муравьёв на Земле сопоставим с суммарным весом всего человечества, а их колонии демонстрируют такую степень социальной организации, что учёные до сих пор поражаются их «разумности».
Общая характеристика муравьёв
Систематика
Муравьи (Formicidae) относятся к классу насекомых, типу членистоногих, отряду перепончатокрылых — тому же отряду, что и пчёлы с осами. Семейство Formicidae насчитывает более 12 000 описанных видов, хотя реальное их количество может быть значительно выше. Первые муравьи появились в меловом периоде, пережили несколько массовых вымираний и сегодня являются одними из самых успешных наземных животных на планете.
Ареал обитания
Муравьи обитают практически везде: в тропических лесах и пустынях, тундре и горах, городских квартирах и сельских садах. Они отсутствуют лишь в Антарктиде, на большей части Гренландии и Исландии. В тропиках активны круглый год; в холодных регионах зимуют в состоянии покоя, снижая жизнедеятельность до минимума.
Строение тела муравья
Красные муравьи. Источник: © Игорь Низов / Фотобанк Лори
Голова: глаза, усики, челюсти
Голова муравья несёт главные органы чувств. Фасеточные глаза состоят из тысяч линз и хорошо фиксируют движение — в шесть раз лучше, чем человеческие глаза, — но плохо передают чёткое изображение. На темени расположены три дополнительных простых глаза. Усики (антенны) — важнейший орган коммуникации и обоняния: через них муравей воспринимает запахи, тактильные сигналы и передаёт информацию сородичам. Мощные челюсти-жвала используются для захвата пищи, строительства, переноса грузов и борьбы с врагами.
У ряда видов скорость смыкания челюстей достигает 126–230 км/ч за 130 микросекунд.
Грудь и ноги
К груди (мезосоме) прикреплены три пары ног, обеспечивающих высокую подвижность. На кончиках лапок находятся крючковатые коготки, позволяющие муравью карабкаться по вертикальным поверхностям и даже перемещаться вниз головой. Крылья имеются только у самцов и молодых маток; рабочие и солдаты бескрылы.
Брюшко: железы, жало, яд
Брюшко содержит жизненно важные органы и сложную систему желёз. У муравьёв насчитывается более 75 экзокринных желёз, расположенных по всему телу: они вырабатывают феромоны, яды, антибиотики, ферменты и смазочные вещества. Особую роль играет ядовитая железа с жалом: яд применяется для нападения и защиты. У формицин яд основан на муравьиной кислоте, которую они могут выбрасывать струёй на несколько сантиметров.
Брюшко также содержит «общественный желудок» — зоб, в котором муравей хранит жидкую пищу для передачи сородичам (трофаллаксис).
Органы чувств и коммуникация
Муравьи «слышат» вибрацию земли ногами, воспринимают ультрафиолет некоторыми видами глаз. Каждая колония имеет уникальный химический запах, по которому муравьи мгновенно отличают «своих» от «чужих». Мозг муравья содержит 250–500 тысяч нейронов — самую развитую нервную систему среди насекомых-одиночек, адаптированную к постоянному общению в большом коллективе.
Касты в колонии муравьёв
Матка (королева)
Матка — сердце колонии. Её единственная функция — воспроизводство потомства. После единственного в жизни «брачного полёта» она получает запас спермы, которого хватает на всю оставшуюся жизнь. Матка откладывает тысячи яиц в день на протяжении 12–20 лет — рекорд долголетия среди насекомых (лабораторный рекорд — 28 лет у чёрного садового муравья). В небольшой колонии обычно одна матка; в крупных суперколониях их может быть несколько тысяч.
Муравей-матка. Источник: © Дмитрий Коростылев / Фотобанк Лори
Рабочие муравьи
Рабочие — самки с упрощённой репродуктивной системой и, как правило, без крыльев. Они составляют подавляющее большинство колонии и выполняют практически весь физический труд: добывают пищу, ухаживают за личинками, строят и ремонтируют гнездо, регулируют температуру и влажность. У многих видов наблюдается полиморфизм: рабочие сильно различаются по размеру, что позволяет распределить задачи — мелкие особи ухаживают за личинками, крупные выходят на фуражировку.
Солдаты
Солдаты — увеличенная форма рабочих с непропорционально большой головой и мощными жвалами. Их главная задача — защита гнезда. У некоторых видов солдаты могут блокировать вход в муравейник собственной головой, используя её как «пробку».
Самцы
Самцы — единственные крылатые особи мужского пола в колонии. Их задача ограничена оплодотворением маток во время брачного полёта. После спаривания самцы погибают. Они практически не участвуют в жизни муравейника и ведут пассивный образ жизни.
Как устроена колония муравьёв
Муравейник: структура и строительство
Муравейник — многоуровневое сооружение с сотнями камер и туннелей. Надземная часть у лесных муравьёв достигает 2 м в высоту и строится из хвои, веточек и земли. Подземная часть значительно глубже: она включает камеры для матки, хранения пищи, яиц, личинок и куколок на разных стадиях развития. Строительство ведут исключительно рабочие муравьи; стены укрепляются слюной.
На участках с мёртвыми насекомыми муравейник никогда не строится — это сигнал болезни или опасности.
Климат внутри муравейника
Внутри муравейника круглосуточно поддерживается температура 26–29°C — оптимум для развития личинок. Для этого около трети рабочих непрерывно перемещают хвою и ветки: с нижних слоёв на поверхность для просушки и обратно. Таким образом муравьи создают естественный «термостат».
Разделение труда
Разделение труда в муравейнике исключительно гибкое. Если одна группа фуражиров перестаёт приносить пищу, она переключается на другие задачи. По мере роста колонии специализация становится всё более узкой. У некоторых видов есть «учителя»: опытный муравей-фуражир обучает молодых особей, корректируя своё поведение в зависимости от успехов «ученика».
Коммуникация: феромоны и тактильные сигналы
Основной язык муравьёв — химический. Разведчик, обнаружив источник пищи, прокладывает феромонный след. Фуражиры следуют по нему и, возвращаясь, усиливают его своими феромонами. При исчезновении источника след постепенно испаряется. Феромоны тревоги, вырабатываемые мандибулярной железой, мгновенно мобилизуют солдат. Усики используются для передачи информации через прикосновение.
Образ жизни муравьёв
Питание
Муравьи всеядны. В рацион большинства видов входят нектар, пади (сладкие выделения тлей и других насекомых), мёртвые беспозвоночные, семена и органические остатки. Некоторые виды практикуют «фермерство»: муравьи-листорезы выращивают колонии грибов на переработанной листовой массе; другие пасут тлей, защищая их от хищников в обмен на сладкие выделения. Есть и чисто хищные виды — например, кочевые армейские муравьи.
Размножение и «брачный полёт»
Раз в год (как правило, весной или летом) из гнезда вылетают крылатые самцы и молодые самки — происходит «брачный полёт». После спаривания самка находит подходящее место, самостоятельно отгрызает крылья и основывает новую колонию, откладывая первые яйца. Первое время она питается запасами жира и расщеплёнными летательными мышцами. Несколько первых рабочих выкармливает без внешней помощи, после чего они берут на себя все заботы о гнезде.
Зимовка
В умеренном климате с наступлением холодов муравьи уходят на зимовку в нижние слои гнезда. Все жизненные процессы замедляются; насекомые практически не двигаются и не питаются. Выход из зимовки начинается, как только грунт прогревается до нужной температуры.
Виды муравьёв: самые известные
Рыжий лесной муравей (Formica rufa)
Классический обитатель хвойных и смешанных лесов Северной Евразии. Длина тела рабочих 7–14 мм, окраска красно-бурая с чёрным брюшком. Муравейник из хвои и веточек достигает 2 м в высоту. Вид занесён в Красные книги многих европейских стран из-за сокращения ареала.
Чёрный садовый муравей (Lasius niger)
Самый распространённый вид Евразии. Рабочие длиной до 4,5 мм. Гнездится в почве, под камнями и корнями деревьев. Активно пасёт тлей. Матка этого вида установила лабораторный рекорд продолжительности жизни — 28 лет.
Фараонов муравей (Monomorium pharaonis)
Родом из Египта; расселился по всем континентам как синантропный вид. Обитает в зданиях: в стенах, под плинтусами, в бытовой технике. Рабочие длиной около 2 мм, жёлто-коричневые. Опасен как переносчик патогенов в больницах и пищевой промышленности.
Муравей-листорез (Atta)
Муравей-листорез. Источник: © Василий Фирсов / Фотобанк Лори
Тропический вид Центральной и Южной Америки. Срезает листья и транспортирует их в гнездо, где на их основе выращивает мицелий специфических грибов — основной источник пищи колонии. Колонии листорезов насчитывают до 8 миллионов особей.
Муравей-пуля (Paraponera clavata)
Крупнейший вид Южной Америки длиной до 25 мм. Укус настолько болезнен, что в шкале болевой интенсивности Шмидта он занимает высшую отметку: жертва ощущает жгучую боль, сравниваемую с прохождением пули. Традиционные индейские племена используют этих муравьёв в обряде инициации юношей.
Путешествия в Южную Америку
Лучшие треккинги Патагонии: Торрес-дель-Пайне и Фицрой
Перу, Боливия и Чили. Путешествие-разведка в сердце Анд
Перу, Боливия и Чили. Путешествие-разведка в сердце Анд
Муравей-амазонка (Polyergus rufescens)
Вид, полностью перешедший к социальному паразитизму. Рабочие-амазонки не умеют самостоятельно ухаживать за личинками или строить гнездо — они заняты исключительно набегами на соседние муравейники и кражей куколок. Захваченные «рабы» выполняют всю работу в гнезде. Иногда «рабы» поднимают восстания, уничтожая женских куколок хозяев.
Роль муравьёв в природе и жизни человека
Муравьи — ключевые элементы экосистем.
- Они рыхлят и аэрируют почву, ускоряя разложение органики и улучшая её плодородие.
- Переносят семена многих растений (мирмекохория), обеспечивая их распространение.
- Регулируют численность беспозвоночных, уничтожая вредителей леса.
Лесной рыжий муравей способен за сезон уничтожить миллионы вредных насекомых, охраняя значительные площади леса.
Для человека муравьи имеют двойственное значение. Фараонов и огненный муравей — серьёзные вредители и переносчики инфекций. Зато лесные муравьи — природные защитники леса. Муравьиная кислота применяется в медицине, текстильной и пищевой промышленности.
Интересные факты о муравьях
- Первые муравьи появились около 130 миллионов лет назад — они такие же древние, как динозавры, и пережили их.
- Суммарная биомасса всех муравьёв на Земле примерно равна суммарной биомассе всего человечества.
- Муравьи составляют около четверти биомассы всех наземных животных планеты.
- Самая крупная зафиксированная суперколония аргентинских муравьёв простирается на тысячи километров и насчитывает более миллиарда особей.
- Муравьи способны поднимать грузы в 10–50 раз тяжелее собственного тела; мышцы муравья в 100 раз мощнее человеческих (в пересчёте на массу).
- У муравьёв два желудка: один личный, второй «общественный» — для хранения пищи, которой они делятся с другими.
- Матка чёрного садового муравья прожила в лаборатории 28 лет — абсолютный рекорд среди насекомых.
- Некоторые муравьи «зевают» при пробуждении — вытягивают лапки и раскрывают челюсти.
- Муравьи умеют обучать других муравьёв: опытный «учитель» корректирует своё поведение в зависимости от успехов «ученика».
Заключение
Муравьи — это не просто насекомые. Это живые суперорганизмы, чья социальная организация не имеет аналогов в природе. 130 миллионов лет эволюции превратили их в непревзойдённых строителей, фермеров, воинов и разведчиков. Каждая колония функционирует как единый слаженный механизм, где каждая особь знает своё место и выполняет свою задачу. Наблюдать за муравьями — значит наблюдать за одной из самых успешных стратегий выживания, которую когда-либо выработала эволюция.
Источник заглавного фото: © Пристяжнюк Андрей / Фотобанк Лори
Пешие походы
Треккинг в Приэльбрусье с комфортом
Алтай. Семейный лагерь на берегу Катуни (4+)
