Муравей хорошо знаком человеку. На сегодняшний день изучено и описано приблизительно 13000 насекомых, которые расселились практически по всему миру. Исключение составляет Антарктида, приполярные области и центральные территории обширных пустынь. Благодаря своей огромной численности муравьи составляют в среднем от 10 до 25% биомассы наземных животных. Из этого количества более 300 разновидностей насекомых обитает на территории России. Способность приспосабливаться к различным средам обитания обусловлена социальной организацией и использованием разнообразных ресурсов.

Общее описание

Фото муравья крупным планом, размещенные на сайте, позволят внимательно его рассмотреть. В зависимости от принадлежности к тому или иному виду насекомые бывают разных размеров. Самые мелкие особи достигают в длину всего 1 мм, а – до 50 мм. Отличаются они и окрасом. Среди муравьев встречаются рыжие, черные, красные, глянцевые, матовые и даже зеленые. Каждый вид насекомых имеет свои характерные внешние признаки, специфическое поведение, а также они различаются определенным .

С биологической точки зрения, муравьи относятся к отряду перенончатокрылых. Помимо этого, они принадлежат к классу насекомые, типу членистоногие и объединены в семейство Formicidae, что в переводе с латинского означает муравьи.

Интересно!

Муравьи – насекомые трудолюбивые и обладают огромной работоспособностью. Они в состоянии поднять груз, масса которого в 20 раз больше их . Тяжести переносятся на значительные расстояния.

Муравьи – общественные насекомые. Социальная структура их сообщества имеет строгую иерархию с разделением труда, развитыми системами коммуникации и самоорганизации. Это позволяет особям координировать свои действия и выполнять возложенные на них задачи. Некоторые разновидности муравьев наделены способностью передавать друг другу сложную информацию, благодаря развитому «языку». Все особи разделены на 3 касты:

• самки: королевы или ;
• самцы;
• рабочие муравьи – бесплодные самки.

Принадлежность к той или иной группе обусловлена на генетическом уровне и не может быть изменена никакими обстоятельствами. Самцы муравьев и самки , у рабочих особей они отсутствуют. У всех разновидностей насекомых из оплодотворенных яиц рождаются особи женского пола, которые в последующем могут стать королевами или рабочими. Из неоплодотворенных яиц – только самцы.

Для того, чтобы иметь полное представление о муравьях, описание внешнего вида необходимо дополнить особенностями их анатомического строения.

Экскурс в анатомию

Внешнее строение муравьев отличается четко выраженной сегментацией, в которой представлены такие части тела – голова, мезосома (грудь) и соединенное с ней тонкой талией брюшко. Все они покрыты прочной хитиновой оболочкой, которая представляет собой экзоскелет. Данный факт указывает на то, что скелет насекомого находится снаружи, но, несмотря на это, выполняет все функции необычно расположенного органа. Он обеспечивает защиту тела и его поддержку.

Анатомия муравья довольна сложная, но и интересна благодаря своим специфическим особенностям. Узкая талия, соединяющая брюшко с мезосомой, называется петиоль, включающая в себя один или 2 членика. Вместе с брюшком они образуют метасому. Такое строение муравья в значительной мере отличает его от других насекомых.

Характерной особенностью являются коленчатые усики, расположенные на голове. Они выполняют функцию органов чувств и помогают муравью обнаружить химические вещества и распознать запахи, определить направление воздушных потоков, ощутить вибрации. С их помощью посредством соприкосновения осуществляется передача и прием сигналов. На фото муравья четко видны коленчатые усики и структура тела насекомого.

На заметку!

Подобные усики имеются только у муравьев. Другие насекомые лишены такого органа чувств.

Внешние особенности муравьев отдельных видов отражаются и на строении головы. Она бывает плоско-выпуклой, сердцевидной, конической, квадратной, круглой или пирамидальной. Голова муравья оснащена сильными мандибулами, которые предназначаются для переноса пищи, строительного материала и обороны.

Интересно!

У некоторых видов насекомых жвалы открываются на 270° и захлопываются как капканы с огромной скоростью – 120-230 км/час. Поэтому даже крохотный муравей способен чувствительно У некоторых видов насекомых жвалы открываются на 270° и захлопываются как капканы с огромной скоростью – 120-230 км/час. Поэтому даже крохотный муравей способен чувствительно .

Головной мозг насекомого в отношении к массе его тела соотносится как 1:200, что является одним из самых крупных среди представителей мира животных. Однако муравей – это насекомое, не обладающее высоким интеллектом, так как все его реакции заложены на генетическом уровне. Многообразие и сложность инстинктов поражает воображение. В этой связи можно выделить такие особенности муравьев:

• высокая организованность;
• способность к самопожертвованию на благо колонии;
• приспособления к среде обитания напоминают разумную деятельность.

Все эти и множество других факторов привлекают внимание ученых мирмекологов. В их научных работах описаны различных видов.

Грызущего типа ротовой аппарат муравья состоит из верхней (лабрум) и нижней (лабиум) губ, а также челюстей-мандибул. У одних видов насекомых жвалы крупные, у других – не очень. Могут быть тупыми или острыми, смыкающимися и перекрывающимися. Благодаря мильным челюстям насекомые даже при закрытом рте способны тщательно жевать пищу. На языке нижней губы, с помощью которого муравьи чистят тело, расположены вкусовые рецепторы.

Людям интересно знать, сколько глаз у муравья. Органы зрения имеют сложное фасеточное строение. Глаза муравьев состоят из множества микроскопических линз. Они прекрасно различают движения, однако остротой зрения насекомые похвастаться не могут.

Интересно!

Большинство особей страдают близорукостью, а некоторые не видят вообще.

В верхней части головы муравья кроме парных глаз имеются еще 3 простых глазика. С их помощью они могут определить световой поток и степень освещенности.

У муравьев оригинальное стебельчатого типа брюшко, имеющее одно или 2 кольца. На нем размещаются небольшие зазубрины или вырост, расположенный вертикально. В брюшке размещаются внутренние органы муравья, в том числе и репродуктивные, а также выделительные железы.

У многих представителей семейства, особенно это касается рабочих муравьев, на конце третьего сегмента тела располагается потерявший свою функциональную принадлежность яйцеклад. Он трансформировался в жало, служащее орудием защиты и добывания пищи. Особи выделяют кислоту и другие сигнальные вещества, которые благодаря этому органу разбрызгиваются на расстояние в несколько сантиметров, поражая врага и предупреждая сородичей об опасности.

Все представители семейства муравьиных имеют 3 пары ног, которые прекрасно развиты. Расположенные на грудном сегменте они выполняет строго определенные функции:

• 1 пара снабжена специальными «щеточками», позволяющими насекомым осуществлять гигиенические процедуры;
• задние лапки оснащены шпорами, которые служат для защиты от врагов и атаки при сражениях с другими муравьями.

Когти, имеющие крючковатую форму, заканчивают конечности муравья. Благодаря этой особенности, передвижения муравья осуществляются по горизонтальным и абсолютно гладким вертикальным поверхностям. Метод их передвижения во многом определяется . Отдельные виды муравьев совершают прыжки, планируют и даже образовывают переправы по воде.

Внутреннее строение

Внутреннее анатомическое строение муравьев довольно сложное. Оно требует подробного описания и изучения. Как и любое животное, представители семейства имеют органы пищеварения, выделения, дыхательную, нервную и кровеносную систему. Сердце насекомого, обеспечивающее циркуляцию бесцветной гемолимфы или крови, представлено в виде мускулистой трубки, проходящей вдоль всей спинной поверхности тела особи. Размер муравья и специфические особенности строения зависят от принадлежности к тому или иному виду, а также статусу в семье.

Ответить на простой вопрос, где живут муравьи не так сложно. Насекомых можно встретить практически на всех континентах, в разных природных и климатических зонах. Они предпочитают строить себе специальные жилища-муравейники, которые могут располагаться на поверхности, в глубине земли, разлагающейся древесине, под мелкими камнями. Некоторые виды членистоногих оккупируют чужие гнезда или поселяются рядом с человеком.

Фото муравейника, представленное на сайте, позволяет познакомиться со сложной системой устройства жилища насекомых.

Основательницами гнезд, которые возводятся особями самостоятельно, являются самки или королевы. Их основная функция – продолжение рода и поддержание численности популяции, однако именно они выбирают подходящее место для . В любой колонии имеется только одна матка-королева. Все остальные, в зависимости от иерархической принадлежности, ее кормят, оберегают, присматривают за отложенными яйцами и потомством.

Насекомые предпочитают жить колониями. Им присущ оседлый образ жизни, поэтому они строят для себя пригодные для жизни гнезда. Основная часть муравейника находится в почве, где организована сложная разветвленная система ходов и лабиринтов, уходящих на глубину более 4 м. Именно здесь располагается королева, находятся яйца и личинки. Для ее обслуживания в муравейнике находится большая часть живых муравьев.

На заметку!

Вид наружной части жилища может варьироваться от простого отверстия в земле до громадного сооружения, на строительство которого насекомые используют опавшую хвою, ветки растений и другой материал.

Структура семьи и особенности существования

Муравьиная семья – хорошо организованное сообщество со строго установленным разделением труда, внутренней системой связей и взаимоотношений. Численность особей в колонии может достигать нескольких десятков, а иногда и миллионов жителей. Большую часть представителей семейства составляют бесплодные бескрылые самки – рабочие муравьи, из которых формируются касты солдат, фуражиров, «нянек», строителей и других работников.

В муравьиной колонии чаще всего присутствует одна репродуктивная самка. Она только один раз во время «брачного полета». Полученного запаса спермы ей хватает на всю жизнь, продолжительность которой варьируется от 12 до 20 лет и зависит от вида насекомого. Оплодотворенные особи отгрызают себе крылья и создают новую семью. Цикл развития муравьев состоит из нескольких стадий – яйцо, личинка, куколка и имаго. Из оплодотворенной яйцеклетки на свет появляются самки, в противном случае – самцы.

Способность приспосабливаться к определенной среде обитания сказывается на , в котором представлена растительная и животная пища. Матке доставляется белковый рацион, а рабочие муравьи предпочитают питаться мелкими частями ягод, плодов, соком растений, семенами и другими продуктами углеводного меню.

Интересно!

Этих маленьких представителей фауны в основном зависит от функциональных обязанностей. Рабочий муравей трудится на благо колонии в течение 1-3 лет. Самый короткий жизненный путь отведен самцам, он может достигать всего нескольких недель.

Муравьи – одни из интересных и постоянно изучаемых представителей животного мира планеты. Они выполняют большое количество важных экологических функций и оказывают неоценимую , регулируя численность вредных насекомых..

Во главе муравейника обычно стоит матка - это большое насекомое, которые непрерывно откладывает яйца, обеспечивая пополнение общины новые жителями. Муравьи-рабочие решают ежедневные задачи по ухаживанию за яйцами и куколками, поиску пищи, ремонту муравейника. Солдаты стоят на страже входов в жилище и отсекают чужаков. Самцы и самки участвуют в процессе размножения.

Солдаты

Муравьи воины являются отдельным подвидом простых рабочих , отличаясь от последних немного большими размерами. Кроме этого, у такого муравья сильнее развиты жвала, мышцы которых занимают большую часть головы. У некоторых видов муравьев, из-за характерного строения головы, солдаты потеряли возможность самостоятельного приема пищи - в результате рабочим приходится их кормить.

Главной функцией муравьев-солдат в общине является защита территории и муравейника от проникновения в него врагов, защита фуражиров, доставляющих пишу. Кроме этого солдаты со своими мощными челюстями помогают расчленить добычу на несколько частей, если рабочие не могут ее самостоятельно унести.

Роль в семье рабочего муравья и особенности строения

Муравьи строители являются первым видом, который появляется у матки после основания нового муравейника. Именно они занимаются строительством колонии, заготовлением пищи и уходом за яйцами и куколками. В развитом муравейнике рабочие имеют преобладающую численность среди всех особей.

СПРАВКА! Распределение профессий между рабочими-муравьями зависит от их общего состояния и психических наклонностей.

Так, инициативные насекомые с хорошей реакцией становятся разведчиками и охотниками, а медленные и неторопливые особи отправляются на выпас тли и сбор сладковатых выделений. Кроме этого, смена профессии происходит по мере старения.

Молодые особи обычно выполняют работы внутри гнезда - ухаживают за яйцами , самками, строят новые ходы и камеры.

В случае, если погибает значительная часть рабочих одной профессии - к примеру, уничтожаются птицами или в результате химической обработки, их обязанности перераспределяются среди оставшихся жителей муравейника.

Насколько сильные муравьи и какой вес они поднимают?

Насекомое обладает огромным запасом выносливости – муравей может поднять и нести вес в 50 раз больше собственного. При этом если несколько особей работают вместе и объединяют свои усилия, этот показатель может многократно возрастать. Такое возможно благодаря тому, что у муравья большой процент мышц приходится на одну единицу массы тела.

Сила муравьев позволяет им с успехом выполнять задачи по поиску и заготовке корма. Если насекомое не в состоянии поднять добычу, он может ее долгое время волочь за собой.

СПРАВКА! Множество муравьев, соединяясь лапами, могут образовывать длинные живые мосты для преодоления ручьев или расщелин. Подобные связки могут выдерживать вес в несколько килограмм.

Кто главный король муравей?

Вся жизнь в муравейнике опирается на матку-королеву. Она не участвует ни в охране муравейника, ни в сборе пищи, однако именно на эту особь возлагается задача по поддержанию и увеличению численности колонии

Матка - это бывшая самка, которая была оплодотворена самцом и смогла организовать новый муравейник . В процессе выращивания первой популяции они откусывают себе крылья.

Матка живет до 20 лет, откладывая за это время до 500 тысяч яиц. Пока эта особь жива, колония имеет все шансы на восстановление, какие бы потери она не понесла.

В муравейнике четко установлена иерархия общества. Во главе всего поселения стоит матка. Самые многочисленные - рабочие, которые в зависимости от своих предпочтений, могут выполнять разнообразные задачи - поиск пищи, разведку, уход за маткой и яйцами. Солдаты - это особи с большими мощными челюстями, которые занимаются охраной муравейника и фуражиров.

Фото

Далее вы увидите фото иерархии муравьев – от рабочих до солдат:

Лесные муравьи – общественные насекомые, являющиеся представителями перепончатокрылых. Лесные муравьи образуют касты: самки, рабочие особи и самцы.

Внешний вид лесных муравьев

Между самцами и самками рабочими имеется мало различий, основное различие – крылья у самок.

Тело у лесного муравья разделено узкой талией. Все тело покрывает хитиновая оболочка. На голове находятся фасеточные глаза сложного строения.

Помимо этого имеется 3 простых глаза, которые определяют уровень освещения. Кроме того на голове имеются усики, чувствительные к вибрациям, воздушным потокам и химическим веществам. Верхние челюсти лесных муравьев сильно развиты, а нижние они используют для переноса еды и строительства.

На каждой лапке имеется по когтю в виде крючка, эти коготки помогают лесным муравьям подниматься по вертикальным поверхностям. На конце брюшка располагается жало, которое используется для защиты и добычи пищи.

Яйца лесных муравьев довольно крупные. Их форма вытянутая, окрас чаще всего бело-молочный, оболочка полупрозрачная. Яйца располагаются небольшими кучками.

Личинки лесных муравьев имеют вид червяков. Они ведут малоподвижный образ жизни, поэтому их кормят рабочие муравьи. Личинки имеют 4 стадии развития, после которых происходит окукливание.

Куколка по форме напоминает крупное яйцо белого или желтого цвета. За куколкой также ухаживают рабочие особи. Выйдет ли из куколки царица или рабочий муравей зависит от питания. Также рабочие муравьи помогают молодым особям выбираться из куколок.

Размножение лесных муравьев

Царица откладывает яйца, из неоплодотворенных яиц в дальнейшем выходят самцы, а из оплодотворенных – самки.

Брачный полет у самок происходит лишь один раз в жизни, когда самка спаривается, в ее теле собирается запас спермы, который расходуется на протяжении всего жизненного цикла. А живут самки лесных муравьев довольно долго 10-20 лет.

После того, как самка оплодотворится, она отгрызает собственные крылья, отыскивает подходящее место для гнезда, роет камеру и откладывает в нее первые яйца. Со временем численность муравьев увеличивается, и гнездо расширяется.

Питание лесных муравьев

Диета лесных муравьев состоит из двух видов пищи: белковой и углеводной. Белковая пища идет на кормление личинок, а взрослые особи потребляют углеводную пищу.

Белковая диета состоит из беспозвоночных и насекомых. Для этого рабочие муравьи собирают трупы насекомых или нападают на живых. Углеводная диета состоит из выделений тли, щитовок, цикад, мучнистых червецов. Кроме того взрослые особи питаются семенами, грибами, нектаром и соком растений.

Лесные муравьи — хищные насекомые. Они поедают падаль или живых мошек, убивая их свои ядом.

Разновидности лесных муравьев. Огненный или красный муравей

Эти муравьи являются очень опасным видом. У огненных муравьев имеется жало с ядом, в котором содержится алкалоид соленопсин. Взрослые особи в длину не превышают 2-4 миллиметра. На голове у красных муравьев имеются усики, заканчивающиеся булавами.

Рыжий муравей

Одним из самых распространенных видов лесных муравьев являются рыжие муравьи. Они имеют довольно крупные размеры — 4-9 миллиметров. Голова и грудь у этих муравьев оранжевая, а брюшко и затылок черные.

Рыжий лесной муравей — один из наиболее распространенных видов.

Рыжие муравьи сооружают огромные гнезда, которые в высоту могут доходить до 2-х метров. Муравейники они строят из земли и пищевых остатков. Самки рыжих муравьев не покидают гнезд и не образуют отдельных колоний, они приходят на смену старой самке,
когда та гибнет.

Черно-бурые муравьи

Эти муравьи являются обычным видов лесных муравьев. Рабочие особи имеют средние размеры тела — 5-8 миллиметров. Окрас муравьев данного вида черно-серый.

Отличительной особенностью черно-бурых муравьев являются малочисленные семьи. Новые самки уходят из гнезда и формируют собственные колонии.

Муравейники этих лесных муравьев выглядят, как низкие холмики. Но чаще всего черно-бурые муравьи делают свои гнезда под камнями.

Необходимость лесных муравьев

Лесные муравьи выделяют особое вещество, известное под названием «муравьиный спирт», которое применяется в современной медицине для лечения артритов, ревматизма, бронхиальной астмы, гепатита, туберкулеза, сахарного диабета и почечной недостаточности. Также муравьиный спирт помогает при выпадении волос.

Лесные муравьи повышают качество почвы – они разрыхляют ее, обогащают полезными веществами и насыщают кислородом. Кроме того лесные муравьи являются кормом для таких птиц, как синицы, дятлы, глухари и тетерева. Также лесные муравьи регулируют численность насекомых-вредителей.

Но лесные муравьи приносят и вред, например, они разводят и пасут тлей, которые являются вредителями многих видов растений. Но для лесов это не так страшно, как для огородов и садов.

Укусы лесных муравьев

Во время укуса лесной муравей выделяет муравьиную кислоту, которая считается ядовитой. В небольших количествах этот яд не опасен для людей, чаще всего он провоцирует только местную реакцию: отек, зуд и покраснение кожи.

Укусы огненных муравьев не так безобидны. Если огненные муравьи наносят множественные укусы, то возникает общая реакция: появляется потливость, головокружение, тошнота и боль в грудной клетке.

Если у человека имеется аллергия, отекает лицо и горло, на коже появляется крапивница, понижается артериальное давление, речь становится вялой. В самых опасных случаях происходит анафилактический шок или кома. Попадание муравьиной кислоты в глаза также опасно, поскольку она разъедает слизистую оболочку и провоцирует химический ожог.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Органы пищеварения

Органы пищеварения у муравьев разделяются на предротовую камеру и собственно пищеварительный тракт.

Предротовая камера – это сферическая полость, расположенная над нижней губой и под глоткой. Она служит приемником для жидкой и полужидкой пищи, а также для различных остатков после чистки тела. В предротовой камере происходит «сортировка» пищи – всё съедобное попадает в рот, а несъедобные частицы выделяются в виде комочков, имеющих форму камеры.

Пищеварительный тракт состоит из переднего, среднего и заднего отделов. Передний отдел у взрослых муравьев состоит, пищевода, зоба и провенрикулюса. За несколько вздутой глоткой, находящейся в передней части головы и открывающейся ротовым отверстием, следует длинный пищевод, проходящий через всю грудь насекомого. Зоб, слепой отросток пищевода, у многих муравьев может сильно раздуваться. По образному выражению, зоб – это «общественный желудок» муравьев. Пища, хранящаяся в нем, распределяется среди всего населения гнезда.

Интересно строение провентрикулюса, или жевательного желудка, - последнего отдела передней кишки. Как показали исследования Эйзнера и его соавторов (Eisner 1957; Eisner, Brown, 1958; Eisner, Happ, 1958), сложное строение этого отдела имеет большое функциональное значение. У примитивных муравьев(например муравьи подсемейства Myrmicinae) прохождению пищи из зоба в желудок препятствует только кольцевой мышечный сфинктор, поэтому зоб не может в полной мере функционировать как «общественный желудок». Трофаллаксис у этих муравьев развит слабо, длительное время хранить пищу в зобу они также не способны. У Formicinae и Dolichoderinae появляются специальные приспособления, позволяющие без мышечных усилий удерживать пищу в зобу. Провентрикулюс у этих муравьев жесткий и склеротизированный, а чашеобразные и куполообразные структуры образуют клапаны, которые автоматически не пропускают пищу в желудок.

Во вздутой средней кишке, которую обычно называют желудком, происходит основное переваривание пищи. По данным Эйра(Ayre, 1963) у Camponotus herculeanus только здесь выделяется протеаза и преимущественно здесь же – липаза. Из ферментов, разлагающих углеводы, он обнаружил лишь небольшое количество инвертазы. Однако у Formica polyctena в этом отделе активно разлагаются мальтоза, сахароза и мелитоза и слабее мелобиоза, раффиноза, трегалоза и крахмал(Graf, 1964).

Возле средней кишки Serviformica локализуются симбиоциты – сильно видоизмененные клетки, содержащие симбиотические бактерии.

Задняя кишка подразделяется на три отдела: пилорический отдел, тонкую кишку и прямую кишку, или ректум. Последняя сильно вздута, снабжена мошной мускулатурой и открывается в анальную трубочку.

У Formica имеются следующие парные железы, принимающие участие в процессе пищеварения: максиллярные (нижнечелюстные), слюнные (ла­биальные) и глоточные. У F. polyctena экскреты этих желез разлагают следующие углеводы: мальтозу, сахарозу, мелитозу, мелобиозу, раффи­нозу, трегалову и крахмал (Graf, 1964).

Максиллярные железы открываются в глотку. У С. herculeanus они выделяют главным образом инвертазу и в меньшей степени - амила­зу, т.е. ферменты, переваривающие углеводы (Ayre, 1963).

Лабиальные (слюнные) железы располагаются в груди и гомологичны прядильным железам личинок. Их две, но протоки этих желез сливаются вместе и образуют один непарный проток, открывающийся в нижней губе. У F. rufa на каждом из парных протоков перед слиянием имеются слепые отростки, способные раздуваться, служащие для хранения экскрета (Meinert, пo Wheeler, 1910). У С. herculeanus основной фермент, выделяемый этой железой - амилаза (Ауге, 1963).

Как показали исследования Гессвальда и Клофта (Gosswald, Kloft, 1957-1960) с применением радиоактивного фосфора, экскрет лабиальных желез служит для кормления цариц и личинок половых особей. Меченый фосфор из желудка через 24 часа попадает в эти железы, а затем уже экскрет распределяется в гнезде.

Глоточные (фарингеальные или, правильнее, постфарингеальные) же­лезы муравьев не гомологичны глоточным железам других перепончато­крылых, например, пчел (Otto, 1958b). У С. herculeanus экскрет глоточ­ных желез содержит небольшое количество липазы и следы амилазы (Ауге, 1963). Опыты с радиоактивным фосфором показали, что у For­mica из железы этот экскрет поступает в зоб и затем распределяется меж­ду всеми особями гнезда (Naarman, 1963).

Кроме перечисленных желез, с ротовым аппаратом муравьев связаны парные мандибулярные (челюстные) железы, открывающиеся в основании жвал. К процессу пищеварения эти железы, по-видимому, не имеют от­ношения. Считается, что они выделяют вещества, используемые для скле­ивания частиц почвы при постройке гнезда или для изготовления картона (Donisthorpe, 1915). У ряда видов из подсемейств Myrmicinae и Dorylinae эти железы выделяют пахучие вещества - торибоны (Wilson, 1963b).

Органы выделения

M - мальпигиевы сосуды

Органы выделения представлены у муравьев малышгиевыми сосудами, впадающими в пилорический отдел задней кишки. Функцией их является выведение из организма конечных продуктов обмена веществ, главным образом мочевой кислоты.

Мускулатура

Хитиновый наружный скелет служит основой, к которой прикрепляются поперечнополосатые скелетные мышцы. У рабочих строение мышечной системы проще, поскольку у них отсутствует летательная мускулатура, имеющаяся у самцов и самок. Однако у последних она, после сбрасывания крыльев, резорбируется и идет на образование эк­скрета, которым выкармливаются личинки.

Дыхательная система

Дыхательная система муравьев, как и у подавляющего большинства других насекомых, трахейная. Трахеи открываются наружу дыхальца­ми, или стигмами. Дыхальца имеются между среднегрудью и эпинотумом (заднегрудные), на эпинотуме, на стебельке у основания чешуй­ки и на каждом из сегментов брюшка.

Кровеносная система

Гемолимфа («кровь») муравьев - бесцветная жид­кость. Она циркулирует по телу насекомого благодаря работе спинного сосуда («сердца») - мускулистой трубки, проходящей вдоль всей спин­ной поверхности тела.

Центральная нервная система

1a - надглоточный ганглий; 1b - подглоточный ганглий; 2 - грудные нервные узлы; 3 - брюшная нервная цепочка.

Центральная нервная система насекомых состоит из ряда ганглиев, связанных между собой. У Formica имеются следующие ганглии: надглоточный, подглоточный, три грудных (соответствующие каждому сегменту груди) и несколько небольших брюшных.

Сравнительные размеры и форма надглоточного ганглия

Рабочего(1), матки(2) и самца(3) Serviformica fusca.

Наиболее важной частью является надглоточный ганглий, или «мозг» муравьев, в котором образуются временные связи. Объем «мозга» отно­сительно наибольший у рабочих, меньше у самок и самый маленький у самцов. По данным Маршала (Marchal, по Шовену, 1953), объем мозга Formica составляет 1/280 объема тела, у Dytiscus это отно­шение равно 1/4200, у Ichneumon - 1/400 и у медоносной пчелы – 1/174.

Временные связи образуются у муравьев в грибовидных телах, являющихся аналогом коры головного мозга позвоночных. Размеры грибовидных тел муравьев связаны со способностью различных видов к образованию условных рефлексов (Brun, 1959). У рабочих Formica (Marchal, по Шовену, 1953) грибовидные тела составляют 1/2 объема мозга, у самок они относительно меньше, а у самцов совсем маленькие. Для сравнения отметим, что у медоносной пчелы, несмотря на то, что мозг их относительно больше, грибовидные тела составляют всего 1/15 размеров мозга.

Органы чувств

Зрение

Органы зрения представлены большими фасе­точными глазами и тремя простыми глазками,
имеющимися у всех каст. Функция глазков пока не очень ясна. Имеются данные (Homann, 1924),
что Formica с глазками, покрытыми непрозрачным лаком, ведут себя как слепые. Сложный глаз
состоит из большого количества отдельных омматидиев. Для разрешающей способности глаза
большое значение имеет угол зре­ния отдельных омматидиев. Например, у пчелы этот угол около 1°, а у уховертки - 8°, так что там, где уховертка видит только одну точку, пчела различает 64 (Шовен, 1953). У F. rufa угол зрения отдельного омматидия рабочего 3,5 , но насекомое может различать сферу при телесном угле 2,5° (Homann, 1924). Еще старыми наблюдениями Леббока и Фореля (Леббок, 1898; Forel, 1886а) было установлено, что муравьи собирают своих личинок на границе видимого и инфракрасного света (800 ммк), но избегают темной для нас зоны ультрафиолетовых лучей (380-330 ммк). Они уносят личинок под сосуд с сероуглеродом, поглощающим ультрафиолетовые лучи, но проз­рачным для нас, предпочитая его экрану, зачерненному окисью никеля, пропускающей ультрафиолетовые лучи, но непрозрачной для видимых. Наиболее активно стимулирует у муравьев перенос личинок зона от 600 до 575 ммк (желтый свет) (Эббот, по Шовену, 1953). В последние годы (Vowles, 1950) доказано, что муравьи, так же как и пчелы, способны вос­принимать направление колебаний поляризованного света.

Обоняние

Запах муравьи воспринимают жгутиком усиков. Муравьи великолепно различают тончайшие оттенки запаха, непостижимые для нас. Однако мнение старых авторов (Леббок, 1898; Forel, 1921 и др.), что муравьи способны различать по запаху даже направление следа, было опроверг­нуто опытами Шовена (Шовен, 1960).

Вкус

Органы вкуса муравьев расположены на жгутиках усиков, на нижней губе и, по-видимому, на максиллах. На жгутиках усиков, возможно, органами вкуса являются многочисленные здесь пластинки, пронизанные порами (Кунце, Минних, по Шовену, 1953). При помощи антеннальных органов муравьи способны отличать чистую воду от подслащенной или ощущать в ней примесь кислоты или хинина (A. Schmidt, 1938). Порог чувствительности муравьев к сахарозе выше, чем у человека, и гораздо выше, чем у пчелы. Так, по данным Фриша (приведены до Шовену, 1953),
человек чувствует сахарозу при разбавлении молярного раствора в воде 1: 80, пчела - 1:8 -1: 16, Myrmica rubida I: 100, М. rubra - 1: 150, a Lasius niger - 1: 200.

Восприятие звука

О восприятии звука муравьями Шовен (1953) пишет следующее: «Му­равьи реагируют на звук только тогда, когда они оказываются в центре стоя­чих волн, а не у вершины, как млекопитающие. У насекомых, не имеющих тимпанальных органов (муравьи), раздражением, вызывающим слуховые восприятия, по-видимому, является не изменение давления, а скорость движения молекул, максимальная в центре волн. Действительно, на­блюдения показали, что некоторые волоски антенн начинают колебаться при помещении насекомого в центр волн, где амплитуда движения ча­стиц уменьшена до 2 мк (Аутрум)». Вообще, по-видимому, звук для му­равьев не играет существенной роли (Wilson, 1963b).
В разных местах на теле муравьев имеются небольшие участки, густо покрытые волосками, так называемые поля щетинок. Функциональное значение этих полей было недавно расшифровано Гюбером (R. Hubert, 1962). При помощи полей щетинок на усиках муравьи воспринимают движение воздуха. Другие поля являются рецепторами силы тяжести. При горизонтальном движении ориентацию осуществляют коксальные и брюшные поля, а при вертикальном - поля шеи, петиолюса, антенн и кокс. На F. polyctena показано путем последовательного исключения по­лей, что для правильной ориентации должна быть подвижной хотя бы одна из систем рецепторов.
Органами тактильного чувства (осязания) являются отстоящие во­лоски, расположенные на всем теле, и специальные органы усиков. При помощи этих же органов муравьи воспринимают сотрясения субстрата.

Половая система и ядовитые железы.

Половой аппарат самцов состоит из парных семенников, парных семенных протоков, которые за­тем сливаются в непарный семенной проток, открывающийся в эдеагус. На каждом из парных протоков перед их слиянием имеются семенные ме­шочки, служащие для хранения спермы. Семенники состоят из несколь­ких лопастей. У F. sanguinea, по данным Адлерца (по Wheeler, 1910), каждый семенник состоит из 21 лопасти. Половой аппарат самок состоит из большого количества яйцевых трубочек, открывающихся в парные яйцеводы, которые, сли­ваясь, образуют непарный яйцевод.
Семеприемник служит для хранения спермы, которая у муравьев сохраняется в течение всей жизни самок, так как оплодотворение у них однократное. Семеприемник снабжен специальной парной железой и открывается протоком в непарный яйцевод.

Развитие яиц до оплодотворения проходит в яйцевых трубочках. У самок F. rufa s. 1. их 45, у F. rufibarbis s. 1.- 18-20. У рабочих особей Formica также имеются яйцевые трубочки, но их значительно меньше. Так, у F. sanguinea их 3-6, у F. pratensis-2-6, у F. rufa (s. 1.) - 4-10 (Donisthorpe, 1915). Как показали последние исследования (Otto, 1958а и др) У F. polyctena молодые рабочие имеют развитые функцио­нирующие яичники (рис. 10, 3-6), а у старых особей яйца резорбируются.

1 - ядовитая железа: а - железистые отростки, б - секреторные трубочки, в - резервуар;
2 - железа Дюфура.

Из желез, принадлежащих половому аппарату, но изменив­ших свои функции, следует отметить ядовитую железу и железы Дюфура. У жалящих перепончатокрылых эти железы несут функцию ядовитых желез. Ядовитая железа имеет кислый экскрет, а дюфуровы - щелочной. У разных видов перепончатокрылых роль этих желез различна. У медо­носной пчелы и шмелей, например, основное значение приобретают дю­фуровы железы, a Formica являются крайним вариантом развития кислой ядовитой железы.

Ядовитая железа Formica состоит из большого мускульного резервуа­ра служащего для хранения яда, и дорзальной железистой части. Желе­зы представляют собой трубочки, которые одним концом открываются в центре резервуара, а с другого конца образуют парные железистые отростки Стенки трубочек состоят из полигональных клеток, каждая из которых имеет канал, начинающийся в цитоплазме и открывающийся в полость трубочки. В расправленном виде железы достигают 20 см (Wneeler, 1910).

Все представители подсемейства Formicinae не имеют жала и при за­щите используют челюсти и выбрызгивают экскрет ядовитой железы, при­чем в зависимости от преобладания того или иного способа защиты железа может быть развита по-разному (Stumper, 1952). Formica s. str. способны, сокращая мышцы резервуара, выбрасывать струю яда на расстояние около 20 см.

Состав яда Formica s. str. изучался многими авторами (Stumper, 1950, 1959а, b, 1960; Osman, Brander, 1961 и др.): 61-65% яда составляет му­равьиная кислота (НСООН). Других кислот яд не содержит. 1.17-l.85% яда составляет сухое вещество, растворимое в ацетоне, в котором содер­жится 19,85% NH 3 У зимующих или 4,83% NH 3 У летних рабочих 15-17% аминокислот. Фосфатов в яде муравьев нет (Osman, Brander, 1961) Около 75% сухого вещества яда составляет пахучее вещество, по-видимому, тершшоид (Stumper, 1959a, b). Он образуется в железах Дюфура Штумпер (Stumper, 1959a, b) высказывает предположение, что это вещество является следовым феромоном, однако это предположе­ ние бездоказательно.

Количество муравьиной кислоты зависит от веса муравьев (Stumper, 1951). Через три недели истраченное содержимое резервуара восстанав­ливается (Sauerlander, 1961). Процесс образования кислоты в организме неизвестен, и на этот счет высказывается несколько гипотез (обзор - О Rourke, 1950b). Яд муравьев обладает инсектицидными антибиотическим действием. Инсектицидное действие оказывает только муравьиная кислота (Osman, Kloft, 1961). На лягушек она действует как нервный яд и влияет главным образом на работу сердца и дыхание (Цитович, Смирнов, 1915). Антибио­тическое действие связано с другими компонентами яда (Sauerlander, 1961), возможно, с терпиноидным экскретом дюфуровых желез (btumper, 1959b).
В Германии в 1942 г. были произведены исследования дезинсекционного действия муравьиной кислоты (Hase, 1942). Кусочки тканей со всеми ста­диями развития вшей помещались в муравейники рыжих лесных муравьев. Муравьи полностью очищали ткань за 6-24 час. В парах кислоты вши гибли через несколько часов, однако яйца оставались живыми.

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.