Структура муравья. Строение муравья – внешняя и внутренняя анатомия. Кто такие муравьи

Муравей принадлежит к классу насекомые, типу членистоногие, отряду перепончатокрылые, семейству муравьи (Formicidae). По организации муравьи относятся к группе общественных насекомых с четким разделением на три касты: рабочие особи, самки и самцы.

• Кроваво-красный муравей (рабовладелец) (Formica sanguinea )

широко распространен в Европе, средней полосе России, встречается в Китае и Монголии. Рабочие особи имеют длину до 8 мм и черное тело с оранжевой головой. Матка муравья вырастает до 10 мм и отличается красной головой и оранжевого цвета грудью. Летние гнезда муравьи устраивают в полусгнивших пнях, в земле и под камнями, в зимнее время семья перебирается в другое гнездо, расположенное у основания деревьев. Типичным образом жизни данного вида муравьев являются грабительские набеги на муравейники бурых лесных, прытких и других муравьев. Захваченные куколки приносятся в гнездо и воспитываются в качестве «рабов».

• Желтый муравей-амазонка (Polyergus rufescens )

вид муравьев, отличающийся достаточно крупными размерами: самки достигают почти сантиметровой длины, размеры самцов несколько скромнее – 6-7,5 мм, «солдаты» еще мельче и редко вырастают более 5-7 мм. Самки и «солдаты» окрашены в желто-красноватые тона, тельце обычно покрыто черными волосками. Самцы муравьев черные, конечности и усики бурого цвета. Вид обитает в странах Европы, в западных регионах Азии, на западе Сибири. Муравей-амазонка предпочитает селиться во влажных лесах, выбирая для постройки муравейника просеки и опушки. Амазонки ведут рабовладельческий образ жизни, похищают других муравьев в стадии куколок, а затем используют их в качестве рабов, рабочей силы.

• Муравьи-легионеры или муравьи-кочевники (дорилины, бродячие муравьи) (Dorylinae )

подсемейство кочевых муравьев, обитающих исключительно в тропиках и субтропической зоне. Особенно распространены муравьи-легионеры в Центральной и Южной Америке, встречаются на территории Африки. Обитают огромными колониями, основную часть которых составляют рабочие особи. Муравьи кочевники уничтожают на своем пути все, что годится в пищу. Несмотря на средние размеры в 2-4 мм, данный вид муравьев «берет» своей численностью, истребляя при нашествиях посевы культурных растений и питаясь их соками.

Где обитают муравьи?

Этих насекомых можно наблюдать на всех континентах, во всех природных областях и климатических зонах. Их нет только в суровом климате Арктики и Антарктиды, на холодных островах Гренландии и Исландии, а также в знойных пустынях. В районах с умеренным и холодным климатом муравьи зимой впадают в спячку.

В основном, эти насекомые строят себе жилища-муравейники в прелой или гнилой древесине, в почве и под мелкими камнями. Некоторые виды муравьев захватывают чужие гнезда или живут рядом с человеком.

Пища муравьев разнообразна и зависит от вида. Рацион питания большинства видов состоит из растительной и животной пищи, причем питается каждая особь по нескольку раз в сутки.

Источником белка, необходимым для роста и развития личинок муравьев в природе, становятся мертвые насекомые, останки животных, трофические яйца, откладываемые маткой при переизбытке еды, яйца насекомых-вредителей и полупереваренная пища взрослых муравьев. Личинки домашних муравьев довольствуются молочными продуктами, желатином и остатками яичных блюд. Питание матки муравьев также состоит из белковой пищи, которую специально пережевывают ухаживающие за ней муравьи.

Основу углеводного меню большинства муравьев составляют медвяная роса (сахаросодержащие соки листвы, выделяемые при перепадах температуры) и падь - сладкие выделения насекомых, в особенности тли.

Муравьи – молочные фермеры выращивают тлю для себя, пасут ее, выхаживают и защищают ее приплод от других муравьев. Эти пастухи доят своих домашних питомцев и питаются их молоком.

Дополнительными компонентами пищи муравьев в природе могут быть семена и корни растений, орехи, древесные соки.

Некоторые муравьи выращивают в муравейниках в качестве пищи колонии грибов, а также питаются и насекомыми.

Муравьи – жнецы употребляют сухие семена растений, сухие плоды и зерновые культуры. Они способны запасти 1 кг сырья, что дает возможность прокормиться зимой целой колонии муравьев. Муравьи-листорезы приносят в муравейник кусочки листьев, пережевывают и хранят в своеобразных камерах-теплицах. Со временем из этих кусочков в хранилище вырастают грибы, являющиеся основным кормом для этих муравьев-гурманов.

Муравьи-центромирмексы питаются исключительно термитами. Муравей-дракула пьет соки, выделяемые своими же личинками, а личинок кормит разными насекомыми. Домашние муравьи являются всеядными.

Зимой, при значительном похолодании, муравьи впадают в спячку, во время которой голодают.

Большинство видов, тем не менее, ведет зимой активный образ жизни в герметичном муравейнике, питаясь обильными запасами.

Сегодня мы расскажем вам интересные факты о муравьях, которые позволят вам поближе познакомиться с этими насекомыми. Наверняка вы не знаете, сколько весит один муравей. А чем они заняты в зимние месяцы? А о том, что эти маленькие создания могут приносить пользу, известно и вовсе единицам.

Внешнее строение

Семейство муравьев насчитывает довольно большое количество видов, но всех их объединяет строение тела. Как известно, существуют рабочие муравьи, которые постоянно покидают гнездо и снуют в поисках пищи. Эти особи бескрылые, независимо от пола, и только у самок они имеются в период брачного полета. После этого особи женского пола откусывают себе крылья и становятся такими же, как остальные рабочие муравьи.

Тело этих насекомых покрыто хитиновой оболочкой и имеет следующее строение:

• голова;
• переднегрудь;
• брюшко.

Каждый отдельный вид муравьев имеет свое строение головы, на которой расположены мандибулы, предназначенные для переноса пищи, строительного материала и, конечно же, для защиты.

Глаза этих насекомых фасеточные – состоят из нескольких линз. Но не все виды муравьев зрячие. Например, муравей Дракула вовсе не имеет глаз и является абсолютно слепым. А те виды, у которых глаза есть, не способны различать предметы, а могут распознавать только движения. Некоторые из видов также реагируют на степень освещенности пространства и поляризацию света.

Коленчатые усики играют роль органов чувств – с их помощью муравей распознает запахи, улавливает вибрации и колебания воздуха, принимает и передает сигналы при непосредственном контакте с другими особями.

На заметку! Характерно, что подобные усики имеют только муравьи. Другие насекомые их лишены.

Некоторые виды «вооружены» жалом, которое располагается на конце брюшка. Оно служит муравьям как для защиты, так и для охоты.

Рассмотрим лапки

При помощи ног муравей может не только передвигаться, на самом деле они предназначены для различных функций:

• первая пара лапок оснащена своеобразными щеточками, с помощью которых насекомые чистят усики и другие лапки;
• задние ножки оснащены шпорами, которые чаще всего используются для защиты и атаки при сражениях с другими муравьями;
• на всех лапках имеются мелкие зазубрины, которые позволяют этим насекомым передвигаться по абсолютно гладким и при этом отвесным поверхностям;
  

  На заметку! Фараоновы муравьи с легкостью передвигаются по стеклу, на что не способны, например, черные тараканы.

• некоторые виды используют свои лапки для того, чтобы переплыть водные преграды. Например, муравей-бульдог способен преодолеть лужу шириной в 15 см.

Особенности размножения

Теперь следует рассмотреть, как размножаются муравьи. Этот процесс имеет огромную эффективность. Дело в том, что потомство производит одна самка, которая называется маткой. Она постоянно находится в гнезде, откладывая яйца и ухаживая за ними. Кроме нее, вокруг будущего потомства находятся самцы. Часть из них является рабочее силой, которая время от времени покидает гнездо, чтобы найти пищу; вторая часть просто «присматривает» за яйцами, уберегая их от врагов. В муравейнике помимо матки находятся и другие самки, но они не способны размножаться и являются такой же рабочей силой, как и самцы.

Один раз в год из куколок появляются молодые самки и самцы, которые могут спариваться. В период брачного полета они окрыленные, но сразу же после оплодотворения особи женского пола покидают гнездо и стараются найти новое место для создания своего муравейника. Чтобы обеспечить себя пищей новоиспеченная матка отгрызает себе крылья.

Домашние муравьи ведут себя несколько иначе. Молодые матки не организуют новые гнезда, а создают своеобразные «колонии». При этом расползаются они по новым территориям лишь после того, как в «родном» муравейнике становится слишком тесно. После «расселения» между главным и дочерними гнездами постоянно поддерживается прочная связь. Подробнее познакомиться с устройством муравейника можно в статье .

Важно! По этой причине вывести домашних муравьев становиться довольно сложно. Ведь необходимо обнаружить все муравейники, чтобы полностью уничтожить колонию насекомых.

В гнездах домашних муравьев существуют как рабочие особи, так и разведчики, которые к первым относятся «не с самым глубоким уважением», а воспринимают скорее, как емкости с семенным материалом. Пока площадь муравейника позволяет вмещать всех присутствующих, находящиеся в нем матки враждебности друг к другу не проявляют. Хотя самцы могут даже уничтожить некоторых из них, чаще всего тех, кто откладывает мало яиц.

Муравьиный вес

Сколько весит муравей? Ответ на этот вопрос будет зависеть исключительно от вида насекомого:

• наши «родные» рыжие и черные муравьи имеют вес от 5 до 7 мг;
• домашний фараоновый муравей является самым легким – 1-2 мг;
• муравей-пуля – самый тяжелый и весит около 90 мг;
• а масса матки африканского бродячего муравья может достигать 10-ти г.

Но более всего удивляет то, что общая масса всех муравьев, живущих на планете, равна массе всего человечества, а это ни много ни мало 1 000 000 000 тонн! И если верить подсчетам ученых, то на одного человека приходится 10 000 000 муравьев.

Муравьиная зимовка

Как вы думаете, что делают муравьи зимой? Спят – ответят многие. Нет, вы ошибаетесь. Их жизнь продолжает «кипеть». Единичные виды впадают в состояние диапаузы, когда внутренние органы насекомых снижают свою работу, но при этом полностью не останавливают ее.

Зимние месяцы муравьи проводят в тех же муравейниках, в которых у них происходит и период активности. А чтобы морозный воздух не проникал внутрь, насекомые тщательно заделывают входы сухими листьями. Иногда они опускают в нижний «отсек» гнезда, где поддерживается более теплая температура.

Во время зимовки муравьи малоподвижны и питаются не так часто. Но если в гнезде есть личинки, то взрослые особи сохраняют свою активность в полной мере и выкармливают потомство. Кроме того, из-за колебаний температур верхние слои муравейника периодически промокают и муравьи постоянно вынуждены переносить пищевые запасы в сухие отсеки.

На заметку! При суровых климатических условиях, например, в северных регионах, муравьи способны переносить особо низкие температуры. Так у личинок, зимующих на Колыме, была зафиксирована температура тела, составляющая -58°С. Этот показатель является наименьшим для насекомых вообще.

Некоторые виды муравьев, у которых нет диапаузы, вынуждены сохранять свою активность на протяжении всей зимы. Чтобы выжить, они запасаются пищей в осенние месяцы, которой должно хватить до оттепели. Рабочая сила в это время занимается ремонтом гнезда и старается сохранить микроклимат.

Личинкам таких видов муравьев для роста требуется белковая пища, которую в условиях зимы добыть невозможно. До прихода холодов они развиваются до состояния взрослых особей и потом отправляются зимовать. А с наступлением весны, когда доступ к белковой пище открывается, матка начинает производить новое потомство.

Польза маленьких насекомых

А вы знаете, чем полезны муравьи? На самом деле, эти крохотные насекомые выполняют множество труднейших экологических функций и способны оказать неоценимую услугу человеку.

Для природы

1. Принимают активное участие в регулировании количества вредных насекомых, попросту поедая их личинок.
   

   Интересный факт! За один только сезон, благодаря одному муравейнику, уничтожается от 100 000 до 1 000 000 насекомых-вредителей.

2. Способствуют распространению растений. Как известно, муравьи постоянно носят пищу для матки и чаще всего в этой роли выступают семена растений. Но далеко не весь «улов» рабочим удается дотащить до гнезда. А утерянная часть попросту прорастает.
3. Помогают цветам в опылении. Муравьи – это сладкоежки, которые любят насладиться нектаром, и как следствие, на своих лапках они переносят пыльцу с одного цветка на другой.
4. Повышают плодородность почв. Прокладывая подземные ходы, насекомые рыхлят землю, насыщают ее кислородом и обогащают органическими соединениями и минеральными веществами.

Теперь вы понимаете, почему муравьи, считаются санитарами леса.

Муравьи — это насекомые, которые не могут жить по одиночке, а обитают колониями до миллиона жителей. Они очень самоорганизованные. Относятся к отряду перепончатокрылых. Способствуют плодородию почвы. Рядом с муравейниками быстрее растут многие растения. Они защищают растения от вредителей. При этом и само насекомое муравей служит пищей для многих видов птиц и зверей. В нашем мире существует более 14 000 различных видов муравьев. Муравей способен поднять вес, превышающий его собственный в 20 раз!

Семейство: Муравьи

Класс: Насекомые

Отряд: Перепончатокрылые

Тип: Членистоногие

Царство: Животные

Домен: Эукариоты

Анатомия муравья

Все тело муравья делится на три части, как и у любого насекомого — голова, грудь и брюшко, а также 6 лап. Муравьев можно поделить на три вида: самцы, самки и рабочие. У самцов и самок присутствуют крылья, а у рабочих нет. Есть некоторые виды муравьев, где крылья есть у всех муравьев, включая рабочих. Рабочие занимаются всеми черными делами в колонии — добыча пищи, строительство гнезд, уход за яйцами, защитой от врагов и прочее.

Размер муравьев зависит от их вида. Самые маленькие виды муравьев начинаются от размера в 1 мм, а самые крупные виды могут достигать в длину до 30-50 мм. Хорошо видят на расстоянии 3-4 сантиметра. Расцветка тоже разнообразна и зависит от вида насекомого — желтые, красные, коричневые, черные и даже зеленые и синеватые. С помощью усиков взаимодействуют со средой обитания. Челюсть является инструментом при исполнении различной работы. У некоторых видов муравьев имеется жало, которое позволяет защищаться от врагов.

У насекомого муравья имеются сложные глаза, которые состоят из многочисленных линз, но при этом зрение довольно слабое, а некоторые подземные виды есть вообще слепые. Кроме сложных глаз у муравья имеются три простых глаза. На конце каждой лапки у муравья имеются крючковатые когти, которые помогают им взбираться на вертикальные поверхности без проблем.

Где обитает муравей?

Муравьи распространены по всему миру, кроме материка Антарктида. Живут огромными семьями в муравейниках, которые могут строить в почве, под камнями, в древесине. Есть виды муравьев, которые живут в чужих муравейниках, вместо того, чтобы строить свои гнезда. Есть виды муравьев, которые могут содержать рабов в виде муравьев других видов, используя их труд себе во благо.

Чем питается муравей?

Основной пищей насекомого муравья является сок растений, сладкая жидкость, которая выделяется тлей, а также мелкие насекомые. Некоторые виды муравьев употребляют в пищу семена растений и грибы.

Образ жизни муравьев

Муравьи являются эволюционно продвинутыми насекомыми. Это связано с тем, что они живут огромными социальными группами, где идет четкое разделение труда, развиты коммуникационные способности, особи умеют координировать свои действия. Некоторые виды муравьев имеют развитый язык, способный передать сложную информацию. Защитой у муравьев служит муравьиная кислота, которую они способны вырабатывать, а также сильные жвала.

Каждая семья у муравьев состоит из самцов, нескольких репродуктивных самок (их называют королевами или матками) и большого количества рабочих, состоящих из бесплодных самок (самки с недоразвитой половой системой). Матка отличается от всех остальных муравьев более крупными размерами и строением груди, а также наличием крыльев, которые она себе откусывает после оплодотворения.

При этом в семье есть четкое разделение труда и взаимоотношения между особями, чем муравьиное общество имеет сходство с человеческим. С первого взгляда может показаться, что у муравьев главная матка, но на самом деле руководящей силой являются рабочие, которые могут уничтожать самок за низкую плодовитость, уничтожать лишних личинок или менять режим их питания.

Размножение муравьев

Спаривание у муравьев начинается с брачного полета. Первыми взлетают самцы и распыляют феромоны. Благодаря чему за ними взлетают самки. Спаривание происходит на лету или на земле. Через некоторое время самцы погибают, а самки выбирают место для гнезда.

У муравьев существует несколько стадий развития: яйцо, личинка, которая появляется из яйца, куколка и имаго (взрослая особь насекомого). Пол насекомого зависит от того оплодотворено яйцо или нет. Из оплодотворенных яиц на свет появляются самки, а если яйцо не оплодотворенное, то самцы. За размножение муравьев отвечает матка (репродуктивная самка). Спаривается она за всю свою жизнь только один раз. При этом полученную сперму от самца она расходует на протяжении всего времени. Затем она приступает к откладыванию яиц. Из яиц вылупляются личинки. Личинок малоподвижны, их кормят рабочие.

Яйца муравья

Самцы у муравьев появляются из неоплодотворенных яиц. Чаще всего они имеют крылья. Их роль заключается в оплодотворении молодых крылатых самок. Через некоторое время после их оплодотворения самцы погибают.

Личинки муравья

От питания личинки зависит кем станет будущий муравей — маткой (царицей) или рабочей силой. Таким образом муравьи контролируют численность особей плодотворных самок и бесплодных самок. Личинка муравья проходит четыре стадии линьки, затем перестает питаться, выделяет содержимое кишечника и превращается в куколку. У некоторых видов муравьев личинка может плести кокон перед окукливанием. Когда стадия куколки завершилась, другие муравьи помогают освободиться от кокона, так как сам муравей не в состоянии освободиться из кокона. Первые дни своей жизни рабочие помогают матке ухаживать за яйцами, а затем переходят к другой работе.

Куколка муравья

У разных видов муравьев существуют различия в размножении. У большинства видов самка спаривается за всю жизнь один раз, но есть виды где самка может спариваться несколько раз за жизнь. У некоторых видов муравьев рабочие способны откладывать яйца, а некоторые виды способны даже клонировать. Продолжительность жизни матки может достигать до 20 лет, а продолжительность жизни рабочего до 3 лет.

Если Вам понравился данный материал, поделитесь им со своими друзьями в социальных сетях. Спасибо!

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.

Муравьи сильно отличаются от большинства мелких живых существ, населяющих землю. С другой стороны их более 8000 видов и они составляют примерно 12% от массы всех наземных животных. Вопрос муравей это насекомое или нет мучает многих. Они не только насекомые, но очень древние, возможно, что их вид произошел от ос или пчел.

В обыденной жизни стало привычным называть зверей просто животными, разделив их на диких и домашних. и рыб выделили в отдельные группы. В результате возникает вопрос, муравей это животное или насекомое. С одной стороны он живой, с другой мелкий и с шестью лапами.

Муравей - самое сильное животное в мире

Животные – это все живое на земле, за исключением растений, грибов и вирусов. Даже человек относится с этой группе, которая состоит из:

• зверей;
• птиц;
• моллюсков;
• земноводных;
• пресмыкающих;
• насекомых.

Каждая группа имеет множество классов, видов, групп, подклассов. Они делятся в зависимости от:

• места обитания;
• органов дыхания;
• наличия и строения сердца;
• способа кормления;
• рождения потомства живыми или яйца;
• места кладки яиц;
• этапов развития.

Муравей это насекомое, поскольку имеет на своем тельце насечки, как у осы, пчелы, клопа, мухи. И еще он относится к типу членистоногих, потому что его лапки состоят из нескольких члеников. В эту группу входят не только насекомые, но и паукообразные, раки и крабы. Дальше деление идет:

• отряд перепончатокрылые;
• семейство – муравьи.

Муравей относиться к насекомым

Так что слон, кит, колибри, летучая мышь и муравей независимо от размера, относятся к животным. Некоторые члены муравьиной семьи сохранили прозрачные крылья, и раз в жизни вылетают для осеменения и создания нового гнезда.

Крокодил, курица, муравей, моль и клоп откладывают яйца. Курица их высиживает и кормит птенцов, обучает их всему. Крокодил закапывает в горячий песок и на этом его миссия окончена. У обоих животных появляются из яйца живые дети. Клоп поступает аналогично крокодилу, прикрепив в укромном месте кладку, забывает о ней и родившиеся нимфы сами начинают с первого дня добывать себе пищу.

Муравей заботиться о своих яйцах и кормит личинок. Затем происходит окукливание и только после этого появляется самостоятельная особь – муравей. В таком состоянии насекомое проводит большую часть своей жизни. У моли процесс размножения аналогичный, но бабочка живет меньше 2 недель и большинство даже не имеют рта. Наиболее длительная фаза существования личинка – прожорливый червячок. И все они животные разных семейств и классов.

Уникальность муравьев в создании источника пищи и заботе о нем. Как человек обеспечивает себя молоком и яйцами, выращивая домашних зверей и птиц, так и насекомое разводят и выращивают тлю, заботятся о ней, пасут и забирают на зиму к себе в нору, ради ее сока – пади. Из листьев создают питательную смесь и выращивают грибы. Кормят личинок некоторых видов жуков в обмен на выделяемые ферменты, съедобные для муравьев.

Муравьи имеют длинную историю своего развития. Первым насекомым, окаменевшие скелеты которых нашли ученые, 80 миллионов лет, Родственниками их считаются:

• термиты;
• пчелы.

Классифицировать муравьев сложно, много видов двойников и похожих только внешне. Всего насчитывают по разным данным 8 – 12 тысяч разновидностей. Некоторые из семей насекомых хищники, другие питаются только нектаром или древесиной. Насекомые имеют окрас:

• желтый;
• коричневый;
• красный;
• черный.

Встречаются смешанные. Отдельные виды насекомых употребляются в пищу. Но мяса, как такового у них нет.

Черный муравей

Самые маленькие муравьи вырастают 1 – 2 мм и увидеть их бывает сложно. Но в теплых сырых лесах тропиков можно встретить насекомое довольно большое, 50 мм. Между собой муравьи отличается цветом, размером головы, талией, наличием крыльев. В остальном их строение одинаковое:

• голова;
• грудь;
• брюшко;
• лапы.

Начинается муравей со сложных многочленных усиков. Они служат ему для определения своих и чужих, ощупывания пищи. А носит твердые кусочки и дробит еду насекомое сильными мандулами. Это своеобразные клещи у него на голове по бокам от хоботка.

Между грудью и брюшком петиоль в форме узкой талии. Заканчивается рабочий муравей жалом, в которое мутировали его половые органы. Сверху у насекомого хитиновый покров, который одновременно является экзоскелетом. Лапки тонкие многочленистые заканчиваются коготками. Благодаря своеобразным крючкам насекомое свободно удерживается на вертикальных шершавых поверхностях. На голове у муравья расположено несколько типов желез, выделяющих различные ферменты. Одни служат опознавательным запахом для своих, другие ядом, способным убить мелких насекомых, личинок. Для человека укусы муравья только в больших количествах могут вызвать аллергию.

Муравей имеет железы, которые выделяют различные ферменты, например при опасности

В случае опасности муравьи сигнализируют выделением ферментов состоящих в основном из щавелевой кислоты. Ею смазано и жало муравьев-воинов. Поэтому, если плинтуса протереть тампоном со щавелевой кислотой, то долгое время муравьи фараоны не будут посещать кухню.

Брюшко представляет своеобразный резервуар, в котором храниться жидкая еда при транспортировке ее в гнездо. Часть насекомых выполняет роль контейнеров для хранения пади и медвяной росы на зимний период. Они находятся в специальном месте среди кладовых. Летом рабочие муравьи заливают в них нектар, зимой едят. Пробегая мимо, достаточно усиками коснуться головы цистерны и она выдаст порцию еды.

Зрение у муравья сложное. Фасеточные глаза по бокам от головы состоят из множества линз. Они охватывают большой радиус обзора, но видят плохо. Могут определить контуры больших предметов. Лягушка благодаря аналогичному устройству органов зрения может увидеть практически круговую панораму вокруг себя. Отдельные фрагменты от каждого зрачка складываются у нее в общую картину.

Большие глаза стрекозы могут рассмотреть в цвете и подробно только то, что внизу от нее. Верхние сегменты передают черно-белое изображение, но четко. Этого достаточно, чтобы увидеть опасность и вовремя улететь.

Зрение у муравьев плохое

У муравья плохое зрение. Некоторые, живущие и питающиеся под землей, вообще слепые. На морде сверху и муравьев есть еще 3 маленькие глаза, способные определить степень освещения и плотность светового потока. В пространстве насекомые ориентируются благодаря усикам и обонянию.

Муравьи питаются только жидкой пищей. Они пьют падь и медвяную росу, которые составляют до 60% их рациона. Собирают с цветов нектар, вытягивают соки с гусениц и личинок. Твердую пищу рабочие особи дробят своими мандулами, перерабатывают и отрыгивают личинкам.

У насекомых рот не приспособлен жевать пищу, только всасывать. При встрече насекомые с помощью усиков передают свой запах, Постукивая друг друга по голове, получают еду.

Муравьи едят гусениц и личинки

Листоеды измельчают листья мандулами, затем заглатывают и перерабатывают. Отрыгивая смесь, они высевают в ней грибы внутри муравейника и питаются ими.

Муравьи социальные насекомые они живут большими семьями, насчитывающими сотни особей. У каждого свои обязанности. Матка вылетает с гнезда только раз для спаривания. После этого отгрызает себе крылья и всю жизнь, в среднем 10 лет, откладывает яйца. Способ длительного хранения семени наблюдается и у клопов, самок оплодотворяют один раз и они год делают кладки. одного спаривания хватает на несколько раз отложить яйца.

Муравьи живут большими семьями

Самцы живут недолго. Они получаются из недоразвитых яиц и имеют только один тип хромосом. После спаривания вскоре умирают.

Основную массу составляют рабочие муравьи. Они имеют как самки 2 вида хромосом, но их половые органы переродились в жало, так что первичные признаки отсутствуют.

Среди рабочих муравьев имеются солдаты, стерегущие каждый вход в муравейник. У них большая голова и сильные мандулы. Развито жало с ядом. Они сильнее и крупнее других особей, кроме защиты своего гнезда занимаются захватом чужих. В этом им помогают фуражиры.

Муравьи-фуражиры заготавливают еду

Фуражиры – рабочие особи, которые кормят всю семью, добывают и тащат еду в кладовые и другим членам гнезда, ухаживают за личинками, пасут тлю.

У некоторых видов внутри гнезда имеются рабы. Это взрослые особи, которые были захвачены в стадии яиц в других гнездах более слабых видов. Они не выходят наверх, постоянно ухаживают за личинками и делают другую работу.

Выделяются муравьи среди других насекомых своим развитым умом. Ученые сделали несколько интересных открытий.

1. В нахождении кратчайшего пути домой и маршрута к еде, они применяют математические вычисления.
2. У всех насекомых, птиц, рыб, грызунов процесс испражнения не контролируется. Они всюду оставляют свои фекалии. На улице муравьи поступают также. Но в гнезде имеют специально отведенные для этого места, аналоги туалета.
3. Муравьи на расстояние передают информацию друг другу.
4. В поисках новых мест при перенаселении, насекомые никогда не займут опустевшее гнездо с мертвыми жильцами. Они понимают, что это опасно, место заражено смертельными для них вирусами.
5. Муравьи способны находить нужные растения и лечиться.

В семье полная демократия. Самка, она же царица, самая крупная и живет в несколько раз дольше фуражиров. Но именно рабочие, составляющие большинство, решают ее судьбу. Если она плохо справляется со своими обязанностями, они собираются, проводят совещание и убивают ее, заложив несколько новых самок.

Маленькое насекомое Муравей по своему укладу жизни и поведению разумнее и проявляют признаки интеллекта и культуры, больше некоторых крупных зверей. Весь муравейник действует как один организм, состоящий из сотен маленьких фрагментов. В случае опасности они спасают яички и личинок – потомство.