К.І. Бородіна

Глухівський національний педагогічний університет

імені Олександра Довженка

МУРАШИНІ ГНІЗДА FORMICA RUFA

Постановка проблеми. Дослідники все більше схиляються до думки, що сукупність тварин (термітів, бджіл, мурашок та інших) – це дещо якісно інше, відмінне від існуючого у науці, уявлення. Однією з головних переваг соціальних комах є надзвичайна життєздатність сім’ї як єдиного цілого. Представниками таких тварин є мурашки (Formica). У різних екзотичних народів дуже працьовиті комахи вважаються помічниками Творця при створенні світу. У древньогрецьких міфах перші мешканці острова Егіна називалися Мірмедонес (мурашки), тому що вони обробляли землю з мурашиним терпінням, старанням і ретельністю. Одна фессалійська легенда вказує на те, що орне землеробство починається з моменту створення важливих знарядь з обробітку ґрунту за допомогою німфи, ім’я якої Мірмекс (мурашка).

Переваги, які дають мурашкам кооперації, привели до того, що сьогодні це домінуюча за чисельністю група членистоногих. Так, на 1 акрі (0,4га) савани в Кот’б – Івуарі живе 8 млн. мурашок, які утворюють приблизно 3 тис. колоній. Разом із термітами мурашки складають третину загальної маси наземних тварин у тропічних лісах басейну Амазонки. В областях із помірним кліматом їх менше, але цифра є великою. На площі 8 км² у Флориді знайдено 76 видів мурашок з 30 родів, а на площі 5,5 км² у Мічигані – 87 видів з 23 родів [2].

Для цих тварин характерний кастовий і віковий поліетизм. Кастовий поліетизм – це виконання різноманітних функцій у сім’ї мурашок одного віку, але різних за розмірами й будовою. У складі родини є три основні касти: самці, самки й робочі особини. Кожна особина сім’ї мурашок виконує певні завдання. Робота самців пов’язана з розмноженням, живуть вони недовго. Після вильоту з гнізда і спарювання вони гинуть.

Функції самок протягом усього життя змінюються. Після запліднення самка займається розселенням, втрачає крила, засновує нову сім’ю й виховує перше потомство. Основна функція «цариці» в сім’ї – розмноження. Живе вона до 20 років. Робочі особини – це модифіковані самки, які виконують різні роботи. Для мурашок характерний і віковий поліетизм, який пов’язаний зі зміною «професійної» діяльності протягом життя. Молоді комахи зазвичай виконують роль няньок – перші 40 днів працюють у гнізді, доглядають за личинками й самкою. Після припинення функціонування яйцевих трубочок робочі особини стають «фуражирами», солдатами, трофобіозними особинами, охоронцями, спостерігачами, будівельниками.

Розрізняють 5 головних типів побудови гнізд. Земляні гнізда. Дерев’яні гнізда, які будуються в гнилому дереві. Так як мурашки при цьому сприяють швидкому гниттю дерева і знищують багато паразитів, лісники відносять цих комах до корисних тварин і вважають їх охоронцями лісу. Картонні гнізда будуються з пережованої стружки дерева, скріпленої клейкою слиною. Складні гнізда створюються почасти по одній, почасти по іншій, схемі. Таким способом будують свої домівки руді мурашки. П’ятий тип – це гнізда, побудовані в щілинах стін, тріщинах скель або у людських будівлях. Чим меншою є кооперація, тим простіше побудоване гніздо, але у більшості сімей будова набуває грандіозного характеру. Вона складається з великої кількості коридорів, різних ходів, камер, які розміщені на багатьох поверхах. Усіма будівельними роботами в гнізді займаються виключно робочі особини. Головним їхнім знаряддям є міцні щелепи [3].

Гнізда Formica rufa прикриті насипним конусом іноді до двох метрів заввишки, а діаметр основи, як правило, не перевищує два метри. Мурашки зводять споруди з насипним конусом, який оточений валом. Збудований з ґрунту, викинутого при будівництві гнізда, вал є захистом від вітру. Мурашині гнізда є також і зливостійкими і нелегко піддаються розмиванню. Це пояснюється тим, що шматочки будівельних матеріалів (дерев’яні частини, шматочки соломи, сухі стебла, насіння злакових трав і плодів, шкарлупки зерна, камінці), з яких складено купол, під час дощу дуже добре скріплюються, а після дощу вся споруда набуває на сонці нового запасу міцності.

Будова мурашок має і важливі теплотехнічні властивості. Виявлена термометром різниця – п’ять градусів – це те тепло, яке мурашина купа, купол мурашника, уловлює, поглинає, відбирає від сонячного проміння і зберігає для обігріву гнізда. Комахи не тільки використовують готовий дар природи, але й самі створюють для себе потрібні умови.

Натуралісти у своїх творах не раз описували скупчення шестиногих будівельників, які поспішали звідусіль з шматочками матеріалів. Особливо метушливими є мурашки-будівельники, коли гніздо пошкоджене. Ремонт іде із запалом, і через короткий час купол знову рятує гніздо від злив і, немов темний екран, збирає і зберігає тепло.

Тисячі мурашок, розбудовуючи мурашник, стягують будівельний матеріал. Якщо вантаж не загубиться дорогою, то мурашка виносить його на саму верхівку купола і тут гине, поступово нарощуючи вершину конуса. Хаос, штовханина і мурашина метушня на куполі тривають місяцями, і весь цей час обриси купола зберігаються, вони навіть стають із віком характернішими, а сам він постійно росте, піднімається і збільшується. Підземна частина мурашника – це плетиво камер, ходів та шляхів, що пронизують ґрунт. В одному місці коридори й галереї, камери і тунелі переплутані в тісний клубок і перетворюють перероблений ґрунт у щось схоже на губку, в іншому – розкидані й розгалужені в різні боки. Увесь цей тривимірний лабіринт ходів, що зв’язує безліч підземних камер, побудований, як і високі конусоподібні мурашині гнізда, одними жувальцями.

Син видатного знавця бджіл – сліпого натураліста Франсуа Юбера – П’єр Гюбер, відомий своїми дослідженнями мурашок, найбільше захоплювався “…ладом, що його підтримують мурашки в усіх будівельних операціях, згодою, яка панує між ними, ретельністю, із якою вони використовують будь-яку можливість зміцнити будову” [5]. У зв’язку з тим, що ці перетинчастокрилі комахи впливають на лісову екосистему, прискорюють розкладання рослинних решток, аерують і поліпшують водний режим ґрунту, збагачують його гумусом і необхідними для рослин хімічними елементами: фосфором, нітрогеном, калієм, магнієм, ми вважаємо, що більш детальне вивчення мурашників Formica rufa у нашому Шалигінському заказнику є актуальним.

Зв'язок роботи з науковими темами. Робота виконана у відповідності з комплексною темою наукових досліджень кафедри теорії і методики викладання природничих дисциплін Глухівського національного педагогічного університету імені Олександра Довженка “Вивчення біологічного різноманіття Сумської області”.

Аналіз досліджень і публікацій. Наукові дослідження по вивченню мурашок проводили Ж. Фабр, Й. Халіфман, І. Акімушкін. Результати досліджень Халіфмана описані у праці “Пароль схрещених антен”. Автор характеризує біологію й описує цікаві факти з життя цих комах [5]. Фабр у праці “Жизнь насекомых” відмічає, що мурашки – найбільш еволюційно розвинена родина комах з точки зору поведінки, екології і фізіології. Їх колонії – це складні соціальні утворення з розподілом праці і системами комунікації, які дозволяють особинам координувати свої дії при виконанні завдань, що не під силу одному індивідууму [4]. І. Акімушкін знайомить читачів із мурашками, їх друзями та гостями, описує в сім’ї кругову поруку [1].

Цілі статті. Вивчити деякі аспекти мурашників Formica rufa.

Результати досліджень. Нами були вивчені та описані основні параметри двох гнізд рудих лісових мурашок.

Характеристика мурашника №1.

1. Форма купола – дзвоноподібна, вал гнізда прихований.

2. Будівельний матеріал – грудочки ґрунту, пісок, дрібні соснові гілочки, бруньки.

3. Параметри гнізда: D – діаметр вала –1,07м, h – висота купола – 0,58м.

4. Розрахунок об’єму дзвоноподібного гнізда: V= πm²h, де m = r на висоті 0,368h. m вимірювалось на висоті 21 см від основи мурашника m = 43 см V= πm²h = 3,14 х 043² х 0,58 = 0,33 м³.

Отриманий результат співпадає з результатами, які можна визначити за таблицею для визначення об’єму гнізда (в м³) з округлою основою.

5. За таблицею для визначення площі (S,м²) основи куполу мурашника за діаметром окружності його основи (d, м) S(м²) = 0,86 м².

Рис. 1. Мурашник №1

Характеристика мурашника №2.

1. Форма купола – сферична (півкуля), вал гнізда зовнішній.

2. Будівельний матеріал – грудочки ґрунту, пісок, соснові гілочки, шматочки соснової кори, соснова хвоя, сухі луски соснових шишок, сухі стеблинки трав’янистих рослин, грудочки смоли.

3. Параметри гнізда: r = 0,6 м, h – висота купола – 0,59 м.

4. V = 2/3 [πr³] = 2/3 x 3,14 х 0,216 = 0,45 м³.

Отриманий результат співпадає з результатами, які можна визначити за таблицею для визначення об’єму гнізда (в м³) з округлою основою.

5. За таблицею для визначення площі (S,м²) основи куполу мурашника за діаметром окружності його основи (d, м) S (м²) = 1,13 м².

Рис. 2. Мурашник №2

Мурашники розташовані на добре провітрюваних ділянках лісу. Наші дослідження і дані літературних джерел [3] свідчать, що відносна висота куполу гнізда (відношення висоти до діаметра) залежить від освітленості: у затінених гніздах купол відносно вищий, ніж у освітлених. Перший мурашник розміщений на затіненій ділянці лісу, другий – на відкритій, освітленій. Досліджувані мурашники відрізняються формою куполу і характером вала, розмірами, величиною площі основи куполу та об’ємом. Другий мурашник є більшим.

Висновки

Провівши дослідження і проаналізувавши отримані дані, можна зробити наступні висновки:

1. Мурашники відрізняються за формою купола і характером вала, розмірами, величиною площі основи купола та об’ємом.

2. Через те, що другий мурашник знаходиться на більш освітленій території лісу, за усіма параметрами він є більшим.

Література

1. Акимушкин И. И. Мир животных. Рассказы о насекомых / И. И.Акимушкин – М. : Молодая гвардия, 1975. – С. 171 – 198.

2. Брэм А.Э. Жизнь животных: [в 3 т.] / А.Э. Брем – М. : ТЕРРА, Т.3. – 1992.с.

3. Длусский Г.М. Муравьи рода Формика / Г.М. Длусский – М.: Наука, 1967.

4. Фабр Ж. А. Жизнь насекомых/Ж.А. Фабр-М.: Изд-во Эксмо, 2003. – 407с.

5. Халіфман Й. А. Пароль схрещених антен / Й. А. Халіфман – К. : Веселка, 1972. – С. 126 – 268.