Муравьи относятся надсемейству муравьиных отряда перпончатокрылых. Эти удивительные насекомые существуют на планете со времен динозавров, они создают колонии до нескольких миллионов особей. Известно более 12 тысяч видов муравьиных, чей суммарный вес равен суммарному весу всего человечества — на каждого жителя земли приходится количество муравьев равное его весу.
Мураши могут создавать симбиоз с растениями или другими насекомыми, поднимать вес в несколько тысяч раз больше собственного, а также «разгоняться» до 7,6 см в секунду, что равно примерно 53 км в час по человеческим меркам. Еще эти малыши способны учиться наблюдая за другими, «слышат» ногами и различают друг друга по запаху — у каждой колонии он свой. Давайте разберемся в строении тела муравья, чтобы лучше понимать этих удивительных насекомых.
Особенности строения муравья
Насекомые семейства муравьиных относятся к отряду перепончатокрылых и по своей морфологии напоминают ближайших «родственников» — ос и пчел. Между собой разные виды муравьев очень похожи по строению, но имеют некоторые отличия в зависимости от образа жизни или ареала проживания.
Анатомическое устройство их организма довольно сложное. Оно в совершенстве продумано природой для того, чтобы эти насекомые имели возможность перемещаться на большие расстояния с хорошей скоростью, поднимать тяжелые грузы, атаковать противников и защищаться от природных врагов, а также выполнять свои рабочие функции в соответствии с социальной иерархией муравейника.
Где проживают?
Данных насекомых можно увидеть на всех континентах, в любых климатических зонах и областях. Их нет лишь в знойных пустынях, на холодных островах Исландии и Гренландии, а также в суровом климате Антарктиды и Арктики. В регионах с холодным и умеренным климатом насекомые в зимнее время впадают в спячку.
Как правило, данные насекомые себе сооружают жилища-муравейники в гнилой или прелой древесине, под мелкими камнями или в земле. Определенные виды живут рядом с человеком или захватывают чужие гнезда.
Внешнее строение
Тело муравья покрывает прочная хитиновая оболочка. Оно подразделяется на 3 основных части — голова, грудь и брюшко. Схема строения туловища и анатомия муравья представлены на фото.
Хитиновый наружный скелет служит для защиты от различных внешних повреждений и является основой, к которой крепятся скелетные мышцы. Именно благодаря ему эти крохотные насекомые могут носить груз, в несколько десятков раз превышающий их собственный вес.
Это интересно! Самые маленькие виды муравьев способны поднимать предметы в 50 раз тяжелее их самих, а более крупные представители — всего в 10-20 раз. Чем меньше насекомое, тем более мощной силой обладает. Это зависит от строения мышечной системы.
Голова
На голове муравья расположены два вида глаз (простые и фасеточные), усики-антеннки, а также наличник и жвалы, называемые иначе мандибулы.
Маленькие, но мощные челюсти захватывают и пережевывают пищу. В предротовой камере происходит ее разделение на съедобные и несъедобные частицы.
Большая часть пространства внутри головы занята мышцами, управляющими мандибулами. Самые большие их размеры зафиксированы у муравьев-солдат. Они пользуются ими для сбора пищи, очищения ее от грязи, а также для захвата или уничтожения добычи. Кроме того, такие большие челюсти дают им преимущество в боях с противниками, нанося врагам значительные повреждения.
Глаза
У разных видов муравьев органы зрения немного отличаются. В зависимости от условий обитания и строения глаз эти насекомые могут видеть всего на несколько сантиметров или до сотни метров вперед. А в почве, например, живут абсолютно слепые муравьи.
Органы зрения на голове представлены большими фасеточными глазами и тремя простыми глазками.
Последние предназначены для определения особенностей окружающей среды, например, освещенности или плоскости наклона поверхности.
Фасеточные глаза муравья имеют сложное строение и состоят из отдельных частичек — омматидий. Их наружные линзы плотно примыкают друг к другу и снаружи напоминают форму шестигранников, которые называются фасетками. Отсюда происходит их название.
Несмотря на сложное устройство, органы зрения муравья обладают довольно низким разрешением, поэтому различить форму предмета насекомым достаточно сложно, но зато они отлично реагируют на движение.
Усики
У муравьев отсутствуют нос, уши и вкусовые рецепторы, зато их усики являются универсальным органом чувств. Они отвечают за осязание, обоняние и вкус одновременно, и состоят из рукоятей, жгутиков и лобных валиков.
Факт! Такое морфологическое строение усиков в природе присуще только муравьям.
С их помощью насекомые распознают молекулы различных веществ, чувствуют воздушные потоки и вибрации, а также принимают внешние сигналы от окружающей среды и других насекомых. Усики передают в мозг информацию обо вкусах, запахах и фактуре предметов вокруг. Муравьи даже могут передавать эти данные друг другу.
Запах воспринимается жгутиками усиков, насекомые могут различать его тончайшие оттенки. А вкусы распознаются через многочисленные пластинки, пронизанные порами. Благодаря таким необычным органам чувств муравьи могут различать чистую и грязную воду, минеральные примеси и химические вещества в ее составе.
Для осязания и тактильных ощущений насекомые помимо усиков используют маленькие жесткие волоски по всему телу.
На заметку! Муравьи своими антеннками хорошо улавливают вибрацию воздуха и могут даже предсказать землетрясение! А вот ушей у них нет, поэтому распознать звуковые волны они не способны.
Через усики также происходит общение между насекомыми. Особые прикосновения их жгутиками, жесты лапками в совокупности с выделением феромонов составляют уникальный язык муравьев.
Грудина
На грудине находится передняя пара ножек и оборонительные органы. У муравьиной королевы и некоторых разновидностей муравьев там же располагаются крылья, которые отгрызаются после выполнения функции размножения.
Между грудью и брюшком находится некое подобие «талии» — петиоль, которая состоит из 1-2 члеников.
Брюшко
В брюшке находится сердце, репродуктивные органы, железы эндокринной системы и основная часть пищеварительной системы — зоб и кишечник, а также химическое ядовитое вещество для атаки или обороны.
Зоб — слепой отросток пищевода, в котором могут храниться остатки переваренной пищи. Это так называемый «общественный желудок», поскольку его содержимое может передаваться другим членам гнезда. У некоторых видов насекомых даже есть специальные особи — муравьи-кормушки, которые отвечают за хранение пищевых запасов.
Также здесь расположена главная составляющая развитой эндокринной системы муравьев — дюфурова железа, которая выделяет специальные феромоны. С их помощью насекомые общаются и отслеживают пути следования друг друга. Например, муравьи-разведчики разыскивают еду, спешат в гнездо, чтобы сообщить информацию рабочим, а после возращаются к найденному источнику по запаху своих следов.
Важно! Если вы обнаружили на кухне одинокого муравья и убили его, скорее всего, по его следу придут другие разведчики. Поэтому важно отследить его путь и тщательно все промыть, чтобы убрать все неуловимые человеческим носом запахи.
У некоторых видов муравьев на брюшке находится жало (трансформированный эволюционным путем яйцеклад), с помощью которого можно поразить врага и впрыснуть ему яд. У других разновидностей имеется специальное отверстие, из которого распыляется муравьиная кислота для защиты от внешней опасности.
Лапки
У муравья на туловище расположены три пары ножек. Каждая из них делится на три составляющие — бедро, голень и лапка, которая заканчивается двумя крючкообразными коготками и клейкой подушечкой. С их помощью насекомые могут легко удерживаться на гладкой вертикальной поверхности.
Между корпусом и ножкой находится маленькое шарнирное крепление, соединяющее их между собой — вертлуг. Он настолько мал, что разглядеть его можно только под микроскопом.
Благодаря такому строению конечности муравьи обладают высокой подвижностью. Передняя пара ножек по праву может считаться «руками» в полном смысле слова. С их помощью муравей выполняет разные виды работ, поскольку они являются самыми сильными.
Секрет силы
Давно известно, что муравьи очень сильные и могут перенести на себе предмет, вес которого во много раз превышает их собственный. А то, сколько может поднять муравей, зависит от вида насекомого.Самые мелкие представители семейства способны поднять груз в 50 раз тяжелее их самих, в то время как более крупные виды могут перенести предмет массой всего в 10-20 раз больше, чем они весят. Получается, чем меньше особь, тем она сильнее. Сила этих тяжелоатлетов объясняется особым строением их мышечной системы и наличием очень прочной хитиновой оболочки, которая выполняет механическую и защитную функции.
Внутреннее строение муравья
Внутреннее устройство муравья очень функционально. Структура всех органов и систем продумана природой до мелочей.
- Центральная нервная система состоит из нескольких типов нервных узлов, называемых ганглии: надглоточный (самый крупный, выполняющий мозговые функции), подглоточный, грудные и брюшные. Мозг муравья состоит из 250-500 тысяч нейронов и способен формировать большое количество временных связей. Доказано, что он гораздо более развит у социально организованных насекомых, живущих группами, чем у особей-одиночек.
- Кровеносная система
Так называемой «кровью» муравьев является прозрачная бесцветная жидкость — гемолимфа. Она не разносится по телу в артериях и венах, как у человека, а циркулирует свободно, благодаря работе особого сосуда, выполняющего роль сердца. По строению он является мускулистой трубкой, и проходит вдоль всей спинной поверхности тела муравья.
- Дыхательная система муравья состоит из трахей и дыхальцев (стигм), которые расположены на разных частях тела насекомого: между среднегрудью и эпинотумом (заднегрудные), на эпинотуме, на стебельке у основания чешуйки и на сегментах живота. У насекомых нет легких, поэтому процесс дыхания происходит особым образом — сквозь микроскопические поры на хитиновом покрытии, через которые проходят дыхальца.
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.
Размножение
Все размножение производится несколькими способами и происходит дважды ежегодно.
- Во время первого способа матка с определенным количеством рабочих особей от общества отделяется и создает новый муравейник.
- Другой вариант – брачный полет, при котором самка из чужого муравейника оплодотворяется несколькими самцами. Затем она откладывает яйца, из них рождаются рабочие муравьи. Самцы погибают через определенное время. Пока рабочие особи не появятся, самка питается остатками мускулатуры крыльев. На свет из оплодотворенных яиц рождаются самки и рабочие муравьи, а из неоплодотворенных – самцы.
Данные насекомые совершенно невредны, естественно, когда они для своего места жительства не приглядывают человеческое жилье. Потому их просто так истреблять не нужно: все же, муравей – немаловажное звено экологической цепи.
Употребление в пищу
Муравьи и их личинки съедобны и употребляются в пищу в различных частях света. «Яйца» (куколки, личинки) двух видов муравьёв из рода Лиометопум служат основой для приготовления блюда, известного в Мексике под названием «escamoles». Их рассматривают как форму икры (или яиц насекомых) и продают по высокой цене, примерно по 90 долларов за кг, из-за того, что они являются сезонными и трудно обнаруживаемыми ресурсами. В Южной Америке (в департаменте Сантандер Колумбии) собирают крупнотелых муравьёв, известных у местного населения как «hormigas culonas» (муравьи-листорезы вида Atta laevigata), которых жарят живыми и употребляют в пищу.
В различных частях Южной (Индия) и Юго-Восточной Азии (Мьянма, Таиланд) паста из зелёных муравьёв-ткачей служит приправой к овощному (или мясному) блюду карри. Яйца и личинки муравьёв-ткачей, так же, как и их взрослые особи, используются при приготовлении тайского салата «yum», в блюдах под названием «yum khai mod daeng» или салате из яиц красных муравьёв (блюдо происходит из региона Исан на северо-востоке Таиланда). Муравьёв-ткачей также используют в пищу аборигены Австралии (Северный Квинсленд). Мексиканские индейцы едят рабочих муравьёв, известных как «медовые бочки».
Как устроен муравейник? Жизнь муравьев
Образ жизни муравьев очень сильно напоминает человеческое общество: у муравьев, как и людей, есть свои профессии.
Посмотрите на устройство муравейника:
- Муравьи строители и инженеры обустраивают жилище, строят тоннели и коммуникации.
- Военные, или солдаты, защищают муравейник от врагов и захватывают территории.
- Врачи занимаются лечением сородичей, изолируют больных особей, а при необходимости проводят хирургические операции – отгрызают поврежденные лапки.
- Сиделки присматривают за личинками.
- Добытчики собирают пищу и складывают ее в специально предназначенные для этого комнаты муравейника.
- Фермеры или животноводы занимаются разведением тли, цикад, медяниц, червецов. Они пасут своих «животных», а затем доят их и получают вкусную медвяную падь (сладкие выделения этих насекомых).
- Муравьи–листорезы собирают и скручивают листья растений, а затем выращивают на их основе колонии грибов, которые служат пищей для муравьев. Есть также муравьи-грибководы, которые для выращивания грибов используют кусочки насекомых или фекалии.
- Муравьи-жнецы собирают семена растений.
- Муравьи-древоточцы собирают камедь, которую выделяют растения.
- Муравьи-могильщики доставляют усопших собратьев на кладбище.
- У этих интересных насекомых существуют и другие не менее интересные профессии.
Охрана муравьёв
Aneuretus simoni
Хотя большинство видов муравьёв обладают стойкостью ко многим попыткам людей их уничтожить, некоторые виды находятся под угрозой снижения численности или вымирания. В основном это островные виды, развившие в ходе эволюции специализированные черты, включая Aneuretus simoni с Шри-Ланки и Adetomyrma с Мадагаскара. В Красный список угрожаемых видов МСОП занесены 149 видов муравьёв. Восточный лиометопум внесён в Красную книгу России (категория 2 сокращающийся в численности вид).
К 2009 году в 15 субъектах Российской Федерации в региональные Красные книги (или в соответствующие нормативно-правовые акты об охране редких и исчезающих видов организмов) было включено 30 видов муравьёв. В отдельных странах Европы охраняют и расселяют гнёзда рыжих лесных муравьёв. С 1971 года в РСФСР проводилась Всероссийская операция «Муравей» по картированию, охране и расселению полезных видов лесных муравьёв рода Formica. В России уничтожение (разорение) муравейников является административным правонарушением, за которое предусмотрен штраф от 300 до 500 рублей или предупреждение.
Чем питаются муравьи
Еще одной особенностью этих мурашек является способность приспособления к среде обитания. В связи с чем, эти насекомые всеядны. В весенне-летний период пищу каждый день в муравейник поставляют рабочие муравьи. С приходом холодов в спячку впадают не все муравьиные семьи. Вследствие чего они вынуждены запастись продуктами для зимовки заранее.
Пищу мурашки распределяют так:
- Матка кормится исключительно белком. Очень часто предназначенная для королевы пища поставляется рабочими муравьями в уже пережеванном виде.
- Рабочие муравьи имеют углеводный рацион питания. Сюда можно отнести мягкие части ягод и плодов, соки растений, их корни и семена. С особым удовольствием они едят медвяную росу, которая выделяется растением во время резкого изменения температурного режима. Еще одним излюбленным лакомством мурашек является сахарное молоко тли (падь). У рыжих лесных муравьев она составляет большую часть рациона. Такая пища более питательна и легко усваивается.
- Появившиеся из куколки личинки отдают предпочтение белковой пище, которая содержится в останках мелких насекомых, а также в яйцах всевозможных вредителей. К примеру, домашние муравьи не прочь полакомиться даже хозяйскими продуктами: творогом, мясом, сыром или яйцами. Подрастающее муравьиное поколение не откажется и от домашних тараканов прусаков.
Органы чувств
На голове у муравья находится пара глаз, состоящих примерно из шести тысяч фасеток — маленьких глазков шестигранной формы, соединенных напрямую с мозгом. Это довольно немного. Например, глаза стрекоз состоят примерно из тридцати тысяч таких фасеток.
У некоторых видов муравьев также присутствуют дополнительные, так называемые, простые глаза
. Они располагаются на теменной части головы и выглядят как три маленьких черных точки.
Особенности строения муравьиного глаза таковы, что муравей может смотреть только прямо перед собой и не видит того, что происходит по бокам. Кроме того, муравьи, в большинстве своем, довольно близоруки.
Если говорить о том, как видят муравьи окружающий мир, то можно отметить, что четко они различают лишь предметы находящиеся прямо у них под носом, на расстоянии не больше трех-четырех сантиметров. Предметы, находящиеся на расстоянии больше семи-восьми сантиметров уже видятся им размытыми.
Уловить движение и различать крупные предметы насекомые могут на расстоянии до пяти метров
. Так как мураши живут в своем микромире, необходимости видеть на большие расстояния у них нет.
Польза и вред муравьёв
Польза и вред от насекомых зависит от того, насколько многочисленная их семья и где они обитают: на приусадебном участке или в лесном массиве. Садовые муравьи способствуют обогащению почвы кислородом, поскольку прорывают свои ходы в верхних слоях почвы.
Перегной и остатки органических отходов, перенесённые муравьями в жилища, со временем разлагаются, насыщая почву минеральными веществами и делая её более плодородной. Насекомые являются и опылителями растений: добывая нектар для пропитания, они переносят пыльцу на брюшках.
К сожалению, муравьи способствуют размножению тли, поскольку питаются продуктами её жизнедеятельности, поэтому там, где много этих насекомых, вольготно живётся и тле, приносящей огромный вред урожаю.
Вместе с тем они способны истребить гусениц и некоторые виды бабочек-вредителей. Если муравьи заводятся в человеческом жилище, они приносят не только дискомфорт, но и поедают продукты, разнося инфекции и вызывая аллергические реакции.
Лесные муравьи защищают деревья от паразитов, уничтожая огромные их популяции. Кроме того, собирая секрецию некоторых насекомых, они оберегают растения от грибковых болезней. А вот древоточец способен уничтожить здоровое дерево всего за несколько недель, проделывая тоннели в его стволе.
Опасен этот вид и для садовой мебели из древесного массива, поскольку ни лакокрасочное покрытие, ни едко пахнущие средства для обработки изделий из дерева отпугнуть их не способны.
Муравьи выделяют особый секрет, называемый муравьиной кислотой, она широко используется в медицине и фармакологии, входит в состав антисептиков, средств для борьбы с развитием сахарного диабета, артрита и т.д.
При попадания в организм человека в чистом виде кислота способна вызвать сильнейший анафилактический шок, который без своевременного введения антигистаминных препаратов приводит к летальному исходу.
