Отдел образования администрации

Петровского района г. Донецка

Муниципальное Общеобразовательное учреждение «Школа №110 города Донецка»

[pic]

ФАУНА ЛЕСНАЯ

ФАУНА ЛЕСНАЯ (от лат. Fauna, в римской мифологии — богиня лесов и полей, покровительница животных), совокупность видов животных, обитающих в лесах земного шара; составляет до половины общего числа наземных животных.

Состав и структура лесной растительности, образующей конкретный тип леса, определяет богатство и разнообразие фауны. Чем сложнее и разнообразнее лесорастительного сообщества, обильнее кормовая база, многочисленнее убежища, тем разнообразнее и обильнее фауна лесная. Наиболее богатая фауна сложилась во влажных тропических лесах. В различных типах леса его вертикальная ярусность и разнообразие лесных местообитаний привели к формированию сложных фаунистических комплексов, приуроченных к разным ярусам — почве, подстилке, опаду, травяному, кустарниковому, древесному, причём особое значение имеет структура нижних ярусов — наличие подлеска, подроста, лесной подстилки и т. д. Разновозрастность древостоя, присутствие старых и усохших стволов, их дуплистость, захламлённость леса существенно способствуют увеличению видового и количеств. разнообразия фауны леса, что не всегда учитывается лесоводами при проведении лесохозяйственных мероприятий. Благодаря пищевой специализации, особенно у насекомых, многие обитатели леса ограничены в своих местообитаниях и жёстко связаны с отдельными вертикальными ярусами или же определенными древесно-кустарниковыми породами. Эта связь характерна и для ряда зверей и птиц.

[pic] [pic]

[pic] [pic]

Особенности леса как среды обитания обусловили развитие у многих населяющих его животных различных морфологические и экологические приспособлений, в частности для перемещения по деревьям (напр., кривые острые когти у ленивцев, длинные конечности и хватательный хвост у обезьян, особые мозоли и подушечки на лапах белок и т. п.). У летяг имеется кожная складка, облегчающая планирующие прыжки с деревьев. Многие лесные птицы приспособлены к питанию семенами, почками, хвоей; некоторые обладают мощным клювом и прочным черепом, позволяющим долбить древесину (дятлы). Ряд узкоспециализированных форм (совы, летучие мыши, землеройки) отличаются особым развитием тех или иных органов чувств — слуха, зрения, обоняния, осязания. Некоторые беспозвоночные выделяются окраской и формой тела.

Между животными лесного биоценоза возникают многообразные взаимосвязи, в результате чего складываются специфические пищевые цепи (напр., растительноядные насекомые — насекомоядные птицы — хищные птицы). Возможны и др. зависимости — использование чужих убежищ, конкуренция из-за пищи или территории, паразитизм и т. д. Особое значение для многих лесных животных имеет частота и интенсивность урожаев высококалорийных семенных кормов, от которых зависит интенсивность размножения животных, кол-во потомства и его выживание. По этой причине некоторым обитателям леса свойственны значительное колебания численности, а также сезонные кочёвки и миграции.

[pic]

[pic]

В лесах России обитают около 100 видов млекопитающих, до 300 видов птиц (часть из них занимают смежные ландшафты), около 15 видов пресмыкающихся и столько же земноводных, более 40 тыс. видов насекомых. Число особей некоторых видов фауны леса в ряде случаев очень велико. Так, плотность населения клещей - орибатид может достигать 38 тыс. особей на 1 м², дождевых червей — 1 тыс., а ногохвосток — 43 тыс. особей. На 1 га старовозрастной лесостепной дубравы может гнездиться св. 30 пар различных птиц (преим. насекомоядных). В южной тайге Сибири биомасса мелких млекопитающих достигает 2,5 кг/га, птиц — 64 кг/га, земноводных — 9,5 кг/га, а общее число особей наземных позвоночных колеблется от 20 до 4000, особей на 1 га.

[pic]

[pic]

[pic]

Отдел образования администрации

Петровского района г. Донецка

Муниципальное Общеобразовательное Учреждение «Школа №110 города Донецка»

Научно- исследовательская работа

«Секреты жизни муравейника»

Номинация: «Экология лесных животных». 


Работу выполнила 

Бакулина Анна 8 класс

Руководитель: учитель биологии и химии

Брыжевич Анна Михайловна

Донецк, 2015 - 16

Содержание

1. Введение………………………………………………………………3
   
   

2. Исследование экологических особенностей муравейника как экосистемы…..……………………..……………………………… 

2.1. Методика исследования……………………………………………..5

2.2. Результативность 1 года исследования…………………………......7

2.3. Особенности строения рыжих муравьев……………………………9


2.4 Описание муравейника………………………………………………10


2.5 Изучение внегнездовой деятельности муравьев…………………....15

3.Выводы 1 года исследования…….…………………………………...17

4.Литература…………………………………………………………….. 18

Полумрак и зной стоят в бору.

Смолы проступают сквозь кору.

А зайдешь в лесную даль и глушь,

Муравьиным спиртом пахнет сушь.

В чаще муравейники не спят –

Шевелятся, зыблются, кипят, 

Да мелькают белки в вышине, 

Словно стрелки, от сосны, к сосне…

С. Маршак


1.Введение.

Невольно вспоминаются эти прекрасные строки, когда вступаешь в вечно

таинственный, задумчивый и полный трепетной жизни зеленый сумрак леса.

Вряд ли найдется человек, который хоть раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых. Нас привлекает в муравьях прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. Муравьи относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабли-ваются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам. Муравьи — вечные строители. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложной и рациональной архитектоникой. Муравьям свойственно особое качество — «социальность», то есть обязательное существование только сообществами (семьями, общинами). Именно это качество позволило муравьям занять почетное место в мире беспозвоночных животных. 

Всем известна роль муравьев в биоценозе - ускорение разложения растительных остатков, снижение численности зимующих и стволовых вредителей, и тем самым содействие приросту древостоя. Во многих отношениях муравейник представляет собой удобный модельный объект для исследования принципов организации биологических систем, структуры популяции и ценозов и ряда важных для науки и практики проблем.

Изучение образа жизни муравейника, внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев мне представляется очень интересной и актуальной задачей. Поэтому я проводила исследования в течение двух лет.

Цель работы – выявить роль рыжих лесных муравьев в экосистеме леса. 

Для выполнения данной цели ставились следующие задачи:


1 год исследования

1. провести полевые исследования муравейника. 

2. провести ряд экспериментов по исследованию внегнездовой деятельности муравьев.

3. выявить роль муравьев в экосистеме леса и предложить рекомендации по их охране.

Сроки изучения: июнь-август 2015 года, апрель- май 2016

Место: Петровский район, окрестности г.Донецка

Проводимые исследования имеют практическую направленность. Нами не только исследуются экологические особенности рыжих муравьев, выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников

2. Исследование экологических особенностей муравейника как экосистемы .

2.1. Методика исследования

В своей работе нами применялись методы: полевые исследования (метод закладки пробных площадок, геоботанического описания, изучение почвы), работа с научно-популярной литературой, статистический метод обработки результатов, метод наблюдения, метод лабораторных исследований, метод эксперимента, измерения параметров муравьиных гнезд и протяженности троп с помощью рулетки. 

Исследовательская работа проводилась по плану:

1. Изучение научно – популярной литературы и определение общих особенностей объекта исследования - Рыжий лесной муравей (Formica rufa) - общественное насекомое. 

2. Обследование окрестностей Петровского района, нахождение муравейника и определение его характеристик. 

3. Изучение внегнездовой жизни муравьев:

• выявление способов общения муравьев с помощью ферромонов и усиков, защита муравьев;

• перемещение муравьев в пространстве, охотничий инстинкт.

4. Изучение муравьиных троп.

5. Проведение кратковременного лабораторного эксперимента по доказательству

« социальности» муравьев.

6.Определение роли муравьев и составление рекомендаций по их охране.

7.Проведение охранных мероприятий изучаемых муравейников.


Метод закладки пробных площадок.

 Метод пробных площадок применяется для малоподвижных или неподвижных особей, наиболее часто для проведения геоботанического описания.

1. Для закладки пробной площадки требуется следующее оборудование 4 колышка, веревка размером 10м х на 4 с разметкой, компас. Для изучения лесного сообщества надо заложить пробную площадку размером 20 х20 м2.

2. Определить среднюю длину шага.

3. По компасу от колышка №1 отсчитать шагами расстояние на север, потом на восток. Точку №4 найдите, двигаясь от точки №3 на запад.

4. Приступить к описанию пробной площадки.

Методика геоботанического описания.

Для упрощения проведения описания параметров физической среды и самого фитоценоза разработан бланк описания участка растительного покрова , т.е. таблица с заранее расчерченными графами для каждого параметра описания среды. Бланки заполняются непосредственно в полевых условиях - на месте проведения описания. Мы использовали простейшую методику геоботанического описания леса А.С. Боголюбова и А.Б. Панкова

Методика исследования почвы .

Берем образцы почвы и определяем характеристики свойств почвы используя таблицы.

Таблица 1.Определение механического состава почвы.

1. Прокладывая ходы гнезда, муравьи рыхлят почву и облегчают доступ воздуха к корням растения. Кроме того, муравьи выделяют экскре-менты, заносят в гнездо различные органические остатки, и тем самым обогащают почву углеродом, азотом, калием, фосфором и многими микроэлементами, тем самым делая почву более плодородной.

2. В гнездах формируется специфическая среда, которая способствует более быстрому разложению попадающих в гнездо растительных остатков, повышению биологической активности почв, т.к. при более высокой, чем в окружающей почве, температуре гнезда лучше развивается в муравейнике микрофлора - бактерий, грибы. Разложение ускоряется в десятки раз. 

Поэтому исследуемое гнездо рыжих лесных муравьев диаметром более 1 м является «фабрикой плодородия» и настолько мощной, что в состоянии оказать серьезное влияние на рост не только произрастающих непосредственно у муравейников трав и кустарников, но и деревьев, достаточно удаленных от муравейника.

2.5.Изучение внегнездовой жизни муравьев.

• Эксперимент №1 «Защита муравьев»

Когда мы слегка пошевелили веточкой муравейник потревоженные муравьи приняли оборонительную позу. Подержав над муравейником ладонь, мы почувствовали жжение и запах муравьиной кислотой. Потом мы подержали синюю лакмусовую бумагу и она стала красной, следовательно муравьи «выстреливают» из резервуара струйку жидкости, состоящей главным образом из смеси муравьиной кислоты и других углеводородов. Муравьиная кислота – это яд, которым муравьи защищаются и убивают добычу. Значит, таким образом муравьи защищают себя и свой муравейник.

• Эксперимент №2 «Выявление способов общения муравьев с помощью феромонов и усиков»

• Эксперимент с подсадкой муравьёв из другого муравейника.

Мы подсаживали муравьев на тропу рядом с муравейником и на муравейник по 10 особей в каждом случае. Опознание чужака происходило только при непосредственном контакте особей (взаимное ощупывание усиками). Реакция муравья непосредственно вступавшего в контакт с чужой особью поддерживали 2-3 муравья находящихся непосредственно в близости от зоны конфликта. Чужая особь атаковала не всегда, в большинстве случаев ей давали удрать. Чужих муравьёв подсаженных на тропу атаковали и уничтожили в 8 случаев. В 20см от купола муравейника вне тропы, движение муравьев внешне более хаотичное, что до некоторой степени препятствует прямым контактам особей. Здесь было опознано и уничтожено 10% чужаков. При подсадке особей из другой семьи на купол муравейника процент убитых составило 50%.

• Эксперимент с перемещением муравьёв с одной тропы на другую являлся контрольным по отношению к первому. 

Мы взяли 5 муравьев с муравьиной тропы, которая ведет от муравейника, на него не нападают даже в том случае, если он взят очень далеко от муравейника. Это говорит о том, что муравьи отличают обитателей своего муравейника от пришельцев того же вида.

• Эксперимент на общение усиками.

Взяв осторожно пинцетом одного из муравьев (рабочий муравей) и обмакнув его брюшко в корректирующую жидкость (штрих), отправила обратно на поверхность муравейника. Один из его сородичей заметил «незнакомца» и засуетился- побежал сообщать всем о возможной опасности, передавая информацию с помощью  заветных усиков, скрещивая свои усики с усиками сородича: информация была передана и несколько муравьев побежали к «мнимому врагу». Подбежав к нему, незнакомец сделал несколько движений  своими усиками и был узнан своими сородичами. После этого они подошли к пострадавшему и старательно стали счищать с брюшка это незнакомое белое вещество.

Вывод: Основной способ общения муравьев друг с другом - это особые химические вещества - феромоны, но общаются они также с помощью своеобразных антенн – усиков.

• Эксперимент №3 «Перемещение муравьев в пространстве, охотничий инстинкт»

• Эксперимент на охотничий инстинкт

мы подкладывали добычу (гусениц) на определенное расстояние от тропы и от муравейника. В результате получилось следующее: чем ближе добыча с тропы или муравейника, тем быстрее и больше особей её обнаруживают. Различия в сроках обнаружения у тропы объясняются различными расстояниями. 

•  Эксперимент на обнаружение препятствий

Положили доску 40г 10г 1,5см на тропу в разные положения и проверяли реакцию муравьёв. Ожидалось, что, новый субстрат, не имеющий запаха муравьиной тропы, вызовет исследовательскою реакцию и на восстановление тропы будет затрачено какое-то время. Однако этого не произошло. Доску расположенную как в вдоль, так поперёк тропы муравьи проходили без задержки. Доску поставленную на ребро, после кратковременного исследования муравьи обошли и вернулись на тропу. 

Вывод: при использовании знакомой тропы насекомые используют не только обоняние, но и способность к ориентации. Древесные предметы появляющиеся на тропах большой неожиданностью не являются (запах древесины им знаком). Препятствия с высокими вертикальными стенками муравьи избегают, демонстрируя способность к навигации.

Кратковременные лабораторные исследования  « социальности» муравьев.

Мы поместили муравьев в разные пробирки. Через несколько дней мы увидели, что те, которые сидят по трое, нарыли больше песка, чем одиночные. Еще через несколько дней все одиночные умерли, а остальные были живы. Так мы узнали, что больше живут те муравьи, которые находятся вместе, а один муравей долго не проживет. Фактически муравей несамостоятельный организм. Одиночных муравьев в природе нет и проведенный нами опыт доказал « социальность» муравьев. Возникновение муравьев неразрывно связано с возникновением семьи (сообщества, общины) этих насекомых. Семья— постоянное, многолетнее объединение отдельных насекомых, взаимодействующих друг с другом, зависящих друг от друга и от общины в целом. Связь муравья с семьей столь велика, что изолированный одиночка неизбежно погибает. 

Результаты исследований показали несомненно благоприятное влияние муравьев на окружающую среду. Наши маленькие открытия подтвердили многолетние исследования, описанные в литературе.

Непосредственное влияние муравейника:

1. уничтожение вредителей и листвы; 

2. обогащение почвы гумусом, К, N, P, Mg в доступных для растений формах;

3. увеличение численности насекомоядных птиц;

4. возобновление требовательных к почве лесных пород. 

Опосредованное влияние муравейника:

1. снижение численности стволовых вредителей;

2. увеличение прироста древостоя; 

3. сохранение прироста крон деревьев в очагах вредителей; 

4. повышение продуктивности леса;

5. повышение биологической устойчивости насаждений. 

Таким образом, работая с лесными рыжими муравьями, мы убедились в их биосферной роли в поддержании устойчивости экосистемы леса, плодородия почвы и пришла к выводу, что их надо беречь и охранять. Нами составлены рекомендации по охране муравьев, которые мы пропагандировали среди учащихся школы и жителей села: 

• Соблюдай правила поведения в лесу.

• Не разоряй муравейник - муравьи это санитары леса, они приносят много пользы

• Не оставляй в лесу мусор, в замусоренный лес ты не захочешь больше прийти, а кроме того:

оставленная мусор может загореться от ярких солнечных лучей и устроить пожар;

целлофан и полиэтилен долго не разлагаются.

• Не разжигай костёр вблизи муравейника. 

• Не оставляй костёр не потушенным.

• Оставляй место своей стоянки в таком виде в каком ты хотел бы застать его в следующий свой приход.

3.Вывод 1 года исследования.

Данная работа очень интересна, увлекательна. В результате полевых исследований муравейника были изучены:

• особенности строения муравейника рыжих лесных муравьёв,

• пищевой рацион рыжих лесных муравьев, 

• активность перемещения муравьёв по тропам,

• проведены эксперименты по изучению внегнездовой деятельности муравьев: способы общения, охотничий инстинкт,

• доказана «социальность муравьев»,

• выявлена роль муравьев в экосистеме леса и предложены рекомендации по их охране.

Литература:

1.Алексеев С.В.Груздева Н.В. Практикум по экологии: Учебное пособие/Под ред. С.В. Алексеева-М.: АО МДС, 1996 – с.68.

2. Захаров А.А.Муравей, семья, колония.- М.: Изд-во « Наука», 1978

3. Длусский Г. М. Муравьи рода формика. М.: Наука, 1967

4. Методы геоботанических исследований. Методическое пособие. М., 1996

5. Растения и животные: Руководство для натуралиста: Пер. с нем./ К. Нидон, д-р И. Петерман, П. Шеффель. – М.: Мир, 1991.

6. Халифман И. А. Муравьи. М.: Молодая гвардия, 1967.

7.Харитонов Н. П., Дунаев Е. А. Изучение внегнездовой жизни муравьев: Методическое пособие по выполнению учебно-исследовательской темы. — М.: МГДПиШ, 1992. — 33 с.