Общие сведения

Появление на земле муравьёв относится к верхнему мезозою, т. е. это событие произошло около 200 млн лет назад. Их прародители были свидетелями расцвета и исчезновения динозавров. Изначально насекомые обитали только под землёй, а позже расселились по её поверхности и на деревьях. Сейчас их можно увидеть в любом уголке мира, кроме очень холодных мест — Антарктиды, Гренландии, Исландии, а также удалённых островов, до которых им попросту не удалось добраться.

За всю историю развития некоторые виды муравьёв вымерли, другие появились. На сегодняшний день науке известно примерно 12 тысяч их разновидностей. Эти существа относятся к классу Насекомых, отряду Перепончатокрылых и образуют семейство Муравьёв или по-латыни Formicidae. По организации жизнедеятельности они относятся к общественным созданиям, в сообществах которых существует четкое разделение на следующие касты:

• самки;
• самцы;
• рабочие особи.

Численность муравьиной семьи практически невозможно определить — некоторые насчитывают до миллиона особей. Вокруг муравейников можно наблюдать тропы, по которым туда-сюда постоянно снуют рабочие муравьи. Дорожки, проложенные насекомыми, никогда не пересекаются, а некоторые не изменяют свою конфигурацию долгие годы.

В природе встречаются муравьи самых разнообразных окрасок: чёрные, рыжие, красные, жёлтые, зелёные и даже синеватых оттенков. Главные муравьиные враги — ящерицы, некоторые птицы и жуки-стафилиниды, паразитирующие в муравейниках и способные одурманивать добычу опьяняющими веществами. Защищаясь от них, муравьи выставляют брюшко вперед и порциями выстреливают в нападающего ядовитую муравьиную кислоту, влияющую на нервную систему, дыхание и сердцебиение живых существ.

Если рабочий муравей не погибает насильственной смертью, то он может прожить от трёх до пяти лет. Срок жизни матки намного дольше — до двадцати лет, самцы обычно живут несколько недель, пока не оплодотворят самку или не будут убиты своими сородичами.

Образ жизни

Муравьи живут семьями в муравейниках, внутри которых выстраивают гнездо, в котором главное место занимает муравьиная матка или королева вместе с потомством на разных стадиях развития. Сообщества бывают очень большими, иногда несколько муравейников объединяются в одну семью и обмениваются сородичами, путешествующими по постоянным или временным обменным тропам. Различные беспозвоночные животные и падь (выделения тлей) попадают в гнездо по кормовым дорожкам.

Питаются муравьи и семенами растений, некоторые разновидности устраивают домашние склады зерна, любят нектар или берёзовый сок и даже выращивают в гнездах грибковые колонии. Пустынные виды готовят запасы из сушеных насекомых или многоножек, а некоторые матки умеют откладывать так называемые кормовые яйца, которые употребляют в пищу все члены семьи.

Разделение обязанностей

В муравьиных сообществах существует чёткая иерархия, которая называется полиэтизм. Некоторые муравьиные «профессии»:

• Фуражиры — занимаются поиском еды и больше других подвергаются опасности.
• Разведчики и наблюдатели.
• Охотники.
• Строители — обустраивают гнездо и роют новые ходы.
• Дорожники — восстанавливают разрушенные тропы.
• Няньки — кормят матку и ухаживают за потомством на всех стадиях развития.

Существует и возрастной полиэтизм: молодые особи сначала работают в гнезде, взрослея, становятся строителями, а ещё позже — фуражирами. Отличаются муравьи разных специализаций и по внешним признакам — опасной деятельностью занимаются более крупные особи. Встречаются среди муравьёв и агрессивные виды. Они могут похищать куколок других разновидностей и выращивать для своих нужд или внедряться в чужие муравейники.

Организация муравейников

Гнезда эти насекомые строят из тех материалов, которые находятся в среде обитания определённого вида. Это может быть хвоя, земляные комочки, песчинки, части листьев. Причём время от времени строительный материал меняется местами, поэтому верхушки муравейников всегда остаются сухими. В пустынях наружного холмика у гнезд почти нет, зато очень много подземных ходов.

Разновидности, живущие в местах затоплений, прячутся во время прилива в жилище и закупоривают его, а сами пережидают это время в воздушных пузырях. В тропических лесах обитают муравьи-портные, которые сшивают себе гнездо из листьев при помощи паутины.

В умеренном климате колонии насекомых тщательно накапливают запасы корма, чтобы семья могла благополучно перезимовать холодное время года. Входы в муравейник закупориваются, и подготавливаются специальные отсеки для зимовки. Некоторые особи в морозы спят, другие — продолжают работать, но с минимальной активностью.

Внешние особенности

При всем разнообразии строение муравья любого вида довольно типично и отличается только незначительными особенностями. Их тело покрыто хитиновым экзоскелетом и разделено на три части:

1. голова;
2. грудь;
3. брюшко.

Последние соединяются между собой очень тонкой перемычкой, придающей телу гибкость, которая называется стебелёк. Для передвижения у муравьёв имеются шесть тонких ножек. Каждая из них заканчивается парой коготков, с помощью которых насекомые могут карабкаться вверх. Между коготками есть липкая подушечка, помогающая удерживать всё тело на гладких поверхностях. Шпоры на лапках используются для чистки усиков.

С обеих сторон головы располагаются сложные глаза, состоящие из множества фасеток, что позволяет насекомым различать малейшее движение, но не даёт видеть изображение отчётливо. Острота зрения зависит от вида насекомого — некоторые почти слепы, другие различают предметы на расстоянии сотни метров. На голове также находятся ротовые части или жвалы, три пары простых глаз и сегментарные усики-антенны со жгутиками, которые служат для выполнения следующих действий:

• улавливают запахи;
• ощущают вибрацию почвы;
• способны определить направление воздушных потоков.

Обоняние очень важно для нормальной жизнедеятельности любого вида муравьёв, так как они ориентируются в пространстве по большей части не по свету или окружающим предметам, а по феромонам, выделяемым особыми железами. С их помощью эти насекомые узнают членов своей семьи, могут легко обнаружить кормовые запасы, подают сигналы тревоги и призывы о помощи.

На жгутиках усиков и нижней губе насекомых находятся вкусовые рецепторы, а покрывающие во многих местах тело щетинки определяют информацию о движении воздуха и гравитации. Здесь же сосредоточены и рецепторы, отвечающие за тактильные ощущения. У некоторых видов на конце брюшка есть жало. Жвалы используются для захвата и удержания пищи и при самообороне.

Размеры особей варьируются в зависимости от видовой и кастовой принадлежности муравьёв в пределах от 1 мм до 3 см. Самыми крупными бывают как самцы, так и самки. Насекомые одного вида из разных каст могут и выглядеть по-разному. Например, у самцов обычно туловище намного больше головы, рабочие особи не имеют крыльев, а самки их лишаются после брачного периода.

Внутреннее строение

Под экзоскелетом муравья находятся поперечно-полосатые мышцы, к которым крепятся внутренние органы. У рабочих особей они наименее развиты, в отличие от крылатых самок и самцов, которым требуются ещё и летательная мускулатура. Дыхательная система образована трахеями, открывающимися наружу так называемыми дыхальцами.

Кровеносная состоит из основного мускулистого сосуда, проходящего вдоль спины, который выполняет работу сердца, т. е. заставляет циркулировать по другим сосудам «кровь» муравья — бесцветную гемолимфу. Центральную нервную систему составляют несколько нервных узлов — ганглиев. Надглоточный ганглий можно считать примитивным мозгом насекомого, потому что в нем формируются временные связи, ведущие к появлению условных рефлексов. Именно они управляют всеми действиями муравьёв, которые со стороны кажутся вполне осмысленным.

Самый большой размер «мозга» у рабочих особей, у самок он чуть меньше, а у самцов совсем маленький. Пищеварительная система состоит из трёх отделов кишечника, средний из которых сходен с работой желудка — в нём происходит основное переваривание еды. В первый отдел входят:

• глотка;
• пищевод;
• слепой отросток пищевода — зоб;
• провентрикулюс.

Зоб у муравьёв большой и имеет свойство сильно растягиваться. Его можно назвать общественным желудком муравьиной семьи, так как пища может там долго храниться и передаваться другим особям. Провентрикулюс выполняет роль заслонки, не позволяющей еде, скопившейся в зобе, продвигаться в желудочный отдел. В пищевод пища попадает только в жидком состоянии, твёрдые частицы задерживаются в отдельной части глотки и сплёвываются.

Задний отдел имеет выход в анальную трубочку, здесь же находятся и мальпигиевы сосуды — своего рода выделительная система, освобождающая организм насекомого от мочевой кислоты и других конечных продуктов обмена веществ. В теле каждой особи сосредоточено много желез, имеющих разные характеристики — одни участвуют в пищеварении и обмене едой, другие выделяют различные феромоны, третьи хранят экскрет — особый продукт для вскармливания матки и личинок.

Размножение муравьев

Во главе практически каждой муравьиной семьи стоит одна или несколько маток (королев), хотя встречаются виды и без главной самки. У них размножаются муравьи рабочей касты. Матка откладывает яйца, из неоплодотворённых вырастут будущие самцы, из оплодотворённых — полноценные самки или недоразвитые, которые станут рабочими муравьями. После созревания кладки из яиц появляются личинки. Они малоподвижны и, подрастая, проходят четыре стадии линьки.

Уходом за ними и кормлением занимаются самые молодые рабочие муравьи. Процесс питания личинок называется трофаллаксис — это отрыжка жидкой пищи из зоба, но возможно кормление и твёрдой пищей — кормовыми яйцами, зёрнами растений, экскретом. После наступает период окукливания, у некоторых видов куколки созревают в коконе. Важным условием, выйдет ли из куколки имаго (особь, способная к размножению) или недоразвития самка, является питание личинки, оно же определяет и будущую специализацию молодого рабочего муравья.

Вылупиться из куколки молодняк сам не может, ему помогают другие члены семейства. Недоразвитые молодые самки сначала помогают с имаго, а позже начинают выполнять те действия, для которых были рождены. Особи, способные к размножению, окрепнув, отправляются в брачный лёт. Половая система самцов состоит из семенных мешочков для хранения спермы, протока и семенников, самки — из множественных яйцевых трубочек, яйцевода и семяприёмников, где хранится семенная жидкость на протяжении всей жизни самки после однократного оплодотворения во время лёта.

Имаго больше никогда не возвращаются в старую семью. Самцы чаще всего погибают после спаривания, а самки выбирают место для собственного муравейника, отгрызают себе крылья и делают первую кладку в вырытой первой камере нового гнезда.

Первое потомство, мелкое и слабое, помогает королеве ухаживать за следующей кладкой и расширяет муравейник. Следующий выводок рабочих муравьёв получается обычного размера.

Польза и вред

Муравьи считаются полезными существами, значение их деятельности для природы велико. Они разрыхляют почву, что способствует хорошему доступу воздуха, уничтожают множество листогрызов и вредителей, живущих под корой деревьев. Велика их роль и в поддержке водного и кислотного баланса почв, насыщении их азотом и оксидами калия.

Медоносные разновидности собирают падь тлей, чем предотвращают закупоривание устьиц листьев и спасают множество растений, а также производят падевый мёд, не уступающий по качеству пчелиному. Но использовать в пищу можно только продукт, полученный с хвойных деревьев, потому что дубовая и ивовая падь может быть ядовитой. Некоторые животные используют муравейники для очищения кожи или шерсти от паразитов.

Однако существует и немало вредоносных насекомых, доставляющих неприятности человеку. Они могут уничтожать посевы на фермах, а в домах деревянные детали отделки и мебель, быть переносчиками бактерий, гельминтов и других паразитов. Но не следует относить к Перепончатокрылым термитов. Хоть их и называют белыми муравьями, эти насекомые являются родственниками тараканов.