Описание семейства

Муравьи — самое эволюционно продвинутое семействонасекомых^{[источник не указан 230 дней]} с точки зрения этологии,экологии и физиологии. Их колонии представляют собой сложные социальные образования с разделением труда и системами коммуникации, позволяющими особям координировать свои действия при выполнении задач, которые не по силам одному индивиду. Некоторые виды муравьев обладают развитым «языком» и способны передавать информацию. Кроме того, многие виды муравьев поддерживают высокоразвитыесимбиотические отношения с другими насекомыми и растениями (например, с деревом Duroia hirsuta в амазонских лесах).

Преимущества, даваемые муравьям кооперацией, привели к тому, что на сегодняшний день это доминирующая по численности группа членистоногих. Так, на 1 акре (0,4 га) саванны в Кот-д'Ивуаре (Африка) обитает 8 млн муравьёв, образующих примерно 3000 колоний. Вместе с термитами (ещё одной крупной группой общественных насекомых) муравьи составляют треть общей биомассы наземных животных в тропическом лесу бассейна Амазонки. Другими словами, при средней популяционной плотности 3,25 млн муравьёв и 0,4 млн термитов на 1 акр они в сумме весят лишь вдвое меньше, чем все прочие сухопутные животные этого дождевого леса. В областях с умеренным климатом их меньше, но цифры всё равно впечатляют. На площади 8 км² во Флоридеобнаружено 76 видов муравьёв из 30 родов, а на площади 5,5 км² в Мичигане — 87 их видов из 23 родов.

Строение

Как и другие стебельчатобрюхие перепончатокрылые муравьи обладают узкой перетяжкой — стебельком — между грудкой и брюшком. Размер рабочих особей варьирует от 0,5 мм до 3 см у некоторых представителей Camponotus gigas (Юго-восточная Азия) и Динопонеры гигантской (Бразилия).

Строение рабочего муравья:^[1]

1. жгутик усика

2. скапус усика

3. лобные лопасти

4. усиковая ямка

5. наличник

6. мандибулы

7. пронотум

8. затылок

9. сложный глаз

10. заднеспинка

11. мезонотум

12. среднегрудное дыхальце

13. анэпистернит

14. заднеспинка

15. заднегрудное дыхальце

16. проподеум

17. проподеальное дыхальце

18. метаплевральная железа

18a. шишка

18b. отверстие

19. петиоль

20. пост-петиоль

21. тергитыбрюшка

22. стернитыбрюшка

23. жало

24. бедро

25. голень

26. коготок

27. шпора

28. лапка

29. катэпистернит

30. тазик

31. вертлуг

32. вентральный отросток

Члены семьи

Муравьиная семья состоит из расплода (яйца, личинки, куколки), взрослых половых особей (самок и самцов) и, как правило, многочисленных рабочих особей (бесплодных самок).

Муравьиная матка

Муравьиная семья имеет одну (или несколько в зависимости от вида и размера колонии) репродуктивную самку (королеву, матку) откладывающую яйца. Самки похожи на рабочих, но отличаются от них строением груди и, как правило, более крупными размерами. Имеют крылья, которые откусывают себе после оплодотворения.

Кажется, что матка стоит в центре событий, но истина в том, что она больше похожа на машину для кладки яиц, которая, блуждая среди своих дочерей, получает от них корм.

Самцы

Самцы рождаются из неосеменённых яиц. Имеют крылья.

Рабочий муравей

Подавляющее большинство в колонии составляют рабочие муравьи, являющиеся неполовозрелыми самками (ср. с термитами, у которых рабочими особями могут быть также и неполовозрелые самцы). У некоторых видов муравьев (например, лазиусов) рабочие особи могут откладывать яйца.

Рабочий муравей развивает мощность от 24,2 эрг/сек (в одиночестве) до 61,2 эрг/сек (в группе).

Рабочие муравьи также могут быть специализированы, см. например муравьи-фуражиры.

Клонирование

Уникальный вариант естественного клонирования открыт недавно у муравьёв — малого огненного муравья(Wasmannia auropunctata) ^[3], самцы и самки которого клонируются независимо, так что генофонды двух полов не смешиваются. У этого вида рабочие особи развиваются из оплодотворенных яиц, матки — из неоплодотворенных диплоидных яиц. В некоторых яйцах, оплодотворенных самцами, все хромосомы матери разрушаются, и из таких гаплоидных яиц развиваются самцы.

Разделение труда

Между членами муравьиной семьи существует разделение функций, или полиэтизм, который может быть возрастным или кастовым.

• Обычно самые молодые рабочие бывают няньками, то есть ухаживают за расплодом и самкой. Немного повзрослев, они становятся строителями, а затем фуражирами (добытчиками пищи). Самые старые муравьи, которые уже не способны к добыванию пищи, становятся хранителями продовольственных запасов, сторожами или наблюдателями.
• Под кастовым полиэтизмом понимаются различия в круге работ у муравьёв одного возраста, обусловленные различиями в их размерах или строении. У некоторых видов (к примеру, у муравьев-листорезов) количество каст достигает значительного числа, и внешняя разница между представителями разных «профессий» может быть очень большой.

Например, у красногрудого муравья-древоточца фуражирами бывают главным образом мелкие рабочие с маленькой головой. В то же время крупные большеголовые рабочие («солдаты») того же возраста занимаются охраной гнезда.

Образование новой семьи

Во время брачного лёта самки и самцы выходят из гнёзд и скапливаются у входов, затем начинают подниматься на травинки, на деревья, на стены домов и оттуда взлетают. Более подвижные самцы часто взлетают прямо с земли. Самки и самцы из разных гнёзд спариваются в воздухе или на земле, вскоре после этого самцы погибают, а оплодотворённые самки сбрасывают крылья и отправляются на поиски места для гнезда. Во время лёта такие самки во множестве бегают по земле.

Новая семья

Самка строит небольшую замкнутую камеру в земле, а потом начинает откладку яиц. Иногда несколько самок делают такую камеру совместно. Яйца у муравьев очень мелкие, длиной около 0,5 мм. Они всегда склеены в общий комок. Спустя неделю из яиц начинают появляться первые личинки. Молодые личинки остаются в общем комке, более крупные размещаются группами или отдельно на полу камеры, а иногда (у видов мелких муравьёв) подвешиваются на стенках камеры. Через 2 недели личинки заканчивают рост, и начинается окукливание. К этому времени они становятся крупнее рабочих муравьев. До выхода из куколок первых рабочих самки ничем не питаются. Больше того, они даже выкармливают личинок выделениями специальных желез. При этом полностью исчезают летательные мышцы, которые самке больше никогда не понадобятся, и она расходует запасы жира, которые накопила ещё в родительском гнезде. После того как из куколок выйдут первые рабочие, они выходят наружу из камеры и начинают добывать пищу. С этого момента самка только откладывает яйца. Все работы в гнезде берут на себя рабочие особи.

Почкование

Некоторые виды муравьёв «размножаются» в результате отделения от материнской колонии: на некотором расстоянии от родительского гнезда строится дочернее гнездо, или отводок, куда переселяется часть рабочих семьи с расплодом и молодой самкой. Почкованием размножаются колонии кочевых муравьев, например Eciton burchellii.

Временный социальный паразитизм (адопция)

Довольно часто распространен также другой способ — временный социальный паразитизм. Самки рыжих лесных муравьёв, например, не могут самостоятельно основать новую семью. Для этого им нужна помощь рабочих другого вида — бурого лесного, краснощёкого или песчаного муравьёв. Молодая самка рыжего лесного муравья находит муравейник одного из этих видов, потерявший собственную самку, и поселяется в нём. У других временных социальных паразитов, например, у жёлтого пахучего муравья, самка проникает в гнездо вида-хозяина, где имеется своя самка, и оказывается настолько привлекательной для рабочих-хозяев, что они позволяют ей убить собственную самку и занять её место. Некоторое время в гнезде мирно сосуществуют муравьи двух видов, но «хозяева», лишившиеся матки, постепенно вымирают, и новые обитатели полностью заселяют гнездо и перестраивают его по собственному усмотрению.

Рабовладение

Муравьи некоторых видов грабят соседние гнёзда муравьёв, где они добывают куколок и приносят их в своё гнездо. Из этих куколок воспитывают «рабов». Нужно только отметить, что сходство с рабовладением в человеческом обществе тут чисто внешнее. «Рабы» муравьев выполняют в гнезде «рабовладельца» те же работы, что они выполняли бы и в родном гнезде, только выращивают расплод не своего, а чужого вида. У кроваво-красного муравья-рабовладельца собственные рабочие добывают пищу, охраняют гнездо и частично занимаются уходом за потомством, хотя в основном эту работу выполняют «рабы». У вида муравьев-рабовладельцев —муравья-амазонки специализация ещё уже. Рабочие этого вида занимаются только добыванием куколок «рабов» и не способны даже самостоятельно питаться.

Питание

Основу питания почти всех муравьёв составляют два компонента: белковый и углеводный. При этом углеводный в основном потребляется взрослыми особями, а белковый — личинками.

• В качестве источника белковой пищи используются различные беспозвоночные, главным образом насекомые. Муравьи охотятся на них или собирают трупы.
• Основным источником углеводной пищи служит для муравьев падь — сладкое выделение тлей и других хоботных насекомых (червецов, щитовок, некоторых цикадок).
• Помимо пади и насекомых, муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами (Мирмекохория).

Вся пища, которую собирают муравьи, приносится в гнездо и там распределяется между всеми членами семьи. По данным многолетних наблюдений западногерманского исследователя Г. Велленштайна, питаниерыжих лесных муравьёв (по массе):

• падь — 62 %
• насекомые и другие беспозвоночные — 33 %
• сок растений — 4,5 %
• грибы и падаль — 0,3 %
• семена — 0,2 %

Продолжительность жизни

В лабораторных условиях отдельные рабочие особи могут дожить до 3—4 лет. Известен случай, когда муравей прожил семь лет. Но в естественных условиях в течение года население муравейника почти полностью обновляется, так что в среднем рабочий муравей живёт около года. Значительно дольше — до 20 лет — живут самки.

Обитание

Муравьи обитают на земле и деревьях по всему миру, кроме Антарктики, Исландии, Гренландии и некоторых удаленных от континентов островов. Благодаря такому космополитному распространению, обилию и своим хорошо заметным колониям муравьи известны повсюду.

Муравьи в быту

Один из видов муравьев, фараонов муравей (Monomorium pharaonis) — мелкий порядка 3 мм, желтого цвета — стал космополитом, расселившись по всему земному шару в процессе перевозки грузов. Муравьи являются механическим переносчиком ряда инфекций: туберкулеза, брюшного тифа, дизентерии. Их можно встретить на любых продуктах, но предпочитают они питаться мясом, рыбой, сладким и мучным. Поедая продукты, муравьи делают их непригодными для питания людей.

Муравьи в литературе

1. Никитин Ю. «Мегамир», «Владыки Мегамира».
2. Вербер, Бернард «Муравьи», «День муравья», «Революция муравьёв».
3. Анна Старобинец «Переходный возраст».
4. Андрэ Моруа «Муравьи».
5. Клиффорд Саймак «Город».
6. Секора, Ондржей «Муравьи не сдаются», «Приключения муравья Ферды» - сказки для детей.
7. Наталья Романова «Муравей Красная Точка»

Муравьи в кино

• «Они» — фильм ужасов (1954).
• «Легион огня» — фильм ужасов (1998).
• «Муравей Антц» — мультфильм (1998). Z — муравей, главный герой.
• «Приключения Флика» — мультфильм (1998-99). Флик — муравей, главный положительный персонаж.
• «Муравьи в штанах» — молодежный фильм (2000), к муравьям не имеющий отношения.
• «Стеклянный муравейник» — фильм ужасов (2005).
• «Гроза муравьёв (мультфильм)» — (2006).
• «Нашествие» — фантастический фильм ужасов (2008).
• «Марабунта» — фильм ужасов, про муравьёв-людоедов.

Муравьи в геральдике

Основная статья: Муравьи в геральдике

• В геральдике муравей и пчела служат эмблемой трудолюбия и покорности.

Отдельные виды

• Фараонов муравей
• Гигантский муравей — Camponotus gigas
  • Динопонера гигантская или Динозавров муравей
  • Вид, паразит, микрогина или синоним? — Myrmica microrubra
• Черный садовый муравей — Lasius niger
• Красногрудый муравей-древоточец
• Рыжий лесной муравей
• Муравьи-грибководы
• Муравьи-листорезы
• Myrmica microrubra
• Рыжая мирмика — Myrmica rubra
  • Сфекомирма Фрея — ископаемый вид
• Apomyrma stygia
• Opamyrma hungvuong
  • Odontomachus, щелкающие челюстями
• Муравей с Марса Martialis heureka
• Муравей-кочевник — Эцитон Бурчелли

См. также

• Мирмекология — наука о муравьях.
• Мирмекохория
• Мирмекофиты
• Мирмекоморфия
• Муравьиные алгоритмы
  • Сады дьявола — уникальное явление природы, созданное и поддерживаемые муравьями
• Формикарий

Примечания

1. ↑ Строение муравьёв
2. ↑ E. O. Wilson and Bert Hölldobler (2005). "The rise of the ants: A phylogenetic and ecological explanation". Proc. Nat. Acad. Sci. 102(21): 7411-7414.
3. ↑ Самцы и матки огненных муравьёв размножаются клонированием

Литература

• Захаров А. А. Муравей, семья, колония. — «Наука», 1978. — 144 с. — (Человек и окружающая среда).
• Длусский Г. М. Муравьи рода Формика. — «Наука», 1967. — 236 с. — 2300 экз.
• Дунаев Е. А. Муравьи Подмосковья. — 1997.
• Мариковский П. И. Маленькие труженники гор. Очерки о жизни муравьёв горного Тянь-Шаня. — «Наука», 1975. — 166 с. — 20 000 экз.
• Брайен Майкл Общественные насекомые: Экология и поведение. — «Мир». — 1986. — 400 с. — 5 800 экз.
• Халифман И. А. Пароль скрещенных антенн (муравьи). — «Детгиз», 1962.

Муравьи на Викискладе^?