Показать все
Особенности поведения общественных насекомых
Поведение насекомых определяется совокупностью условных и безусловных рефлексов, инстинктов, таксисов и тропизмов (подробнее об этом можно прочитать ).
У общественных насекомых, живущих колониями и сложно взаимодействующих между собой, присутствуют все эти компоненты поведения, но наиболее сильно у них выражены инстинкты - длинные цепочки рефлексов, запускающихся друг за другом по своеобразному «эффекту домино». Иногда инстинктивное поведение обусловливает настолько сложные комплексы действий, что сложно поверить в отсутствие у муравьев, термитов, пчел и ос способности мыслить и полноценно общаться между собой.
За проявление инстинктов и других сложных форм поведения отвечают особые области головного мозга. У многих общественных насекомых эти области развиты очень хорошо и увеличены в размерах относительно остальных. Например, так называемые грибовидные тела, отвечающие за интеграцию информации, получаемой от органов чувств, занимают у медоносной пчелы шестую часть объема мозга, а у муравья Formica- одну треть. Сам мозг у них тоже развит сильнее в сравнении с другими насекомыми.
Ключевые особенности поведения общественных насекомых состоят в следующем:
Это можно проиллюстрировать на примере еще одного опыта. Возле дороги малого лесного муравья установили специальное приспособление: две камеры, две шторки, закрывающие каждую из этих камер, и две нити, соединенные со шторками. Если муравей тянул за одну нить, шторка открывалась, и в камере в качестве вознаграждения насекомое получало сахарный сироп. За другой шторкой не было ничего. Муравьи быстро поняли, что к чему, и открывали камеру, в которой находился сироп, более 60 раз в час. Притом, иногда одни муравьи тянули за нить, поддерживая шторку открытой и уступая другим право полакомиться сиропом.
Еще одна особенность заключается в том, что общественные насекомые целенаправленно и слаженно могут выполнять одну общую работу, необходимую ради интересов колонии. Они строят муравейники, добывают пищу, осуществляют кладку и ухаживают за ними в соответствии с какой-то негласной договоренностью, в которой каждому члену сообщества отведена определенная роль. (фото)
Поведение и разделение на касты
Обеспечивать автономное существование колонии было бы невозможно, если бы у всех насекомых в группе были «равные права». Поэтому внутри семьи общественные насекомые обычно разделены на касты - подгруппы, представители которых выполняют определенные задачи. На примере пчел можно видеть, что в улье одна-единственная матка, которая откладывает , несколько трутней, которые ее оплодотворяют, а все остальные особи - это рабочие пчелы. Они отвечают за жизнеобеспечение, запасание пищи, уход за яйцами и и т.д. Соответственно, у этих трех подгрупп совершенно разные модели поведения. Еще более сложно устройство сообщества у муравьев. У некоторых родов и видов муравьев среди рабочих особей выделяют «разведчиков», «фуражиров», «воинов», «водоносов», «нянек» и т.д. Всего в одном муравейнике может насчитываться до 11 каст, и ведут они себя, соответственно, по-разному.
Поведение общественных насекомых в целом очень сложное. Но внутри каждой семьи «поступки» отдельных ее членов более схожи, чем действия разных насекомых одного вида, ведущих одиночный образ жизни. Это объясняется тем, что в группе насекомые живут в примерно одинаковых условиях, поэтому у них развиваются похожие условные рефлексы и формируются похожий жизненный опыт.
Однако каждое насекомое семьи уникально. Было установлено, что способность к обучению и другие врожденные свойства различаются у разных членов сообщества, даже в пределах одной касты. Иными словами, как и среди людей, среди муравьев, пчел и т.д. есть «глупые» и «умные». Их поведение отличается.
Осы
Можно привести еще много примеров того, насколько удивительным может быть поведение общественных насекомых. Но даже эти примеры заставляют нас убедиться в том, что по своему развитию представители класса Insecta иногда даже превосходят организмы, находящиеся на более высоких ступенях эволюции. Именно особенности поведения общественных насекомых по сей день заставляют некоторых специалистов высказывать мнение, что, вероятно, наряду со всем остальным (рефлексы, инстинкты и др.), насекомые имеют зачаточные формы рассудочной деятельности.
Насекомых, живущих большими семьями, называют социальными. Членов семьи социальных насекомых делят на две группы: самцов и самок, которые выполняют функцию размножения, и рабочих, не участвуют в размножении, а совместно выполняют все работы по поддержанию жизни семьи и охраняют особей первой группы. Образуют семьи только представители двух рядов: Перепончатокрылые и Термиты.
Ряд Перепончатокрылые объединяет насекомых с полным превращением, которые имеют по две пары прозрачных крыльев, сросшиеся (рис. 69). Еще одной особенностью перепончатокрылых является то, что самцы появляются на свет только из неоплодотворенных яиц. Ряд Перепончатокрылые насчитывает около 90000 видов насекомых.
Развитые перепончатокрылые - жалящие насекомые: осы, пчелы, муравьи. Все они заботятся о своем потомстве.
Осы - и социальные, и одиночные насекомые. Они выкармливают личинок животной пищей, которую добывают, парализуя своих жертв с помощью жала. Взрослые осы питаются нектаром растений или выделениями тлей. Гнезда они строят из своеобразного полуфабриката бумаги: челюстями отгрызают маленькие волоконца древесины, увлажняют их слюной и перетирают.
Жизненный цикл семьи лесной осы, распространенной в лесах Украины, такой. Весной из хранилища - какой-то трещины в древесине - вылетает самка. В удобном месте она устраивает гнездо, свисающий с потолка хранилища и состоит из нескольких ячеек. В каждую ячейку самка откладывает по яйцу, из которого появляется личинка. Самка выкармливает личинок пережеванную насекомыми. Она приносит им пищу, будто птичка, кормит птенцов. Личинки окукливаются, а после стадии куколки превращаются в рабочих. Теперь они сами устраивают гнезда и заботятся о новых личинок. Кроме того, рабочие кормят самку, единственная обязанность которой - откладывать яйца. Рабочие - тоже самки, но они не участвуют в процессе размножения. Внешне самки-рабочие не отличаются от самки-царицы и после ее гибели способны сами откладывать яйца. В течение лета количество особей в гнезде растет, семья увеличивается. В конце лета из яиц появляются не рабочие, а полноценные самки и самцы спариваются. Затем самцы умирают, а самки прячутся до весны. С наступлением зимы в гнезде «разыгрывается настоящая трагедия»: старая самка и рабочие убивают всех личинок и куколок, не успели развиться, а потом и сами умирают.
Шершни - это большие осы, которые очень больно жалят. Свое гнездо они устраивают в дуплах деревьев. Как строительный материал для гнезда используют не древесину, а кору ветвей молодых берез. Личинок выкармливают насекомыми, в том числе и медоносными пчелами.
Пчелы. Медоносная пчела - один из немногих видов насекомых, которых человек одомашнил (рис. 70). Пчелиная семья состоит из матки (царицы), рабочих (недоразвитых самок, которые, в отличие от ос, не способны к размножению) и самцов-трутней. После спаривания трутней не пускают в ульи, поэтому они погибают или пчелы-рабочие их убивают. Личинки пчел развиваются в восковых ячейках, из которых пчелы выстраивают специальные ряды - соты.
Знаешь ли ты, что для выработки 1 кг меда пчела приносит в улей 150000 порций нектара из 100000000 цветков, преодолевая при этом расстояние до 300 000 км? Этого достаточно, чтобы 5 раз обогнуть земной шар по экватору.
Молодые пчелы-рабочие выполняют разнообразную работу: чистят ячейки сотов, выкармливают личинок, матку, строят соты, а затем начинают собирать пыльцу и нектар из цветков.
В новые места пчелы переселяются семьями, называются роями и состоят из матки и рабочих.
Пчелы - очень полезные насекомые. Во-первых, они дают мед - вкусный и питательный продукт. Во-вторых, из сотов получают воск, который используют для изготовления лаков и красок, а также в электротехнической промышленности. В-третьих, эти насекомые производят пчелиный клей, или прополис, который обладает противомикробным действием, способствует заживлению ран. В состав прополиса входят смолистые вещества, воск, пыльца и т.п.. Пчелы используют прополис для замазывания щелей в стенках ульев, а человек - в медицине. Однако самое главное - пчелы опыляют растения.
Шмели - это, по сути, большие пчелы. Они ведут социальный образ жизни. Свои гнезда устраивают в укромных местах. Ранней весной единичные самки летают низко над землей, отыскивая место для основания новой семьи - щель или какую-то норку в земле. Гнездо шмеля шаровидные и состоит из нескольких ячеек. В одной ячейке развиваются личинки, а в других содержатся запасы меда. Развитие личинок длится 20-ЗО дней. С куколок выходят особи-рабочие, значительно меньше по размерам, чем матка. После гибели царицы рабочие способны размножаться.
Шмели - одна из наиболее уязвимых групп насекомых. Во многих странах Европы за вылов только одного шмеля взимается большой штраф. Однако, несмотря на охранные мероприятия, многие виды этих полезных мохнатых насекомых, напоминающих плюшевых мишек, уже практически исчезло. Из 38 видов шмелей, живущих на территории нашей страны, особой охраны нуждаются 10 видов.
Знаешь ли ты, что в мире насекомых встречаются шмели-«кукушки», откладывающих яйца в свободные ячейки гнезд других видов шмелей? Поскольку все шмели очень похожи, то к личинкам, которые появились из чужих яиц, хозяева гнезд относятся, как к собственным.
Термиты належть к насекомым с неполным метаморфозом. По образу жизни и особенностями внешнего строения они подобны муравьев, их часто так и называют - «белые муравьи». Термиты живут многочисленными семьями в почве или древесине и почти не появляются на поверхности. Они сооружают огромные конусообразные здания, похожие на муравейники, где живут миллионы особей. Колонии термитов состоят из крылатых самцов, матки (царицы) и рабочих. Наибольшие по размеру особи-рабочие становятся солдатами, они крепкие челюсти, поэтому их назначение - охранять гнездо. Остальные рабочие добывают корм для солдат и матки, которые не способны самостоятельно питаться. Летать могут только самцы и царицы, но после брачного лета самцы погибают, а оплодотворенная самка теряет крылья и начинает откладывать яйца. На территории Украины в степной зоне живут термиты лишь одного вида - светобоязни термиты.
Социальные насекомые образуют семьи, состоящие из самцов и самок, способных размножаться, и особей-рабочих, которые их обслуживают. Такое распределение особей по функциям - особое явление в мире животных.
Проверь себя. 1. Каких насекомых называют одиночными, а каких - социальными? 2. Каковы отличительные черты перепончатокрылых насекомых? 3. Опиши жизненный цикл семьи лесной осы. 4. Чем отличается жизнь пчелиной семьи от жизни семьи ос? 5. Как образуется муравьиная семья?
Цель: раскрыть особенности строения медоносной пчелы в связи с общественным образом жизни, роли в природе и в жизни человека.
Тип урока : урок аналитического мышления.
Ход урока
работа в группах
I. Мотивационная беседа
(урок начинается с обращения к детям с вопросами о семье):
- Что ты можешь сказать о своей семье?
- Как ты можешь одним словом охарактеризовать свою семью?
- Почему твоя семья самая дружная?
Семья - семь Я, все вместе. Несмотря на то, что мы изучаем насекомых, семейные отношения есть и среди них. К таким насекомым относятся пчелы, муравьи. Речь сегодня пойдет о пчелах.
II. Интрига
Во всей истории человечества нет более изучаемого и, одновременно, более загадочного насекомого, чем пчела. Почему? Об этом вы узнаете в конце урока.
III. Воспоминание
Работа в группах:
1 группа: Развитие с полным превращением
2 группа: Развитие с неполным превращением
3 группа: В чем сходство и отличие 2 типов превращения. В чем преимущество развития с полным превращением.
IV. Изучение нового материала (возврат к интриге)
Пчелы - общественные насекомые. Сообщество - большая семья. Они делятся пищей друг с другом, ухаживают друг о друге.
У матки тело длинное, брюшко вытянутое. Трутни средней величины с крупными глазами. Рабочие пчелы имеют приспособления для сбора пыльцы (щеточка, корзинка, зеркальце)
Рабочих пчел в семье 100 тыс, они чистят улей, собирают нектар, ухаживают за маткой и личинками, охраняют улей от врагов. В пчелиной семье главная пчела - матка, которая откладывает яйца до 2000 в сутки. Живет она около пяти лет. Трутни никакого участия в работе не принимают. Основная задача - оплодотворение матки. Осенью рабочие пчелы изгоняют трутней из улья и они погибают. Вся забота об улье лежит на рабочих пчелах6 взрослея, каждая рабочая пчела меняет несколько «профессий». Она строит соты, чистит ячейки, кормит личинок, принимает корм у прилетающих пчел и распределяет его в улье, вентилирует улей, охраняет его и наконец, начинает вылетать из улья за нектаром. Пчелы общаются друг с другом при помощи прикосновений и выделяемых веществ. У пчел имеется «язык танца». Сложное поведение общественных насекомых - инстинкт.
Пчелы строят соты. Они ползают по цветкам и пыльца попадает на волоски тела насекомого. Потом пчела счищает пыльцу в корзиночку с помощь. Специальных щеточек. Вскоре там образуется комочек пыльцы. Перга - пропитанная медом пыльца. У пчел есть расширенный зобик - медовый. Там образуется мед. За год пчелиная семья получает 100 кг меда. (презентация)
V. Действенное закрепление
1 группа: заполните таблицу:
2 группа: В чем сходство матки, трутня, рабочей пчелы
3 группа: Какие продукты дают пчелы? Как они образуются.
Задания для всех групп:
Объясните термины: матка, трутень, зеркальце, соты, корзиночка, зобик, перга, роение, инстинкт, «язык пчел».
Поясните высказывания:
Если на земле вымрут пчелы, человечеству останется жить 4 года.
Альберт ЭйнштейнПчелы могут рассказывать своим товарищам о том, где находятся цветки со сладким нектаром.
АристотельИз брюшков пчел исходит питье разных цветов, которое приносит людям исцеление. Воистину, в этом – знамение для людей размышляющих.
Коран
VI. Раскрытие интриги
Во всей истории человечества нет более изучаемого и, одновременно, более загадочного насекомого, чем пчела. Более того, можно утверждать, что и своим происхождением человек в значительной степени обязан пчеле. Ведь именно она на протяжении миллионов лет, без устали опыляя растения, развивала и совершенствовала растительный мир планеты, а с ним и мир животный.
Многие тысячелетия живет она рядом с человеком, но ничто и никто не может её приручить. В то же время именно пчела, имеющая страшное оружие против врагов, позволяет человеку бесцеремонно вторгаться в свое жилище и производить в нем любые (в пределах разумного) изменения и перестановки, а раз в год забирать жизненно важное – свою пищу.
VII. Задание на дом
Параграф 28. Тип членистоногие, подготовка к проверочной работе.
1. Какие особенности поведения и образа жизни характерны для обитателей муравейника?
Большую часть живущих в муравейнике муравьев составляют бескрылые рабочие особи – это бесплодные самки. Число их иногда достигает миллиона. Кроме них в муравейнике живет царица. У нее тоже нет крыльев. Она обламывает их после брачного полета. Всю жизнь она откладывает яйца, а вся забота о муравейнике лежит на рабочих муравьях. Они добывают корм, ремонтируют и чистят муравейник, кормят личинок и царицу, обороняют муравейник в случае нападения врагов. Раз в год, в начале лета, в муравейнике из куколок появляются крылатые самки и самцы, которые отправляются в брачный полет. После спаривания самцы погибают, а самки сбрасывают крылья и основывают новый муравейник.
Большинство муравьев – хищники. Некоторые питаются сладкими выделениями тлей. Для этого муравьи сохраняют, «пасут» этих насекомых, кормящихся на растениях, иногда строят для них укрытия. Другие виды муравьев разводят в подземных камерах для питания грибы, принося туда измельченные листья растений. Есть растительноядные муравьи. Муравьи общаются, прикасаясь друг у другу усиками, ножками и головой. Кроме того, у них существует «химический язык» - они выделяют особые вещества, которыми метят свои дорожки. По запаху муравьи узнают родственников и врагов.
2. Охарактеризуйте состав пчелиной семьи и функции каждой группы пчел.
Крупная семья пчел насчитывает до 100 тыс. особей, которые живут в улье. В улье большинство насекомых – рабочие пчелы. Это бесплодные самки, у которых измененный яйцеклад служит жалом. Они чистят улей, собирают нектар, ухаживают за маткой и личинками, охраняют улей от врагов. Живут они только один сезон (около года). В пчелиной семье главная пчела – матка, которая откладывает яйца – до 2000 в сутки. Живет она около пяти лет. Весной, в мае-июне, в пчелиной семье из куколок появляется новая матка и несколько десятков самцов, которых называют трутнями: никакого участия в работе они не принимают, а основная их задача – оплодотворение матки. Старая самка с частью рабочих пчел покидает улей – происходит роение. Пчеловоды собирают рой и поселяют его в новом улье. Осенью рабочие пчелы изгоняют оставшихся трутней из улья, и они погибают.
3. Почему муравьев и пчел относят к общественным насекомым? Поясните их значение в природе и в жизни человека.
Большинство насекомых ведет одиночный образ жизни. Пчелы и муравьи организуют сообщества, которые представляют собой одну большую семью. В семье есть отдельные группы, которые выполняют разные функции.
4. На основании каких признаков тутовый шелкопряд относят к домашним животным? Какое значение в хозяйственной деятельности человека имеет это насекомое?
Это единственное полностью одомашненное насекомое, не встречающееся в природе в диком состоянии.
Шелк, выделяемый тутовыми шелкопрядами, используют в легкой промышленности для получения тканей, в медицине (из него делают нити для сшивания ран) и в авиации.
