§28 Общественные насекомые – пчелы и муравьи. Полезные насекомые. Охрана насекомых. Биология в лицее Муравьи социальные насекомые

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 Эйнштейн
Пчелы могут рассказывать своим товарищам о том, где находятся цветки со сладким нектаром.
Аристотель
Из 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.

Много видов высокоразвитых насекомых (термиты, пчёлы, муравьи, осы) живут в сложных сообществах. У них настолько хорошо выверенная организация, что порой они напоминают „суперорганизм", который приводится в действие маткой-королевой.

БОЛЬШИЕ СЕМЬИ

В многочисленных "государствах" насекомых, которые образуют термиты, муравьи, некоторые виды пчёл и ос, каждый член сообщества - матка, рабочие особи, солдаты и трутни - выполняет свою, чётко регламентированную функцию. Подобное разделение труда является основным условием существования колонии. Отдельные особи такого сообщества настолько зависимы друг от друга, что уже не могут самостоятельно существовать. Например, рабочих термитов охраняют хорошо „вооружённые" солдаты, которые не способны выжить без рабочих, поскольку самостоятельно добывать пищу не могут и зависят от рабочих - те их кормят. В свою очередь, рабочие и солдаты не способны размножаться. Функция воспроизведения потомства лежит на матке, вокруг которой и формируется колония. Живёт матка внутри гнезда, её кормят рабочие, а солдаты защищают. Все пчёлы одной колонии, а их может быть около 80 000, являются потомками одной матки и старшими сёстрами новорождённым особям. Все они являются генетическими близнецами, поэтому имеют сильно развитый социальный инстинкт.

ОБРАЗОВАНИЕ КОЛОНИИ

Осенью, с наступлением холодов, погибают все особи колонии ос, за исключением оплодотворённых маток. Незадолго до того, как исчезнет гнездо, в колонии ос появляется несколько половозрелых пар, которые улетают и спариваются. Самцы вскоре погибают, а самки, чувствуя приближение зимы, прячутся в тёплых местах. Весной оплодотворённые матки выходят из укрытий и каждая из них строит гнездо из обработанной специальными ферментами древесины, состоящее из 10-12 шестигранных ячеек. В эти ячейки матки помещают яйца. Личинок королева-матка кормит кашицей из полупереваренных насекомых. Личинки быстро растут и вскоре превращаются в бесплодных рабочих ос. После появления на свет рабочих матка никакими хозяйственными делами больше не занимается, она только откладывает яйца, а рабочие строят новые ячейки, заботятся о яйцах и выращивают личинок. Общественная система некоторых видов муравьёв и термитов несколько сложнее. Рабочие муравьи делятся на несколько каст, в зависимости от работы, которую они выполняют. На одних, например, лежит задача опрыскивать врагов муравьиной кислотой, т. е. вести своеобразную „химическую войну", а на других - доставлять нектар на склад. Личинки термитов представляют собой миниатюрные копии взрослых особей. Из них развиваются солдаты, которые имеют мощные челюсти или жалящий аппарат, который выделяет липкое вещество, которое может стать ловушкой для врагов. Рабочие и солдаты термитов - бескрылые и слепые особи.

ВИДЫ КОММУНИКАЦИИ

У большинства видов насекомых, за исключением периода размножения, потребность в общении отсутствует. У общественных насекомых, наоборот, коммуникация между членами колонии является жизненно необходимой. У некоторых видов развилась совершенная система передачи информации. Для этого часто используется язык телодвижений. Например, медоносные пчёлы с помощью специального танца очень точно сообщают своим одноплеменницам по улью о дороге до места, где, по их данным, находится источник нектара. Муравьи пользуются другим методом. Найдя значительный источник пищи, они возвращаются в муравейник, оставляя за собой стойкий пахучий след. Другие муравьи, следуя по этой тропе, также оставляют свои пахучие отметки, что является ориентиром для остальных членов колонии. Очень большую роль в жизнедеятельности всех видов общественных насекомых играют феромоны. Голодные личинки выделяют особое вещество, которое является сигналом „накорми меня". Матка выделяет свои феромоны и таким образом посылает собственный сигнал рабочим, напоминая об их обязанностях. Через определённые промежутки времени рабочие обмениваются с маткой выделениями желёз, и таким образом между ними поддерживаются тесные взаимоотношения. Сообщество многих насекомых, потерявшее матку, обречено на гибель: насекомые не знают, что им делать, например, рабочие перестают работать. Рабочие пчёлы, оставшись без матки, могут вырастить новую: для этого они строят специальные ячейки и выкармливают личинки особой пищей.

Термиты

Общественную структуру термитов составляют три типа насекомых: матка (королева), солдаты и рабочие.
Матка : живёт в центре колонии. Она имеет большое тело с гипертрофированными яичниками (длиной до 10 см), которые постоянно производят яйца - много миллионов яиц в течение всей жизни. Крылатый самец, который оплодотворил самку, погибает. Матка живёт около 10 лет.
Солдаты : большие и темнее рабочих, с большими головами и чрезвычайно крепкими челюстями. Они охраняют и защищают колонию от врагов.
Рабочие : маленькие, мягкотелые насекомые белого цвета. Они строят гнездо и поддерживают в нём порядок. В отличие от других общественных насекомых, рабочие термиты бывают обоих полов.

Муравьи

Почти все виды муравьёв являются общественными насекомыми. Они живут в муравейниках.
Матка : единственная её задача - заботиться о продолжении рода, откладывать яйца.
Рабочие : бескрылые стерильные самцы длиной до 30 мм. Они ухаживают за маткой, личинками, строят и ремонтируют муравейник. Если на муравейник нападают враги и некому „воевать", то рабочие защищают колонию.
Солдаты : подобно рабочим особям бескрылые и бесплодные, но несколько крупнее, с большими головами и мощными челюстями. Их задача - защищать муравейник от врагов

Пчёлы

Пчёлы живут в сообществах, насчитывающих до 60 000 насекомых.
Матка : единственная во всей колонии. Матка управляет ульем и откладывает яйца. Органы для сбора пыльцы у неё отсутствуют, поэтому её кормят рабочие.
Рабочие : собирают с цветов пыльцу и нектар, кормят молодь, матку, трутней и охраняют колонию. Строят соты, состоящие из правильных шестиугольных ячеек, которые являются хранилищем мёда и инкубатором для яиц. Рабочие пчёлы сообщают друг другу информацию о богатых едой местах с помощью специального танца, точно указывая расстояние до них и направление полёта.
Трутни : единственное их назначение -оплодотворение матки. Трутней кормят рабочие пчёлы. После спаривания они погибают.

Осы

Некоторые общественные виды ос живут большими колониями. В отличие от пчёл и термитов, гнездом пользуются лишь в течение одного лета. Осенью все осы вымирают. Зимуют только оплодотворённые самки-основательницы, которые весной строят новое гнездо. Гнёзда осы строят из целлюлозы - кусочков дерева, смешанных со слюной.

Насекомые, живущие единой общиной: муравьи, осы, пчёлы и термиты – всегда вызывали у людей особый интерес и удивление. Это нашло отражение в многочисленных мифах, легендах и преданиях. В древнегреческой мифологии муравьи были символом богини Деметры. А одним из самых древних изображений, найденным в Европе, оказалась Царица Улья. Общественные насекомые играют важнейшую роль практически во всех экосистемах суши. Осы и большая часть муравьёв выступают как хищники, термиты, особенно в тропических экосистемах, – как важнейшие разрушители растительных остатков, а общественные пчёлы являются опылителями многих диких и культурных растений и производителями целебных продуктов.
Иерархические внутрисемейные связи и сложные структуры взаимодействия между членами сообщества до сих пор привлекают пристальное внимание учёных. Разгадать загадку коллективного разума животных человечество пыталось ещё с древности, и, судя по тому, что наши предки для имиджа богов использовали образы насекомых, говорит о том, что данный секрет был ими понят и активно применялся для управления человеческими сообществами.
В чём суть этого феномена природы?! Что же происходит?