Почему муравьи приходят к пище кратчайшим путем

Фото: CC-by-sa 2.5

Исследователи описывают те ранее недооцененные стратегии, которые делают поиски корма насекомых такими эффективными.

Потсдам / Вена - Отдельный муравей может быть и не особенно умным. Однако поразительно, насколько превосходит его "таланты" коллективный разум этих социальных насекомых. Только представьте себе прекрасно организованный поиск пищи, при котором они находят источники еды самым оптимальным путём и в кратчайшие сроки.

Муравьи - общественные насекомые

Эта очень утонченная форма поиска пищи интересует не только мирмекологов (научное название учёных, занимающихся муравьями). Данный высокоэффективный способ изучают и такие комплексные исследователи, как Юрген Куртс (Jürgen Kurths), руководитель отделения "Трансдисциплинарных программ и методов" в Институте климатических исследований Потсдама, стремящиеся получить таким путём более общие сведения.

Как муравьи находят пищу

Коллеги, возглавляемые Куртом и Ликсиангом Ли (Lixiang Li), внесли в компьютер все имеющиеся данные о поиске муравьями корма и определили три фазы сложного процесса:

1. Сначала муравьи-разведчики хаотично бродят вокруг колонии. Если они устают, то движутся обратно в гнездо.
2. Если же они наталкиваются на возможный источник пищи, то они берут с собой маленький кусочек и оставляют при этом благодаря специальному феромону слабый след аромата.
3. Другие муравьи ориентируются на него, но вначале все еще довольно неэффективным способом. Однако на пути к корму они тоже оставляют душистые вещества, и запах становится сильнее.

Порядок в хаосе

Таким образом внезапно в хаосе появляется порядок: так как феромоны диффундируют (проникают, смешиваются путем диффузии, самопроизвольно распространясь во все стороны) в воздух, его концентрация выше там, где путь самый короткий. Муравьи, руководствуясь ароматами, всегда выбирают кратчайшие маршруты, и благодаря их самоорганизации след запаха усиливается.

Ароматические вещества помогают муравьям сократить путь к пище (капле мёда) Фото: epa

Кроме того, исследователи выявили еще один фактор, сообщает журнал "PNAS". Опытные муравьи существенно способствуют успеху поиска: они лучше ориентируются вблизи своих гнезд, а молодые муравьи только обучаются.

Выводы учёных

"Мы считаем, что эти недооцененные до сих пор стратегии определяли поведение муравьев при поиске корма", - говорит ведущий автор статьи Ликсианг Ли, который работает не только в Потсдамском институте климатических исследований, но и в Центре информационной безопасности Пекинского университета. Этот прием вновь указывает на то, что этологи могут применить результаты этого исследования и для человеческого поведения во многих областях: от услуг в Интернете до интеллектуальных транспортных систем, пишет derstandard.at.

Почему щупальца спрутов не завязываются узлом

Ноги осьминога - мы привыкли почему-то считать его руки ногами - живут своей собственной жизнью, причём весьма оживленной. Они не завязываются узлом и не слипаются друг с другом. Это свойство зависит от химических веществ, содержащихся на коже спрута. Они-то и предупреждают щупальца осьминога: свой!

Восемь рук с сотнями присосок, которые хватаются за все, к чему они прикасаются, могли бы стать настоящей проблемой в повседневной жизни. Это чудо, что животное, осьминог, не запутывается в них! Исследователи изучили этот феномен более подробно и смогли доказать, что препятствовать путанице может вещество, присутствующее на коже и защищающее щупальца спрута от неконтролируемого завязывания узлами.

Биньямин Хохнер (Binyamin Hochner) из Еврейского университета в Иерусалиме и его коллеги экспериментировали с отдельными ампутированными конечностями обыкновенного осьминога (Octopus vulgaris)). После отделения они по-прежнему более часа движутся и прицепляются к различным предметам. Тем не менее, в экспериментах эти конечности никогда не хватались за другие руки, если у тех не была удалена верхняя кожа.

Кроме того, они избегали предметов, которые были оклеены кожей осьминога и лишь слабо цеплялись за поверхности, намазанные экстрактом из щупалец осьминога, пишут исследователи в "Current Biology". Все это указывает на то, что кожа животных производит химическое вещество, которое тормозит контактный рефлекс присосок, указывают ученые в своем заключении. Однако они еще это вещество не идентифицировали.

Более ранние эксперименты показали, что щупальца осьминога в значительной степени автономны. Поэтому животное, в основном, не знает, что в каждый момент делают его руки. Постоянное точное представление об их положении тоже очень затрудняло бы спрута, потому что у его конечностей гораздо больше возможностей движения, чем у двух человеческих рук с твердыми костями и суставами. Важно, что щупальца сами предотвращают запутывание друг с другом, чтобы животные не могли завязывать их узлом.

Тем не менее, руки осьминога не полностью самостоятельны. По данным исследователей, спруты могут сознательно избегать описанного химического механизма, давая, если это необходимо, команды центральной нервной системе. Так в отличие от ампутированных конечностей живые осьминоги в единичных случаях хватают отделенные щупальца и держат их присосками. Прежде всего, если перед ними не собственная рука. Это означает, что животные могут узнавать собственные конечности, пишут исследователи.

Источник: spiegel.de