Насекомые используют инструменты?

Пара естествоиспытателей из Университета Маккуори в Австралии нашла пример использования инструментов насекомыми. Фернандо Солей и Мари Герберштейн описывают в Biology Letters, как они ловили образцы австралийских жуков-убийц и тестировали использование липкой смолы в качестве вспомогательного средства для поимки добычи.

Жуки-убийцы — это большая группа, сгруппированная на основе сходного поведения — способов, которыми они убивают добычу. Обычно это включает в себя протыкание жертвы хоботком, закачку пищеварительных ферментов и последующее высасывание внутренностей.

Исследователи сосредоточились на жуках-убийцах рода Gorareduvius. Они живут на стеблях травы спинифекс, которая производит липкую смолу. Коренные жители использовали это растение для связывания материалов при изготовлении инструментов.

Предполагая, что жуки-убийцы могут использовать смолу, чтобы помочь им поймать добычу, ученые собрали 26 образцов и принесли их в свою лабораторную палатку для тестирования. Просто наблюдая за жуками, они заметили, что и самцы, и самки соскребали смолу с травинок и наносили ее на части своего тела, особенно на передние лапы.

Затем исследователи поместили насекомых в стеклянную банку, добавили туда муравья и комнатную муху и наблюдали, как жук-убийца пытался поймать и съесть их. Затем они повторили тот же эксперимент, используя тот же тип жуков, с которых смола была удалена с помощью средства для снятия макияжа. При этом они обнаружили, что жуки менее эффективно ловят свою добычу.

После тестирования ряда жуков-убийц исследовательская группа обнаружила, что они на 26 % успешнее ловили свою добычу на смолу. И наоборот, они обнаружили, что мухи, которых они поместили в банки с жуками-убийцами, имели на 64 % больше шансов сбежать, если жуки были чистыми. Ученые обнаружили, что смола помогает замедлить добычу и долго удерживать ее, чтобы нанести удар.

В заключение пара предположила, что такое поведение явно связано с использованием инструментов насекомых.

Источник информации и фото: phys.org

Шмели катают шарики просто для развлечения

Впервые игровое поведение было обнаружено и у насекомых. Шмели демонстрируют поведение, которое не приносит им прямой пользы. Они просто "играют" для удовольствия, а не для того, чтобы найти пищу или кров, что может свидетельствовать о том, насколько они разумны.

Исследователи Лондонского университета королевы Марии наблюдали за этим игровым поведением в серии новых экспериментов и открыли первый вид насекомых, которые "играют". Свои результаты они опубликовали в Animal Behavior.

Когда животные неоднократно проявляют поведение, которое не обеспечивает их пищей, кровом или другой непосредственной выгодой, ученые считают это игрой. Однако до сих пор игры с неодушевленными предметами были распространены в основном у млекопитающих или птиц; у насекомых такое поведение еще не было доказано.

Игровое поведение животных является важным признаком того, что данный вид является разумным, то есть имеет эмоции. Ученые считают млекопитающих, птиц, а также головоногих моллюсков и рыб разумными существами.

"Потенциально, это наблюдение может рассказать нам больше о том, являются ли [насекомые] разумными".
Самади Галпаяж, аспирант лаборатории Ларса Читтки в Лондонском университете королевы Марии и ведущий автор нового исследования шмелей

В 2017 году команда Читтки заставила шмелей катать шарики, давая им сладкое вознаграждение. В новом исследовании, чтобы выяснить, может ли катание быть формой "игры", команде пришлось убрать сахарную награду. Для этого они устроили своеобразную трассу, по которой шмели могли беспрепятственно добраться до места кормления сахарным раствором. По бокам дорожки исследователи разместили небольшие деревянные шарики разных цветов, часть из которых была прикреплена к земле, а другие лежали свободно.

В течение 54 часов команда наблюдала, как 45 шмелей перекатывали в общей сложности 910 шариков. Некоторые из них то и дело возвращались по пути, перемещая шарики разными способами. Исследователи обнаружили, что кормление и катание мяча происходили в разное время и с разной частотой. Это говорит о том, что у шмелей были разные мотивы для этих двух действий. Особенно интересовались катанием шариков молодые и мужские особи.

В более позднем эксперименте команда научила шмелей ассоциировать катание шариков с определенным цветом камеры. Затем шмели предпочитали заходить в камеру именно этого цвета, даже если она была пуста.

Наблюдения ясно показывают игровое поведение шмелей, но пока исследования не дают этому объяснений. Чтобы определить, играют ли насекомые, например, ради удовольствия, необходимо проанализировать, какие нейротрансмиттеры активируются, когда они катают мяч.

Олли Лоукола, поведенческий эколог из Университета Оулу в Финляндии, который возглавил исследование в 2017 году и не участвовал в новой работе, также ставит под сомнение фактическую функцию поведения. По его мнению, интерес к движущимся объектам может быть мотивирован "врожденной потребностью в развитии моторных навыков".

Независимо от функции игры, такие исследования могут дать подсказку, является ли вид разумным, говорит Хизер Браунинг, эксперт по защите животных и философ из Саутгемптонского университета, не принимавший участия в исследовании.

"Мы еще не знаем точно, какова связь между чувством и различным поведением".
Хизер Браунинг

Доказательства наличия множества различных признаков, таких как игровое поведение, сложная структура мозга и способность к обучению, "повышают вероятность разумности".

Источник информации: spektrum.de

Пчелы располагают числа слева направо, как люди

Пчелы, как люди и птицы, располагают числа в соответствии с мысленной последовательностью чисел. Как показал эксперимент, насекомые ассоциируют в пространстве маленькие числа с левой стороной, а большие - с правой. Это позволяет предположить, что беспозвоночные мысленно обрабатывают наборы чисел так же, как это делаем мы.

Мысленная числовая линия - это форма пространственного представления, в которой маленькие числа располагаются слева, а большие - справа. Долгое время исследователи предполагали, что это - свойство лишь человеческой культуры. Однако, когда ментальные последовательности чисел были обнаружены и у новорожденных и даже у птиц, теория стала давать сбои.

Но есть ли они у насекомых? На этот вопрос помогли ответить опыты с медоносными пчелами, которые уже продемонстрировали свое выдающееся понимание математики в предыдущих экспериментах. Они могут оценивать величины, понимают концепцию нуля, решают простые арифметические задачи и соотносят величины с абстрактными символами.

Чтобы выяснить, есть ли у пчел ментальные числовые последовательности, команда Мартина Джурфа из Исследовательского центра познания животных в Тулузе, Франция, сначала научила их ассоциировать число три с вознаграждением в виде сахарного сока. Это число было представлено в виде набора одинаковых фигур, например, трех треугольников или трех кругов.

На следующем этапе животные должны были применить полученные знания в специальных Y-образных деревянных ящиках. Влетев в испытательный бокс, они могли выбрать один из двух выходов для дальнейшего пути: один с тремя символами, а другой с другим количеством символов. Большинство пчел успешно распознали тройной символ и направились к нему в надежде найти сахарный сок.

Но как насекомые воспринимают тройку по сравнению с другими числами? В следующем задании пчелы, влетавшие в ящик, вынуждены были выбирать между "единицей" или "пятеркой" - оба символа повторялись дважды. Теоретически, не было никакой разницы, какой выход выбрать.

Тем не менее, 93 % пчел в ящике с символом единицы выбрали левый символ, а 79 % в ящике с "пятеркой" полетели в сторону правого символа. Исследователи предполагали, что это может быть связано с мысленным расположением числовых значений: поскольку пчелы были натренированы на "тройку", для них было наиболее логичным, что меньшее число должно быть слева, а большее - справа.

Чтобы проверить эту трактовку, команда повторила эксперименты, обучив пчел сначала распознавать вместо тройки единицу. Но результат всегда был один и тот же: если одинаковые символы были больше выученного значения, большинство пчел летели вправо; если меньше - влево.

По мнению исследователей, это доказывает, что пчелы также упорядочивают числа с помощью мысленного числового ряда. Направление последовательности чисел слева направо может быть связано с тем, что у многих видов животных полушария мозга асимметричны, объясняют биологи. В более ранних экспериментах с людьми, например, было показано, что наша левая половина мозга обрабатывает преимущественно меньшие числа, а правая - большие.

Джурфа и его коллеги предполагают также, "что мысленная числовая линия - это форма числового представления, которая эволюционно развивалась во всех нервных системах, понимающих числа, независимо от сложности их нейронов". Следовательно, эта форма обработки чисел может быть гораздо более распространенной и универсальной, чем считалось ранее.

В совокупности эти результаты позволяют предположить, что, вопреки устоявшимся представлениям, лево-правая ориентация, вероятно, является биологической, а не приобретенной в ходе культурного развития.

Источники информации и фото: scinexx.de, de.nachrichten.yahoo.com

Почему летучие мыши жужжат, как шершни

При бейтсианской мимикрии безобидный вид имитирует более опасный, применяя эволюционную «уловку», которая позволяет мимику защититься от потенциальных хищников. Исследователи сообщают в Current Biology, что обнаружили первый случай акустической мимикрии Бейтса у млекопитающих. Это один из очень немногих случаев,  задокументированных у любого вида: большие ушастые летучие мыши имитируют жужжание жалящего насекомого, чтобы отпугнуть хищных сов от поедания их пищи.

«Представьте себе летучую мышь, которую хищник схватил, но не убил. Жужжание может обмануть хищника на долю секунды — достаточно, чтобы улететь».
Данило Руссо, Университет Неаполи Федерико II в Портичи, Италия

Руссо сделал это открытие в ходе полевых исследований, при которых он часто ловил летучих мышей с помощью туманной сети и «они неизменно жужжали, как осы». Ученые приняли это жужжание за некий необычный сигнал бедствия и подумали, что у летучих мышей могут быть разные причины издавать этот звук: например, послать предупреждение другим представителям своего вида или отпугнуть хищников.

Спустя годы они детально разработали эксперимент, чтобы проверить свои идеи. Исследователи впервые изучили акустическое сходство жужжания летучих мышей и кусающихся перепончатокрылых насекомых. Затем они проигрывали эти звуки содержащимся в неволе разным совам, чтобы посмотреть на их реакцию.

Совы реагировали по-разному, вероятно, в зависимости от их предыдущего опыта. Тем не менее, они постоянно отдалялись от жужжащих насекомых и летучих мышей, а звук потенциальной добычи заставлял их приближаться. Исследователи заявляют, что результаты представляют собой первый пример межвидовой мимикрии млекопитающих и насекомых, а также один из немногих примеров акустической мимикрии.

Интересно, что анализ звуков показал, что сходство между гудением, издаваемым шершнями и летучими мышами, было наиболее очевидным только после того, как были исключены акустические параметры, которые совы не слышат. Другими словами, объясняет Руссо, жужжание стало еще более похоже на то, как его слышат совы.

Избегают ли совы этого жужжащего звука, потому что их уже жалили? Руссо говорит, что сов, скорее всего, жалят насекомые, но у них нет данных, подтверждающих это. Однако есть и другие свидетельства того, что птицы избегают таких потенциально опасных насекомых. Например, когда шершни перемещаются в гнезда или дупла деревьев, птицы, как правило, даже не исследуют их и уж точно не гнездятся там.

Все три исследуемых вида живут в одних и тех же местах: зданиях, расщелинах скал или пещерах - у них, вероятно, много возможностей для взаимодействия. Тем не менее, ученые находят эти запутанные отношения между отдаленно родственными видами интригующими.

Руссо отмечает, что есть много других видов позвоночных, которые также жужжат, когда их беспокоят, и сотни видов летучих мышей , некоторые из которых могут использовать аналогичные стратегии. Они надеются при будущих исследованиях найти эту интересную динамику в других взаимодействующих группах.

Источник информации и фото: phys.org

Новое о зрении комаров: они видят красный цвет

Комары используют запахи, чтобы обнаружить теплокровное существо, которое можно укусить. При запахе некоторых соединений, выдыхаемых нами, например CO₂, глаза этих насекомых получают стимул сканировать некоторые цвета, а также другие визуальные сигналы, считает профессор биологии, ведущий автор работы Джеффри Риффелл (Университет Вашингтона).

Раньше считалось, что в привлечении комаров участвуют три основных фактора: дыхание, пот, температура кожи человека. В этом исследовании ученые обнаружили четвертый: красный цвет, который есть не только на одежде. Он характерен для кожи каждого, а ее оттенок не имеет значения: любой человек - источник ярко-красного цвета. Исходя из этого, фильтрация привлекательных для комаров цветов в человеческой коже или ношение одежды, на которой их нет, может стать еще одним способом избегать укусов кровососов.

Ученые отслеживали поведение самок Aedes aegypti, известных переносчиков ряда опасных болезней, например желтой лихорадки. Им предъявляли различные виды сигналов: визуальных и обонятельных. У A. aegypti, как и у других видов комаров, питаются кровью лишь самки.

Исследователи следили за отдельными особями в миниатюрных тестовых камерах, куда посылали специфические запахи и разные визуальные образы. Это были, в частности, цветные точки, показавшие, что после запаха CO₂ глаза самок предпочитают в видимом спектре конкретные длины волн: красный, оранжевый, черный и голубой и не реагируют на зеленый, фиолетовый, синий, белый.

Люди не могут чувствовать запах выдыхаемого CO₂, а комары могут. Прошлые исследования, проведенные командой Риффелла и другими исследовательскими группами, выявили, что у самок комаров этот запах способствует повышению уровня активности: предположительно, они ищут вокруг себя хозяина питательной субстанции.

Результаты работы, опубликованные в Nature Communications, поясняют, как обоняние комара влияет на его восприятие визуальных стимулов. Узнав, на какие цвета летят голодные комары, а на какие нет, можно разработать более эффективные репелленты, ловушки и другие способы их отпугивания.

Источник информации и фото: eurekalert.org

Дистанцирование пчел - защита от паразитов

Медоносные пчелы увеличивают социальное дистанцирование, если их улью угрожают паразиты. Это показало вышедшее в Science Advances новое исследование международной команды. Ученые продемонстрировали, что на заражение вредным клещом пчелиные семьи реагируют, изменяя для увеличения социальной дистанции использование пространства и взаимодействие между сородичами.

Медоносные пчелы - животные социальные, поскольку они извлекают пользу из разделения обязанностей и взаимодействия, например ухода друг за другом. Но когда появляется риск заражения, эволюционировавшие пчелы, чтобы сбалансировать риски и выгоды, применяют социальное дистанцирование. Среди животных такие примеры были обнаружены у самых разных видов, которых эволюция разделила миллионы лет назад: от бабуинов, редко ухаживающих за особями с желудочно-кишечными инфекциями, до муравьев, чьи зараженные патогенным грибком сородичи оказываются на задворках муравейника.

В новом исследовании изучалось, вызывает ли в ульях медоносных пчел клещ Varroa destructor изменения социальной организации, способные снижать распространение паразита. Среди стрессовых факторов, влияющих на пчел, клещ Варроа - один из основных врагов, поскольку он вызывает ряд вредных последствий у пчел как у отдельных особей, так и у семей.

Колонии медоносных пчел разделены на два основных отсека: внешний, занятый собирателями, и внутренний, населенный кормилицами, маткой и приплодом. Такая пространственная сегрегация приводит к более низкой частоте взаимодействий между двумя отделами, чем внутри каждого из них, и позволяет защитить наиболее ценных особей (матку, молодых пчел и приплод) от внешней среды и появления болезней.

Сравнивая колонии, которые были и не были заражены клещом Варроа, исследователи обнаружили, что один из видов поведения - танцы, которые сообщают, куда лететь за кормом, и могут увеличить передачу клещей, - встречался в зараженных центральных частях улья реже, а уход в них стал более концентрированным. В целом собиратели (старые пчелы) движутся к периферии, а молодые кормилицы и занимающиеся уходом пчелы в ответ на заражение движутся к центру, чтобы увеличить расстояние между двумя группами.

Колонии пчел - практически идеальная модель, позволяющая изучать социальное дистанцирование и понять ценность и эффективность такого поведения.

Источник: phys.org

Муравьи листорезы носят прочные доспехи

Эксперты обнаружили удивительный биоминерал на экзоскелете муравьев-листорезов. Это открытие ставит под сомнение древнее и, казалось бы, фундаментальное различие между насекомыми и другими животными с твердым панцирем. На самом деле они вовсе не так далеки друг от друга, полагает группа ученых Университета Висконсин-Мэдисон, возглавляемая Пупой Гилберт и Кэмероном Карри.

Ученые сообщают в Nature Communications, что обнаружили минерал на внешней оболочке муравья-листореза (лат. Acromyrmex echinatior): почти всю ее покрывает слой богатого магнием карбоната кальция, хотя до сих пор считалось, что экзоскелет насекомых состоит исключительно из хитина. Открытие свидетельствует о том, что такие минеральные панцири более распространены в животном мире, чем ожидалось.

До сих пор казалось, что твердая оболочка мидий и крабов указывает на их фундаментальные биохимические отличия. Ученые считали, что насекомые не в состоянии создавать на своем экзоскелете твердые минеральные гранулы. Эта особенность до последнего времени оставалась загадкой, потому что эти беспозвоночные членистоногие произошли от ракообразных, доспехам которых богатый магнием карбонат кальция придает прочность. Объяснения, почему все насекомые должны были потерять эту явно полезную способность, не было.

Фото: Михаил Головатюк

Эта проблема разрешилась с открытием команды Гилберт и Карри. Давно известно, что многие виды грибовидных муравьев, включая муравьев-листорезов, покрыты белым зернистым внешним слоем. С помощью изображений, полученных с использованием электронного микроскопа, а также инфракрасной спектроскопии и структурного анализа в рентгеновском и электронном излучении, рабочая группа исследовала химический состав тонкого внешнего слоя.

Оказалось, что это те же биоминералы, которые производят морские животные. Измерения показали, что они придают экзоскелету значительную прочность. В таком "скафандре" муравьи чаще выживают в стычках с другими видами, а заражение грибами встречается у них реже.

Источник:  spektrum.de

Волоски пчел чувствуют электричество

Шмели тонко чувствуют электрические поля. Но как насекомым удается их воспринимать? Исследователи были намерены это выяснить. Оказалось, что волоски вокруг головы обеспечивают пчелам восприятие электрических полей.

Многие животные могут воспринимать электрические поля. Например, у акул есть способность ощущать движения своей добычи. Но во всех известных ранее случаях была необходима влажная - и, следовательно, проводящая - окружающая среда.

Однако известно, что пчела и шмель также могут воспринимать электрические поля, причем в воздухе. Они способны даже чувствовать был ли кто-то из их сородичей на цветке до них.

Земляной шмель Фото © Грегори Саттона, Дома Кларка, Эрики Морли, Даниэля Робера

Вероятно, отвечают за эти свойства тонкие волоски на головах пчел вида "шмель земляной". Электростатическое притяжение их легко сгибает и раздражает тем самым чувствительные сенсорные клетки, воспринимающие движение.

За этим сейчас наблюдают Грегори Саттон (Gregory Sutton) и его коллеги по Бристольскому университету. Они сняли с помощью лазеров, как волоски и и усики земляного шмеля (Bombus Terrestris) реагируют на электрические поля, а также, какие процессы это вызывает в нервной системе насекомых.

Выяснилось, что электрические поля заставляют двигаться как тонкие волоски на головах, так и усики, но только в нервах первых одновременно с этим возникают сигналы. Усики своим владельцам ничего не сообщают.

Саттон и команда убеждены, что нашли механизм восприятия электрических полей, который еще нужно будет обнаружить у других насекомых. Следовательно, электростатические сигналы, например, танец пчел, должны играть определенную роль.

Но этот недавно открытый канал может выполнять у насекомых очень разные - и совершенно неизвестные - функции, поясняют исследователи.

Источник: pnas.org

Моль кричит: "Я ядовитая!"

Предупреждающая окраска многих насекомых передает сообщение: "Не ешь меня: я ядовитый!" Но летучие мыши этого не видят - ночные охотники полагаются только на слух. Поэтому некоторые виды ночной моли разработали предостерегающий окрик, сообщают исследователи.

Ряд насекомых, рыб, как и знаменитые лягушки-древолазы, не маскируются. Они используют эффектные цвета и узоры, чтобы предупредить потенциальных разбойников: "Нападать не стоит - я ядовитый!" Такая стратегия фауны получила название aposematism - предостерегающая окраска.

Бабочки медведицы

Группа так называемых бабочек медведиц (Arctiinae) применяет эту стратегию - многие виды бросаются в глаза своими яркими рисунками. Их гусеницы получают при питании из растений токсичные вещества, которые делают их и во взрослом состоянии несъедобными.

Бабочки медведицы (Arctiinae) очень яркие

Днем эти бабочки предупреждают птиц и млекопитающих яркими цветами, но против ночных атак летучих мышей эти визуальные сигналы бесполезны, поскольку те используют на охоте только ультразвук.

Двойное предупреждение

Уже было известно, что бабочки медведицы имеют специальный орган, которым они сами могут генерировать ультразвуковой сигнал. Чрезвычайно быстрыми мышечными сокращениями их так называемые тимпанальные органы создают звуковой эффект. Исследователи Университета Уэйк-Форест в Уинстон-Салеме, впервые задокументировали своими исследованиями дико живущих ночных молей и летучих мышей, что эти звуки являются формой акустического апосемантизма: они отпугивают летучих мышей.

Не только отпугивающей окраской сообщает о своей токсичности Tiger Moth - об этом она громко кричит Фото: Joseph Scheer

Биологи исследовали roseicapitis Tiger Moth видов Pygarctia и Cisthene martini в связи с охотой летучих мышей. У некоторых насекомых исследователи блокировали тимпанальные органы, чтобы они не могли производить никаких звуков. В результате летучие мыши атаковали немых молей почти в два раза чаще, чем кричащих. Изучение ночных снимков камеры показали также, что хищники активно избегают "кричащих" мотыльков. Ночью звук заменяет дневное предупреждение цветом.

По мнению исследователей, этот способ является действенной альтернативой сложных маневров, которые выполняет множество других видов моли при нападении летучих мышей. Кричать: "Я ядовитый!" - может оказаться энергетически более экономичным.

Источник: Wake Forest University

Городскую моль меньше тянет к свету

Популяции мотыльков, которые в течение нескольких поколений подвергались мощному воздействию светового загрязнения, меньше влечет сияние искусственных источников.

Базель/Цюрих - Световое загрязнение негативно влияет на организмы и целые экосистемы, особенно на ночных насекомых. Их притягивают фонари искусственного освещения - как правило, с летальным исходом. Исследование, проведенное учеными университетов Базеля и Цюриха и вышедшее в Biology Letters, показало, что городская моль научилась противостоять этой силе.

Мотылек летит на свет

Притяжение, которое оказывает свет на моль, вошло в поговорку. Уличные лампы и другие искусственные источники часто становятся смертельными ловушками: мотыльки летят на свет, сгорают или становятся легкой добычей для хищников. Уровень смертности городских насекомых значительно выше, чем в сельской местности.

В городах горностаевая моль освоила новый образ жизни Фото: F. Altermatt

Искусственный свет воздействует на насекомых (и других животных), нарушая их естественный суточный цикл, влияя на поведение, питание и размножение. Швейцарские зоологи исследовали, приспособились ли уже эволюционно моли региона Базеля к изменившимся условиям освещения. Предполагая, что естественный отбор вызывает у мотыльков городских районов меньшую тягу к свету, они исследовали популяции горностаевой моли (Gespinstmotte Yponomeuta cagnagella)

Различия поведения насекомых

Для эксперимента они собрали личинки этого вида в районах с небольшим количеством светового загрязнения, а также в сильно освещенных районах. В лаборатории исследователи протестировали поведение около 1050 вылупившихся мотыльков: их склонность лететь к светильникам. Результаты показали, что моли из популяций, которые подвергались сильной засветке в течение нескольких поколений, имеют значительно более низкую тенденцию стремиться к свету, чем насекомые из областей с меньшим искусственным освещением.

Было также установлено, что в обоих видах самок намного меньше тянуло к свету, чем самцов. Полученные результаты позволяют предположить, что естественный отбор изменил поведение насекомых. Хотя это эволюционное изменение снижает повышенную смертность от искусственного освещения, оно может иметь и негативные последствия. Развитие более низкой общей подвижности насекомых способно, например, привести к ухудшению питания и опыления растений.

Источник: Biology Letters

Сигналы пчел удивили биологов

При опасности умные пчелы предупреждают своих сородичей точно настроенными сигналами об агрессорах и меняют свои тревожные знаки в зависимости от того, где им угрожает опасность и насколько она велика.

Уже несколько лет назад Джеймс Них (Ja­mes Nieh), биолог (Калифорнийский университет, Сан-Диего) заметил странное поведение пчел. Если сборщица меда на цветке, была атакована врагом, она возвращалась по прямой обратно к улью. Там она останавливала танец сородичей, агитировавших за полет к этому растению.

Как выяснилось, медоносные пчелы используют при этом совершенно определенные действия.

"Эти останавливающие сигналы передаются, когда пчела подталкивает своей головой получателя".
Джеймс Них

Такие повторяющиеся толчки заставляют насекомых замедлять или даже совсем прекращать свой танец, что, в свою очередь, не дает сборщикам меда лететь к этому цветку и подвергать себя риску.

Медоносные пчелы в улье Фото: rupbilder / Fotolia

Толчки показывают степень и место опасности

Но, как выяснилось, сигнал тревоги медоносных пчёл выходит далеко за рамки простого "стоп!". Насекомые разными толчками обмениваются информацией, где им угрожает опасность и кто враг. Если на азиатскую пчелу нападал самый большой в мире гигантский шершень (Vespa mandarina), то она увеличивала частоту своих подталкиваний. Атака шершня меньших размеров вызывала более медленные толчки.

"Мы были очень удивлены, что пчёлы посылалают не только стоп сигналы, но и их различные виды".
Джеймс Них

Дальнейшие наблюдения показали, что медоносная пчела таким способом показывает даже место опасности. Если на сборщицу нападали прямо у входа в улей, тревожные сигналы длились дольше и ее товарищи понимали, что вылетать нельзя.

Сложнее, чем у других насекомых

"Тем самым этот аварийный сигнал кодирует с помощью частоты размер опасности, а пространственный контекст - длительность каждого импульса".
Джеймс Них

Различные формы каких толчков соответствуют разным сигналам, отражающим опасность. Чем быстрее они были, тем скорее заканчивался танец пчел, а чем дольше длились толчки, тем меньше пчел покидало улья.

Такая сложная и многоуровневая коммуникация оповещения не известна никаким другим социальным насекомым, подчеркивают биологи.

"Это, вообще, первая демонстрация такого требовательного сигнала тревоги у насекомых".
Джеймс Них

Ранее сигналы тревоги с такой глубиной информации были известны только у птиц или обезьян, передающих своим сородичам, какая опасность им угрожает.

Источник: University of California

Муравьи превращают врагов в друзей

Фото: picture alliance/WILDLIFE

В Африке на акациях живут страшно агрессивные муравьи. Они обращают в бегство даже слонов, если те посягают на их деревья. Но против своих сородичей эти бойцы применяют коварную стратегию.

В африканской саванне множество видов муравьев. Здесь обитает и вид, получивший название Crematogaster mimosae. Эти насекомые строят гнезда на акации, кормят потомство нектаром и изо всех сил защищают свои деревья. Если к их дому приближается слон или жираф (а это из-за вкусных листьев акаци случается часто), целая армия агрессивных муравьев устремляется вниз и прогоняет травоядных от своего дерева.

Муравьи могут быть очень агрессивными, если им приходится защищать своих детенышей или территорию

Такая стратегия защиты муравьев слишком хорошо знакома Катлин Рудольф (Kathleen Rudolph). При изучении эко-системы саванны она испытала на себе всю действенность этого метода: ни шляпа, ни длинные рукава, ни садовые перчатки не могли защитить исследовательницу от колонии муравьев, лавиной стекающих с дерева.

"У животных действительно талант находить особенно мягкие и чувствительные места кожи. Они поистине надоедливы".
Катлин Рудольф, Университет Флориды

Но не только крупные травоядные и любознательные ученые атакуют муравьев. На их любимые акации порой претендуют сородичи другой группы. В результате ведутся постоянные бои и уничтожаются целые колонии насекомых.

Борьба до полного исчезновения

Катлин Рудольф попыталась выяснить, как ведут себя победители и побежденные, а также, для чего нужна эта длительная неистовая война. Ее исследование, вышедшее в Behavioral Ecology, показало, что акациевые муравьи Африки, выигравшие битву, способны перепрограммировать своих проигравших соперников.

Бои между двумя колониями могут длиться долго и требуют много жертв. Но, если матки обеих групп еще живы, муравьи-солдаты не сдаются.

"Однако колонии могут прекращать боевые действия и провозглашать что-то вроде перемирия. Это замечательно".
Катлин Рудольф

Когда бой останавливается, точно неизвестно. Исследовательница полагает, что продолжительная борьба может приводить к изменению запахов, по которым муравьи распознают членов собственной группы. Если достаточное количество бойцов противника приобрело запах противоположной группы, то боевые действия могут закончиться.

Это должно означать, что физического победителя не было. Просто идентификатор одной группы перешел на другую. В следующих сражениях бывшие противники уже борются на одной стороне.

Источник: news.ufl.edu

Медоносные пчелы умнее, чем всегда считалось

Магдебург (Германия) - Последние исследования подтверждают то, что давно уже поняли пчеловоды: медоносные пчелы умнее, чем до сих пор считалось. Новые сведения нейробиологов из Магдебурга представляют также интерес для исследований в области робототехники.

Как сообщила в журнале "Frontiers in Behavioral Neuroscience" команда, возглавляемая Эвреном Памиром (Evren Pamir) из Института нейробиологии им. Лейбница, научно-исследовательское объединение ученых из Берлина, Констанца и Вюрцбурга разбиралось в процессах обучения почти 3300 медоносных пчел.

"При ассоциативном обучение привлекательность запаха связана с вознаграждением сахаром", - объясняют исследователи. - "Если желто-черные насекомые выставляют при восприятии запаха свои хоботки, у них закрепляется связь аромата и вознаграждения". Чтобы это натренировать, часто требуются многократные повторения. Лишь тогда пчелы запоминают эти сочетания.

Пчела собирает нектар Фото: А. Мюллера (grewi.de)

Однако в новом исследовании ученые смогли показать, что для создания такого обучения медоносных пчел может быть достаточно всего нескольких тестов. "Пчелы учатся быстрее, чем мы всегда предполагали, - пояснил Памир. - Кроме того, даже через 24 часа после одноразового знакомства с ароматом, сопровождавшимся сладким угощением, они все еще знают, что воспринятый запах связан с вознаграждением сахаром".

Идентифицированные таким путем нейронные механизмы, которые контролируют поведение при обучении умных пчел, можно использовать для информатики. Они должны будут войти в новый проект, который сейчас поддерживается Федеральным министерством образования и научных исследований: "Насекомые вдохновляют роботов: о роли памяти в процессе принятия решений". Его цель - развитие роботов, схемы которых сделаны на основе нейронных механизмов насекомых и могут самостоятельно решать задачи.

Источник: grewi.de

Пчелы умеют лечить себя медом

Исследование показало, что пчелы используют лекарственные вещества меда как лечебное средство.

Галле-Виттенберг (Германия) - Наряду с таинственной гибелью пчел их смерти способствуют и кишечные заболевания, от которых вымирают целые семьи. Тем не менее, трудолюбивые насекомые способны защитить себя от инфекции. Для этого они используют, как показало недавнее исследование, естественные лекарственные свойства самого меда.

Как сообщают исследователи, возглавляемые доктором Сильвио Эрлером (Silvio Erler) и профессором, доктором Робином Морицем (Robin Moritz) - университет Мартина Лютера, Галле-Виттенберг, и работавшие совместно с ними румынские ученые из Университета города Клуж-Напока в журнале "Поведенческая экология и социобиология", больные пчелы в отличие от здоровых сородичей предпочитают сорта меда, которые особенно эффективны против кишечной инфекции.

Каким медом пчелы лечат болезни

Поскольку во внутренней части ульев при температуре более 30 °C и высокой влажности воздуха существуют идеальные условия для распространения инфекционных заболеваний, пчелы защищают себя, с одной стороны, с помощью своей иммунной системы, а, с другой - произведенным ими медом, который содержит естественные ингредиенты, действующим против бактерий, грибов или вирусов.

Ученые изучали вопрос использования пчелами меда не только как пищи, но и в качестве лекарства для лечения болезней. Они хотели выяснить, зависит ли выбор меда от состояния здоровья насекомых, то есть “учитывают” ли они наряду с питательностью и его терапевтическое значение.

Пчела собирает нектар с подсолнуха

В лаборатории исследователи инфицировали пчел кишечным грибом Nosema ceranae, а затем сравнивали, как здоровые и больные пчелы выбирали между разными сортами меда. "Мы заметили, что зараженные пчелы не делали разницы между липовым медом и медом робиний, однако, у них было большое пристрастие к подсолнечному меду, которое даже увеличивалось с возрастающей инфекцией пчел", - подчеркнулл Эрлер.

Какие болезни лечит мед у пчел

После этого исследователи изучили эффективность меда при кишечной инфекции. "У пчел было значительно меньше спор кишечнике, если они питались исключительно медом с подсолнухов, а пчелы, употреблявшие падевый мед, показывали более сильное поражение грибковыми заболеваниями". В лабораторных испытаний подсолнечный мед показал лучший эффект, чем падевый.

Не только человеку полезен мед, но и самим пчелам, которые выбирают в случае заболевания не самый вкусный, а тот, что лучше помогает", - пишет Эрлер.

Источник:grewi.de

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.

Умные насекомые: шмели умеют логически мыслить

Среди сотен растений для шмеля не так просто найти цветок с нектаром. Очевидно, в планировании маршрута ему помогает способность мыслить логически.

В поисках питательного нектара шмели летят ежедневно к сотням цветов. Они поступают довольно хитро: наблюдают за сородичами и вычисляют ассоциативным способом лучшие источники пищи. При этом они комбинируют различную информацию - мыслят логически, пишут исследователи в журнале «Current Biology».

Ученые под руководством Эрика Доусона из Университета Лондона выпустили сначала 250 шмелей на поле с искусственными цветами. На некоторые из них они заранее посадили мертвых шмелей или модели насекомых - именно на те, где был питательный раствор сахара. Так шмели, участвовавшие в опыте, учились связывать присутствие сородичей с пищей.

Во второй части эксперимента "Цветы и шмели" исследователи позволяли шмелям в течение десяти минут смотреть на поле через стеклянное окно. На этот раз там находились разноцветные искусственные цветы, часть которых снова была занята так называемыми сородичами. Затем исследователи удалили модели шмелей, изменили последовательность цветов и запустили испытуемых на арену.

Теперь насекомые устремились к цветам точно того цвета, на каких до этого сидели их родичи. Шмели связали друг с другом две части информации и сделали последовательное заключение. Во-первых, там, где находятся другие шмели, есть еда. А во-вторых, другие шмели предпочитают определенный цвет, то есть этот цвет обещает корм. Шмели, которые никогда не учились связывать присутствие сородичей с питанием, летели, не ориентируясь на определенную окраску цветов.

Цветы и шмели: там, где раньше сидел сородич, наверное, нектара больше нет Фото: DPA

Тест на ассоциации давал и отрицательный опыт: если шмели видели сородичей на разноцветных цветах, а корма там не было, то впоследствии они избегали именно этого цвета. Вполне возможно, что у шмелей присутствие сородичей в поле ассоциируется с едой негативно, пишут исследователи. А так как шмели обычно выпивают нектар полностью, то лететь туда снова не стоило.

Логическое мышление для шмелей важно: чтобы собрать достаточно нектара, они должны подлетать каждый день бесчисленному количеству цветов. Уже более ранние исследования показали, что шмели в поисках корма способны к сложной навигации. Очевидно, они планируют свой маршрут и во время отсутствия сородичей по хитроумной системе: в одном тесте насекомые летели маршрутом повторно только в том случае, если он был короче, чем уже опробованный. Именно так они находят кратчайший путь.

У кого ухо на колене?

Фото: Д. Роберта

"Микрофон" колумбийского кузнечика Copiphora gorgonensis сбил с толку исследователей - такой слуховой механизм был ранее известен только у млекопитающих. Этот вид насекомых не только прыгает, как поётся в песенке, "коленками назад", у него и ухо оказалось... на колене!

У живых существ различных видов иногда появляются чрезвычайно похожие органы, или они начинают одинаково вести себя. Однако в процессе эволюции эти объекты могут получить совершенно разный облик, и тогда биологи относят это явление к "конвергентной эволюции". Классическим примером подобного сходства являются различные формы крыльев насекомых, птиц и летучих мышей, которые были "изобретены" природой несколько раз.

Один из наиболее удивительных случаев конвергентной эволюции органов слуха описали британские исследователи Бристольского университета из группы, возглавляемой Даниэлем Робертом (Daniel Robert). О кузнечике Copiphora gorgonensis и до этого уже было известно, что его барабанные перепонки расположены на коленях передней пары ног, как это свойственно кузнечикам и сверчкам.

Используя высокое разрешение рентгеновской томографии и лазерный виброметр, команда Роберта обнаружила структуры, удивительно напоминающие внутреннее ухо человека, но в 60-раз меньше (600 микрометров, то есть миллионных долей метра) и устроенные по-другому. Они оказались полноценными аналогами уха человека: с барабанной перепонкой, которая колебания воздуха преобразует в механические вибрации, и устройствами, соответствующими нашему среднему и внутреннему уху, создающими из колебаний нервные импульсы.

Слуховая система этого кузнечика находится слева и справа на передних ногах Фото: Даниэля Роберта

В ухе кузнечика присутствует "слуховой пузырёк" (Auditory Vesicle). По структуре и выполняемым функциям, он соответствует улитке внутреннего уха человека и заполнен жидкостью. Давление на стенки пузырька изменяется под воздействием вибраций барабанной перепонки. Только тогда сенсорные клетки могут регистрировать сигналы, переводить их в нервные импульсы и передавать в центральные нервные узлы, обеспечивающие работу органов слуха.

Однако слышат кузнечики в ультразвуковом диапазоне (лучше всего звуки для привлечения брачного партнёра на частоте в 23 килогерц), что, безусловно, отличает их в этом вопросе от нас с вами и других млекопитающих. Аналогичные уши были найдены исследователями и у ряда других видов колумбийских кузнечиков, которые улавливают ультразвук даже на частоте 150 килогерц.

Ногами кузнечик прыгает и слушает

Как пишут исследователи в журнале "Science", работающий таким образом «микрофон» был известен до этого лишь у млекопитающих. Учитывая то, что ухо кузнечика, несмотря на свой небольшой размер, работает прекрасно, ученые надеются в будущем развивать более эффективные слуховые аппараты, уменьшая их размеры.