Сумасшедшие муравьи сотрудничают для транспортировки тяжелых грузов

Учёные из Израиля выяснили, как муравьи сотрудничают, чтобы переместить большие куски пищи в свои гнёзда. Тяжёлую работу делает большая группа муравьёв, в то время как небольшое количество "разведчиков" руководит процессом и направляет их. Исследователи считают, что такое разделение труда — математически идеальный баланс между индивидуальностью и подчинением.

Учёные сосредоточились на так называемых сумасшедших муравьях вида Paratrechina longicornis, получивших своё прозвище из-за хаотичных, быстрых и, на первый взгляд, бессмысленных движений. Этот вид широко распространён по всему миру. Открытие было сделано благодаря анализу видеозаписей, на которых зафиксировано, как муравьи транспортируют пищу (например, кукурузные хлопья).

Результаты исследования показали, что поведение сумасшедших муравьёв вовсе не так бесцельно, как кажется. На самом деле оно очень тонко организовано.

Для того, чтобы доставить большой кусок пищи в своё гнездо, маленький муравей нуждается в помощи сородичей (фото Asaf Gal, Ofer Feinerman).


"Группа рабочих муравьёв необычайно чувствительна по отношению к своему лидеру, — рассказывает ведущий автор исследования доктор Офер Файнерман (Ofer Feinerman), физик из Вейцмановского института в Реховоте. — Похоже, что у муравьёв индивидуализм не слишком популярная стратегия: около 90% времени они повторяют действия за своими собратьями и лишь 10% времени проявляются самостоятельность".

Это означает, что в целом все муравьи работают в одной бригаде. Это позволяет избежать эффекта "перетягивания каната". При этом, как правило, один муравей, обладающий информацией, может изменить все действия своей команды.

"Лидер у сумасшедших муравьёв не является какой-то привилегированной особью, он не больше и не сильнее остальных — он просто есть, и он задаёт общее, верное направление, — объясняет доктор Файнерман. — Взаимодействие и общение в этой системе настолько сильны, что приказ муравьи чувствуют даже через объект".

Таким образом, несмотря на огромное количество муравьёв в команде, навигацией занимается только одна особь — лидер, или, как его ещё называют исследователи, "разведчик".

Муравьям удавалось перемещать объекты до 16 сантиметров в длину, однако им оказалось сложно избегать препятствий (фото Ehud Fonio, Ofer Feinerman).

Чтобы проверить свою гипотезу, доктор Файнерман и его коллеги подвергли муравьёв ряду экстремальных испытаний. Они подсовывали насекомым объекты, которые по размеру их существенно превышали.

"Очевидно, что для перемещения большого предмета понадобится и много муравьёв. Примерно дюжина особей обычно тащит, например, большое мёртвое насекомое. И все муравьи получают сигнал от одного лидера. Как правило, один муравей точно знает, как обойти препятствие, однако ему не достаёт сил, чтобы выполнить работу в одиночестве", — рассказывает учёный.

Когда муравьи получали в своё распоряжение кремниевые диски (от 8 до 16 сантиметров в диаметре), они начинали толкать их в одном направлении. Правда, тащить добычу они могли лишь по гладкой горизонтальной поверхности — огибать препятствия для насекомых стало невозможным.

Муравьи объединяют усилия для выполнения задач (фото Ehud Fonio, Ofer Feinerman).

Доктор Файнерман объяснил, что навигация работает лучше всего тогда, когда особи имеют дело с объектами среднего размера относительно муравья, то есть с теми, размер которых не превышает 1 сантиметра в диаметре. Такие объекты достаточно просто протащить в гнездо.

В результате эксперимента учёные пришли к выводу, что для подъёма муравьям идеально подходят овсяные хлопья и, как ни странно, корм для кошек.

"Один из моих коллег, Эхуд Фонио (Ehud Fonio), переехал в новую квартиру примерно в то же время, когда пришёл к нам в лабораторию. Так вот, в его квартире были муравьи, и однажды он увидел, как те крадут кошачью еду, — объясняет учёный. — На следующий день он принёс видеозапись. Мы сочли это достаточно интересным явлением и начали экспериментировать. Работа над этим проектом заняла у нас четыре года".

Файнерман полагает, что муравей берёт на себя управление временно просто по той причине, что он знает верную дорогу. При этом главенствующая особь постоянно меняется, то есть руководящая должность у муравьёв временная. Исследователи также обнаружили, что для достижения максимальной скорости при транспортировке существует оптимальное количество муравьёв — 15 особей.

Научная статья Файнермана и его коллег была опубликована в издании Nature Communications.