Муравьи-фуражиры эффективнее находят путь, получая дозы кофеина, как в энергетиках

Муравьи, получающие сахарную награду с кофеином, становятся эффективнее в навигации обратно к месту награды по сравнению с муравьями, получающими только сахар. Исследователи сообщают 23 мая в журнале iScience, что муравьи с кофеином двигаются к награде более прямым путем, но не увеличивают скорость, что указывает на улучшение способности к обучению.

Исследование проводилось на аргентинских муравьях (Linepithema humile), глобально инвазивном виде. Ученые считают, что добавление кофеина в приманки может помочь в борьбе с этими муравьями, улучшая их потребление.

Цель проекта — найти когнитивный способ заставить муравьев потреблять больше ядовитых приманок в полевых условиях. Промежуточные дозы кофеина усиливают обучение: муравьи начинают двигаться по более прямым траекториям и быстрее достигают награды.

Аргентинские муравьи — один из самых экологически вредных и затратных инвазивных видов. Методы борьбы с использованием ядовитых приманок оказались неэффективны, вероятно, из-за низкого потребления и отказа от приманок. Исследователи хотели проверить, может ли кофеин, улучшающий обучение у медоносных пчел и шмелей, улучшить способность муравьев запоминать место приманки и приводить к нему сородичей.

В лаборатории тестировалось влияние разных концентраций кофеина (0, 25 ppm, 250 ppm, 2000 ppm) на способность муравьев находить и снова локализовать сахарную награду. Самая низкая доза соответствует естественному содержанию в растениях, промежуточная — некоторым энергетическим напиткам, а самая высокая — летальной дозе LD₅₀ для пчел.

С помощью автоматической системы отслеживания ученые наблюдали за скоростью и прямотой пути 142 муравьев, протестированных по 4 раза каждый. Между попытками бумажная подложка заменялась, чтобы муравьи не могли следовать по собственному феромонному следу.

Результаты:

• Без кофеина муравьи не научились быстрее находить награду в последующих попытках.
• С низкой (25 ppm) и средней (250 ppm) дозой кофеина эффективность поиска повысилась.
  • Время фуражировки сокращалось на 28% за посещение при 25 ppm и на 38% при 250 ppm.
  • Эффекта при самой высокой дозе (2000 ppm) не наблюдалось.
• Кофеин не увеличивал скорость движения муравьев, но делал их путь менее извилистым. Это указывает на улучшение пространственного обучения, а не моторики.
• На способность эффективно возвращаться в гнездо кофеин не влиял.

Исследователи оптимистично оценивают потенциал кофеина для борьбы с аргентинскими муравьями, но необходимы дальнейшие изыскания. В настоящее время тестируются приманки с кофеином в полевых условиях в Испании, а также планируется изучить возможное взаимодействие кофеина с ядом в приманке.