Муравьи адаптируют использование орудий, чтобы не утонуть

Исследователи впервые наблюдали, как огненные муравьи-иммигранты используют песок для извлечения жидкой пищи из контейнеров, когда сталкиваются с риском утонуть. Это первое сообщение о таком сложном использовании орудий у животных. Результаты опубликованы в журнале Британского экологического общества Functional Ecology.

Лабораторный эксперимент впервые показал, что вид муравьёв обладает замечательной способностью адаптировать использование орудий. Когда муравьям предоставляли небольшие контейнеры с сахарной водой, они могли плавать и кормиться на поверхности. Однако когда исследователи снизили поверхностное натяжение, муравьи начали помещать песчинки на внутреннюю стенку контейнера, создавая структуру, ведущую наружу.

«Мы обнаружили, что муравьи использовали песок для постройки структуры, которая эффективно вытягивала сахарную воду из контейнера для последующего сбора», — сказал доктор Айминг Чжоу, ведущий автор исследования. «Это исключительное умение не только снижало риск утопления для муравьёв, но и предоставляло им больше пространства для сбора сахарной воды».

Песчаные структуры оказались настолько эффективными, что могли откачать почти половину сахарной воды из контейнеров за пять минут.

Исследователи изменяли поверхностное натяжение сахарной воды, добавляя поверхностно-активное вещество (ПАВ). Когда концентрация ПАВ превышала 0.05%, что представляло значительный риск утопления, муравьи строили песчаные структуры для откачивания жидкости. Эти структуры никогда не наблюдались, когда муравьи кормились в контейнерах с чистой сахарной водой, что указывает на адаптивный подход к этому новому использованию орудий.

Результаты не только демонстрируют способность огненных муравьёв использовать орудия для добычи пищи, но и то, что они могут распознавать повышенный риск и соответствующим образом корректировать своё поведение.

Доктор Цзянь Чен, другой автор исследования, отметил: «Мы знали, что некоторые виды муравьёв способны использовать орудия, особенно для сбора жидкой пищи; однако мы были удивлены таким замечательным использованием орудий, продемонстрированным огненными муравьями. Наши результаты позволяют предположить, что муравьи и другие общественные насекомые могут обладать значительными когнитивными способностями для разработки уникальных стратегий добычи пищи».

Использование орудий считается показателем когнитивной сложности и в основном наблюдалось у приматов и некоторых видов птиц. У беспозвоночных это поведение менее изучено и ранее считалось жёстко запрограммированным и негибким.

Огненные муравьи-иммигранты, Solenopsis richteri, родом из Южной Америки, но теперь являются инвазивным видом на юге США. Их гидрофобный экзоскелет позволяет им держаться на воде, но, вероятно, в природе они всё же часто сталкиваются с риском утонуть из-за важности жидкой пищи (нектар, медвяная роса) как источника углеводов.

В ходе исследования учёные оценивали риск утопления, измеряя долю утонувших муравьёв в контейнерах с сахарной водой и разной концентрацией ПАВ. Муравьи могли плавать на поверхности чистой сахарной воды, но доля утонувших значительно возрастала с увеличением концентрации ПАВ. Затем исследователи предоставили муравьям песок разного размера, чтобы проверить их предпочтения в создании песчаных структур при разном уровне риска.

Доктор Чжоу отмечает, что необходимы дальнейшие исследования: «Наши эксперименты проводились в лаборатории и ограничивались только огненными муравьями-иммигрантами». Следующим шагом будет определение того, насколько широко распространено такое поведение у других видов муравьёв.