Муравьи самоорганизуют движение на тропах для увеличения пропускной способности и скорости

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Springer The Science of Nature – Naturwissenschaften, муравьи не замедляются, а ускоряются в ответ на увеличение плотности движения на своих тропах. Когда исследователи увеличили количество пищи, оставив её рядом с тропой, муравьи ускорились на 50%, несмотря на более чем двукратное увеличение плотности трафика.

При увеличении запаса пищи из гнезда отправляется больше муравьёв-фуражиров. С ростом плотности муравьёв увеличивается и количество встреч между особями, идущими от гнезда и к нему. Исследователи из Университета Галле-Виттенберг (Германия) предполагают, что эти встречи дают муравьям возможность обмениваться информацией и менять своё поведение в зависимости от условий.

Исследователи также выявили правила «этикета» муравьёв. Например, рабочие особи, возвращающиеся в колонию, чаще смещались влево, чем вправо, чтобы избежать столкновения со встречным муравьём. Вместо строгого разделения на полосы, как в человеческом движении, муравьи использовали лишь частичную сегрегацию: особи, движущиеся к гнезду, чаще использовали левую сторону тропы.

Наблюдения проводились за черноголовым луговым муравьём (Formica pratensis), видом, обитающим в основном на открытых лугах и питающимся падевой медвяной росой тлей как источником углеводов. Колонии расположены рядом с излюбленными местами кормёжки, где муравьи защищают и «выращивают» популяции тлей. Повторяющиеся путешествия становятся более эффективными благодаря использованию хорошо протоптанных троп, которые могут существовать более десяти лет.

Было снято на видео 1865 отдельных муравьёв на 15-сантиметровом участке тропы. Видео останавливали каждые 50 кадров и подсчитывали количество муравьёв на каждой «полосе». При низкой и средней плотности муравьи предпочитали центральные полосы. Скорость движения была изучена у 496 особей из общего числа.

Встречи между муравьями включали касание антеннами или обмен жидкостями. Количество встреч увеличивалось с плотностью, но это не снижало потока движения.

«Даже при самой высокой плотности, которую мы смогли достичь, мы не наблюдали никаких пробок», — говорит соавтор исследования Кристиане Хёнике. «Муравьи увеличивали темп и вытеснялись с центральных полос тропы, что приводило к самоорганизованной оптимизации трафика».