Муравьи используют силу и интеллект для переноски тяжестей
Исследование, опубликованное во вторник, показало удивительную способность муравьёв сочетать коллективную мышечную силу с индивидуальной инициативой для перемещения тяжёлых грузов.
В экспериментах учёные продемонстрировали, как дюжина или более муравьёв, совместно тащащих, например, крупное насекомое, могут скорректировать свой курс на основе информации, предоставленной одним муравьём, присоединившимся к работе.
Каким-то образом осознав, что группа сбилась с пути или движется к препятствию, «разведчик» тонко сигнализировал о необходимом изменении направления, потянув под другим углом. Остальные муравьи не сопротивлялись, а следовали за ним.
«Отдельный муравей понимает, как обойти препятствие, но у него не хватает мышечной силы, чтобы сдвинуть груз», — пояснил Офер Файнерман, ведущий автор исследования из Института науки Вейцмана в Израиле. — «Группа нужна для того, чтобы усилить мощь лидера, чтобы она могла реализовать свою идею».
Не менее удивительно, что тот же муравей, взявший на себя роль лидера, через 10–20 секунд уступает эту роль другому вновь прибывшему муравью, обладающему более актуальной информацией. «Насколько мы можем судить, разведчик ничем не отличается от других муравьёв. Никто не назначает лидера, она — а не он — назначает себя сама, потому что обладает текущими знаниями о правильном направлении».
Гребля в унисон
Муравьи — одни из немногих животных, кроме человека, которые самоорганизуются для коллективной переноски грузов, значительно более тяжёлых, чем отдельная особь. Одна из проблем — как для муравьёв, так и для людей — найти баланс между синхронизированными действиями (конформизмом) и гибкостью, необходимой для адаптации.
Животные, живущие в группах (стаи рыб, отары овец), эволюционировали, чтобы действовать согласованно. Это качество позволяет муравьям тянуть вместе, а не врозь. Однако иногда этот «поведенческий конформизм» становится недостатком — здесь и вступают в дело информированные разведчики.
Взаимодействие групповых и индивидуальных усилий можно сравнить с отношениями между командой из восьми гребцов, работающих в унисон, и рулевым (кормчим), который управляет лодкой и следит за соперниками. «Одно отличие, однако, в том, что чтобы направлять груз, муравей-лидер тоже должен тянуть. В то время как все муравьи "гребут" в том направлении, куда движется "лодка", лидер гребёт в направлении, которое она знает как правильное».
Исследователи предполагают, что муравей временно берёт на себя лидерство просто появляясь, и «ей не нужно сообщать о своём присутствии».
Для экспериментов использовался инвазивный вид Paratrechina longicornis, встречающийся по всему миру. Летом они обычно переносят крупных (по сравнению с их трёхмиллиметровыми телами) насекомых в свои гнёзда для поедания.
Исследование, опубликованное в Nature Communications, также показало, что существует оптимальное количество муравьёв — около 15 — для достижения максимальной скорости при транспортировке. В экспериментах учёные использовали хлопья Cheerios, которые хранились в пакете с кошачьим кормом, чтобы сделать их привлекательными для муравьёв.