Муравьи-скалолазы не блуждают случайно, а «меандрируют» систематически

Исследование, опубликованное в журнале iScience 30 января, показывает, что по крайней мере один вид муравьев-скалолазов (Temnothorax rugatulus) при поиске пищи движется не случайным образом. Их поиск сочетает систематическое меандрирование со случайными перемещениями.

Ранее считалось, что муравьи, не знающие точного местоположения цели, используют чисто случайное блуждание. Однако наблюдения за Temnothorax rugatulus выявили у них выраженный регулярный паттерн меандрирования при исследовании территории вокруг гнезда. Муравьи плавно чередуют повороты влево и вправо с относительно постоянным пространственным периодом — примерно три длины тела.

Исследователи называют это поведение «меандрированием», потому что оно напоминает извилистый рисунок русла реки. Такой паттерн, вероятно, делает поиск более эффективным, чем чисто случайное блуждание, поскольку муравьи реже пересекают собственные следы и, следовательно, реже обследуют одну и ту же область дважды.

Учёные перенесли целую колонию в лабораторию для автоматического отслеживания всех муравьёв в постоянных условиях. Обнаруженный паттерн движения сравнили с компьютерными симуляциями случайного блуждания.

Анализ показал, что 78% муравьёв демонстрируют значительную отрицательную автокорреляцию на расстоянии около 10 мм (примерно 3 длины тела). Это означает, что повороты в одном направлении обычно сменяются поворотами в противоположном через примерно постоянное расстояние.

Такое поведение позволяет муравьям оставаться близко к гнезду, не повторяя поиск в одних и тех же зонах. Исследователи отмечают, что из этих простых правил могут возникать сложные, почти фрактальные траектории, напоминающие математические кривые, заполняющие пространство.

Это первое исследование, обнаружившее свидетельства эффективного поиска через регулярное меандрирование у свободно перемещающегося животного. Понимание правил, которые позволяют муравьям генерировать такие сложные паттерны поиска, может быть полезно для проектирования автономных роев поисковых роботов или дронов.