Запах — ключевое чувство, скрепляющее муравьиное общество

Муравьи встречаются почти повсюду на Земле. По приблизительным оценкам, их численность превышает 10 квадриллионов (1 × 10¹⁶), что составляет около 1 миллиона муравьёв на человека. Они — одни из самых биологически успешных животных.

Частью их эволюционного успеха является удивительное обоняние, позволяющее узнавать сородичей, общаться и кооперироваться.

Муравьи живут в сложных колониях (гнёздах), где происходит множество социальных взаимодействий. Одна или несколько маток отвечают за размножение. Большинство членов колонии — бесплодные рабочие особи (самки-сёстры), живущие ради служения группе.

Для защиты колонии, поиска пищи и заботы о потомстве муравьям требуется надёжная коммуникация. Некоторые виды одомашнивают других насекомых или создают сельскохозяйственные системы, выращивая грибы на срезанных листьях.

Уникальные запахи

В отличие от людей, полагающихся на речь и зрение, муравьи используют в основном обоняние.

Тело муравья покрыто экзоскелетом с жировой плёнкой, несущей уникальный запах — индивидуальный запаховый "подпись". Эта подпись передаёт важную информацию:

• Матка пахнет иначе, чем рабочие, и получает особое отношение.
• Особи из разных колоний имеют разные запахи, что критично для защиты территории и может провоцировать агрессию.

Как работает "замок и ключ"

Химическая информация воспринимается через полые волоски на антеннах, содержащие хемосенсорные нейроны (рецепторы). Запахи, например, с жировой плёнки, действуют как химические "ключи". Нейронный "замок" открывается только своим "ключом". При связывании рецептор отправляет сложный сигнал в мозг, который его расшифровывает, что приводит к кооперации с сородичами или атаке на чужаков.

Что происходит при "поломке замков"

В исследовании, опубликованном в BMC Biology, учёные манипулировали обонянием муравьёв с помощью целевых препаратов и генной инженерии:

1. Блокировка "замков": предотвращала попадание информации в мозг (как если бы зажать нос).
2. Массовое открытие "замков": вызывало перегрузку нейронов сигналами.

В обоих случаях способность муравьёв получать точную информацию нарушалась. Они переставали атаковать чужаков и становились менее агрессивными. Без чётких сигналов муравьи проявляли сдержанность, предпочитая принять другую особь, а не напасть. Это социальное сдерживание, вероятно, является врождённым и даёт эволюционное преимущество, предотвращая смертоносные стычки внутри колонии из-за ошибок идентификации.

Крах общества

Потеряв обоняние и способность к точной коммуникации, муравьи переставали действовать как сплочённая колония:

• Они не узнавали и не атаковали врагов.
• Они прекращали сотрудничать с сородичами: няньки не заботились о личинках, фуражиры не добывали пищу.
• Яйца высыхали, матка голодала.

Вывод: Без точного обмена химической информацией муравьиное общество рушится, и колония быстро погибает. Для муравьёв всё держится на обонянии.