|
|||||||||
|
|
||||||||
18.05 - 22:33
Муравьи-разведчики нашли обходной путь для застрявших в лабиринте сородичей![]() Муравьи-разведчики помогают своим сородичам, которые несут добычу в гнездо, выбраться из ловушки-лабиринта и найти обходной путь. Эти насекомые исследуют пространство на некотором расстоянии от группы грузчиков, и если глубина ловушки не превышает расстояние до группы, разведчики помогают обойти препятствие. Авторы статьи, опубликованной в журнале eLife, с помощью математических моделей показали, что для успешного прохождения лабиринта достаточно радиуса разведки на порядок меньше размера арены. Навигация в пространстве может быть основана на простых реакциях организма, как хемотаксис (движение по градиенту концентрации химических веществ), а может использовать когнитивные способности особи или даже коллективный разум целой популяции. Социальные животные могут совместно принимать решения, идти за лидером и проходить социальное обучение — все эти способности помогают членам группы в различных ситуациях. С помощью коллективного разума некоторые животные решают навигационные задачи, с которыми не справляется отдельная особь. Так, когда муравьи совместно перемещают предметы, часть насекомых несет груз, а часть бегает вокруг. Свободный муравей может примкнуть к несущей группе, стать лидером и задавать направление движения. Возможно, такие насекомые являются разведчиками, узнают наиболее выгодный путь и направляют по нему своих сородичей. Израильские ученые из Института Вейцмана под руководством Офера Фейнермана (Ofer Feinerman) исследовали поведение длиннорогих сумасшедших муравьев (Paratrechina longicornis) в лабиринте, похожем на естественную среду с препятствиями. На арене 70 на 50 сантиметров в случайном порядке были расставлены кубики ребром 0,8 сантиметров. С трех сторон лабиринт ограничили стенками, а с четвертой располагалось гнездо муравьев. На противоположном от гнезда краю арены клали кусочки кошачьего корма, пока насекомые не выработали маршрут от гнезда к кормушке и обратно. Затем корм заменили силиконовым кольцом диаметром один сантиметр — до этого оно ночь лежало в мешке с кошачьей едой, муравьи принимали его за пищу и совместно переносили в дом. Насекомые могли свободно огибать препятствия и двигаться любым маршрутом, но кольцо проходило не везде — расстояние между соседними кубиками далеко не всегда превышало радиус кольца. Чтобы обогнуть все препятствия, муравьи должны были построить сложный маршрут.
Ученые ставили в лабиринт различное число кубиков и наблюдали за тем, смогут ли муравьи преодолеть его (попытка считалась успешной, если насекомые доставляли кольцо в гнездо меньше чем за восемь минут). Результат насекомых сравнивали с долей успешных решений математической модели пинбола (игра, в которой шарик катится по наклонной поверхности, сталкиваясь с препятствиями) — в ней кольцо проходит лабиринт по случайной траектории. Чем больше кубиков стояло на арене, тем сложнее насекомым было проходить лабиринт с грузом; однако они справлялись с задачей, даже если на арене было 300 кубиков и 55 процентов площади было занято препятствиями. Это высокий показатель — согласно расчетам по теории перколяции (или теории просачивания — математической модели, с помощью которой описывают протекание жидкости через пористые материалы) порог протекания для этой среды составляет 60 процентов занятой площади; если препятствий больше, арена считается разбитой на несвязанные участки и непроходимой.
В простых лабиринтах и арене без кубиков муравьи решали задачу с такой же эффективностью, что и модель пинбола. Однако чем больше препятствий находилось в среде, тем больше насекомые выигрывали у модели — им удавалось успешно пройти лабиринт в большем числе случаев. Чтобы объяснить это, исследователи наблюдали за поведением муравьев-разведчиков, которые не несли груз. Когда кольцо заходило в ловушку из кубиков, свободные насекомые рассредотачивались на 10 сантиметров вокруг кольца (это расстояние обозначили как радиус чувствительности), а если муравьи не попадали в ловушки, масштабы коллективной разведки сокращались. Авторы работы предположили, что разведчики присоединяются к несущей группе и направляют ее по обходному маршруту в пределах радиуса чувствительности. Чтобы проверить гипотезу, модель пинбола дополнили: после попадания в ловушку кольцо двигалось не в случайном направлении, а с учетом конфигурации среды в некотором радиусе вокруг препятствия. Затем сравнивали эффективность преодоления отдельных препятствий муравьями и двумя моделями — длину пути, которое проходило кольцо, чтобы освободиться из ловушки. Учитывали сложность ловушки: ее глубину и кратчайший маршрут, которым ее можно обойти. Муравьи преодолевали ловушки, глубина которых не превышала радиус чувствительности, эффективнее, чем базовая модель пинбола. Когда ловушка была глубже, успешность ее преодоления резко снижалась; расширенная модель пинбола вела себя схожим образом. Эффективность преодоления всего лабиринта с тем же восьмиминутным порогом в расширенной модели была близка к показателям муравьев.
Длина траектории, по которой муравьи (синий) или модели пинбола (красный — базовая модель, розовый — расширенная) выбирались из ловушки. По горизонтальной оси — глубина ловушки Aviram Gelblum et al. / eLife, 2020 Поделиться Успешность прохождения лабиринта в зависимости от количества препятствий. Синий — муравьи,красный — базовая модель, розовый — расширенная, черный — наличие решений лабиринта
Мы уже писали про исследование ученых из той же группы, в котором они выяснили, что в группе муравьев, несущих предмет, есть грузчики и разведчики (или координаторы) и что движение группы отличается от случайных блужданий. В этом эксперименте насекомые двигались не в лабиринте, а в открытом поле, и вместо силиконового кольца переносили в гнездо овсяное колечко. Алиса Бахарева https://nplus1.ru/ Ключевые слова:
|
|||||||||
Читайте также:
Велосипед: крок до зниження холестерину та зміцнення імунітетуВелосипед — це не лише зручний засіб пересування, а й потужний інструмент для поліпшення здоров'я Vier gesunde Gewohnheiten für ein langes LebenIn der modernen Welt, in der Stress und ein schnelles Lebenstempo alltäglich geworden sind, gewinnen Fragen der Gesundheit und Langlebigkeit an Bedeutung Cztery zdrowe nawyki na długie życieWe współczesnym świecie, w którym stres i szybkie tempo życia stały się czymś powszechnym, kwestie zdrowia i długowieczności stają się szczególnie ważne Four Healthy Habits for a Longer LifeIn today's world, where stress and a fast-paced lifestyle have become commonplace, health and longevity are becoming more important than ever Четыре полезных привычка для долгой жизниВ современном мире, где стресс и быстрый ритм жизни стали привычными, вопросы здоровья и долголетия приобретают особое значение |
|||||||||
|