Мурахи планують наперед: як комахи прибирають перешкоди

Дослідники з Ізраїлю та Швейцарії вперше документально підтвердили здатність мурах планувати наперед під час колективного транспортування їжі. Вчені з Інституту науки Вейцмана виявили, що мурахи-довговуси можуть передбачати труднощі та заздалегідь прибирати перешкоди з шляху, яким їхні сестри нестимуть велику здобич.

Доктор Ехуд Фоніо, науковий співробітник Інституту науки Вейцмана та головний автор дослідження, пояснює: «Ми вперше показали, що робітниці мурах-довговусів можуть очищати перешкоди зі шляху до того, як вони стануть проблемою. Вони передбачають, куди потрібно буде нести великий предмет їжі, та заздалегідь готують шлях. Це перший задокументований випадок, коли мурахи демонструють таку далекоглядну поведінку під час кооперативного транспортування».

Відкриття сталося випадково, коли дослідники спостерігали за мурахами в природі. Вони помітили, як окремі робітниці використовували свої щелепи, щоб підбирати та відносити дрібні камінці поблизу груп мурах, які разом транспортували велику здобич комах.

«Коли ми вперше побачили мурах, які прибирають дрібні перешкоди попереду рухомого вантажу, ми були вражені. Здавалося, ніби ці крихітні створіння розуміють труднощі, що чекають попереду, та намагаються заздалегідь допомогти своїм подругам», — розповідає доктор Офер Файнерман, професор Інституту Вейцмана та співавтор дослідження.

Для детального вивчення цієї поведінки Фоніо та колеги провели 83 експерименти на одній суперколонії мурах-довговусів на території Інституту Вейцмана. Замість каміння вони використовували пластикові намистини діаметром 1,5 міліметра, що становить половину довжини тіла мурахи, щоб блокувати шлях комах. Як здобич використовували гранули корму для котів, який подобається мурахам.

Як і багато інших видів мурах, довговуси сповіщають своїх сестер про наявність великих предметів їжі, залишаючи запахові сліди. Вони бігають хаотично, звідси їхня назва «божевільні», торкаючись землі кінчиком черевця кожні 0,2 секунди, щоб залишити краплину феромону. Цей феромон швидко приваблює інших робітниць до їжі. Вчені виявили, що цей же феромон відіграє ключову роль у поведінці очищення.

Спостереження показали, що робітниці найчастіше прибирали намистини, які лежали приблизно за 40 міліметрів від їжі в напрямку гнізда. Вони переносили ці намистини на відстань до 50 міліметрів, перш ніж кинути їх подалі від маршруту, що веде до гнізда. Рекордсменка очистила 64 намистини поспіль.

Така поведінка очищення завжди спостерігалася, коли гранула була цілою, але рідко — коли її розділяли на крихти. Це розрізнення здавалося адаптивним, оскільки спостереження показали, що крихти завжди носили додому поодинокі робітниці, які просто обходили будь-які намистини на своєму шляху.

Цілі гранули завжди спонукали до кооперативного транспортування кількома робітницями, які зазвичай зупинялися перед сіткою намистин, доки їх не прибирали.

Те, що намистини справді були перешкодою, стало очевидним з часу, який потрібен був для кооперативного транспортування через тунель розміром 5 на 7 сантиметрів: це тривало в 18 разів довше, коли прохід був заповнений намистинами, ніж коли він був вільний від перешкод.

Подальші спостереження також показали, що робітницям не потрібно було контактувати з їжею, щоб почати поведінку очищення: їх спонукали до цього феромони, залишені фуражирами. Однієї мітки поблизу намистини було достатньо, щоб перевести робітницю в режим очищення, після чого вона активно шукала більше намистин для прибирання.

Доктор Даніель Мерш, колишня постдокторська дослідниця того ж інституту, пояснює: «Загалом ці результати означають, що наше початкове враження було хибним: насправді окремі робітниці зовсім не розуміють ситуації. Ця розумна поведінка відбувається на рівні колонії, а не окремої особини. Кожна мураха слідує простим сигналам, як свіжі запахові мітки, залишені іншими, не потребуючи розуміння загальної картини, але разом вони створюють розумний, цілеспрямований результат».

Файнерман додає: «Люди планують наперед, уявляючи майбутні події у своїй свідомості; мурахи цього не роблять. Але взаємодіючи через хімічні сигнали та спільні дії, колонії мурах можуть поводитися напрочуд розумно, виконуючи завдання, які виглядають заплановано, хоча жодна окрема мураха не займається плануванням».

Результати дослідження опубліковані в журналі Frontiers in Behavioral Neuroscience. Вчені вважають, що ці мурахи дають нам аналогію з мозком, де з діяльності відносно простих обчислювальних одиниць, а саме нейронів, дивовижним чином виникають високі когнітивні здібності.