Учёные из Германии и США недавно опубликовали статью в журнале Science, в которой рассказали о своих длительных наблюдениях за муравьями вида Solenopsis invicta. В смоделированной среде с грунтом насекомые были вынуждены рыть узкие подземны ходы. Всё это снималось и фиксировалось на камеру. На основании отснятого материала поведение муравьёв было описано математически. Полученный алгоритм научил транспортных роботов уступать друг другу дорогу в ситуациях, которые раньше были для них неразрешимы.




Муравьи эволюционировали миллионы лет, поэтому они на генетическом уровне понимают, как можно не создавать пробок, которые замедляют и самого виновника происшествия, и тех, кто движется рядом с ним. Поэтому они быстро соображают, как можно отступить и пропустить встречных сородичей в узких и длинных туннелях. Без этого процесс рытья ходов и вынос грунта из-под земли происходи бы дольше в несколько раз. Как предполагают авторы исследования, «муравьиный» алгоритм может помочь в регулировке дорожного движения с участием и живых водителей, и беспилотных автомобилей.

Фото: rasfokus.ru

Почти все стороны жизнедеятельности муравьиной колонии задаются её биологией и окружающей средой, к которой первая приспосабливается. Мы уже знаем, как легко многие виды способны изменить способ фуражировки, если только к тому появятся весомые причины. Давайте теперь в этом ключе рассмотрим поведения двух родственных видов из рода Messor, которые в природе зачастую оказываются соседями. Это M. intermedius и М. variabilis.


Дело в том, что они стараются обустраивать свои гнёзда вдали от представителей собственного вида. Причина проста - чтобы у колоний не пересекались кормовые территории. И поскольку M. intermedius занимается сбором семян эфемеров, а М. variabilis специализируется на семенах ядовитого многолетника Peganum harmala, они спокойно располагаются рядом друг с другом. Тем и интересней сравнить их подход к фуражировке.




Как у многих других степных растений, у растений-эфемеров полный цикл развития проходит за несколько недель. Поэтому собирать их нужно очень быстро. Это требование заставляет M. intermedius заниматься массовой фуражировкой. Муравьи огромными шеренгами идут за разведчиками, а потом - с семенами - обратно в гнездо. М. variabilis же эти семена не трогают, даже если их очень много прямо рядом с местом расположения колонии. 


Если у первого вида семьи более многочисленные, и они могут себе позволить организовать большую толпу на сбор, то у второго вида всё несколько иначе: и семьи поменьше, и сами муравьи помельче; впрочем, это им не мешает - они просто другие, и для своих целей прекрасно приспособлены. Собирают семена Peganum harmala они поодиночке, разбредаясь по всему окружающему пространству, и при этом никуда не спешат. Траву этого многолетника не ест никакой скот из-за её ядовитых свойств, поэтому она опадает и долго лежит себе, ожидая пока её не подберут. Срочность и массовость влияет на другой интересный показатель - процент мусора, который фуражиры тащут в гнездо. У M. intermedius - почти 30%, а у М. variabilis - едва ли 5%. Первым нужно тащить всё и сразу, а потом у них будет время заниматься сортировкой, отделением зёрен от плевел. Вторых же никто не гонит, да и каждый из них индивидуально отвечает за качество того, что он тащит в гнездо, вот и работа выполняется более чисто.

Фото: antlabs.net

Как известно, отношения между различными видами муравьёв крайне сложны - существуют и социальный паразитизм, и разные формы доминирования, и прямое рабовладение. Но существуют и более тонкие типы взаимоотношений, которые резко контрастируют с явными и грубыми, о которых мы уже столько раз слышали, смотрели и читали.


Ж.И.Резникова обнаружила интересное использование муравьями Formica pratensis разведывательных способностей Formica cunicularia. Особи первого вида, являющегося доминирующим, наблюдают за деятельностью субдоминанта на различных участках. Если вдруг F. cunicularia обнаруживают пищу и начинают проявлять чрезмерную активность, тогда F. pratensis собираются в группу, чтобы занять его, спокойно вытеснив своим присутствием субдоминанта. 




Таким же методом у F. pratensis проходит мобилизация, когда их собственные разведчики обнаруживают что-нибудь съестное. Но пусть это не вводит вас в заблуждение - это не типичная реакция данных муравьёв на чью-либо активность. К примеру, Formica execta в этом смысле они игнорируют.


Выяснилось, что охотники F. pratensis пользуются услугами F. cunicularia только по определённым дорожкам. Похоже, представители доминанта лично знают нескольких субдоминантов, за которыми и присматривают, научившись определять их по запаху, чтобы при случае воспользоваться их добычей; при этом на прочих субдоминантов - даже с того же муравейника - не обращают внимания. 

Фото: Marcello Consolo

Геннадий Длусский, один из крупнейших мирмекологов мира, поставил кажущийся простым на первый взгляд эксперимент. Большую колонию Myrmica разделили на три части, разделив на равные количества и самок, и расплод, и поселив в схожих условиях. Очевидно, что тип и навыки поведения у всех муравьёв был изначально идентичным. В первую очередь речь о фуражировке с помощью мобилизации. Разведчик обнаруживает пищу, бежит в гнездо, собирает фуражировщиков и отводит их к находке, чтобы те занялись тем, чем положено.


Но вот учёные для каждой из дочерних колоний создают отличные условия, заключающиеся в трёх режимах питания. Одних муравьёв кормили из большой кормушки, которая всегда находилась в одном и том же месте. Других - из множества малых кормушек, которые постоянно переставляли. Третьих - из малых, и только ночью. Довольно скоро вторая и третья колонии изменили пищевое поведение, адекватно сложившейся ситуации, другими словами - они отошли от видовой нормы.



К первой кормушке бегали разведчики, которые мобилизировали фуражировщиков и вели их за собой - всё, как и должно быть, если не считать нескольких хитрецов, которые запомнили дорогу и срезали путь, т.е. научились обходиться без разведчика. Ко второй группе кормушек муравьи бегали по-одиночке; разведчики не устраивали массовых мобилизаций. Третья группа кормушек заставила разведчиков поступать очень необычно для своего вида: они находили пищу, после чего возвращались в гнездо, оставляя на обратном пути запаховый след, по которому и отправлялись на работу фуражировщики.


Результаты исследования подталкивают нас к мысли, что кажущиеся черты поведения конкретных видов, - по крайней мере, часть из них, - всего лишь результат приспосабливаемости вида к определённым условиям обитания. Любопытно, что муравьи достаточно быстро и легко изменили своё поведение. Возможно, именно такая гибкость помогла им распространиться по всему миру.

Фото: fourmis-boutique.fr

Природа социальности муравьёв давно интересует мирмекологов. Один из экспериментов, результаты которого немного пролили свет на её существо, заключался в возведении стены вокруг колонии фаэтонов, проживающей в пустыни. Дело в том, что этот вид характерен индивидуализмом в вопросе охоты и фуражировки. Но вот создаётся ситуация, когда им приходится толкаться на небольшом пространстве вокруг муравейника, благодаря чему между муравьями возникает взаимодействие, которое происходит только внутри гнезда. Когда была убрана стена, способы взаимодействия сохранились, и снаружи сохраняется то, чего раньше не было, - совместная фуражировка.




Первая ласточка конкуренции в молодой колонии возникает тогда, когда, казалось бы, на неё нет даже намёка. Матка откладывает яйца, вот появляются первый десяток муравьёв - и все они хотят быть няньками. Инстинкт ухода за расплодом заставляет муравьёв выяснять между собой отношения, у кого это получается лучше всего. Где расположить яйца, когда их перенести в другое место, когда и чем покормить. В этой борьбе иногда страдают не только муравьи, не только расплод, но даже и королева колонии. Спасает насекомых не ген, который давит конкуренцию, и не табу на борьбу с королевой. На стадии в 8-10 особей включается инстинкт охоты и собирательства, и энергичные муравьи начинают заниматься исследованием внешнего мира и поисками пищи.


Охотники устремляются наружу за пищей, которая необходима всем. Новая социальная функция тоже требует того, чтобы ею занимались лучший. Хотя бы в этой борьбе матка не принимает участия. Постепенно складывается организация, в которой ясно: кому уходить дальше всем, кому вести за собой помощников, а кому следовать за лидерами. Казалось бы, конкуренция разлагает социальность, но при этом без неё тоже никуда, потому что колонии не поздоровиться, если каждый её член не будет стараться ревностно исполнять свой долг. Но чем больше становится колония, тем дальше, на её периферию отодвигаются стычки интересов, и они всё меньше угрожают стабильности внутри муравьиной семьи.

Фото: static.inaturalist.org

Один из важнейших показателей общего состояния муравьиной колонии - численность её жителей. Естественно, подразумеваются видовые особенности, потому что для одних наличие 50 особей - это уже много, а других 1000 - слишком мало. А если перейти к плотности расселения колоний, получается интересная картина влияния на других насекомых. Было замечено, что в наших умеренных лесах при повышении плотности муравьиных колоний резко снижается численность клещей. Всем известно, что муравьи не трогают клещей; но тогда как они на них влияют?




Если земля кишит ими, становится неуютно грызунам, особенно за своё потомство. Те покидают нажитые лесные участки, оставляя клещей без основного источника пищи. Вот и получается, что популяция клещей естественным образом начинает резко сокращаться. Из этой небольшой зарисовки следует любопытный вывод: муравьи напрямую влияют на то, какие животные будут проживать в том или ином регионе. И чем выше их плотность, тем сильнее это воздействие. Есть над чем задуматься!


Фото: mosquitosquad

Даже не самые внимательные наблюдатели легко замечают, что на теле многих видов муравьёв легко обнаружить короткие или более-менее длинные шипы. Как правило, они достаточно острые, чтобы порезать мягкую ткань. Предназначение их очевидное - защита от хищников, которые не прочь полакомиться муравьями.




Но есть экзотические виды, которые всем своим видом показывают, что даже помышлять не стоит о том, чтобы с ними связываться. Эволюционный механизм возникновения формы их шипов пока изучается, но то, как они ими умеют пользоваться - поражает. Ясно только то, что к возникновению таких шипов могла привести только суровая среда для выживания. Изогнутые шипы могут легко вонзиться в кожу любого нападающего, а поскольку муравей некоторое время будет удерживаться на своём обидчике, он всё это время будет наносить болезненные укусы. Также благодаря шипам муравьи - в случае нападения на гнездо - массово сцепляются друг с другом. Хоть и делают они это непреднамеренно, но эта способность в разы усложняет задачу хищнику. Иногда эти шипы в шутку называют рыболовными.

Фото: wikimedia

Муравьи - один из самых сложных объектов для изучения. Из-за их сообразительности в научных исследованиях постоянно происходят серьёзные путаницы. Более полувека назад был поставлен опыт, в котором над муравьиной дорожкой на нитке была подвешена ёмкость с сиропом. Чтобы накренить ёмкость, нужно было потянуть другой конец нити, находящийся в другом месте дорожки. Результаты удивили. Получилось так, что одни муравьи тянули нитку - а другие вкушали сиропные радости. Учёные увидели в этом признаки альтруизма и осознанного коллективного мышления. Лишь потом, тщательно изучив все исходные данные, исследователи поняли, что неслабо обманули самих себя. Муравьи, тянущие нитку, не помогали своим собратьями - они просто хотели очистить дорожку от какой-то неведомой штуки, затрудняющей движение. А другие просто увидели, что откуда-то появился сироп, ну и начали налегать на него. 



Очередной прокол, который был на слуху, случился 9 лет назад. Сразу скажем наперёд, что в данном случае энтомологи, может, и правы, но слишком уж большая вероятность в ошибочной интерпретации. Сенсационные заголовки облетели весь мир: муравьи-бегунки спасают попавших в ловушку сородичей. Они откапывают песок, тянут его за лапки, пытаются перегрызть нить, которой он привязан. И спасают только родственников, а не особей своего вида в целом. Но таких случаев было зафиксировано слишком мало, чтобы делать серьёзные выводы. И напрашиваются очевидные мысли: видишь муравья - дёргая его, а если по запаху он чужой - ну так он нам и не нужен.

Фото: krasfun.ru

Как правило, для упрощения математические модели взаимоотношений хищников и жертв рассматривают так: один вид - одна жертва. Конечно, в природе всё зачастую сложнее: один хищник может питаться несколькими жертвами, и на одну жертву может охотиться несколько врагов. К тому же, взаимоотношения между хищниками бывают разные: они либо мешают друг другу, либо взаимодополняют, и тоже разными способами. Учёные из США в 2010-2011 годах в штате Коннектикут провели уникальный, первый в своём роде эксперимент, целью которого было изучение взаимоотношений между муравьями и птиц, которые поедают на деревьях различных гусениц. В оборот исследователи взяли 6 гектаров леса, 8 видов деревьев, 5 видов птиц, виды муравьёв из 3 родов, 69 видов гусениц из 9 родов.


Суть эксперимента заключалась в том, что благодаря некоторым манипуляциям изучаемые ветки разделили на несколько классов: к одним не допускали никого, к другим - только муравьёв, к третьи - только птиц, к четвёртым допускали и тех, и других. Через три недели собирали муравьёв и гусениц, определяли их видовую принадлежность. Отдельно отмечали, являются гусеницы полифагами или монофагами. Были подготовлены многомерные статистические модели, после анализы которых можно было сделать окончательные выводы. Как и ожидалось, муравьи и птицы заметно сокращали популяцию гусениц, и наибольший эффект был заметен в местах, куда были допущены эти два хищника. Птицы, как более крупные хищники, выбирали более крупных жертв, а муравьи - более мелких. Самым интересным и неожиданным оказалось то, что существует дифференциация жертв по типу питанию (полифаги или монофаги). Муравьи не оказали влияния на гусениц-полифагов, а вот птицы истребили 24% их популяции; с другой стороны - птицы никак не повлияли на гусениц-монофагов, когда муравьи сократили их популяцию на 19%. При этом эффект влияния муравьёв на этих гусениц был заметен только в присутствии птиц.


Учёные пока не могут объяснить этого факта, хотя уже строят на этот счёт гипотезы. Возможно, гусеницы-монофаги хорошо адаптированы к определённым растениям в более широком смысле, чем предполагалось ранее: они не просто питаются, но и лучше на них скрываются - вот и для птиц они становятся менее заметными, чем для муравьёв. Либо муравьи переключают своё внимание на этих гусениц тогда, когда птицы заметно понижают количество полифагов.

Результаты были опубликованы в журнале Journal of Animal Ecology
Фото: wikimedia

Геральдика - древняя традиция и практика использования различных символов на гербах стран, городов, семей и других образований. Язык этой дисциплины сложился в Средневековье, тогда она начала оформляться как полноценная наука, но её корни можно проследить в глубинах человеческой истории. В геральдике особое значение придают различным животным: медведям, голубям, львам, лошадям, соколам, пчёлам, рыбам, и многим другим. Оказывается, в этом ряду нашлось место и для муравьёв. Конечно, гербы с муравьями встречаются крайне редко, но тем они, возможно, и приковывают к себе особое внимание. Считается, что муравей символизирует трудолюбие, порядок, исполнительность и усердие.


Предлагаем вам подборку 9 таких гербов. Какой вам нравится больше всего?