Чему люди учатся у муравьев

Исследовательская работа «Чему учат муравьи» (2012 — 2013 уч. год)

Данная работа представляет собой теоретическое исследование вопроса: чему человек может научиться у таких маленьких насекомых, как муравьи. Цель исследования – выяснить, как живут муравьи, как устроен муравейник, кто руководит жизнью муравейника, какую роль выполняет муравьиная царица, а также чем муравьи питаются, какие выполняют обязанности, какую роль в жизни природы они выполняют, есть ли у них враги.

Ученик выступил с данной работой на Региональном конкурсе молодых исследователей «Ступень в науку». Работа отмечена Грамотой Министерства образования РСО-А.

Опубликована с разрешения родителей учащегося.

Скачать:

Вложение	Размер
proekt_muravi.pptx	2.8 МБ
proekt_muravi_bitiev_robert.doc	2.44 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Чему учат муравьи? Исследовательская работа Битиева Роберта, ученика 3 «Б» класса МБОУ СОШ № 15 Научный руководитель — Коломенская В.Г.

Внешний вид муравья

Рыжий лесной муравей: 1 — крылатая самка 2 — «рабочий» муравей.

Общение и работа

Общение и работа

«Пойди к муравью, ленивец, посмотри на его пути и будь мудрым…»

«Ознакомившись с жизнью муравьёв, невозможно не испытать сильнейшее удивление и замешательство…» П.Д.Успенский

Источник

Чему можно научиться у муравьев?

Мы должны выбирать: либо сеять весной, либо просить подаяние осенью.

Я всегда пытался внушить детям простые, но действенные правила жизни, которые можно назвать философией муравья. Я думаю, что каждый из нас должен изучать муравьев. Они имеют удивительную философию, которая состоит из четырех концепций.

Вот первая: муравьи никогда не сдаются. Это — хорошая философия. Если они направились куда-нибудь, и Вы попробуете их остановить, то они найдут другой путь. Они полезут наверх, вниз, обойдут вокруг.

Они будут искать другой путь, пока не найдут. Какая прекрасная философия, никогда не сдаваться и искать любой способ добраться до назначенного места.

Вторая: муравьи думают о зиме все лето. Лето не будет длиться вечно. Так что муравьи запасаются пищей на зиму в середине лета. Древнее правило гласит: «Не строй дом на песке летом». Почему этот совет важен для нас?

Потому, что нужно быть реалистом. Летом Вы должны подумать об осеннем шторме, наслаждаясь летом на пляже.

Задумайтесь о будущем.

Третья концепция философии муравья: муравьи думают про лето всю зиму.

И это очень важно. В течение зимы муравьи напоминают себе: «Зима не будет длиться вечно; мы скоро выберемся отсюда» .

И в первый теплый день муравьи вылезают наружу. Если опять становится холодно, они опять прячутся, и снова вылезают в теплый день.

Они постоянно живут в ожидании перемен к лучшему.

И последняя концепция философии муравья. Сколько муравей будет работать в течение лета, чтобы подготовиться к зиме? Столько, сколько сможет. Какая замечательная философия, «делать все, что в твоих силах».

Желаю успехов, Джим Рон.

А как Вам такая философия? Комментарии приветствуются!

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Чему учат в школе муравьев?

Революционный эксперимент, обнаруживший существование школ у муравьев Temnothorax albipennis, был проведен исследовательской группой Бристольского университета под руководством профессора Найджела Фрэнкса (Nigel Franks), сообщает LiveScience.

По мнению авторов исследования, им впервые удалось обнаружить в природе феномен передачи от учителя ученикам формализ ованных инструкций, а также их последующего интерактивного взаимодействия, в котором работы учащихся фиксируются, анализируются, а выявленные ошибки — корректируются и исправляются .

Самки муравьев вида Temnothorax albipennis, отправляясь на поиски пищи, зачастую «берут» с собой еще по одной «ученице». Если спутница затрудняется в поисках пищи, «учительница» обучает ее посредством тандемного бега. Обучение идет медленно. «Ученица» время от времени замедляет движение, затем догоняет «учительницу» и касается ее лапок, подавая таким образом сигнал о том, что она готова продолжать движение.

Исследователи проанализировали поведение муравьев и пришли к выводу, что процесс обучения сопровождается реакцией ведомого и лидера на поведение друг друга. К примеру, если ученица отстает, обучающая самка ждет ее, и наоборот. Как показывают исследования, шмели и шимпанзе тоже способны обучаться, наблюдая за сородичами. Однако «муравьиные курсы», по мнению ученых, явились первым примером взаимного обмена информацией в процессе обучения — и преподаватель, и учащийся корректируют свое поведение таким образом, чтобы обучение происходило в подходящем для ученика темпе.

Получение инструкций от «учительницы» значительно ускоряет процесс поиска пищи у менее опытной самки: 201 с уходит на поиск пищи под руководством инструктора и 310 с — на самостоятельный поиск. При этом не получает никакой выгоды в процессе, поскольку может двигаться в четыре раза быстрее без своей подопечной. Интересно, что иногда просто «сажает» ученицу себе на спину и направляется на поиски пищи. Но, несмотря на то, что этот метод работает в три раза быстрее, он оказывается менее эффективным — подопечная не запоминает дорогу.

Почему же муравьиные инструкторы «тратят» свое время на менее опытных сородичей? Фрэнкс считает, что таким образом более опытные особи стараются передать опыт своим собратьям: ведь чем лучше будет обучен каждый отдельный представитель муравьиного клана, тем в целом жизнеспособнее станет вся колония. Наблюдения показывают, что обратный путь учащиеся проделывают гораздо быстрее, чем в тандеме с инструктором. Если «ученицы» хорошо запомнили путь к пище, они вскоре становятся лидерами в тандемах и начинают обучать остальных. Следовательно, делают вывод ученые, способность к обучению в животном мире зависит главным образом от того, насколько важна роль обмена информацией между особями для процветания всего сообщества.

Об авторе:
Этот материал взят из источника в свободном доступе интернета. Вся грамматика источника сохранена.

Источник

Чему люди могут поучиться у муравьев?

Вы знаете, что муравьишки составляют 25% от всего живого мира планеты Земля? В пересчете на каждого человека приходится не менее миллиона трудолюбивых насекомых. Их мир устроен не менее сложно чем наш собственный, но справляются с повседневными хлопотами муравьи не в пример эффективнее человека. Нам определенно есть чему у них поучиться — здоровому образу жизни, спортивным достижениям, архитектуре, логистике и умению жить большим, дружным коллективом.

Муравьи-атлеты

Передовая инженерная мысль только-только делает первые успехи в создании роботизированных костюмов для людей, а муравьи — венец эволюции, живые экзоскелеты, которые не тратят силы на то, чтобы носить свои собственные тела. Вся их мощь пускается в дело, поэтому африканский полевой муравей может переносить груз в 5 000 раз тяжелее себя самого — это эквивалент 300 тонн для обычного человека. И еще у них невероятно цепкие конечности, благодаря чему азиатский муравей-ткач может нести на вытянутых лапках 100-кратную ношу, двигаясь по скользкому стеклу вверх ногами! Если когда-нибудь человек научится создавать хотя бы в половину менее мощные искусственные «доспехи», это будет колоссальным прорывом.

Муравьи-градостроители

На побережье Средиземного моря была найдена колония муравьев протяженностью 6000 км. Не метров, а километров — огромнейшее образование, в котором не менее миллиарда муравьев проживают в том, что можно назвать «союз суверенных муравейников». Со стороны весьма похоже на человеческий Евросоюз, только организовано все куда лучше, например, нет никаких выборов и политических дрязг.

Муравьи в своей массе живут при истинном коммунизме в сочетании с демократией — от каждого по возможности, каждому по потребности, причем и первое, и второе четко расписано и никто не возражает. Если муравьишке нужно решить непосильную для него одного задачу, он использует язык феромонов, чтобы привлечь столько собратьев, сколько потребуется. И никто не просит зарплату, не жалуется на переработки и не мечтает о карьерном росте.

Муравьиная медицина

Муравьи научились извлекать лекарства и антибиотики из окружающей среды. В Южной Америке они сразу строят муравейники с использованием смолы с антимикробной пропиткой, в Австралии устраивают производство полезных грибков, чтобы бороться с вредными, которые вызывают молочницу, а на севере Европы муравьи кушают продукты с большой концентрацией перекиси водорода, если заболеют.

Некоторые виды муравьев практикуют «самокарантин» — заболевшая особь добровольно покидает колонию, чтобы не заражать остальных. Другие, как африканские Матабле, применяют «скорую помощь» для эвакуации раненых с поля боя с термитами. И статистика говорит, что в таком случае потерявший лапку муравей имеет все шансы выжить и приносить колонии пользу. Рабочие муравьи имеют привычку отдыхать до того, как устанут, позволяя себе «сонную минуту» до 250 раз в день, поэтому всегда свежи и бодры.

Муравьиная логистика

Поразительно, но муравьи не знают, что такое пробки на дорогах, даже если по ним одновременно перемещаются тысячи особей. Немецкие биологи полагали, что разгадали их механизм регулировки движения и для проверки удвоили количество участников движения на оживленном участке. А потом не поверили своим глазам — муравьи сориентировались и стали двигаться на 50% быстрее. И им не нужны указательные знаки, у муравьев отличная топографическая память и редкая особь может заблудиться вдали от дома.

Муравьи-фермеры

За год на одном кв. км муравьиная колония может перепахать до 50 тонн земли, причем с умом, удобряя, аэрируя почву и убирая со своей территории паразитов. Они занимаются этим уже миллионы лет, о чем свидетельствуют окаменелости, найденные глубоко в подземных пещерах. На сегодня нам известно о 200 разновидностях муравьиных «садов, полей и ферм», в которых они выращивают и запасают продукты растительного и животного происхождения.

Военное искусство муравьев

В битве против любого врага муравьев отличают два фактора. Во-первых, у них нет офицеров, тыловиков или трусов, только герои-добровольцы на переднем крае, каждый из которых сражается со всей отвагой. Вероятность «мятежа» или постыдного бегства перед превосходящими ордами врага равна нулю. Во-вторых, муравьи крайне изобретательны. Некоторые делают ставку на физическую силу и крепость своих жвал, другие выработали сильнейший яд, а третьи… научились взрываться. Муравьи-камикадзе, которые разрывают свои тела, чтобы облепить врага клейкой субстанцией и затормозить его.

Источник

Один за всех или все за одного? Роль личности в муравейнике

Муравьи — одни из наиболее социально развитых насекомых, но как они общаются между собой? Для поддержания жизни муравейника нужны лидеры-интеллектуалы и слаженная организация. Но проявляют ли муравьи свои индивидуальные способности в координации коллективной работы? Чтобы выяснить роль отдельных особей в направлении групповых действий, ученые из лаборатории поведенческой экологии Института систематики и экологии животных СО РАН исследовали распределение поведенческих черт и когнитивных функций в колониях муравьев в их зависимости от способов организации добывания пищи. Посвященная этому статья вышла в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.

Говоря о муравьях, мы, как правило, представляем кипящий жизнью муравейник, населенный тысячами усердных тружеников. Науке уже давно известно, что муравьи способны обучаться, проявлять гибкость поведения в сложных ситуациях, их деятельность основана на разделении труда, и при этом они вступают в симбиотические отношения с другими насекомыми. Однако лишь в исследованиях последних лет ученым-мирмекологам удалось обнаружить у муравьев феномен личности, находящийся в тесной взаимосвязи с механизмами их самоорганизации. В этологии — науке о поведении животных — понятие «личности» (personality) существенно отличается от термина, применяющегося к людям, и обозначает сохранение у индивидуумов в разных обстоятельствах устойчивого сочетания разных поведенческих свойств, таких как уровень агрессивности, исследовательская активность, подвижность, смелость или робость, память, способности к обучению.

В мире известно более 14 000 видов муравьев, а их общий вес составляет пятую часть всей биомассы Земли. При этом размножением занимается лишь малый процент муравьиного сообщества. Превалирующее большинство составляют рабочие особи, которые распределены по разным кастам и субкастам. В зависимости от этапов и темпов роста колонии усложняется и общественная организация, что требует решения новых задач. Среди них — выбор стратегий группового взаимодействия и кооперации, а также регуляция количественного состава каст и субкаст.

«Мы исследовали разные виды муравьев для разных целей, — рассказывает заведующая лабораторией ИСиЭЖ СО РАН профессор Новосибирского государственного университета, доктор биологических наук Жанна Ильинична Резникова. — Для изучения “личностных” характеристик мы выбрали виды, во-первых, обладающие сложной социальной системой, а это характерно для видов с численностью семей не менее миллиона особей. Во-вторых, у выбранных нами видов члены касты рабочих все примерно одинаковые, среди них нет разделения на субкасты — скажем, солдат с их огромными головами и челюстями, микроскопических нянек и средних по размеру фуражиров. К таким видам, у которых разделение функций в многочисленной и сложно устроенной семье основано только на поведенческих, а не на морфологических характеристиках, относятся хорошо всем знакомые рыжие лесные муравьи. Их большие — иногда в рост человека — муравейники из хвои и веточек мы часто видим в лесу. Наши многолетние эксперименты в соавторстве с известным специалистом в области теории информации профессором Борисом Яковлевичем Рябко, выявили у этих видов систему коммуникации, превосходящую своей сложностью и эффективностью всем известный язык танцев медоносных пчел. По нашему мнению, эта система основана на когнитивной специализации рыжих лесных муравьев, которая опирается на их “личностные” характеристики».

В большинстве поведенческих исследований общественных насекомых объектом изучения служат колонии, функционирующие как единый организм, каждый член которого работает на благо коллектива. При таком подходе анализируется усредненная реакция группы, например в случае угрозы нападения или резкого изменения среды, либо исследовательская активность при поиске пищи или новых территорий. «Личностные качества» общественных насекомых ранее рассматривались на уровне семьи как единого целого, а не ее конкретных членов.

Сотрудники ИСиЭЖ СО РАН впервые изучили когнитивные способности и особенности поведения отдельных особей, от которых, как оказалось, зависит профессиональное разделение на разведчиков, фуражиров, пастухов, охранников. «Именно особенности организации социума рыжих лесных муравьев, связанные с распределением ролей в семье, давно привлекли наше внимание, — рассказывает Жанна Резникова. — Открыв у муравьев “профессии”, мы с сотрудниками ИСиЭЖ СО РАН — доктором биологических наук Татьяной Александровной Новгородовой и кандидатом биологических наук Иваном Константиновичем Яковлевым — задались вопросом: профессия выбирает муравья или муравей выбирает профессию? Как выяснилось, скорее, выбирает профессия, причем специализация закрепляется на всю жизнь. Есть набор качеств, которые проявляются уже в юном возрасте: агрессивность, интеллект, предприимчивость, скорость реакций, умение взаимодействовать с сородичами и чужими. Сочетание этих особенностей складывается в определенные “личностные типы”. В зависимости от них муравей получает свою профессию».

Определить личностные особенности рыжих лесных муравьев помогла серия лабораторных тестов. Об уровне агрессии говорила разная реакция во время встреч с жужелицами — конкурентами и врагами муравьев. Исследовательская деятельность измерялась количественной оценкой времени, затраченного муравьями на взаимодействие с пластиковыми моделями, имитирующими элементы естественной среды: камни, стволы деревьев, стебли травы. Пространственная ориентация оценивалась, исходя из способности запоминать последовательность поворотов в лабиринте бинарного дерева.

«Охранниками становятся те особи, которые уже в раннем возрасте проявляют агрессивность и без колебаний бросаются защищать общие ресурсы, — добавляет Жанна Резникова. — Наши недавние эксперименты выяснили, что пастухи обладают лучшей памятью и способностями к обучению, чем охотники. А интеллектуальной элитой, составляющей около 1 % муравейника, являются разведчики. Изучив “личностные” свойства представителей разных профессий совместно с сотрудницей Научно-исследовательского института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова кандидатом биологических наук Натальей Вадимовной Ацаркиной и кандидатом биологических наук Иваном Константиновичем Яковлевым, мы получили вот такой психологический портрет разведчика: он очень умен, в меру храбр, но осторожен, и при опасности никогда не жертвует собой. У них высока исследовательская активность, и они часто переключаются с одного объекта на другой».

Муравьи постоянно обмениваются жизненно важной для всего сообщества информацией о найденных источниках пищи. После того как разведчик обнаружил пищу, он должен тем или иным способом сообщить фуражирам данные о ее расположении. Исследователи выделяют несколько основных типов мобилизации на источник пищи. У огромного количества видов муравей-разведчик, обнаружив еду, оставляет на пути к гнезду пахучий след, по которому затем ориентируются фуражиры. «В этой системе массового рекрутирования все рабочие хотя и различаются по своим «личностным» качествам (например, сочетание смелости, подвижности, исследовательской активности), но каждый может поучаствовать в фуражировке и как разведчик, и как мобилизуемый, — объясняет Жанна Резникова. — У некоторых видов привлечение к пище основано на парном взаимодействии разведчиков и фуражиров: в таком тандеме муравей, найдя пищу, быстро приводит к ней еще одного. Значительно меньшее число видов обладает групповой системой мобилизации, опирающейся на взаимодействие лидеров и небольших временных коллективов, создающихся для решения возникающей задачи: например, расчленить и утащить крупное насекомое. У них и сигналы более разнообразны: и воинственные танцы, и прямые похлопывания-подталкивания сородичей, и следовые феромоны. Свойствами лидеров обладают уже не все особи, а лишь имеющие склонность к такой деятельности. Но роль лидеров непостоянна. Возникнет другая задача, и решать ее будет новый временный коллектив. И, наконец, система, основанная на действиях интеллектуальной элиты — лидеров-разведчиков. У них разведчики работают на постоянной основе, большую часть своей жизни, взаимодействуют с постоянными по составу рабочими группами фуражиров и передают им точную информацию о координатах цели. Об эффективности сложной системы коммуникации и когнитивной специализации в семьях высокосоциальных видов (например, рыжих лесных муравьев) говорит биологический прогресс этой группы настоящих формик (Formica s.str): они распространены по всей бореальной зоне и являются одной из самых многочисленных групп наземных насекомых».

В ряде экспериментальных исследований была выявлена взаимосвязь между профессиями, поведенческими особенностями и когнитивными способностями рыжих лесных муравьев. Разведчик, помещенный в лабиринт с пищей, возвращался в гнездо и передавал данные своего маршрута небольшой группе фуражиров. Состав групп оставался постоянным, с периодом от нескольких дней до нескольких недель, при этом везде продолжал активно работать один и тот же разведчик. Оказалось, что обязанности разведчиков и фуражиров четко распределены, в зависимости от их «личностных» особенностей.

«Наши многолетние эксперименты в соавторстве с Б. Я. Рябко показали, что у рыжих лесных муравьев, использующих систему “лидер-разведчик”, немногочисленные разведчики способны не просто запоминать путь в сложно устроенном лабиринте, но и улавливать закономерности и использовать их для оптимизации сообщений, которые они передают фуражирам, — рассказывает Жанна Резникова. — Ранее такие способности у насекомых известны не были. При этом фуражиры могут воспринимать и запоминать сообщения разведчиков, но сами они к интеллектуальным подвигам не способны. Они только могут действовать в соответствии с полученной инструкцией. По нашему мнению, именно на этой когнитивной специализации, опирающейся на “личностные” характеристики, и основана сложная система коммуникации высокосоциальных видов».

Мирмекологам еще многое предстоит узнать о когнитивных способностях и особенностях коммуникации муравьев разных видов. Может быть, нам уже сейчас стоит чему-то научиться у них, если не в личностном, то хотя бы в социальном плане? «Пытаясь ответить на этот вопрос, мы, боюсь, не пойдем дальше поверхностных аналогий, — считает Жанна Резникова. — Это и профессиональная ориентация в муравейнике, и оптимальный размер рабочей группы индивидуумов (пять-семь особей), и даже фиаско принципа “у нас незаменимых нет” на примере высокосоциальных и самых процветающих видов муравьев. Однако сказка (поверхностные аналогии) — ложь, да в ней намек. Общность механизмов социального поведения животных и людей, возможно, кроется весьма глубоко. Так, недавно было обнаружено фундаментальное сходство нейрохимического базиса поискового поведения у пчел и млекопитающих, включая человека. Можно лишь еще раз удивиться поразительной схожести закономерностей, проявляющихся в организации социумов у представителей столь далеких эволюционных ветвей».

Глеб Сегеда

Фото предоставлены исследовательницей

Источник