Как двигаются муравьи по дорожке

Как муравьи находят дорогу домой: основные версии

Как муравьи находят путь домой к муравейнику? Вопрос интересный, но не достаточно изученный. Ученые смогли определить пять способов пространственной ориентации насекомых.

Муравьи – уникальные представили мира фауны. Природа щедро одарила насекомых различными умениями и способностями. Мурашики без труда находят путь к родному муравейнику, ежедневно удаляясь от дома на 2 – 3 километра в поисках пищи.

Способы ориентирования в пространстве

Проведя многочисленные эксперименты ученые доказали – муравьи находят дорогу к муравейнику практически всегда. Встречаются исключения, но это огромная редкость. Дикая природа не создает мурашам никаких препятствий для возвращения.

Муравьи добираются до муравейника, реализуя следующие возможности:

• пользуются химическими метками;
• ориентируются на расположение физических предметов;
• определяют путь, выбирая ориентиром солнце;
• используют магнитное поле планеты;
• занимаются подсчетом шагов.

Ученые-мирмекологи предполагают существование и иных механизмов, позволяющих насекомым добираться до муравейника из отдаленных мест.

Химические метки на пути

Пространственное ориентирование путем постановки химических меток практикуется муравьями всех видов. Насекомых этой группы отличает чувствительность к различным типам ароматов.

Для насекомых типична химическая (ольфакторная) коммуникация. Муравьи не умеют общаться при помощи голоса. Некоторые разновидности абсолютно слепы. Использование запаха – единственная возможность полноценного общения, указания на пищу, способ ориентирования на местности.

Для внутрисемейного общения, создания химических меток муравьи применяют феромоны. Гормоны специфичны не только для отдельного вида мурашей, но и определенной ситуации. Метка маршрута – типичный пример.

Чтобы найти дорогу к муравейнику, рабочая особь в период движения делает по пути небольшие ароматизированные метки. Дорожки, предназначенные для регулярного передвижения, полностью заполнены муравьями.

Важная роль в ольфакторной коммуникации отводится топохимическому чувству. Насекомые не только отличают аромат феромоновой метки, но понимают размер, направленность движения. Столь тонкой обонятельной способностью не обладают даже охотничьи псы. Собака, учуяв лисий след, способна обмануться, выбирая направление.

Муравей, столкнувшись с феромоновой меткой, определяет зашифрованную информацию, направление движения. Насекомое отправится именно к источнику пищи.

Упрощенно процесс метки муравьиных дорог описывается как постановка ароматизированных стрелок. Чтобы нарушить движение, сбить насекомое с пути, достаточно распылить по феромоновой дорожке обычный дезодорант. Муравьи в скором времени полностью устранят нарушения.

Муравьиная тропа представляет «дорогу» с множеством разнообразных меток-указателей, понятных рабочим представителям колонии.

Физические объекты

Как муравьи находят дорогу, ориентируясь на физические объекты? Насекомым присуща возможность запоминания определенных предметов и элементов пейзажа. Учитывая малые размеры, способ ориентации на местности имеет характерные особенности.

Памятью мурашей запоминаются предметы, соответствующие росту насекомых: растущая кустом трава, камешки, трещины в почве. Здания, реки, другие крупные объекты в качестве ориентиров не используются.

Картинка из определенных топографических знаков в обязательном порядке дополняется ориентированием по расположению солнца. Взаимосвязь была доказана лабораторными опытами. Ученые, не внося изменений в расположение наземных ориентиров, поворачивали кормовую площадку относительно солнца. Насекомые с трудом отыскали дом.

Поскольку в природе подобные ситуации полностью исключены, то система ориентирования по расположению солнца остается максимально надежной. Если полностью изменить внешний вид поляны вокруг муравейника, насекомые доберутся домой, ориентируясь по солнцу.

Мураши занимаются обучением молодых особей премудростям ориентирования по физическим объектам. Процесс учебы представляет собой полноценный урок: новичок задержался, сошел с тропы, опытный муравей дожидается «потеряшку», помогая выбрать оптимальный маршрут.

Ориентация по солнцу

Следующий способ того, как муравьи находят дорогу к муравейнику, – ориентирование по солнцу. Способность является наиболее сложной и продолжает изучаться.

Насекомые обладают способностью принимать во внимание текущее место положения небесного светила, учитывая его при любых территориальных передвижениях, включая непродолжительные по времени путешествия.

Важное умение насекомых – совершать поправку маршрута в соответствии со смещением солнца в течение светового дня. Если муравей покинет колонию с рассветом, а вернется в обеденное время, насекомое примет в расчет изменение расположения солнца относительно горизонта.

У муравьев особенное строение глаз. Специальные клетки способны учитывать направленность солнечных лучей. Мурашам не нужно проводить сложные вычисления траектории солнечного движения. Мозг, получив необходимую информацию от целевых клеток, внесет в маршрут необходимые коррективы.

Магнитное поле земли

Применяется ли ориентирование по магнитному полю планеты всеми видами муравьев, ученым не известно. Но муравьи-листорезы метод поиска пути к домашнему муравейнику используют регулярно.

Эксперимент выявил, что при нарушении феромоновой дорожки и полном отсутствии солнечного света поведение мурашей меняется. Они начинают двигаться несколько хаотичнее. Помехи в стройное движение вносит магнитное поле планеты.

Один из органов муравьев функционирует в режиме обычного компаса, «указывая» насекомым северное направление. При совмещении с остальными системами ориентирования насекомые находят путь к муравейнику. Именно магнитное поле планеты помогает муравьям возвращаться домой, в условиях сумерек, когда солнце опускается за линию горизонта.

Подсчет шагов

Открытие способа ориентирования муравьев в пространстве по количеству сделанных шагов совершенно в ходе эксперимента. Многие разновидности насекомых в период поиска корма совершают подсчет числа выполненных шагов, сделанных в конкретном направлении. Ученые сделали вывод, что мураши проводят подсчет шагов между двумя поворотами тропы.

Способность выявлена исследовательской группой мирмекологов в период проведения экспериментального теста. Были взяты несколько муравьев из общей популяции. Одной группе насекомых лапки укоротили, другой части удлинили путем прикрепления миниатюрных ходулей.

Место нахождения корма мурашам было известно. Коротконогая группа завершала путь к запасу корма, не доходя до него. Вторая часть испытуемых пересекала участок, начав искать пищу там, где еда заведомо отсутствовала.

Заключение

Большинство мурашей в поиске дороги к родному муравейнику, для пространственной ориентации используют практически все рассмотренные способы. Это помогает насекомым не сбиваться с курса, возвращаясь в отправную точку маршрута, – муравейник.

Представители семейства пустынных муравьев, живущие в жарких песках, подвергаются ежедневному риску погибнуть под лучами палящего солнца, обезвоживания, если не вернутся к муравейнику в прохладные подземные камеры.

Как муравьи находят дорогу домой? Были рассмотрены все известные способы. Ученые не исключают, что известные ориентационные возможности насекомых – далеко не предел. И мурашики практикуют более совершенные.

Видео: Муравьи в муравейнике

Источник

Почему муравьи ходят по цепочке друг за другом?

Муравейник на первый взгляд может показаться сосредоточением настоящего хаоса – насекомые в нем двигаются как будто в разные стороны, несобранно. На самом деле это единый и, более того, высокоорганизованный, четко структурированный организм, где у каждого есть своя роль.

Структура муравьиной семьи

Семейство муравьев представляет собой тщательно организованное общество, которое состоит из самцов, самок, рабочих и расплода – куколки, яйца и личинки. Оно может насчитывать от 10-20 особей вплоть до огромных колоний, численность которых достигает миллионов.

Вид муравейника изнутри

Большое семейство разделено на специальные группы: рабочих, солдат и прочих. В каждой семье чаще всего есть самец и может быть несколько самок, которых называют королевами.

Структура предполагает разделение труда, организованность и связь между кастами для решения возникших проблем. Семья может иметь одну или нескольких самок, готовых к репродукции – это королевы. Они крупнее других особей, а также имеют крылья.

Самки живут гораздо дольше других муравьев – 12-20 лет. Королева может создать новую семью или остаться в существующей. У некоторых видов самки могут собирать пищу на поверхности муравейника, остальные сидят глубоко в гнезде. Личинки вскармливаются специальным секретом из слюны самки или яйцами.

Многие считают, что основа всей муравьиной колонии – королева, но это не так. «Ядром» муравейника являются именно рабочие муравьи. Они могут переселить королеву, обменять ее в другие гнезда или даже уничтожить, если плодовитость снизилась. Муравьи-рабочие также контролируют воспроизводство других особей: меняют режим питания, чтобы увеличить немногочисленную касту или же уничтожить лишние виды.

У большинства самцов есть крылья. Основная их роль – брачные игры с самками. Муравьи этой группы появляются в колонии незадолго до начала брачного лета. После выполнения своей роли погибают.

Основная масса муравьев – рабочие. Это самки, неспособные к размножению. Их функция – забота о муравейнике. Некоторые представители этой касты обладают развитыми мандибулами-жвалами, что делает из них солдат, так как из-за своей прочной хватки они сильны в бою.

Но они все равно остаются рабочими и, кроме сражений, выполняют основные обязанности. Также муравьи-рабочие имеют и другие специализации. К примеру, одни строят муравейник, другие «воспитывают» детей, третьи очищают помещения, ну а четвертые занимаются хранением еды.

Как передвигаются муравьи?

Муравьи, которые занимаются добычей еды, могут уходить на расстояние до 200 м от муравейника. Возвращаются назад они по запаху, а некоторые могут использовать визуальные ориентиры и другие сигналы. Есть даже виды, которые для навигации используют земное магнитное поле.

Разведчики «докладывают» о находке, после чего большая группа насекомых двигается цепочкой точно по оставленному следу. Подобная система перемещения позволяет муравьям не потеряться и не отстать от семейства.

Муравьи передвигаются преимущественно шагом, так как не имеют крыльев (кроме самцов и самок). Только 4 рода муравьев в мире могу прыгать. Есть несколько видов планирующих (в основном, древесных). Они способны контролировать свое падение.

Американский муравей красный фаэтончик

Есть виды, умеющие строить настоящие мосты через преграды и даже создавать плоты, которые спасают их во время наводнения. В мангровых лесах Австралии есть вид муравьев, способный к плаванию – у них есть подводные гнезда. Жабры отсутствуют, но дышат насекомые в подводных воздушных карманах.

В Северной Африке и азиатских пустынях есть муравьи-бегунки, которые очень быстро двигаются и наиболее активны в самую жару. Их скорость объясняется необходимостью спасаться от высокой температуры.

Большие колонии строят тоннели и «дороги» далеко за пределами муравейника. Насекомые охраняют их и периодически чистят. Существуют муравьи, которые кочуют. Это два вида, живущие в тропиках Южной Америки и Африки. Перемещаются на новое место несколько дней, а на одной стоянке остаются до 3-х месяцев.

Муравьи-разведчики двигаются по неопределенным траекториям. В случае обнаружения съедобного или другого объекта они возвращаются в гнездо наиболее коротким путем, помечая его пахучими выделениями. После этого муравьи-добытчики двигаются по следам цепочкой друг за другом, чтобы не потеряться.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Почему в муравейнике не бывает пробок?

Недавно французские ученые выяснили, что заставляет муравья, бегущего на подмогу к своим собратьям, всегда выбирать правильную дорожку. Оказывается, эти насекомые ориентируются не только с помощью зрения. Они умеют «нюхать» и даже «слушать» тропинки. Возможно, благодаря этим способностям, муравьи никогда не устраивают пробки и заторы на дорогах.

Что больше всего поражало мирмекологов (ученых, изучающих муравьев) — так это аккуратная сеть тропинок, которая находится около муравейника. Их общую совокупность обычно называют дорожной сетью. Она чрезвычайно сложна, но в то же время предельно логична — доказано, что каждая тропинка идет таким образом, что путь по ней от муравейника до места назначения является самым коротким. И, что тоже немаловажно, самым удобным.

Любопытно, что у наших муравьев данные сети создаются с началом весны и исправно функционируют до начала холодов (впрочем, в начале следующего теплого сезона некоторые участки новой сети могут закладываться на аналогичных участках старой). А вот у муравьев, обитающих в тропиках, дорожные сети сохраняются много лет, и если их разрушает дождь или ветер, то трудолюбивые насекомые заново восстанавливают их на тех же участках, где они и раньше находились.

Ежедневно по тропинкам дорожной сети снуют сотни тысяч фуражиров. Одни занимаются поиском пищи или строительных материалов, другие тащат найденное в гнездо, третьи патрулируют территорию. Если глядеть на это долго, то кажется, будто бы перед тобой миниатюрная система городских автомагистралей, по которым движутся миллионы машин. Очень похоже. Хотя одно отличие все-таки есть — на муравьиных тропинках никогда не бывает пробок.

И это еще один повод удивиться — почему же у муравьев их никогда нет, хотя, в отличие от людей, их движение никто не регулирует и не организовывает. Собственно говоря, обычно формирование транспортной колонны происходит следующим образом: разведчик, нашедший, например, еду, прокладывает путь от нее до муравейника самым коротким и выгодным образом. Причем его тропинка удивительным образом не пересекается уже с другими — ну, разве что только с самыми широкими, да и то, уже вблизи гнезда. Это как раз и есть один из факторов, препятствующий возникновению пробок.

Прибежав к жилищу, он передает сигнал своим собратьям, который можно перевести примерно так: «следуйте за мной, это очень важно, но не опасно». После такого оповещения часть муравьев сразу же устремляется за разведчиком, а другая передает сигнал дальше, к тем рабочим, что находятся в гнезде. В итоге по следу разведчика буквально через несколько секунд уже несется целая толпа желающих потрудиться на благо родного муравейника. Причем они-то уже не видят разведчика. Однако все равно бегут по тому пути, что проложил именно он.

Это тоже весьма удивляло ученых — ведь по идее данная толпа, которая не видит проводника, должна начать метаться из стороны в сторону, пытаясь найти правильную дорогу. А это-то как раз и создает условия для возникновения пробки — ведь они будут мешать движению по другим тропинкам. Тем не менее, этого не происходит. Помощники четко следуют по маршруту, который рассчитал фуражир, нашедший еду.

Долгое время биологи не знали, почему так происходит. Однако еще в конце прошлого столетия кое-что стало понятно. Например, благодаря химическому анализу, удалось выяснить, что разведчик, когда прокладывает тропинку к муравейнику, метит ее особым летучим веществом — феромоном. Именно по его запаху он, кстати, отыскивает обратный путь (хотя полагается и на зрительную память). Но это еще не все — когда за проводником, бегущим обратно к добыче, следует первая партия помощников, то все они также выделяют аналогичный «путевой» феромон. Поэтому тем, кто несется вслед за ними, есть на что ориентироваться — запах стоит такой, что ошибиться просто невозможно.

Таким образом, муравьи в очередной раз подтвердили незыблемость для всех живых существ так называемого закона Вебера-Фехнера. Напомню, что это правило гласит, что что заметная разница между двумя физическими стимулами пропорциональна величине раздражителя. То есть, грубо говоря, если у живого существа есть выбор, на какой из двух раздражителей реагировать, то оно отреагирует на тот, что действует сильнее. В случае движения же муравьев логично было предположить, что они побегут по той тропинке, где запах «путевого» феромона будет ощущаться сильнее, а все остальные, даже идущие рядом, проигнорируют.

Однако со временем выяснилось, что не все так просто. Дело в том, что феромон — вещество, которое достаточно быстро испаряется. То есть муравей, нюхая его, в принципе может узнать верное направление. Однако феромональное облако зависает над несколькими близкими тропинками, и, согласно закону Вебера-Фехнера, насекомому должно быть все равно, какую из них выбрать. Но, тем не менее, наблюдения показывают, что муравьи никогда не ошибаются и всегда бегут по той тропинке, которую проложил разведчик.

В чем же тут дело? Неужели закон Вебера-Фехнера в данном случае не работает (что вообще странно — до этого никаких исключений в мире животных не наблюдалось)? Или же есть еще какой-то опознавательный знак, который указывает муравьям путь? Французская исследовательница Андреа Перна из Института сложных систем выбрала вторую гипотезу. И ей после серии наблюдений за поведением представителей различных видов муравьев удалось найти этот загадочный «дополнительный стимул».

Оказывается, муравьи умеют «слышать» дорогу. И хотя обычные для нас звуки данные насекомые не воспринимают, однако самые слабые колебания почвы слышат также хорошо, как мы — звуки автомобильной сигнализации, издаваемые припаркованной в противоположном углу двора машиной.

Г-жа Перна и ее коллеги исходили из того, что поведение муравьев неизбежно «шумное», то есть, передвигаясь по тропинкам, они топают, как маленькие слоны. Поэтому те, кто отправился на подмогу позже, понюхав феромональный след и определив направление, внимательно слушают вибрации тропинок. И, в конце концов, выбирают ту, что сильнее вибрирует, поскольку несложно догадаться, что именно по ней в настоящее время несется толпа сородичей. Значит, именно там и находится добыча.

Кроме того, открытие Андреа Перна дало ответ на еще один вопрос — каким образом разведчику удается прокладывать путь вдалеке от других дорожек. Он, оказывается, тоже «слушает» тропинки. Но, в отличие от своих помощников, наоборот, избегает приближаться к тем местам, где вибрация наиболее сильная. Что и позволяет ему создать минимум пересечений своего пути с остальными (говоря языком дорожных строителей, свести к минимуму количество перекрестков) и тем самым существенно снизить риск возникновения пробки.

Получается, что муравьи не устраивают заторов потому, что умеют нюхать и слушать дороги, а не только смотреть на них. Возможно, если бы и люди обладали такими способностями, то и в наших городах пробок было бы значительно меньше…

Читайте самое интересное в рубрике «Наука и техника

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Источник