Как муравей находит свой муравейник

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

Как муравьи находят муравейник

В поисках пищи муравьи удаляются на десятки и даже сотни метров от своего дома, а потом по кратчайшему маршруту возвращаются с добычей. Как им это удается и что будет, если унести муравья на значительное расстояние от муравейника?

В настоящее время изучено и описано несколько способов навигации, применяемых муравьями. Прежде всего это химическая разметка территории. Основные магистрали отмечаются феромонами тысяч особей, снующих по ним целыми днями. Новые маршруты прокладываются разведчиками, отклоняющимися от разметки в произвольных направлениях. Найдя добычу, такая особь возвращается к муравейнику, оставляя за собой пахучий след. Как только тропинка сливается с одной из магистралей, ей могут пользоваться рабочие особи.

Пока запах слаб, муравьи выдерживают направление приблизительно и не все будут двигаться по кратчайшему пути между добычей и домом. Со временем особи, случайно выбравшие оптимальный маршрут, успеют сделать больше ходок, запах их маршрута будет сильнее и привлечет остальных добытчиков.

К несчастью для муравьев, безоговорочное доверие к сильному запаху таит в себе угрозу возникновения «муравьиного круга», или «спирали смерти». Если по какой-то причине муравей начинает двигаться по кругу, с каждым оборотом делая путь все более пахучим, то за ним последуют и другие. Часто такое движение продолжается до тех пор, пока большая часть вовлеченных не погибнет от истощения.

Также муравьи умеют находить дорогу домой, ориентируясь по солнцу и деталям ландшафта. Британско-французский коллектив ученых проводил эксперименты над пустынными муравьями. Опыты подтвердили данные предыдущих исследований, показавших, что муравьи, идущие обычным образом, сравнивают окружающий пейзаж с визуальными воспоминаниями о маршруте. Однако особи, перетаскивающие крупные объекты, двигаются задом наперед и ориентируются по солнцу, учитывая его положение на небе и проводя соответствующие вычисления. Если ученые меняли расположение крупных ориентиров или отражали солнце с помощью зеркала, то муравьи начинали испытывать затруднения с возвратом к муравейнику.

Однако это еще не весь арсенал муравьиных навыков. Например, упомянутые пустынные насекомые перемещаются по местности, не способной достаточное время сохранять запахи и лишенной визуальных ориентиров. Кроме того, они делают это и по ночам, что исключает солнечную навигацию. Этим вопросом занялись энтомологи из Швейцарии и Германии, решившие проверить высказанное еще в 1904 году предположение, что муравьи могут измерять расстояние шагами.

Оказалось, что пустынные муравьи действительно запоминают информацию о длине и направлении каждого пройденного отрезка пути. Чтобы это доказать, насекомых приучили бегать из гнезда к кормушке по прямому желобку длиной 10 м. Возле кормушки муравьев ловили и меняли длину ног, обрезая голени или удлиняя их приклеенной щетиной, после чего выпускали с добычей. Усредненные измерения показали, что особи, которым не меняли длину ног, начинали искать муравейник через 10,2 м, остальные пробегали 5,75 и 15,3 м соответственно.

Что же будет с муравьем, если его унести слишком далеко от дома? Насекомое будет всеми возможными способами пытаться отыскать свой дом, но ему будет недоставать данных для расчета. Если рядом не окажется другого муравейника, чьи солдаты быстро прикончат чужака, то одиночка сможет какое-то время выживать сам, а потом погибнет.

Источник

С помощью чего и как муравьи находят дорогу домой

Многим интересно знать, как муравьи находят дорогу домой. Ведь они такие маленькие, а мир такой большой и постоянно меняющийся. Все понятно, когда фуражиры выстраиваются друг за другом в цепочку. В этом случае с тропы не собьешься. А вот что делает муравей, если он остался один, а в муравейник вернуться нужно?

Главные органы чувств ориентации в пространстве

У каждой группы видов есть свои особенности ориентирования в пространстве. Например, для птиц главным является зрение. Млекопитающие больше доверяют обонянию. У рыб есть боковая линия, которая позволяет им чувствовать колебания воды.

Муравьи обладают развитыми органами чувств, что является обязательным условием жизни в двух средах — под землей и на земле. Сложные ходы в муравейнике, дальние переходы за кормом, коллективный образ жизни — все это требует от муравьев быстрой реакции, хорошей памяти, слаженных действий и заботы друг о друге.

Ориентируются в пространстве и находят дорогу дому муравьи с помощью:

• использования солнца как универсального ориентира;
• фиксации в памяти всех предметов, попадающихся на пути;
• использования химических меток на тропе;
• отсчитывания количества шагов для оценки пройденного расстояния;
• ориентации по магнитным полям.

Этот перечень многие ученые считают далеко не полным, но единственно известным. Вполне возможно, что эти насекомые пользуются неизвестными нам органами чувств и ориентирами. Легко изучать строение и химический состав организма, а вот познать в тонкостях поведение общественных насекомых очень сложно.

Использование химии

Найти свой дом по запаховым меткам — что может быть проще. Химическую информацию о себе оставляют все. Это индивидуальный запах, который может распознать каждое животное, обладающее хорошим обонянием. Именно так ищут свою добычу все псовые и кошачьи.

Муравьи, конечно, оставляют на тропе запах своего тела. Однако, каждый муравей пахнет, прежде всего, своим муравейником. По этим индивидуальным меткам любая особь из данного муравейника может найти как своего собрата, так и свой дом.

Для муравьев, не обладающих вербальным общением, химический язык является самым главным источником информации.

По метке, оставленной на земле, они могут определить давность следа и состояние муравья. Так что химическая метка, оставленная одним муравьем, поможет отыскать свой дом всем остальным муравьям этой семьи.

Ориентация по Солнцу и предметам

Зрение у муравьев хорошее, но оно сильно отличается от человеческого. Ориентация по Солнцу для них — это не зрительная фиксация светила, а определение источника максимально интенсивного освещения.

Механизм ориентации по Солнцу очень прост — если утром колонна фуражиров все время двигалась прямо на солнце, то к вечеру, повернув назад, нужно двигаться опять прямо на солнце. Возникает вопрос — насколько совершенны эти маленькие создания, чтобы понять тонкости вращения Земли вокруг своего светила.

Исследования показали, что муравьи могут учитывать направление, ориентируясь по Солнцу, даже при кратковременных и небольших перемещениях.

Мало того, они способны делать поправку на смещение светила с течением времени.

Ориентация по источнику света осуществляется с помощью специальных клеток, которые распознают направление солнечного света.

То, что муравьи хорошо организованы и обладают коллективным разумом, ни у кого не вызывает сомнения. Возможно, на инстинктивном уровне они понимают значение света как ориентира в пространстве. В таком случае возникают еще один вопрос — насколько сильно влияет на муравьев искусственное освещение.

Логично предположить, что лампочка может сильно дезориентировать муравья, особенно такого, как в знаменитом мультике.

И, кстати, а почему муравьи на ночь все прячутся? Ведь, если у них так развита химическая ориентация, то не лучше ли выходить на охоту ночью. Этот факт привязанности к дневному образу жизни свидетельствует о важности в жизни муравьев ориентации с помощью зрения.

Несомненно, эти насекомые фиксируют все особенности предметов. Логично предположить, что запоминаются муравьями предметы небольшие, поскольку именно их они могут охватить взглядом. Проводились опыты по устранению различных предметов с самой фуражирной тропы или рядом с ней. Муравьи с большим волнением реагировали на перемещения мелких предметов, в то время как изменения в крупных предметах воспринимали спокойней.

Встроенный шагомер и его функция

Для определения расстояния, если нет никаких приборов для его измерения, люди использовали собственное тело. Измерения производились в шагах, длине стопы, расстоянии между мизинцем и большим пальцем, в длине руки от пальцев до локтя. Муравьи пошли по тому же пути. Пройденные расстояния они измеряют в количестве шагов.

Это дает следующее. Во-первых, зная расстояние до муравейника, можно точно определить, когда возвращаться, чтобы придти домой до захода солнца. Во-вторых, измерения производятся не только от себя до муравейника, но и от поворота до поворота, от одного ориентира до другого.

Таким образом, шагомер позволяет рассчитать свои силы и обозначить расположение визуальных ориентиров.

Магнитное поле как дополнительный ориентир

Если муравьи считают шаги и ориентируются по солнцу, то почему бы им не иметь собственный компас? Возможно, так оно и есть. По крайней мере, эксперименты на муравьях-листорезах показали, что они способны ориентироваться в пространстве при устранении запаховых меток и солнечного света. Однако, эти насекомые были полностью дезориентированы при появлении помех в магнитном поле.

Таким образом, муравьи имеют целый комплекс средств ориентации в пространства. Такой комплекс является системой дублирующих функций, которые позволяют насекомым возвращаться домой в самых трудных условиях.

Источник