Как муравьи находят 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

Как муравьи находят дорогу к муравейнику – удивительные возможности насекомых

Муравьи по праву считаются одними из наиболее развитых, в социальном плане, животных. Эти насекомые создают сложную общественную структуру в своей колонии, четко поделенную на касты. Каждый муравей знает, где находится его дом, и как к нему добраться. Но как муравьи находят дорогу к муравейнику, если у них нет развитого интеллекта и, тем более, сознания?

Уникальные способности

Способность этих насекомых практически всегда возвращаться домой, даже если они отходят от него на значительное расстояние, всегда удивляло и продолжает удивлять ученых. На сегодняшний день специалисты обладают достаточным количеством знаний, чтобы объяснить, как обустроена колония муравьев, как они живут, как работают и, в том числе, как находят дорогу к муравейнику.

Муравьи легко находят путь домой оставляя феромоны на своем пути

В основе этой способности лежит целый комплекс механизмов, как физических, так и химических. Организм муравья очень сложный, с точки зрения развития эндокринной и нервной систем. Применяя те или иные способности, насекомое способно без каких-либо проблем находить дорогу домой. В дикой природе ни один фактор не может создать какое-либо препятствие для этого. Нарушить способность муравья ориентироваться в пространстве может лишь человек, создав для него искусственное препятствие.

Способ	Описание
Химические способы ориентации	Благодаря способности выделять огромное количество феромонов и прочих химических веществ, муравьи могут ориентироваться по запахам, без всяких затруднений находят дорогу домой.
Ориентация по Солнцу	Ориентироваться в пространстве по нашему светилу могут далеко не все люди – вид, обладающий развитым интеллектом и сознанием. На фоне этого уникальная способность муравьев выглядит вдвойне удивительно.
Ориентация по магнитному полю	Муравьи очень чувствительны к изменениям магнитного поля нашей планеты. Эту особенность они используют в качестве надежного ориентира для возвращения в свою семью.
Встроенный «шагометр»	Удивительно, но эти насекомые способны считать шаги. Естественно, не так как человек, а с помощью все тех же сенсорных способностей.
Ориентация в пространстве	Несмотря на не самое развитое зрение, муравьи хорошо ориентируются в пространстве. Они запоминают различные объекты вокруг них, расстояние до них, их размеры, форму и прочие параметры.

Как это все происходит

Каждый из способов, благодаря которым муравей может найти дорогу к своему муравейнику, следует рассмотреть более детально, поскольку там есть много чего интересного.

В организме муравья находится огромное количество желез, выделяющие различные химические вещества – феромоны, яды и т.д.

Они служат для надежной коммуникации муравьев внутри своей семьи, а также при контакте с чужеродными организмами. Почти все коммуникационные структуры этих насекомых построены на химическом взаимодействии. Выделяемые феромоны позволяют не только обнаружить дорогу домой, но и, например, отличить своего от чужака, «назначить» ту или иную особь на конкретную «должность», привлечь внимание своих товарищей, атаковать или испугать противника и т.д.

Каждый муравей, который прошел по определенной дороге, например, от дома к источнику пищи, оставляет после себя своеобразную дорожку, сделанную из химических меток. Феромоны указывают муравьям, которые последуют по этой дороге, куда надо идти, в каком направлении и сколько. Это поистине удивительно, поскольку такая особенность не доступна не только для людей, но и даже для собак, в том числе и охотничьих пород.

Объяснить все это очень просто. Дело в том, что в феромонах закодирована вся необходимая для понимания информация. Способность расшифровывать ее лежит на генетическом уровне. Именно поэтому каждый раз количество, состав и концентрация таких химических веществ будет разной.

Способность муравьев принимать во внимание наше светило во время своего передвижения – это практически доказанный научный факт, который привел ученые умы в настоящий восторг. Даже люди могут это делать с большим трудом, а мелкие насекомые ориентируются вполне успешно. При этом данный механизм достаточно сложный, вследствие чего до сих пор активно изучается. Достоверно известно, что:

• муравьи учитывают положение Солнца, даже если передвигаются на незначительные расстояния, не отходя далеко от муравейника;
• для успешной ориентации используются особенности фасеточных глаз, состоящих из огромного количества мелких линз, и способных улавливать солнечный свет. Полученная информация направляется в крошечный мозг насекомого, где обрабатывается соответствующим образом;
• муравьи учитывают смещение Солнца по времени. Например, они знают, что утром оно находится над горизонтом с одной стороны, а вечером – с другой, что свидетельствует о закате. Знакомо им и понятие полудня, естественно, в своем, муравьином понимании.

Муравьи могут ориентироваться по солнцу

То, что эти высокоорганизованные насекомые используют Солнце для того, чтобы ориентироваться в пространстве и времени, можно понять очень легко. Когда дело движется к закату, все муравьи возвращаются в свой дом. После наступления темноты вы не увидите снаружи ни одну особь.

Это самая плохо изученная особенность муравьев. Достоверно известно, что этой возможностью пользуются муравьи-листорезы, в то время, как другие виды насекомых предпочитают находить дорогу домой с помощью других методов.

В ходе проведенных экспериментов, муравьям создавали искусственные преграды – например, разрушали химические дорожки, выпускали насекомых ночью и т.д. Существующее в таких условиях поведение подопытных особей можно было легко изменить с помощью воздействия магнитного поля. Это значит, что они все-таки реагируют на него и, теоретически, могут использовать данную возможность для того, чтобы находить дорогу домой.

Некоторые виды муравьёв могут ориентироваться в пространстве используя магнитное поле Земли

Данное открытие произвело настоящий фурор среди мирмекологов – специалистов, занимающихся изучением муравьев. Подавляющее большинство видов этих насекомых способны подсчитывать шаги и, тем самым, находить дорогу обратно к муравейнику. Естественно, никто там в уме ничего не считает, тем не менее, определенный алгоритм действий все же есть, и он заложен уже на генетическом уровне.

Эта уникальная способность была обнаружена в ходе не совсем гуманного эксперимента. Одной группе муравьев подрезали лапки, другой – наоборот, удлинили их с помощью микроскопических ходуль. Перед этим обе группы проследовали к корму, удаленному на определенное расстояние, то есть, они знали, где что лежит, и где их дом.

В ходе эксперимента первая группа подопытных насекомых не смогла дойти до корма. Вторая же наоборот – прошла слишком много, оставив пищу позади. Это наглядно демонстрирует, как муравьи находят дорогу домой – просто запоминая, сколько было сделано шагов. Поистине, невероятная способность, как для насекомых.

Муравьи способны подсчитывать количество пройденных шагов

1. Ориентация по физическим объектам

В том, что живой организм хорошо ориентируется в пространстве, запоминая особенности окружающих его предметов, нет ничего странного. Эта способность есть не только у людей, но и подавляющего большинства видов зверей, птиц, насекомых и т.д. Если рассматривать сугубо муравьев, то у них данная способность имеет ряд отличительных особенностей:

• во-первых, насекомые способны запоминать размеры, формы и местоположение только небольших предметов, например, травы, кустов, цветов, камней и т.д. Большие объекты, к примеру, какие-нибудь здания или даже человек, им совершенно не интересны;
• чтобы беспроблемно находить дорогу домой, рабочие муравьи постоянно поддерживают ранее «протоптанную» тропинку в чистоте. То есть, с нее убирают какие-то камушки, листочки и прочий мусор, который является лишним и может привести в замешательство муравья во время его попыток проследовать по проложенному маршруту;
• даже если полностью изменить ландшафт вокруг муравейника, насекомое с большой долей вероятности все равно найдет дорогу домой. Для этого задействуются другие механизмы, например, ориентация по Солнцу. Это говорит о том, что взаимодействие с физическими объектами не является главным в плане ориентации муравья в пространстве.

Возможно ли сбить муравья с толку?

Известно, что эти мелкие насекомые могут проживать по соседству с человеком, например, в его же доме, доставляя при этом немало неудобств. В этом случае муравьи превращаются во вредителей. Если знать, как нарушить способность насекомых находить дорогу домой, можно будет эффективно избавиться от них на кухне или в другом помещении.

Внутри помещений, как правило, задействуется лишь несколько механизмов, а именно – химический, физический, подсчет шагов и ориентация по магнитному полю. Все их можно нарушить. Например, можно предварительно проследить по какому маршруту движутся муравьи, и рассыпать здесь какое-либо сильнопахнущее вещество, которое перебьет запах феромонов.

Постоянно переставляйте объекты на кухне – чашки, ложки, тарелки и прочую утварь, чтобы муравьи каждый раз были будто на новом месте. Можно даже разложить небольшие магнитики, чтобы насекомые были сбиты с толку и не могли ориентироваться по магнитному полю. Регулярно убирайте всю еду со столов, в том числе и мелкие крошки. В результате этого пища каждый раз будет на разном расстоянии, из-за чего способность муравьев подсчитывать шаги потеряет свою актуальность.

Источник