Как муравьи тащат добычу

Интеллектуальные развлечения. Интересные иллюзии, логические игры и загадки.

Добро пожаловать В МИР ЗАГАДОК, ОПТИЧЕСКИХ
ИЛЛЮЗИЙ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РАЗВЛЕЧЕНИЙСтоит ли доверять всему, что вы видите? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Почему взрослые и дети видят один и тот же предмет по разному? На этом сайте вы найдете ответы на эти и многие другие вопросы.

Log-in.ru© — мир необычных и интеллектуальных развлечений. Интересные оптические иллюзии, обманы зрения, логические флеш-игры.

Привет! Хочешь стать одним из нас? Определись
Если ты уже один из нас, то вход тут.

Интересно

Абулия – сущ., неспособность принимать решения.

Как муравьи тянут тяжелую добычу?

У некоторых видов это вшито в биос.Не говоря уже о том, что если рабочий муравей пытается тащить добычу и не может её сдвинуть, он даёт в эфир химический сигнал — «товарищи, нужно подкрепление!». Ближайший муравей улавливает сигнал, посылает другой сигнал — «находящемуся неподалёку от меня трудовому товарищу нужна помощь в ударном труде! товарищи, вступим в нелёгкую битву за урожай!» и так дальше этот сигнал раздаётся по принципу пиринговой сети.

Когда муравья хватает за заднее место трудовой товарищ, он свой сигнал о помощи прекращает, и они начинают тянуть вдвоём. Если второй муравей не может сдвинуть гусеницу, он посылает такой же сигнал о помощи. Поэтому все муравьи хватают друг друга за попы не абы как и не все одного, а строго цепочкой.

И итерация повторяется до тех пор, пока цепочка муравьёв не становится способной утянуть хоть труп человечий. Тогда все сигналы о помощи прекращаются и муравьи просто тянут еду в закрома родины.

3 комментария

HMR ( 0 )
06.09.2014 14:46

Что-то странное я здесь вижу. Никогда подобного поведения муравьёв не наблюдал ни в природе, ни дома (лично держу на столе муравьёв не первый год). Да и не слышал никогда о таком (хоть и бываю на antclab.org и antclab.ru). Обычно муравьи просто тупо хватают добычу (не друг друга) и тянут. Причём, иногда в разные стороны. Со стороны выглядит как перетягивание каната. А чтобы вот так, цепочкой… это не фейк?

Yurij_007 ( 0 )
30.08.2014 00:00

Источник

Вопреки Крылову

Мы только что видели, что житейское правило Крылова: «когда в товарищах согласья нет, на лад их дело не пойдет» – не всегда применимо в механике. Силы могут быть направлены не в одну сторону и, несмотря на это, давать известный результат.

Мало кто знает, что усердные труженики – муравьи, которых тот же Крылов восхвалял как образцовых работников, трудятся совместно именно по способу, осмеянному баснописцем. И дело у них в общем идет на лад. Выручает опять закон сложения сил. Внимательно следя за муравьями во время работы, вы скоро убедитесь, что разумное сотрудничество их – только кажущееся: на деле каждый муравей работает сам для себя, вовсе и не думая помогать другим.

Вот как описывает работу муравьев один зоолог Е. Елачич в книге «Инстинкт»:

«Если крупную добычу тащит десяток муравьев по ровному месту, то все действуют одинаково, и получается внешность сотрудничества. Но вот добыча – например гусеница – зацепилась за какое-либо препятствие, за стебель травы, за камешек. Дальше вперед тащить нельзя, надо обогнуть. И тут с ясностью обнаруживается, что каждый муравей по-своему и ни с кем из товарищей не сообразуясь, старается справиться с препятствием. Один тащит направо, другой налево; один толкает вперед, другой тянет назад. Переходят с места на место, хватаются за гусеницу в другом месте, и каждый толкает или тянет по-своему. Когда случится, что силы работающих сложатся так, что в одну сторону будут двигать гусеницу четыре муравья, а в другую шесть, то гусеница в конце концов движется именно в сторону этих шести муравьев, несмотря на противодействие четырех».

Как муравьи волокут гусеницу.

Как муравьи тянут добычу.
Стрелки показывают направления усилий отдельных муравьев.

Приведем (заимствованный у другого исследователя) еще поучительный пример, наглядно иллюстрирующий это мнимое сотрудничество муравьев. На рисунке изображен прямоугольный кусочек сыра, за который ухватилось 25 муравьев.

Сыр медленно подвигался в направлении, указанном стрелкой А, и можно бы думать, что передняя шеренга муравьев тянет ношу к себе, задняя – толкает ее вперед, боковые же муравьи помогают тем и другим. Однако это не так, в чем нетрудно убедиться: отделите ножом всю заднюю шеренгу, – ноша поползет гораздо быстрее! Ясно, что эти 11 муравьев тянули назад, а не вперед: каждый из них старался повернуть ношу так, чтобы, пятясь назад, волочить ее к гнезду. Значит, задние муравьи не только не помогали передним, но усердно мешали им, уничтожая их усилия. Чтобы волочить этот кусочек сыра, достаточно было бы усилий всего четырех муравьев, но несогласованность действий приводит к тому, что ношу тащат 25 муравьев.

Эта особенность совместных действий муравьев давно уже была подмечена Марком Твеном. Рассказывая о встрече двух муравьев, из которых один нашел ножку кузнечика, он говорит: «Они берут ногу за оба конца и тянут изо всех сил в противоположные стороны. Оба видят, что что-то неладно, но что – не могут понять. Начинаются взаимные пререкания; спор переходит в драку… Происходит примирение, и снова начинается совместная и бессмысленная работа, причем раненый в драке товарищ является только помехой. Стараясь изо всей мочи, здоровый товарищ тащит ношу, а с ней и раненого друга, который вместо того, чтобы уступить добычу, висит на ней». Шутя, Твен бросает совершенно правильное замечание, что «муравей хорошо работает только тогда, когда за ним наблюдает неопытный натуралист, делающий неверные выводы».

Источник

Муравьи переносят тяжести с умом

Чтобы нести тяжёлый груз в правильном направлении, группа муравьёв постоянно передаёт друг другу руководство переноской.

Многие видели, как группа муравьёв вместе тащит куда-то большого жука, или гусеницу, или какой-нибудь кусок еды. Надо сказать, что способностью передвигать предметы, которые намного больше тебя самого, обладают совсем немногие виды животных, и, как легко догадаться, для этого нужны коллективные усилия. Но любой коллектив должен действовать слаженно, иначе ничего не получится. У людей слаженность работы обеспечивает иерархия, о которой члены группы договариваются заранее: например, задача гребцов в лодке – просто грести, а направление задаёт рулевой, которому известен курс.

Муравьи, тащащие жука, решают ту же задачу – у них должен быть кто-то, кто знает, куда нести добычу. Дело осложняется ещё и тем, что на пути могут встретиться препятствия, которые нужно обходить. Как показали эксперименты Авирама Гелблума (Aviram Gelblum) и его коллег из Института Вейцмана, у муравьёв в коллективе переносчиков – как и гребцов в лодке – есть лидер, определяющий направление движения. То есть все остальные особи доверяют ему и предоставляют в распоряжение свою мускульную силу.

Но лидер этот не постоянный: когда к ноше присоединяется новый муравей и дёргает её на себя (что происходит каждые 10-20 секунд), то все остальные, в том числе и «рулевой», не сопротивляясь, меняют направление движения и тащат груз теперь туда, куда указывает новенький. Причём, что важно, «новеньким» оказывается тот, кто какое-то время тащил добычу со всеми, но потом убежал на разведку. Недавний разведчик лучше прочих знает, куда надо двигаться, и, подчиняясь сигналу вновь прибывшего, группа обновляет данные о маршруте, меняя направление. Иными словами, лидер, рулевой у муравьёв – тот, кто последним взялся за груз, он знает больше, чем остальные. Коллективную работу насекомых можно посмотреть на видео здесь и здесь.

В статье, опубликованной в Nature Communications, авторы пишут, что для эффективного перетаскивания тяжёлой добычи достаточно примерно 15 «носильщиков» (эксперименты ставили на Paratrechina longicornis, мелких муравьях с длиной тела 2-3 мм, которые распространены повсеместно и являются опасным инвазивным видом; возможно, что у других видов оптимальное число особей для переноски груза может быть иным). Очевидно, именно такое число участников необходимо для своевременной разведки – даже если какой-то из временных лоцманов ошибётся, курс исправит его товарищ, который отправится на разведку вскоре после него.

Источник

У муравьев афеногастеров орудиями труда пользуются только самые активные рабочие особи

Рис. 1. Муравьи Aphaenogaster собирают разбавленный мед, используя разнообразные материалы — фрагменты листьев, сосновых иголок, кусочки почвы и впитывающей губки. Они вымачивают эти «орудия труда» в капле меда, а затем переносят их к гнезду. Кадр из видео, иллюстрирующего одну из предыдущих работ авторов обсуждаемой статьи

Несколько лет назад было установлено, что муравьи рода Aphaenogaster при сборе пищи используют орудия труда: чтобы доставить в колонию сладкий сироп, они вымачивают в нем подручные предметы, впитывающие влагу. Также ученые выяснили, что таким продвинутым способом пользуется только часть рабочих особей в колонии. В недавних поведенческих экспериментах было показано, что склонность к «орудийной деятельности» связана с индивидуальными характеристиками муравьев. Таким образом, даже при отсутствии морфологических различий поведенческие особенности отдельных индивидуумов могут приводить к эффективному разделению труда в колонии.

Использование орудий труда традиционно считается одним из главных эволюционных достижений человека, но люди в этом смысле совсем не уникальны: известно уже довольно много видов животных, которые осмысленно пользуются подручными инструментами для достижения своих целей. За таким поведением были замечены разные обезьяны — причем не только человекообразные (см., например, новости Матери-шимпанзе делятся удочками с детенышами, чтобы помочь им научиться ловить термитов, «Элементы», 17.10.2016; Антропогенная нагрузка на экосистемы обедняет культуру шимпанзе, «Элементы», 02.04.2019; Южноамериканские обезьяны изготавливают каменные отщепы, похожие на орудия древних гоминид, «Элементы», 24.10.2016; За 3000 лет у чернополосых капуцинов сменилось несколько поколений каменных орудий, «Элементы», 01.07.2019). Другие известные примеры — морские выдры каланы, использующие камни, чтобы колоть раковины моллюсков, и новокаледонские вороны (Corvus moneduloides), которые выковыривают личинок насекомых из труднодоступных мест при помощи палочек. Список «продвинутых» видов постоянно пополняется: так, недавно в него добавились тупик (A. L. Fayet et al., 2020. Evidence of tool use in a seabird) и висайская бородавчатая свинья (M. Root-Bernstein et al., 2019. Context-specific tool use by Sus cebifrons).

Не уступают позвоночным и насекомые: например, роющие осы рода Ammophila утрамбовывают землю с помощью камушков (H. Jane Brockmann, 1985. Tool Use in Digger Wasps (Hymenoptera: Sphecinae)), а рабочие муравьи рода Aphaenogaster используют веточки и другие подручные материалы для сбора жидкой пищи. Когда в поисках добычи они натыкаются на что-то вкусное, но жидкое — будь то фруктовая мякоть или гемолимфа мертвых насекомых — они находят поблизости какой-либо предмет (кусочки листьев, комочки сухой грязи), окунают его в заманчивую жидкость, а потом тащат хорошо пропитавшиеся «орудия» к гнезду. Некоторые другие виды муравьев в подобных случаях переносят пищу в собственном зобике, но из-за особенностей строения пищеварительной системы рабочие муравьи Aphaenogaster не могут позволить себе такой способ.

При выборе орудия муравьи довольно придирчивы и предпочитают предметы, которые лучше впитывают жидкости и удобнее для переноски. Это было установлено в серии опытов, в которой дотошные экспериментаторы подбрасывали муравьям что-то нетипичное, не встречающееся в природе (I. Maak et al., 2017. Tool selection during foraging in two species of funnel ants). Муравьи охотнее использовали кусочки бумаги и впитывающей губки, чем, например, палочки и веревочки (рис. 1). Они даже усовершенствовали орудия труда: порвали предложенный им кусок губки на более мелкие кусочки, удобные для транспортировки.

Тогда же внимание исследователей привлек тот факт, что далеко не все рабочие муравьи одной колонии оперируют орудиями труда: раз за разом этим занимались одни и те же особи. Кто же именно из рабочих берет на себя почетную роль «орудьеносца»?

Чтобы это выяснить, ученые из той же научной группы провели целый ряд экспериментов с муравьями вида Aphaenogaster senilis. Это мелкие черные муравьи, обитающие на открытых пространствах Средиземноморья — они населяют опушки леса, поля и лужайки, песчаные дюны. В природной колонии насчитывается от нескольких сотен до нескольких тысяч рабочих особей, причем все рабочие муравьи мономорфны: сходны по размерам и по строению.

Эксперименты проводили в лаборатории. Каждая из колоний муравьев обитала на своем ограниченном участке с небольшим пластиковым боксом-домиком. На некотором отдалении от домика ученые помещали пищу для муравьев (каплю разбавленного меда) и орудия труда для его сбора (маленькие кусочки впитывающей губки). Для индивидуального распознавания муравьев метили краской.

Наблюдения подтвердили, что при отсутствии вмешательства в процесс лишь некоторые из членов группы муравьев-фуражиров (обычно не более 20%) оперировали с орудиями труда, собирая жидкую пищу кусочками губки и доставляя их к гнезду, в то время как другие рабочие муравьи этим не занимались.

Значит ли это, что если удалить таких работяг из поселения, сбор жидкой пищи прекратится? Вовсе нет. При их изъятии кто-то другой из оставшихся муравьев брал на свои плечи ответственность за манипуляции с орудиями труда, по качеству и скорости не уступая своим предшественникам. И только после нескольких последовательных серий изъятия таких «находчивых» муравьев из группы фуражиров сбор жидкой пищи прекращался.

Самое интересное, что тяга к использованию орудий труда оказалась связана с индивидуальными качествами муравьев — это удалось установить в ходе серии экспериментов. Сначала каждый рабочий муравей проходил два поведенческих теста — тест «открытого поля» и тест «реакция на добычу» (рис. 2). Это стандратные тесты, модифицированные с учетом того, что в роли испытуемых выступают муравьи.

Рис. 2. Испытательные арены для поведенческих тестов: слева — теста «открытого поля», справа — тест «реакция на добычу». Фото из обсуждаемой статьи в eLife

В тесте «открытого поля» муравья в специальной, ограничивающей обзор и перемещения трубке диаметром 2,7 см помещали в центр незнакомой ему области (в форме круга диаметром 11,5 см). Первую минуту муравей находился в трубке, затем ее убирали. В течение последующих 3 минут исследователи измеряли, сколько времени муравей проводил, перемещаясь по центральной области (диаметром 9,5 см), а сколько — по периферии. «Активные исследователи» больше времени проводили именно в центральной области, неторопливо изучая территорию, в то время как более «пассивные» муравьи чаще бегали вдоль стенок, где они, видимо, чувствовали себя более защищенными (авторы обсуждаемой статьи подробно объяснили свою логику такой интерпретации поведения муравьев, отвечая на вопрос одного из рецензентов).

В тесте «реакция на добычу» муравья в небольшой трубке также помещали в сходную круглую область, а в 4 см от муравья клали свежеубитую дрозофилу. Через минуту трубку убирали, так, что муравей мог видеть добычу, идти к ней, поедать или пытаться тащить. В течение 3 минут проводили наблюдения, измеряя время, которое муравей провел непосредственно в контакте с добычей.

Каждый из тестов муравьи проходили дважды, с интервалом в 2 дня. Показательно, что тип поведения, демонстрируемого каждой особью, не менялся. При этом «активные исследователи», которые проводили больше времени в центральной области тестовой арены, оказались и самыми заинтересованными в добыче.

С помощью анализа главных компонент для каждой особи подсчитали «поведенческий балл» по трем усредненным величинам: а) общее время, которое муравей провел в центральной области открытого поля, б) время, затраченное на прогулки по периферии, в) время, которое муравей контактировал с добычей. Высокий «поведенческий балл» получили «активные исследователи» (которые в то же время и больше контактировали с добычей).

После этого ученые разделили муравьев на несколько групп по 20 особей. Каждой группе муравьев предлагали каплю меда и 10 кусочков губки. Затем ученые смотрели, кто занимается сбором жидкой пищи. Как правило, это делал всего один муравей (реже — двое). После определения самых активных «орудьеносцев» их удаляли и повторяли эксперимент. Оказалось, что в течение нескольких таких раундов роль сборщиков жидкости на себя брали другие муравьи. Их идентифицировали и так же, как и предшественников, удаляли из группы. Но уже на пятом раунде в некоторых группах ни один из муравьев за время наблюдений не приступил к сбору пищи. Ученые решили выяснить, связана ли склонность заниматься инструментальной деятельностью с индивидуальными поведенческими характеристиками.

Выяснилось, что чаще оперируют с орудиями труда муравьи с высоким «поведенческим баллом» — то есть самые активные в тесте «открытого поля» и самые заинтересованные в добыче. Это значит, что, зная индивидуальные качества того или иного муравья, можно предсказать его склонность к орудийной деятельности. Еще один вывод из проведенных экспериментов — у муравьев A. senilis существует разделение труда, связанное не с морфологическими характеристиками особей, а с индивидуальной поведенческой изменчивостью.

Считается, что именно разделение труда в колониях социальных насекомых является одним из факторов, обеспечивающих им высокий экологический успех. У ряда видов муравьев такое разделение труда сопровождается полиморфизмом: например, у муравьев-листорезов Atta fabricius рабочие муравьи делятся на «мелких рабочих» (они выращивают грибные сады на субстрате из кусочков листьев), «средних рабочих» (они срезают листья и доставляют их в гнездо) и крупных «солдатов». Но пример A. senilis демонстрирует, что разделение труда возможно и у мономорфных муравьев.

Более того, ученые предполагают что, как и у некоторых других видов муравьев, среди склонных к «орудийной» деятельности особей A. senilis существуют «ударники труда», отличающиеся особой активностью в сборе пищи. Быть может, такие «ударники» заражают энтузиазмом остальных (S. K. Robson, J. F. A. Traniello, 1999. Key individuals and the organisation of labor in ants), повышая производительность всей группы муравьев? Так это или нет, покажут дальнейшие исследования.

Источник