Массовое штрихкодирование особей раскрывает тайны муравьиного социума
Муравьи не карабкаются по карьерной лестнице, они попадают в карьерную ячейку – и только самым ловким и удачливым удается в нее не попасть, пишет журнал Science. Ученые подробно изучили в лабораторных условиях социальную структуру одного из видов муравьев-древоточцев (Camponotus fallax) и обнаружили, что сначала муравьи заботятся о муравьиной матке и ее потомстве, а с возрастом оказываются всё дальше от «начальства».
Биологи из Лозаннского университета (Швейцария) методично наклеили пластинки со штрихкодом на спины более тысячи муравьев из шести колоний, чтобы отслеживать все их движения в течении сорока одного дня. Итоговый массив данных включил 2,433,250,580 позиций муравьев и 9,363,100 записей социальных интеракций между ними.
Обработав эту информацию, ученые выяснили направление карьеры среднего муравья – няня (40% муравьев-рабочих), потом уборщик (30%), потом фуражир (30%). Няни обычно молоды, и ухаживают за «царицей» и ее личинками. Фуражиры бегают в поисках пищи и приносят ее няням, ну а уборщики – по словам ученых, их роль «предполагает существенно более частые посещения мусорной кучи».
Некоторым муравьям удается избежать своей судьбы: ученые обнаружили несколько нянь, возраст которых был выше среднего – но и несколько относительно молодых уборщиков. «Изменение поведения в соответствии с возрастом у муравьев – это медленный и шумный процесс, и индивидуальная изменчивость играет важную роль».
Муравьи в этих трех группах общаются по-разному: частота взаимного общения у нянь и фуражиров вдвое больше, чем у уборщиков – те слишком заняты очисткой или патрулированием, чтобы проводить друг с другом много времени. По мнению исследователей, аналогичная система социальной стратификации имеется у медовых пчел.
Ученые также выяснили, насколько быстро муравьи распространяют важную информацию («там пища», или «там угроза», например) – для этого они подсчитали число степеней разделения (число уровней связей, разделяющих две произвольных особи сообщества) между муравьями колонии. Оказалось, что одному теоретическому муравью-вестнику требуется около часа, чтобы всё сообщество (в среднем 150 особей) узнало новость.
Еще один важнейший фактор организации муравьиного сообщества – пространство: то, где каждый работник проводил максимум времени. Результаты исследования показали, что пространственная структура регулирует поток информации, разделение труда и гомеостаз колонии. В ходе эксперимента «мир» муравьев был разделен на две камеры, соединенные туннелем. Одна из них была погружена во тьму, вторая (где муравьи искали продовольствие) испытывала искусственный суточный цикл (светло/темно). Компьютеры контролировали температуру, влажность и количество пищи; оба помещения снимали черно-белыми видеокамерами с высоким разрешением, работающими в инфракрасном диапазоне.
Впрочем, блестящим муравьям-древоточцам, работающим уборщиками или фуражирами, еще повезло – они могли бы родиться муравьями родственного вида с огромными жвалами – настоящими камикадзе, головы которых при нападении взрываются, обливая врага кислотой. Или волосистыми лесными муравьями, которым приходится подлизываться к тлям, чтобы достать медовую росу и тем снискать благосклонность «царицы».
По материалам The Register, Ars Technica и Geekosystem.
Артём Космарский nauka21vek.ru