Опасность превратила муравьев в единый «суперорганизм»

Группа биологов из Бристольского университета обнаружила, что в условиях имитации атаки хищников колония муравьев Temnothorax albipennis ведет себя как единое целое. У нее появляются эмерджентные свойства и наблюдаются два типа реакций — в зависимости от внешней или внутренней локализации угрозы по отношению к муравьиному гнезду. В первом случае муравьи собираются внутри гнезда, а во втором мигрируют на новое место. По словам авторов, такой характер реакций позволяет называть колонию насекомых «суперорганизмом». Работа опубликована в журнале PLoS ONE.

Ученые изучили 30 колоний муравьев, численностью от 96 до 132 особей в каждой. Колонии были разделены на три группы — одну контрольную и две экспериментальных. Все колонии биологи поместили в специально сконструированные прозрачные искусственные гнезда, треть из которых была оборудована особыми отверстиями в крышке для извлечения муравьев наружу.

Для первой экспериментальной группы биологи смоделировали внешнюю атаку хищников. Известно, что Temnothorax albipennis, как и многие другие виды муравьев, делятся на особей-разведчиков и фуражиров. Разведчики обследуют территорию и отыскивают новые источники питания, куда провожают фуражиров. Изучившие маршрут фуражиры затем обучают других своих товарищей. Таким образом, через некоторое время к найденным разведчиками ресурсам отправляются регулярные «караваны».

Нападения хищников ученые смоделировали, временно удалив всех покинувших гнездо муравьев-разведчиков. Оказалось, что в этом случае — как если бы все разведчики вдруг разом погибли, муравьи фуражиры спешно возвращаются обратно в гнездо, однако не пытаются из него эмигрировать.

Во второй экспериментальной группе имитировалась атака внутри муравейника — для этого биологи удаляли около 16 процентов рабочих муравьев из отверстия в крышке. Выяснилось, что при таком развитии событий разведчики начинают поиск нового гнезда, а затем туда мигрирует вся колония.

Иными словами, при условии какой-либо внешней угрозы, муравьи перестают выполнять свои рутинные функции, выраженные хоть и в целенаправленной, но довольно хаотичной деятельности. Они резко объединяются и начинают вести себя как один единый организм — прятаться и выжидать, либо эвакуироваться всей колонией.

Ключевым для авторов здесь является то, что ни один из муравьев не может вести подсчет и контроль всех остальных своих собратьев по колонии. И тем не менее, как только потери (например, внутри гнезда) доходят до определенного порога, поведение муравьев резко изменяется — они мигрируют. Такие свойства, внезапно появляющиеся в сложных системах (к которым, безусловно, относятся и колонии коллективных насекомых), называются эмерджентными. Они не присущи отдельным элементам системы или их механической сумме, а возникают как особый системный эффект.

Даниил Кузнецов