Муравьев уличили в строительстве живых башен

Исследователи из Технологического института Джорджии в Атланте выяснили, как красные огненные муравьи (Solenopsis invicta) создают живые «Эйфелевы башни». Такие конструкции насекомые создают, чтобы спастись наводнений. Оказалось, что муравей во время «строительства» несет на себе до трех собратьев. К тому же, насекомые следуют нескольким правилам, которые помогают им самоорганизовываться для создания конструкции и перестраивать ее. Исследование опубликовано в Royal Society Open Science.

Красные огненные муравьи обитают на заболоченных территориях. Во время и после сезона дождей насекомые строят живые плоты, дрейфующие на поверхности воды, и таким образом члены колонии держатся вместе. С помощью клейких подушечек на ногах рабочие особи цепляются друг за друга и распределяют свой вес так, что конструкция из нескольких тысяч муравьев удерживается на поверхности воды. В одной из предыдущих работ ученые исследовали прочность живых плотов и выяснили, что муравьи удерживают вес 2-3 особей. Если же он увеличивается, то насекомые «расцепляются» друг с другом, и начинают ползать по плоту, так что конструкция начинает «течь», как жидкость. Также оказалось, что при строительстве плота муравьи соблюдают несколько правил, которые позволяют им создать стабильную конструкцию:

• не двигайся, если поверх тебя «стоят» другие муравьи;

• если ты оказался наверху, совершай движения с небольшой амплитудой в разных направлениях;

• когда ты окажешься рядом с муравьями, которые не двигаются, останавливайся и хватайся за кого-то из них.

Во время наблюдений за строительством плота, авторы случайно заметили, что муравьи строят еще и живые «башни», по форме похожие на колокол и достигающие в высоту более чем 30 муравьев. При этом насекомые, находившиеся внизу, не испытывали проблем со здоровьем и не были раздавлены теми, кто находился наверху. Тогда ученые решили разобраться, как муравьи строят «высотные» конструкции.

Для этого они собрали несколько колоний муравьев (S.invicta обитают, в том числе, и на юге США) и поместили их в пластиковые контейнеры. Также в контейнеры они ставили стержни разного диаметра и высоты, покрытые тефлоном. Так как тефлон скользкий, цепляться за него сложно, поэтому муравьям приходилось полагаться на себя и на «коллег», а не на опору. Чтобы следить за движениями насекомых, исследователи напоили половину каждой колонии водой с радиоактивным йодом. А когда муравьи начали сооружать «башню», ученые делали рентгеновские снимки, чтобы понять, как движется та или иная «радиоактивная» особь (это можно увидеть на видео ниже).

Оказалось, что при сооружении башен муравьи соблюдали те же правила, что и при строительстве плотов. Но к ним еще добавлялось четвертое: верхний слой башни не будет устойчивым, пока насекомые, хватающиеся друг за друга, не образуют замкнутое кольцо. Как и во время строительства плотов, каждое насекомое выдерживало вес максимум трех собратьев, если их было больше, муравей отцеплялся от остальной конструкции и по внутренней стороне башни полз вниз. Затем он снова выбирался на поверхность башни и начинал карабкаться наверх. Исследователи отметили, что независимо от времени строительства конструкции и ее высоты, каждый муравей держал вес не более трех других особей.

Ранее исследователи обнаружили, что кочевые муравьи при строительстве живых мостов учитывают потребности колонии и целесообразность поддержания структуры моста. В зависимости от них насекомые могут достраивать или «передвигать» их.