Скорость сахарских серебряных муравьев объяснили быстрой сменой ног

Сахарские серебряные муравьи — одни из самых быстрых животных, если считать скорость в длинах тела в единицу времени. Они передвигаются со скоростью 85,5 сантиметров или 108 длин тела в секунду благодаря высокой частоте и маленькой продолжительности шагов, быстрой смене ног и отличной синхронизации этого процесса. Как сообщается в Journal of Experimental Biology, по мере того, как насекомое ускоряется, длина его шага увеличивается больше, чем в четыре раза, а его продолжительность составляет всего семь миллисекунд.

Пустынные муравьи Cataglyphis bombycina обитают в Сахаре, в экстремально жарком климате. Они питаются трупами погибших от жары животных, поэтому C.bombycina выходят на охоту днем, что также помогает им избежать конкуренции и не встречаться с хищниками. Чтобы защититься от жары, они выработали несколько способов защиты — по-видимому, перед выходом из укрытия, сахарские серебряные муравьи вырабатывают белки теплового шока, которые позволяют им выдерживать температуру 53,6 градусов. Тело у них покрыто серебряными волосками (отсюда и название), которые отражают излучение в инфракрасном диапазоне и работают как радиаторы охлаждения. У C.bombycina длинные ноги — длиннее, чем у многих других видов муравьев. Они быстро бегают, а также прекрасно ориентируются на местности.

Ученые под руководством Харальда Вольфа (Harald Wolf) из Ульмского университета подробно изучили, как C.bombycina удается передвигаться с большой скоростью. Они исследовали передвижение сахарских муравьев в Тунисе, в естественной среде обитания, и в лаборатории Ульмского университета. Также они проанализировали морфометрию C.bombycina и их ближайших родственников, пустынных муравьев Cataglyphis fortis. Этот вид тоже обитает в Сахаре, но в высохших соляных озерах.

Серебряные сахарские муравьи оказались одними из самых быстрых животных. Они способны бегать со скоростью 855 миллиметров (85,5 сантиметров) или 108 длин собственного тела в секунду. С еще бóльшей скоростью передвигаются лишь несколько видов, в частности калифорнийский клещ Paratarsotomus macropalpis (377 длин тела в секунду). Ближайшие родственники сахарских муравьев, Cataglyphis fortis, бегали с максимальной скоростью 620 миллиметров (62 сантиметра) в секунду. При этом ноги у них были примерно на 18 процентов длиннее.

Как выяснили авторы, частота шагов у серебряных сахарских муравьев была на 30 процентов выше, чем у C.fortis: 47 и 36 шагов в секунду соответственно при максимальной скорости передвижения. Ускоряя бег, оба вида насекомых увеличивали длину шага больше, чем в четыре раза: сахарские серебряные муравьи — с 4,7 до 20,8 миллиметров, а C.fortis — с 4,5 до 21 миллиметра. Во время движения оба вида насекомых делали шаг, а затем меняли ноги для следующего (они стояли на трех ногах одновременно). При этом ученые отметили отличную синхронизацию конечностей у муравьев. Сахарские серебряные муравьи меняли ноги со скоростью до 1400 миллиметров в секунду. Продолжительность шага у сахарских серебряных муравьев была почти вдвое меньше, чем у их собратьев, 7 и 12 миллисекунд соответственно.

Исследователи полагают, что короткие шаги и высокая скорость передвижения возникли из-за среды обитания сахарских муравьев. «Возможно, эти особенности связаны с тем, что они живут в песчаных дюнах. [Передвигаясь таким образом] муравьи с меньшей вероятностью глубоко проваливаются в мягкий песок», — говорит Вольф.

Ранее исследователи выяснили, что муравьи C.fortis запоминают до 14 запахов и могут ассоциировать их с едой. Больше того, насекомые помнят запахи всю жизнь. Вероятно, это один из механизмов адаптации к экстремальным условиям обитания.

Екатерина Русакова