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
Но пожертвовали менее крепкими социальными связями
Галки отказываются пожертвовать родственными связями с партнерами, птенцами и братьями и сестрами ради ценной пищи. Однако они готовы в обмен на вкусную награду разорвать временные социальные связи с неродственными членами своей стаи. К такому выводу пришли орнитологи после серии экспериментов с дикими галками в британском графстве Корнуолл. Как отмечается в статье для журнала Nature Communications, результаты исследования демонстрируют, что галки способны менять социальные связи в зависимости от необходимости, но стараются сохранить долгие и крепкие отношения с родственными особями. Галки (Corvus (Coloeus) monedula) — высокосоциальные птицы. Самцы и самки этих врановых образуют крепкие моногамные пары, которые сохраняются годами, а молодые особи на протяжении нескольких месяцев после вылета из гнезда поддерживают тесные связи с родителями и братьями и сестрами. Кроме того, галки регулярно взаимодействуют с неродственными сородичами. Гнездятся эти птицы колониями, а вне сезона размножения собираются большими стаями для поиска корма и ночевки. Команда орнитологов под руководством Майкла Кингса (Michael Kings) из Эксетерского университета решила проверить, насколько крепки родственные и социальные связи галок. Для этого исследователи провели серию полевых экспериментов с дикими представителями этого вида птиц. Работы проводились в расположенной в графстве Корнуолл колонии галок, которая состоит из нескольких сотен пар, включая около сорока пар, выводящих птенцов в искусственных гнездовых ящиках. Кингс с соавторами пометили цветными кольцами и радиочастотными метками большинство особей из искусственных гнездовий и их птенцов, а также других членов колонии. Кроме того, в выборку попали особи из других колоний, которые кормились в районе исследования. Затем авторы разместили около колонии галок две экспериментальные установки. Каждая из них состояла из двух кормушек, расположенных в полуметре друг от друга и оснащенных устройствами для считывания радиочастотных меток. Всех помеченных галок авторы псевдослучайным образом разделили на две группы, A и B. Если две птицы из одной группы одновременно садились на парные кормушки, устройства считывали их метки и выдавали им ценную награду — смесь сушеных мучных червей и зерна. Однако когда на кормушки прилетала одна птица, она получала только зерно — корм более низкого качества, а визит двух птиц из разных групп заставлял кормушки закрыться и не выдавать никакого корма в течение двух минут. За четыре месяца полевых исследований кормушки посетили 139 галок. Компании из двух галок были отмечены на них 3117 раз, причем в 55,4 процента случаях это были птицы из одной группы, которые в награду получили ценное лакомство. Кингс и его соавторы предположили, что пернатые будут выбирать сородичей для посещения кормушек в зависимости от того, смогут они вместе добыть корм. Эта гипотеза подтвердилась. С течением времени галки стали чаще посещать кормушки вместе с представителями своей группы, что давало им доступ к смеси червей и зерна. Это означает, что птицы поняли, с какими из сородичей они могут рассчитывать на ценное вознаграждение, и стали выбирать именно их (и избегать сородичей, в компании с которыми нельзя получить никакого корма). Авторы допускают, что изменения в социальных связях галок, которые произошли в результате эксперимента, могут проявляться и вне кормушек. Однако уверенности в этом вопросе у них пока нет. Полученные результаты, однако, не распространяются на галок, связанных друг с другом родственными узами (размножающихся самцов и самок; родителей и их птенцов; и сиблингов). Даже если две родственные птицы были распределены в разные группы и при визите на кормушки не получали никакого корма, в дальнейшем они не отказывались от совместных посещений экспериментальной установки. По мнению авторов, это означает, что хотя галки и способны пожертвовать кратковременными социальными связями ради ценной пищи, они стараются сохранить долгосрочные отношения с партнером, потомством или братьями и сестрами, даже если ради этого придется голодать или обходиться менее вкусным кормом. Ранее орнитологи из Эксетерского университета выяснили, что галки принимают решение покинуть место ночевки, основываясь на результатах голосования. Птицы, готовые улететь, начинают издавать громкие крики — и когда таких особей становится достаточно много, большая часть стаи снимается с места. Исследователям даже удалось заставить галок улететь раньше, проигрывая записи их голосов через динамик.