Второй вход в муравейнике понизил эффективность добычи пищи
Лабораторный эксперимент показал, что эффективность добычи пищи муравьями из разведанных источников будет ниже, если в их муравейнике два входа, а не один. В этом случае они задействуют больше рабочей силы, но при этом находят отмеченные сородичами ресурсы труднее и хуже ранжируют их по ценности. Ученые считают, что наличие разных проходов затрудняет ориентацию по феромоновым меткам. Статья опубликована в журнале PLoS One.
Социальные насекомые, такие как, пчелы или муравьи, могут действовать сообща: строить жилище, отражать атаки или пользоваться источником корма. При этом их действиями не руководит какой-то центр — каждое насекомое принимает решение индивидуально, исходя из обстановки и простых сигналов сородичей. Условно говоря, вся колония в целом является своеобразным мозгом, чья деятельность самоорганизуется.
Это легко проиллюстрировать на примере добычи корма многими видами муравьев. Небольшое количество насекомых патрулирует окрестности гнезда в поисках источника пищи. Если они находят что-то съедобное, то на обратном пути к муравейнику оставляют след из феромонов, и феромонов выделяется тем больше, чем лучше источник. Затем другие муравьи следуют по отмеченному пути, и если в указанном месте еще осталась еда, то на обратной дороге насекомые усилят феромоновый след. В результате формируется петля положительной обратной связи: чем богаче и стабильнее источник еды, тем «ярче» к нему ведет тропинка. Подобный механизм принятия решений не требует ни иерархии командования, ни сложных когнитивных способностей.
Марин Люэ (Marine Lehue) из Брюссельского свободного университета и ее коллега исследовали механизм принятия коллективных решений муравьями Myrmica rubra в лабораторных условиях. Они извлекли несколько муравьиных колоний из природы и поместили их в искусственное гнездо из пластика с контролируемыми условиям. Исследователей заинтересовало, повлияет ли открытие второго входа в муравейник на фуражную стратегию.
Поблизости от гнезда без других источников пищи поместили два блюдца с сахарным сиропом, который отличался по концентрации в десять раз. Поскольку сахар — это углеводы, то густой сироп обладает очевидно большей ценностью для насекомых. Далее ученые при помощи камер высокого разрешения наблюдали за экспериментом с двумя разными исходными состояниями — с одним открытым входом и с двумя.
Наблюдаемая картина в этих двух состояниях существенно отличалась. Для начала, количество муравьев, рекрутированных для фуражирования, при открытии второго входа увеличилось примерно в два раза. Однако эффект от дополнительных задействованных сил нивелировался их плохой организацией. Если при использовании одного входа до одной из кормушек добирались 43 процента муравьев, 36 начинали блуждать по окрестностям, а 21 сразу поворачивали назад в гнездо, то при наличии второго прохода цифры менялись на 34, 28 и 38 соответственно.
Изменилось и качество ранжирования источников пищи: из муравейника с двумя входами только 58 процентов насекомых выбирали более ценный корм, против 68 процентов у гнезда с одним. Суммарное количество потребленных углеводов также оказалось выше у жилища с одним входом.
Примечание редактора
В поставленном эксперименте муравьи, которые не нашли кормушки и блуждают по окрестностям, не приносят никакой пользы, так как другой еды в районе гнезда нет. Однако, в природных условиях наличие всего двух источников корма маловероятно, и «заблудившиеся» муравьи могут обнаружить еще один источник. Иными словами, неудачное следование отмеченному маршруту может во многих случая считаться «инвестицией» в разведку.
Исследователи заключают, что использование единственного прохода упрощает как формирование устойчивой феромоновой тропинки, так и следование ей. Поскольку муравьи подчиняются очень простым алгоритмам поведения, то им проще ориентироваться по следам, исходящим из одной точки, а множественные пути их сбивают. Однако, наличие второго входа может иметь и положительный эффект, если он расположен ближе к еде. Кроме того, равномерное распределение сил бывает выгодно, так как сглаживает эффект от резкого истощения ресурса.
Распределенное принятие решений особями с невысокими когнитивными способностями (несравнимыми с млекопитающими) может помогать в весьма трудных задачах. Например, муравьи помогают застрявшим в лабиринте сородичам найти обходной путь, а так же эффективно предотвращают транспортные пробки в муравейниках.
Василий Зайцев
Такие ловчие сети до сих пор не были известны ни у одного вида
Центральноамериканские пауки Gelanor siquirres охотятся на других пауков с помощью необычных ловчих сетей. Эти хищники прикрепляют к растениям или земле несколько неклейких паутинных нитей. Пауки других видов пытаются использовать эти нити в качестве каркаса для строительства собственных ловчих сетей и привлекают внимание G. siquirres, которые быстро спускаются из убежища на нижней стороне листа и съедают их. Как отмечается в статье для журнала Animal Behaviour, подобный способ охоты ранее не был известен ни у одного вида пауков. Размер и форма ловушек, которые строят пауки, зависят от того, на какую добычу и в каких условиях они охотятся. Например, для рода Scoloderus характерны ловчие сети с сильно увеличенной верхней частью, которые идеально подходят для ловли ночных бабочек. Мадагаскарские представители рода Damastes создают из листьев и паутины западни для лягушек. А пауки Wendilgarda galapagensis с тихоокеанского острова Кокос плетут три разных вида ловчих сетей, предназначенных для охоты над водой, у поверхности земли и высоко над ней. Команда арахнологов под руководством Гилберта Баррантеса (Gilbert Barrantes) из Университета Коста-Рики описала неизвестную ранее конструкцию паучьих ловчих сетей. Осенью 2016 года исследователи в течение одного вечера встретили в заповеднике Тиримбина в Коста-Рике одного самца и пять самок пауков Gelanor siquirres из семейства Mimetidae. На тот момент вид был известен по единственной самке и практически не изучен. Все пять особей G. siquirres, которых нашли Баррантес и его коллеги, находились около своих ловчих сетей. Это позволило исследователям выяснить, как они охотятся. Оказалось, что эти пауки строят на нижней поверхности листьев в 1,6-2 метрах над землей убежище из нескольких паутинных нитей. От него отходят от одной до шести длинных неклейких паутинных нитей, которые крепятся к земле или растительности. Их длина достигает от 0,5 до 2 метров, а угол между ними и поверхностью земли составляет от 15 до 90 градусов. Авторы предполагают, что во время строительства сети пауки либо спускаются на землю и прикрепляют к ней паутинные нити, либо отпускают их концы в воздух, чтобы те зацепились за соседние растения. На трех паутинных нитях самца G. siquirres исследователи увидели три более тонкие горизонтальные нити. Они принадлежали паукам других видов, которые искали подходящее место для ловчей сети, выпуская паутинные нити в воздух и обследуя субстрат, к которому те прикрепились. Одна из таких нитей прямо на глазах у авторов прикрепилась к нити самца G. siquirres. После этого по ней прошел паук-кругопряд, видовую принадлежность которого определить не удалось. Когда кругопряд добрался до нити G. siquirres, тот быстро спустился и после недолгой погони поймал гостя и парализовал или убил его укусом. После этого G. siquirres вместе с добычей поднялся в убежище на нижней стороне листа. Баррантес с соавторами также заметили, как взрослая самка G. siquirres поднимается по собственной нейклейкой нити, удерживая в хелицерах паука другого вида. Чтобы удостовериться, что они наблюдали охоту G. siquirres, исследователи посадили на одну из нитей другой особи этого вида пойманного паука-кругопряда. Хозяин сети тут же спустился и почти добрался до подсаженного к нему паука — но в этот момент их обоих спугнул упавший лист. По словам авторов, в последующие годы они наблюдали аналогичное поведение G. siquirres еще трижды, каждый раз после наступления темноты. Исследователи предполагают, что построенные G. siquirres конструкции представляют собой ловушки для других пауков, которые ищут место для собственных ловчих сетей с помощью выпускаемой в воздух паутины. Потенциальные жертвы, после того как их нити прикрепляются к нитям G. siquirres, отправляются обследовать субстрат для строительства или укреплять свою паутину. В результате они задевают нить G. siquirres, привлекают его внимание и становятся его добычей. Ни у одного другого вида подобные охотничьи приспособления известны не были. Вероятно, необычные сети позволяют G. siquirres использовать обильный, но доступный лишь в течение нескольких часов в сутки пищевой ресурс — многочисленных пауков, которые в сумерках и после наступления темноты активно ищут место для охоты. Интересно, что другие представители семейства миметид тоже охотятся на пауков — но вместо того, чтобы приманивать их, как правило, забираются в чужие ловчие сети и убивают их хозяев. Есть среди центральноамериканских пауков и другие примеры необычного поведения. Так, Trechalea extensa в случае опасности ныряют под воду. Здесь они способны провести более получаса, получая кислород из тонкой пленки воздуха вокруг собственного тела. Именно так повел себя представитель этого вида при встрече с зоологами.