Исследователи из израильского Института Вайцмана выяснили, что муравьи, совместно несущие большой кусок пищи, проходят препятствие, переключаясь между двумя типами движения: один помогает протиснуть еду в отверстие, второй – найти путь вокруг барьера.
Свои выводы Джонатан Рон с коллегами представили в PLOS Computational Biology.
Транспортируя большие объекты, вроде червей и личинок, муравьи часто сталкиваются с препятствиями. В таком случае носильщикам нужно достичь консенсуса и выбрать новый маршрут к гнезду. Предыдущие исследования, сообщает sciencedaily.com, показали, что чередующиеся движения из стороны в сторону могут помочь в обходе препятствия. Но они не объясняли, что вызывает такое поведение.
Рон с коллегами создали математическую модель, имитирующую действия насекомых, столкнувшихся с жестким барьером с небольшим отверстием. Симуляции предположили, что муравьи в случайном порядке переключаются между двумя движениями: задержке возле дыры, дающей шанс протолкнуть через нее еду; и боковым перемещением, позволяющим искать обходной путь. Смена поведения гарантирует, что насекомое не застрянет на одном действии без обнаружения решения.
Система также предсказывает, что размер группы, тащащей объект, отражающий габариты пищи, определяет, какой тип движения будет преобладать. Небольшие отряды дольше остаются возле отверстия, тогда как крупные команды чаще ищут обходной путь. Столкнувшись с препятствием, каждый муравей продолжает действовать согласно правилам, обеспечивающим им свободу движения. Одновременно эти принципы вызывают сосуществование двух замеченных поведений, позволяющих преодолеть преграду. Другими словами, проблема «решается» коллективом, отдельные члены которого не понимают ее природы.
Соавтор исследования Офер Фейнерман проверил прогнозы модели на настоящих муравьях, несущих груз, диаметром 1-4 см. столкнувшись с препятствием, они действовали, как и предсказывала программа.
«Многие социальные животные: стаи птиц, косяки рыб, группы бабуинов, совместно занимаются сбором пищи, охотой или миграцией, — отметил старший автор работы, Нир Гов. – Наши результаты могут вдохновить на такое же понимание поведения других коллективных животных».
На следующем этапе ученые хотят рассмотреть движение муравьев по сложной трассе с различными препятствиями, напоминающей их природные маршруты.