Уникальные способности муравьев

Уникальные способности муравьев

Многообразное и очень сложное поведение муравьев тоже заслуживает особого рассмотрения.

Упоминания о муравьях и их удивительной деятельности обнаруживаются в древнейших письменных памятниках. В Книге притчей Соломоновых сказано: Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его, и будь мудрым. Нет у него ни начальника, ни приставника, ни повелителя; но он заготовляет летом хлеб свой, собирает во время жатвы пишу свою (Прит 6:6-8).

В некоторых местностях Аравии муравья давали новорожденному в руку с надеждой, что добродетели насекомого перейдут к младенцу. А к числу этих добродетелей относят храбрость, чувство товарищества, трогательная забота о потомстве, прилежание. Древним было, например, известно, что муравьи оттаскивают с поля боя и даже погребают своих мертвых сородичей. При всей своей невероятности этот факт не подлежит сомнению.

Древнеримский мыслитель Цицерон говорил, что муравей обладает не только ощущениями, но и рассудком, памятью. Его соотечественник, естествоиспытатель, тоже живший два тысячелетия назад, Плиний писал о муравьях: «Вы найдете у них нечто вроде республики, а также память и предусмотрительность… при встрече они узнают друг друга. Какое тут бывает оживление!.. Мы видим, как стирается камень под их стопами; как уходят в землю тропинки, по которым они регулярно отправляются на работу: великий пример могущества маленьких, но постоянных усилий!».

Биологи, отдавая дань непостижимым даже для современного человека способностям муравьев, готовы подписаться под словами, сказанными более века назад: «…если в древние времена недостаток точных наблюдений оставлял широкое поле для воображения, то все выдумки должны были побледнеть перед открывшейся теперь истиной».

Ученики и учителя. Муравьи относятся к самым прилежным ученикам. Они учатся постоянно и, попав в неожиданную ситуацию, используют эти знания для принятия нужных решений.

Среди насекомых муравьи являются долгожителями – рабочие особи живут до семи лет. Поэтому опыт, приобретенный смолоду и дальнейшее «повышение квалификации» служат муравью до самой старости. А самое главное, муравьям свойственно, чему-то научившись, тут же обучать своих молодых сородичей. И так из поколения в поколение может передаваться любое «открытие» каждого муравья.

Поскольку у этих насекомых очень развит инстинкт подражания, они с удовольствием повторяют все, чему их обучают более опытные соплеменники. Благодаря умудренным знаниями воспитателям обучение молодых муравьев происходит очень активно, а полученные ими знания гораздо полнее самостоятельно приобретенных навыков.

Обучение муравьев-фуражиров. У некоторых видов муравьев, например у мирмиков, фуражиры традиционно идут к источнику пищи следом за мобилизовавшим их разведчиком. Но их и самих можно научить отыскивать кормушку по следовому запаху и сигналам, переданным характерными движениями, звуками и т. п.

При эксперименте разведчик, обнаруживший кормушку с сахарным сиропом, мчась к гнезду, совершал определенные движения, издавал звуки и оставлял пахучий след, прикасаясь к дорожке кончиком брюшка. В обычных условиях фуражиры не реагируют на этот след, он не несет для них никакой сигнальной информации. Ведь следуя за разведчиком, они используют не запах, а зрение.

Однако если составить семью только из молодых муравьев и в течение определенного времени кормить их в темноте, то они быстро обучаются использовать в качестве сигнала след разведчика. И тогда, обнаружив специфический запах, они сами способны отыскать местонахождение кормушки. В природных условиях муравьи используют такой способ нахождения пищевого источника, когда теряют разведчика из виду, например, на участках, заросших мхом.

Муравьи также способны научиться воспринимать в виде сигналов определенные движения разведчика или издаваемые им звуки. Кроме того, молодые муравьи обучаются воспринимать запах семьи. Если куколку поместить в чужое гнездо, то вышедший из нее муравей будет воспринимать рабочих из приемной семьи как своих. Он станет защищать это гнездо от муравьев из своей истинной семьи, так как для него они уже будут иметь «чужой» запах.

Обучение в лабиринтах. Способность муравьев к обучению изучалась и в естественных условиях, и в самых разнообразных лабораторных экспериментах. Для правильного суждения об их обучаемости и о проявлении муравьями элементарной рассудочной деятельности использовались индивидуальная методика и экспериментальное оборудование, соответствующие сенсорным и двигательным возможностям, характерным для данного вида насекомых.

Оказалось, что муравьи проявляют прекрасные способности к ассоциативному обучению в лабиринтах. Так, муравей формика после нескольких уроков безошибочно проходит сквозь сложный лабиринт от гнезда к источнику пищи, не имея возможности ориентироваться по своему пахучему следу. Была доказана способность муравьев находить правильный путь и запоминать его даже в лабиринте с десятью тупиковыми ходами.

И что самое поразительное – муравьи способны использовать полученные в результате обучения навыки в совершенно новой для них ситуации, что ранее казалось возможным только для «высших» животных.

Индивидуальные способности. Изучая поведение муравьев, порой трудно поверить в их способности. Считалось, что они обеспечиваются «коллективным разумом». Однако исследования показали значительную роль в социальной жизни семьи отдельных особей. Муравьи обладают великолепными способностями к запоминанию большого объема информации и обучению, а также проявляют элементарную рассудочную деятельность. Причем даже у особей одного вида эти индивидуальные способности различны.

Установлено, что работу лучше выполняют более опытные муравьи, и к старости они проявляют максимум способностей. А среди молодых муравьев наблюдаются особи более прыткие и более медлительные, ловкие или неуклюжие, сообразительные или «бестолковые», лидеры или подчиненные. И все они учатся у более опытных соплеменников, осваивая «на ходу» сложную «профессию» рабочего муравья.

Создание мысленной «карты». Фуражиры и разведчики часто определяют направление движения по зрительным ориентирам -форме, цвету предметов на местности, а также по взаимному расположению небесных светил, в частности, по положению солнца. То есть муравьи наделены врожденной способностью делать математический расчет направления пути, оценив сложившуюся обстановку, в том числе на небосводе.

Если муравья, несущего добычу в гнездо, накрыть светонепроницаемой коробкой, то после выхода из заточения он не побежит в прежнем направлении. Муравей выберет путь, который будет отклонен от предыдущего точно на угол, на который переместилось за это время солнце.

Эксперименты на позвоночных животных показали, что для ориентации в своей среде обитания им необходимо не только запоминать конкретные ориентиры, но и использовать пространственные представления – создавать мысленную «карту местности».

Такие же способности продемонстрировали и муравьи. Каждый фуражир и разведчик создает на кормовом участке свою «карту», причем прекрасная память и способность выбирать ориентиры для ее создания обладают определенной гибкостью. Различным ориентирам муравьи придают разное значение, то есть у них обнаружена иерархическая организация системы ориентиров.

Наиболее предпочтительным для муравьев является включение в систему ориентиров точечного источника света, за ним следует цепочка вех и только потом – запах собственного следа. Интересно, что муравьи быстрее запоминают геометрические признаки ориентира, если тот служит на «карте местности» указанием пути в гнездо, а не к пище.

«Сообразительность». Степень сообразительности разных видов муравьев устанавливается путем изучения способности их представителей находить дорогу в лабиринте. Обычно для этого используют стеклянный лабиринт.

Исследования показали, что степные муравьи в одиночку одолевают его достаточно быстро. Все фуражиры, заметив сквозь прозрачные стенки приманку, по норкам под стеклянными цилиндрами непременно добирались к добыче. У луговых муравьев дело обстояло намного хуже. За четыре часа из сорока насекомых самостоятельно добирались только две – три особи. Но через определенное время, используя их опыт, корм находили еще восемь-десять муравьев. У муравьев мирмиков вначале был тот же эффект, но уже через полчаса-час они приводили за собой до двухсот фуражиров.

Таким образом, наибольшую «сообразительность» проявляют степные муравьи. Луговые и сами плохо справляются с трудной задачей (за редким исключением) и не способны последовать за лидерами. У муравьев мирмиков способности тоже хуже, чем у степных. Но их лидеры, вероятно, наделены прекрасной системой коммуникации, позволяющей им позвать за собой к найденной добыче целую толпу товарищей.

Способность к подражанию. Муравьи могут обучаться, подражая поведению особей не только своего, но и других видов.

В опытах муравьям двух видов предлагалось искать пищу в одном из секторов экспериментальной установки. Вначале муравьев обучали находить приманку и сравнивали скорость, с которой ее находят представители разных видов. Впервые попав в установку, муравьи обнаруживали приманку случайно. При повторных посещениях поиск пищи различными особями приводил к неодинаковым результатам.

Усвоение навыка оценивалось по расстоянию выбранного муравьями сектора от сектора, содержавшего пищу, то есть по точности попадания к месту нахождения добычи. Различными оказались и тактика поведения и скорость обучения выбранных видов муравьев. Прыткие степные муравьи быстрее находили пищу. И если муравей совершал ошибку и заходил не в тот сектор, то быстро обегал установку вокруг, не заходя в остальные секторы. Луговые же муравьи отыскивали пищу очень медленно, и даже при повторных посещениях упорядочение поисков было не очень удачным.

Но совсем иной была картина, когда эти муравьи были «зрителями» и могли наблюдать за поведением представителей другого вида. При этом в роли «актеров» выступали фуражиры степного прыткого муравья.

Вначале несколько особей лугового муравья внимательно наблюдали за их действиями. Затем «зрители», оттеснив «актеров», сами начинали активно растаскивать пищу и, более того, в борьбе за нее всегда одерживали верх. После этого обучение луговых муравьев шло гораздо быстрее.

Следовательно, муравьи одного вида способны усваивать информацию об оптимальном пути к пище благодаря наблюдениям за поведением муравьев другого вида.

Выполнение логических операций. Долгое время считалось, что способности муравьев в силу их «примитивного» строения ограничены только элементарными условными рефлексами, поэтому при изучении поведения муравьев ставились упрощенные опыты.

Для исследований поведения муравьев была сконструирована простая лабораторная установка с одиннадцатью «ветками», расположенными под углом 15° друг к другу. Приманкой служила капля сахарного сиропа, наносимого на конец «ветки». Через каждые 10 минут приманка последовательно переносилась с «ветки» на «ветку», перемещаясь под все большим углом к исходному направлению.

Первые же наблюдения показали, что муравьи сами способны предложить значительно более интересный вариант опыта (с этим исследователями все чаще приходится сталкиваться). Насекомые стали быстро «угадывать», на какой «ветке» окажется приманка при очередном предъявлении. Причем действие запахового следа на их органы чувств в эксперименте исключалось. Оказалось, что группа муравьев сразу же усвоила алгоритм решения задачи. Такое предвидение хода событий, или экстраполяция, оказалось свойственным общественным насекомым.

Значит, определенные логические операции они способны осуществлять на уровне «высших» позвоночных животных.

Математические способности. Многолетние лабораторные эксперименты показали, что муравьи обладают уникальными математическими способностями в сочетании с совершенной системой коммуникации.

Во-первых, эти миниатюрные насекомые могут оценивать количество некоторых объектов в пределах нескольких десятков! А во-вторых, они способны передавать эту информацию другим особям.

В эксперименте муравью-разведчику одного из видов, помеченному предварительно краской, предложили гребень, на третьем зубце которого был закреплен кусочек сахара. Разведчик нашел его и обследовал, но унести не смог. За время его возвращения в муравейник гребень заменили новым, чтобы на нем не осталось химических следов от первого посещения. Сахар закрепили на пятом зубце, а два зубца выломали.

По следу муравья-разведчика пришел другой муравей – фуражир, который сразу же начал искать сахар на третьем зубце, игнорируя выломанные зубья. Следовательно, муравей-разведчик сообщил этому фуражиру информацию о числе зубцов в гребне, которые предшествуют тому, где находится сахар.

Для передачи этой количественной информации он пользовался какой-то пока неизвестной знаковой системой символов. Из серии подобных опытов выяснилось, что муравьи могут сообщать друг другу координаты объекта и его топологические особенности.

Передача количественной информации. Многолетние эксперименты с рыжими лесными муравьями позволили установить их «систему счисления». Для этого использовалась специальная методика, при которой сравнивалось время передачи количественной информации от муравья-разведчика к муравьям-фуражирам с известным объемом этой информации.

В опытах участвовали 32 рабочие группы фуражиров, которые при поиске пищи использовали информацию разведчиков. Экспериментальная установка имела вид ствола с разным числом «веток» (до 60). На каждой из них находилась кормушка, но только одна из них содержала сироп, а остальные воду.

Разведчика специально подсаживали на ветку с приманкой, а после того как он возвращался в гнездо и контактировал с фуражирами, его изолировали. Поэтому группа муравьев находила приманку самостоятельно, причем использование пахучего следа исключалось. Группы фуражиров в общей сложности 152 раза выходили из гнезда после контакта с разведчиком и направлялись к кормушкам. В 117 случаях эти фуражиры сразу же направлялись к нужной «ветке», не совершая ошибочных заходов к кормушкам без приманки.

При передаче разведчиком информации затраченное на это время всегда было пропорционально номеру ветки с приманкой. Причем в экспериментах специально использовали установки, имеющие разную форму и ориентацию, а также различную длину «веток» и расстояний между ними. Но затрачиваемое разведчиком время при передаче информации всегда совпадало с номером «ветки». Это позволило полагать, что муравьи передают сведения не о приметах ветки, а именно о ее порядковом номере.

Исследования подтвердили способность муравьев совершать простейшие арифметические действия типа сложения и вычитания с небольшими числами. При этом их знаковая «система исчисления» напоминает римскую (!). Для сокращения времени передачи сообщений о номере ветки с кормушкой муравьи могут прибавлять и отнимать небольшие числа (до 5).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.