Чи можуть мурахи позбавити людство від багатокілометрових пробок, які є практично в кожному великому місті? На думку вчених, цілком. Будуючи свої гнізда, комахи знаходять ідеальний баланс між логістикою та архітектурними обмеженнями. Цей досвід може допомогти людям розробити більш ефективні транспортні системи, адаптовані до конкретних потреб певної місцевості.
Про незвичайні здібності мурах до ефективної навігації відомо давно. Наприклад, вони можуть будувати орієнтири, позначаючи дорогу додому: щоб мурашник був краще помітний, комахи оточують його горбками, видимими здалеку. А в 2021 році біологи з Німеччини, Австралії та США помітили, що комахи, що живуть в джунглях Панами, зчіплюються між собою, вибудовуючи захисні сітки, які вловлюють побратимів, що зісковзують та йдуть по найнебезпечнішим ділянкам мурашиних стежок.
Крім того, мурахи застосовують карантин для ізоляції заражених особин, забирають і лікують поранених в бою солдатів. Тепер же з’ясувалося, що вони будують свої гнізда не на підставі вроджених навичок, накопичених їх видом протягом його еволюції, а в залежності від середовища, в якому добувають їжу, і способи її транспортування до будинку. Дослідження опубліковано в журналі Philosophical Transactions of the Royal Society B.
Вчені проаналізували дані про 397 мурашиних гніздах з минулих робіт, а також провели нові дослідження 42 гнізд, розташованих в Арчболдському заповіднику у Флориді (США). Всього вийшло 439 гнізд і 31 вид мурах.
Біологи вивчили особливості, які можуть вплинути на те, як мурахи рухаються всередині гнізда та на їх колективну поведінку. Вони також вивчили чотири поширені стратегії добування їжі, що застосовуються мурахами. Виявилося, структура гнізда багато в чому визначалася наступними факторами: спосіб добування їжі (поодинці або групами), а також методами, які вони використовували для вербування інших мурах, щоб допомогти знайти і переносити їжу.
© Philosophical Transactions of the Royal Society B
Мурашині гнізда складаються з тунелю, що веде до вхідної камери, де мурахи залучають інших членів своєї колонії для допомоги у пошуку або транспортуванні їжі. Звідти тунелі ведуть вниз, в інші камери: в них живуть самі комахи, зберігають їжу або відходи. Це, за словами вчених, схоже на транспортні мережі — тут живуть мурахи, але це ще свого роду мережа шосе, куди і з яких вони переміщують продукти і необхідні для життя речі.
- Інженери зібрали робота-динозавра, щоби вивчити еволюцію крил (відео)
- Корали передають потомству мутації, набуті протягом життя
- Морські хижаки пірнули на екстремальні для них глибини з невідомих причин
Дослідження показало, що розміри гнізда в основному пов’язані зі стратегією пошуку їжі. У одних видів їжу приносять окремі мурахи. У інших – комаха приносить їжу в гніздо, щоб залучити інших мурах, щоб вони супроводжували її до джерела їжі. Також мурахи здатні створювати безперервний слід між джерелом їжі і гніздом, який може зберігатися місяцями, або залишити феромонний слід, за яким члени колонії можуть слідувати у великих кількостях, — це явище назвали «масовим набором». Гнізда видів, які використовують стратегію масового пошуку їжі та стійких стежок, були значно глибшими, ніж у видів, які шукають їжу самостійно. Крім того, стратегія добування їжі пов’язана з кількістю камер, причому їх кількість була більшою у видів з масовим і стабільним пошуком їжі по стежках, ніж у видів, які використовують одиночний пошук їжі.
Вчені підтвердили свою теорію про те, що гнізда видів, які використовують стратегію масового пошуку їжі та стійких стежок, були значно глибшими, ніж у видів, які шукають їжу самостійно. Крім того, стратегія добування їжі пов’язана з кількістю камер: їх кількість була більшою у видів з масовим і стабільним пошуком їжі по стежках, ніж у видів, які використовують одиночний пошук їжі. А ось припущення про те, що гнізда збирачів, які збирають масове поповнення, матимуть більшу «щільність мережі» — тобто більшу кількість зв’язків між камерами, — ніж гнізда, побудовані іншими видами, не підтвердилися.
У мурах, що використовують всі чотири стратегії добування їжі, щільність мережі була відносно низькою, причому це стосувалося навіть великих гнізд з сотнями камер. В результаті вчені встановили, що при всіх стратегіях пошуку їжі гнізда з найбільшою кількістю камер мають найнижчу щільність мережі. Дослідники пов’язали це з тим, що занадто багато тунелів між камерами можуть послабити структурну цілісність гнізда і це може привести до руйнування всієї системи.
На думку фахівців, люди можуть перейняти досвід комах в будівництві доріг: ми теж змушені жити і функціонувати в найбільш густонаселених місцях.