Испанские муравьи пустыни могут найти дорогу домой, таща еду задом наперед.
Каждый день крошечные красные насекомые, называемые испанскими пустынными муравьями, совершают несколько походов из своего гнезда в поисках пищи. Когда они находят небольшую закуску, такую как семя или крошка, они могут держать ее в воздухе в своих крошечных челюстях и нести ее домой. Но когда они сталкиваются с более крупной едой, скажем, с мертвым жуком или куском попкорна, им часто приходится тащить его, идя задом наперед, чтобы доставить в гнездо.
Ученые думали, что насекомые должны видеть что-то спереди, чтобы узнать знакомое место. Теперь исследовательская группа показала, что муравьи используют несколько методов, чтобы найти свой путь, и что они могут распознавать знакомые пейзажи идя задом наперед - высокий уровень визуальной сложности для такого крошечного животного.
«Это прекрасные поведенческие эксперименты», - говорит Полина Флейшманн из Университета Юлиуса Максимилиана в Вюрцбурге, нейроэтолог, который изучала муравьиное поведение, но не участвовала в текущей работе. «Когда вы становитесь свидетелями того, как муравьи перемещаются в их естественной среде обитания, вы глубоко поражены их навыками».
Идя вперед, испанские пустынные муравьи ( Cataglyphis velox ) используют стратегию, называемую «интеграция пути»: они запоминают ощущения изгибов и поворотов, которые они сделали, и сколько шагов они делают из гнезда. Они также полагаются на угол Солнца, чтобы ориентироваться и оглядываются на проходящий пейзаж, помнят определенные ориентиры, которые могут помочь им в их обратном пути.
Но как они знают, куда они идут, идя задом, не совсем понятно. Иногда муравьи бросают свою еду и оборачиваются, чтобы увидеть путь впереди - поведение, называемое подглядыванием, - прежде чем снова взять в руки добычу и тащиться задом наперед . «Мы хотели выяснить, узнают ли они что-нибудь визуально, когда они идут назад», - говорит Себастьян Шварц, этолог из Университета Пола Сабатье.
Шварц и его коллеги выбрали муравьев, которые уже шли к кормушке, из их гнезда в пустыне, чтобы они знали, где они находятся. (Другими словами, у них уже была информация об их пути.) Ученые также удалили некоторых насекомых прямо из гнезда, которые думали, что они дома. Они откладывали муравьев на некотором расстоянии от гнезда с гигантской крошкой одобренного муравьями печенья. (Сделать правильный вид печенья было непросто, говорит Шварц. «Чем больше масла и больше сахара, тем лучше».)
Когда муравьи начали тянуть печенье обратно в гнездо, исследователи иногда меняли пейзаж вокруг них, добавляя черные пластиковые пакеты и брезенты вдоль дорожки. Столкнувшись с такими новыми достопримечательностями, муравьи оглядывались после того, как прошли всего 3,2 метра по 8-метровой дорожке, тогда как муравьи на знакомых дорожках могли пройти почти 6 метров, не поворачиваясь. Наблюдения показывают, что насекомые подглядывают, особенно если местность им не знакома.
Как и ожидалось, муравьи, которые уже знали, где они находятся, чувствовали себя намного лучше, независимо от обстановки. Они могли идти на большие расстояния, прежде чем обернуться, и многие из них вернулись домой со своим печеньем. Несколько «невежественных» муравьев потерялись, но, что удивительно, другие смогли найти свой путь обратно в гнездо, даже если ранее они не отслеживали, куда они шли, используя интеграцию путей, а это значит, что они использовали только свои визуальные воспоминания о их окружение и, возможно, угол Солнца.
Глаза муравьев имеют широкий угол обзора - у них почти 360-градусное зрение, тогда как люди могут видеть только около трети своего окружения, не поворачивая головы. Шварц говорит, что насекомые, вероятно, воспринимают информацию и позади них, когда уходят из гнезда, а затем используют ее, двигаясь задом, когда они тащат еду. Проанализировав поведение муравьев, Шварц смог создать модель, показывающую обстоятельства, в которых насекомые полагаются на свое визуальное окружение, в сравнении с другими источниками информации, такими как угол Солнца или внутренний счетчик шагов, чтобы найти дорогу домой назад.
Флейшманн говорит, что результаты исследования являются «захватывающими», хотя еще многое предстоит узнать о навигации по муравьям. Она отмечает, что муравьи в исследовании ходили взад и вперед по прямым путям, поэтому модель Шварца о том, как они перемещаются, не учитывает, что «в естественных условиях муравьи могут идти во всех направлениях и могут гибко комбинировать разные виды движения.
Шварц говорит, что будущие эксперименты будут заключаться в том, чтобы покрыть один глаз муравья краской, чтобы увидеть, как меняются его навигационные стратегии. Он и его коллеги также создают крошечный «муравейник», в котором муравей идет по беговой дорожке по виртуальному миру, чтобы исследователи могли лучше управлять пейзажем. В будущем установка может предоставить еще больше информации о том, как муравьи воспринимают свое визуальное окружение, избавив исследователей от часов, проведенных за исследованием муравьев в пустыне.