Ученые выяснили, что один муравей может запустить движение всей колонии
Один муравей способен запустить волну согласованного движения всей колонии, вовлекая сотни и тысячи рабочих особей. К такому выводу пришли исследователи Технологического института Нью-Джерси (NJIT). Результаты моделирования опубликованы 5 августа в журнале PRX Life. Об этом сообщает портал Phys.org.
Около трех десятилетий назад биологи обнаружили, что муравьи-желуди нескольких видов — Leptothorax acervorum, Temnothorax allardycei, T. rugatulus и T. rudis — периодически приходят в движение все вместе. Массы насекомых внезапно начинали двигаться, а затем затихали. Подобные коллективные всплески активности наблюдаются у стайных рыб, светлячков, в химических реакциях и при передаче сигналов между нейронами.
Чтобы понять, что запускает и формирует такие паттерны, ученые создали математическую модель, где каждый муравей двигался независимо в виртуальном гнезде и мог находиться в одном из трех состояний: активном, неактивном или временно не реагирующем. Переключения происходили спонтанно или при встрече с активными сородичами. Авторы использовали данные предыдущих исследований реальных колоний — плотность населения, скорость движения и дистанцию, на которой муравьи ощущают друг друга.
Когда плотность, скорость и дистанция были оптимальными, движения одного муравья оказывалось достаточно, чтобы сдвинуть с места значительную часть группы. Соавтор исследования Саймон Гарнье, профессор биологических наук NJIT, назвал самым удивительным результатом то, что один муравей способен запустить целый каскад активности. Вместе с ним над проектом работали докторант Майкл Наполи и профессор Маурицио Порфири из Школы инженерии Тандон Нью-Йоркского университета.
Синхронизированные всплески отражают хрупкое равновесие между передачей действий одного муравья и способностью колонии «деактивировать» каскад. Эта деактивация создает период покоя перед следующей волной движения. Для социальных насекомых, которые полагаются на скоростную коммуникацию, такие циклы важны не только для быстрого распространения информации, но и для восстановления сил.
Массовая мобилизация помогает колонии быстро реагировать на изменения среды или угрозы, но у нее есть и недостатки. Если муравей, запустивший каскад, ошибся в оцен
