Подписывайтесь на нас в соцсетях

fb.com/scientificatheism.org

Неутомимые… Хлопотливые… Сонные… Шустрые… Энергичные… Немые… Деловитые… Бесстрашные… Осторожные… Предусмотрительные… Мудрые… Бестолковые… Трудолюбивые… Запасливые… Скупые… Жалкие… Безжалостные… Ничтожные… Надоедливые… Свирепые… Коварные… Дружные… И все эти противоречивые эпитеты относятся к муравьям. Но после остроумных исследований доктора биологических наук Жанны Ильиничны Резниковой и доктора технических наук Бориса Яковлевича Рябко к этому списку можно добавить: Умеющие считать… Как выяснили ученые из Новосибирска, муравьи могут выполнять простейшие арифметические операции.

Легко сказать — выяснили. Муравей-то не может написать цифры в столбик. Но оказалось, что подтвердить такое сенсационное открытие довольно просто — каждый из нас при определенной сноровке может повторить их эксперимент. Однако до этой красивой и, как сейчас кажется, очевидной схемы опытов надо было еще додуматься…

Как полагается, сначала приготовили испытательный стенд. От покрытого скользким для муравьев веществом ствола ученые отвели плоские «ветки» длиной десять сантиметров. На каждой из них находилась кормушка, но только одна из них содержала сироп, а остальные воду. Получился своеобразный веер, попав на ручку которого муравей неизбежно должен был попасть на одну из десяти веточек.

Но для эксперимента муравьи отбирались не по принципу добровольности — было выяснено, что поиском пищи занимаются не все муравьи, а только немногочисленные разведчики, которые затем привлекают к ней фуражиров из гнезда (вам это ничего не напоминает?). Именно этих смельчаков ученые и подсаживали на нужную ветку, а после контакта с фуражирами в гнезде — временно изолировали, чтобы они самостоятельно искали путь к еде. Словом, создавалась ситуация, при которой муравьям для получения пищи необходимо было передавать сведения о номере ветки с кормушкой.

При этом, конечно, при проведении опытов исключались любые потенциально возможные способы передачи информации муравьями, кроме как в результате контакта с разведчиком. Например, чтобы исключить использование муравьями пахучего следа (об этом подробнее ниже) или запаха самого сахарного сиропа, экспериментальная установка заменялась на новую в то время, когда разведчик бежал докладывать о сладкой кормушке своим соплеменникам.

Итак, разведчики выпущены… Сначала ученые предложили им всего лишь одну кормушку, которая располагалась на ветке, номер которой выбирался с помощью таблицы случайных чисел в пределах тридцати. Оказалось, что время передачи сообщения (видимо, похожего на такое: «Ребята, жратва на палочке номер пять») было примерно пропорционально самому номеру веточке. То есть чем больше число, тем больше требовалось времени для объяснений этим непонятливым фуражирам.

Знали бы они, что дальше эти ученые придумают им испытание еще сложнее. Теперь кормушки были уже на двух веточках, причем на ветках №10 и №20 с вероятностью одна треть, а на остальных — 1/84.

Оказалось, что во втором случае, время необходимое на передачу сообщения о номере ветки было меньшим чем в первом опыте. И это несмотря на то, что веточек было в два раза больше!

Ага — сказали новосибирцы. А что, если попробовать опять повторить первый опыт, может быть, муравьи после всех издевательств над ними немного поумнели? Представляю лица исследователей, когда выяснилось, что — да, поумнели и весьма своеобразно. Мало того, что муравьи сообщали о номере ветке (единственной, как вы помните) с кормушкой быстрее, чем в точно таком же первом эксперименте. Оказалось, что время передачи было в среднем тем меньше, чем ближе ветка с кормушкой находилась к веткам с номерами 10 или 20, либо к ветке №1.

Ну и что? — спросите вы, а где же математические операции? А дело в том, что на взгляд Жанны Резниковой и Бориса Рябко именно изменение «системы счисления» у муравьев и является доказательством того, что муравьи могут в пределах пяти цифр прибавлять и вычитать.

Известно, что в некоторых архаичных языках человека число 1 кодировалось словом «палец», 2 — «палец», «палец», 3 — «палец», «палец», «палец», и так далее. А при представлении чисел, присущем современным языкам, использование числительных требует некоторых арифметических операций. Например, римские цифры: VI = V+I, XII=X+II, IX=X-I. И также сообщения муравья-разведчика состояли из двух частей: информация о том, к какой из «особых» веток (№10 и №20) ближе находится ветка с кормушкой, и затем — расстояние от «особой» ветки до ветки с кормушкой. (Интересно какие у них, у муравьев меры измерений, неужели длина лапки?)

А в цифрах это выглядел просто ошеломляюще. На первом этапе, для передачи сообщения: «кормушка на одиннадцатой ветке» муравьи затрачивали от семидесяти до восемьдесяти двух секунд, а на передачу сообщения о кормушке на первой ветке — восемь-двенадцать секунд. Но на третьем этапе крик муравья-разведчика : «Все к одиннадцатой» длился уже от пяти до пятнадцати секунд. Словом, «особые» ветки играли такую же роль, как у нас «особые» цифры X, L, или Y.

А раз так, то хотя бы до пяти муравьи считать умеют, хоть некоторым и кажется, что они просто суетно бегающие козявки.

Муравьи настолько любопытные существа, что мне хотелось бы еще немного рассказать о них.

Вот несколько примеров из жизни муравьев…

Множество насекомых используют химические вещества для передачи самой разнообразной информации. Мотыльки, например, используя особые ферменты, привлекают самок. Общественные насекомые, такие как муравьи или термиты, выделяя специфические вещества,помечают пути от своего гнезда до источников пищи. Многие, наверное, наблюдали стройные и организованные цепочки муравьев, которые двигаются в разные стороны от муравейника. Удивительно, но каждая колонна этих насекомых придерживается одного направления, и не сворачивает с него даже в самых густых джунглях. Что подсказывает муравьям единственно возможный путь?

Химики Дэвид Морган и Нейл Олдхам из Кильского Университета и зоолог Джохан Биллен из Католического университета в Бельгии обнаружили, что муравьи из джунглей южной Азии следуют по искусственному следу, который получается в результате выделения особых ферментов из желез в их брюшной полости. Концентрация этих веществ столь велика, что муравьям приходится «разбавлять» их в пропорции один к ста прежде чем нанести на поверхность земли. Муравьи-разведчики, которые идут впереди, первыми помечают ферментами путь, по которому потом пройдут другие члены колонии. Однако, каждый следующий за ними снова обновляет след так, чтобы остальные не потеряли направление. Британский и бельгийский ученые с помощью масс спектрометра проанализировали секрет, выделяемый муравьями. Сначала было обнаружено химическое соединение под названием метил антранилат, которое в нашей жизни используется как синтетическая пищевая добавка. Когда же исследователи прочертили этим веществом дорожку, муравьи не проявили к ней интереса. Но стоило муравья специально поместить на искусственную тропу, как он тут же прытко бежал по ней. Следовательно, существует другой компонент секрета железы муравья, который сообщал ему о наличии такого следа. И он нашелся — метил никотиназа. Присутствуя в еще меньших количествах, он, вероятно, служит своеобразным компасом, указывающим на местонахождение основного пути. Однако, пока доподлинно неизвестно, почему муравьям необходима система из двух ферментов, а не одного, как у всех остальных насекомых.

--------------------------------------------------------------------------------

Больше пятидесяти лет биологам известно, что лезвие ножа лучше режет мягкую ткань, если она вибрирует. Учеными даже был сконструирован прибор под названием вибратом для препарирования под микроскопом, который основан на этом принципе. Однако недавно, Юрген Таутц и его коллеги из университета в Вюрцбурге обнаружили, что муравьи листорезы, живущие в лесах Америки, используют похожую технологию уже миллионы лет.

Эти муравьи заготавливают листья деревьев для того, чтобы вырастить на них свой корм — грибы. Есть старая восточная поговорка: «Муравьи захотели раскачать большое дерево, только людей рассмешили». Муравьи листорезы не смешат людей и не пробуют раскачивать деревья — они их просто раздевают.

Таутц и его сотрудники заметили, что когда эти муравьи работают над очередной листовой пластиной, они часто испускают звуки похожие на звуки трещотки. При этом, и муравей и лист вибрируют с частотой около 1000 Гц. Ученые предположили, что эта вибрация делает сравнительно мягкий лист более жестким, что позволяет муравьям разрезать его более ровно.

В ходе эксперимента выяснилось, что при вибрации челюстям муравья действительно требуется намного меньше усилий для того, чтобы аккуратно разрезать лист дерева. Однако, ученые обнаружили, что вибрация не экономит муравьям ни силы, ни время, а лишь позволяет ровно отрезать куски от листика. Остается загадкой почему это так важно для муравьев.

Возможно, вибрация служит и для привлечения других муравьев к работе над уже «надкусанным» листом. Ведь несмотря на большой выбор, многие растения в субтропических лесах защищаются как только могут от листорезов. И было бы разумно для муравьев объединить свои усилия хотя бы даже на частоте в тысячу герц.

--------------------------------------------------------------------------------

Некоторые виды хвойных растений образуют на своих ветвях своеобразные наросты, которые служат прекрасным домом для муравьев. Это взаимовыгодное соседство. Муравьям эти образования служат хорошо защищенным местом для жилья, а растения через отверстия в них поглощают двуокись углерода, которая выделяется муравьями. К тому же атмосфера внутри этих наростов достаточно влажная, что позволяет растениям терять меньше воды. К счастью для растения, муравьи очень «грязные» жильцы. Они оставляют внутри свои домиков органические остатки насекомых и умерших сородичей, которые богаты азотом. Растения, прорастая стеблями в жилища муравьев, извлекают немалую выгоду для себя. Сообщения о том, что «муравьиные фабрики» могут снабжать растения азотом и углеродом появлялись и раньше, но они были бездоказательны. Недавно Катлин Тризидер, биолог из Стенфорда, доказала существование такого симбиоза с помощью изотопного анализа. По соотношению тяжелого и легкого изотопа углерода выяснилось, что 39 процентов углерода и 29 процентов азота в листьях приходится на долю муравьев.

После всех этих истории, честно говоря, совсем по другому начинаешь смотреть на муравья, который карабкается по травинке рядом с тобой. Как минимум, с уважением… не так ли?