Строительство без координации: как муравьи строят мегапроекты

ad-kosmos

Исследователи установили, что муравьи-листорезы из Нового Света создают гигантские для масштаба животных транспортные сети, при этом не общаясь между собой. В подобных колониях каждый муравей действует в одиночку, однако в результате трудится на общее благо. Групповые животные сильно преобразовывают окружающую среду. По аналогии с деятельностью человека, подобную работу можно назвать направленной на формирование инфраструктуры. В ряде случаев на ее выполнение одной особью суммарно требуется до десятков тысяч часов работы, как в случае муравьев-листорезов из родов Atta и Acromyrmex, живущих в Центральной и Южной Америке. Эти насекомые создают пути для транспортировки еды и строительных материалов длиной до сотен метров. Отмечается, что каждая колония ежегодно прокладывает порядка 3 км дорог сквозь лесную подстилку.

Биологи долгое время полагали, что такие достижения становятся реальностью лишь при наличии устойчивой коммуникации между особями. Например, поведение термитов, муравьев и пчел считается организованным посредством общения. В новой работе международного коллектива специалистов говорится, что муравьи-листорезы свои действия друг с другом вообще не координируют. В рамках исследования ученые следили за поведением муравьев в лаборатории и в дикой природе, отмечая, как быстро насекомые будут расчищать путь от завалов и сколько именно особей будет в этом принимать участие. Выяснилось, что лишние предметы исчезали с пути в прямой зависимости от времени, хотя математические модели объяснить подобную зависимость в случае активного общения не позволяют.

Исследователи из Северо-Западного университета, Констанцского университета и Университета Монаша долгое время наблюдали как за природными колониями листорезов, так и за муравьями, которые жили в лаборатории. Насекомым замусоривали их дороги, чтобы понять, сколько муравьёв заняты в расчистке и как они при этом общаются друг с другом. Также авторы работы построили компьютерные модели, которые описывали поведение насекомых, работающих по той или иной модели.

Если бы расчистка завалов действительно происходила вследствие общения и скоординированной совместной работы, то темп работ менялся бы по ходу дела, либо убыстряясь, либо замедляясь. На деле же, как говорится в статье в Proceedings of the Royal Society B, количество мусора, которое муравьи убирали с дороги, со временем просто линейно нарастало, как если бы каждый муравей просто сам брал мусор и сам его убирал, не советуясь ни с кем.

Возможно, если бы они действительно общались друг с другом на эту тему, обменивались инструкциями и т. д., расчистить дорогу можно было быстрее. Но, как говорят исследователи, на общение, на обмен инструкциями тоже нужна энергия. Работая каждый сам по себе, листорезы уменьшают энергетические затраты.

Способность к сложным формам коммуникации, безусловно, во многих случаях оказывается преимуществом, однако с точки зрения организации труда (и эволюционного выигрыша) порой более полезным оказывается принцип «если можешь не общаться – не общайся».

Специалисты думают, что это открытие указывает на существование очень эффективных алгоритмов поведения. «Это сокращает энергетические затраты на выполнение той или иной задачи и снижает требуемую сложность каждого животного, — поясняет ведущий автор работы Томас Бочинек из Северо-Западного университета в США. — Биологи и эксперты по теории вычислительных систем впечатлены фактом, что сложное устройство группы может появляться из совокупности не общающихся между собой простых индивидов, поскольку это сильно отличается от нашего общества».

Источники: https://www.nkj.ru/news/35440/, https://indicator.ru/news/2019/01/23/muravi-sozdayut-megaproekty/, https://islam-today.ru/svetskie_novosti/2019/01/24/ucenye-muravi-ne-sgovarivaas-sozdaut-megaproekty/