Татьяна Жданова - Сотворенная природа глазами биологов. Поведение и чувство животных
Наиболее предпочтительным для муравьев является включение в систему ориентиров точечного источника света, за ним следует цепочка вех и только потом – запах собственного следа. Интересно, что муравьи быстрее запоминают геометрические признаки ориентира, если тот служит на «карте местности» указанием пути в гнездо, а не к пище.
«Сообразительность». Степень сообразительности разных видов муравьев устанавливается путем изучения способности их представителей находить дорогу в лабиринте. Обычно для этого используют стеклянный лабиринт.
Исследования показали, что степные муравьи в одиночку одолевают его достаточно быстро. Все фуражиры, заметив сквозь прозрачные стенки приманку, по норкам под стеклянными цилиндрами непременно добирались к добыче. У луговых муравьев дело обстояло намного хуже. За четыре часа из сорока насекомых самостоятельно добирались только две – три особи. Но через определенное время, используя их опыт, корм находили еще восемь-десять муравьев. У муравьев мирмиков вначале был тот же эффект, но уже через полчаса-час они приводили за собой до двухсот фуражиров.
Таким образом, наибольшую «сообразительность» проявляют степные муравьи. Луговые и сами плохо справляются с трудной задачей (за редким исключением) и не способны последовать за лидерами. У муравьев мирмиков способности тоже хуже, чем у степных. Но их лидеры, вероятно, наделены прекрасной системой коммуникации, позволяющей им позвать за собой к найденной добыче целую толпу товарищей.
Способность к подражанию. Муравьи могут обучаться, подражая поведению особей не только своего, но и других видов.
В опытах муравьям двух видов предлагалось искать пищу в одном из секторов экспериментальной установки. Вначале муравьев обучали находить приманку и сравнивали скорость, с которой ее находят представители разных видов. Впервые попав в установку, муравьи обнаруживали приманку случайно. При повторных посещениях поиск пищи различными особями приводил к неодинаковым результатам.
Усвоение навыка оценивалось по расстоянию выбранного муравьями сектора от сектора, содержавшего пищу, то есть по точности попадания к месту нахождения добычи. Различными оказались и тактика поведения и скорость обучения выбранных видов муравьев. Прыткие степные муравьи быстрее находили пищу. И если муравей совершал ошибку и заходил не в тот сектор, то быстро обегал установку вокруг, не заходя в остальные секторы. Луговые же муравьи отыскивали пищу очень медленно, и даже при повторных посещениях упорядочение поисков было не очень удачным.
Но совсем иной была картина, когда эти муравьи были «зрителями» и могли наблюдать за поведением представителей другого вида. При этом в роли «актеров» выступали фуражиры степного прыткого муравья.
Вначале несколько особей лугового муравья внимательно наблюдали за их действиями. Затем «зрители», оттеснив «актеров», сами начинали активно растаскивать пищу и, более того, в борьбе за нее всегда одерживали верх. После этого обучение луговых муравьев шло гораздо быстрее.
Следовательно, муравьи одного вида способны усваивать информацию об оптимальном пути к пище благодаря наблюдениям за поведением муравьев другого вида.
Выполнение логических операций. Долгое время считалось, что способности муравьев в силу их «примитивного» строения ограничены только элементарными условными рефлексами, поэтому при изучении поведения муравьев ставились упрощенные опыты.
Для исследований поведения муравьев была сконструирована простая лабораторная установка с одиннадцатью «ветками», расположенными под углом 15° друг к другу. Приманкой служила капля сахарного сиропа, наносимого на конец «ветки». Через каждые 10 минут приманка последовательно переносилась с «ветки» на «ветку», перемещаясь под все большим углом к исходному направлению.
Первые же наблюдения показали, что муравьи сами способны предложить значительно более интересный вариант опыта (с этим исследователями все чаще приходится сталкиваться). Насекомые стали быстро «угадывать», на какой «ветке» окажется приманка при очередном предъявлении. Причем действие запахового следа на их органы чувств в эксперименте исключалось. Оказалось, что группа муравьев сразу же усвоила алгоритм решения задачи. Такое предвидение хода событий, или экстраполяция, оказалось свойственным общественным насекомым.
Значит, определенные логические операции они способны осуществлять на уровне «высших» позвоночных животных.
Математические способности. Многолетние лабораторные эксперименты показали, что муравьи обладают уникальными математическими способностями в сочетании с совершенной системой коммуникации.
Во-первых, эти миниатюрные насекомые могут оценивать количество некоторых объектов в пределах нескольких десятков! А во-вторых, они способны передавать эту информацию другим особям.
В эксперименте муравью-разведчику одного из видов, помеченному предварительно краской, предложили гребень, на третьем зубце которого был закреплен кусочек сахара. Разведчик нашел его и обследовал, но унести не смог. За время его возвращения в муравейник гребень заменили новым, чтобы на нем не осталось химических следов от первого посещения. Сахар закрепили на пятом зубце, а два зубца выломали.
По следу муравья-разведчика пришел другой муравей – фуражир, который сразу же начал искать сахар на третьем зубце, игнорируя выломанные зубья. Следовательно, муравей-разведчик сообщил этому фуражиру информацию о числе зубцов в гребне, которые предшествуют тому, где находится сахар.
Для передачи этой количественной информации он пользовался какой-то пока неизвестной знаковой системой символов. Из серии подобных опытов выяснилось, что муравьи могут сообщать друг другу координаты объекта и его топологические особенности.
Передача количественной информации. Многолетние эксперименты с рыжими лесными муравьями позволили установить их «систему счисления». Для этого использовалась специальная методика, при которой сравнивалось время передачи количественной информации от муравья-разведчика к муравьям-фуражирам с известным объемом этой информации.
В опытах участвовали 32 рабочие группы фуражиров, которые при поиске пищи использовали информацию разведчиков. Экспериментальная установка имела вид ствола с разным числом «веток» (до 60). На каждой из них находилась кормушка, но только одна из них содержала сироп, а остальные воду.
Разведчика специально подсаживали на ветку с приманкой, а после того как он возвращался в гнездо и контактировал с фуражирами, его изолировали. Поэтому группа муравьев находила приманку самостоятельно, причем использование пахучего следа исключалось. Группы фуражиров в общей сложности 152 раза выходили из гнезда после контакта с разведчиком и направлялись к кормушкам. В 117 случаях эти фуражиры сразу же направлялись к нужной «ветке», не совершая ошибочных заходов к кормушкам без приманки.
При передаче разведчиком информации затраченное на это время всегда было пропорционально номеру ветки с приманкой. Причем в экспериментах специально использовали установки, имеющие разную форму и ориентацию, а также различную длину «веток» и расстояний между ними. Но затрачиваемое разведчиком время при передаче информации всегда совпадало с номером «ветки». Это позволило полагать, что муравьи передают сведения не о приметах ветки, а именно о ее порядковом номере.
Исследования подтвердили способность муравьев совершать простейшие арифметические действия типа сложения и вычитания с небольшими числами. При этом их знаковая «система исчисления» напоминает римскую (!). Для сокращения времени передачи сообщений о номере ветки с кормушкой муравьи могут прибавлять и отнимать небольшие числа (до 5).
Языковое поведение
В какой степени сигнальную деятельность пчел, муравьев и других животных можно сравнивать с языковым поведением?
Большинство исследователей до недавнего времени склонялись к тому, что информационная система муравьев инстинктивна и соответственно сигнальное поведение постоянно у всех особей данного вида. В то же время последние исследования показали, что у муравьев, как и у других общественных насекомых, имеются два типа коммуникативных систем.
В первую группу входят те инстинктивные системы, которые обеспечивают выполнение наиболее важных для жизни семьи типовых функций. Это поиск особей противоположного пола, защита гнезда, обмен пищей, организация групповой фуражировки и т. п. Ко второй группе относятся гибкие системы коммуникации, основанные на способности насекомых к обучению, установлению логических связей, «сжатию» и передаче информации конкретным особям или их группам. Наличие таких систем позволяет говорить о языковом поведении насекомых.
