Новое исследование показало, что колонии муравьев могут действовать подобно нейронным сетям, при этом группы насекомых взвешивают как внешние данные, так и внутренние принципы при принятии коллективных решений о том, что нужно делать.
Исследование опубликовано в PNAS.
В новом исследовании команда ученых изучила, когда и как муравьиные колонии покидают свои колонии. Они выяснили, что муравьи покидают их, когда температура становится слишком высокой. В какой-то момент они коллективно. принимают решение об этом.
Иными словами, муравьи действовали как единая система, точно так же, как нейроны действовали как единый мозг, и все работало в унисон. Это классическая парадигма преимуществ (продолжение работы) и затрат (перегрев и потеря членов колонии).
«Мы впервые предложили подход к пониманию муравьиной колонии как когнитивной системы, которая воспринимает входные данные, а затем переводит их в поведенческие результаты. Это один из первых шагов к настоящему пониманию того, как сообщества насекомых участвуют в коллективных вычислениях», - говорит Дэниел Кронауэр, возглавляющий Лабораторию социальной эволюции и поведения в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке.
Экспериментальная установка включала колонию с регулируемой температурой, камеру слежения и муравьев, отмеченных точками. Исследователи отметили, что при размерах колонии в 36 рабочих муравьев и 18 личинок, муравьи покинули колонию, когда температура достигла 34 градусов по Цельсию (93 градуса по Фаренгейту).
Однако по мере того, как размер колонии увеличивался, рос и температурный порог, который заставлял их покидать место - с колониями из 200 муравьев насекомые держались до тех пор, пока уровень тепла не превышал 36 градусов по Цельсию (97 градусов по Фаренгейту).
С помощью математического моделирования команда смогла показать, как порог коллективной сенсорной реакции муравьев был основан на балансе между возбуждающие и тормозящие факторы, как в нейронной сети, а не только на усредненных индивидуальных предпочтениях каждого муравья.
«Скорее, это возникающее свойство, которое меняется в зависимости от размера группы», - говорит Кронауэр.
Что не ясно из этого исследования, так это то, почему размер группы должен влиять на то, насколько быстро муравьи убегают из колонии при повышении температуры.
Одна из гипотез, выдвинутых исследователями, заключается в том, что феромоны - или химические мессенджеры - передающиеся между муравьями усиливают свое действие, когда задействовано больше муравьев. Еще одним соображением может быть то, что перемещение большой группы муравьев является более сложной задачей, поэтому расчет выгод и затрат меняется.
То, что предлагает исследование, - это прочная, измеримая основа для наблюдения за муравьями на коллективном уровне. В будущих исследованиях можно было бы добавить больше параметров, а затем манипулировать ими, чтобы получить лучшее представление об этом коллективном принятии решений.
Ранее Курсор писал, что ученые провели самый необычный эксперимент с крысами. В рамках эксперимента ученые играли на фортепиано часть песни Happy Birthday для сорока крыс по десять минут каждый день в течение трех недель.
Редакция Курсора писала, что ученым удалось найти способ подслушивать китов в Арктике.
Кроме того, наш сайт сообщал, что ученые выяснили, как динозавры смогли выжить во время крупномасштабного вымирания. Новое исследование показывает, что перья и высокий метаболизм помогли динозаврам выжить, в то время как большинство других видов вымерло.
Еще напомним, что ученые раскрыли удивительный секрет анатомии панд. В новом исследовании проанализировано развитие так называемого «шестого пальца» у панды.