Чем меньше муравей, тем сложнее ему видеть препятствия

Муравьи всех размеров постоянно перемещаются в поисках пищи. Новое исследование, опубликованное в Journal of Experimental Biology, показывает, как размер тела и глаз влияет на их способность обнаруживать и обходить препятствия при навигации.

Как устроено зрение муравья

Глаза муравьев — это фасеточные глаза, состоящие из множества единиц — омматидиев. Каждый омматидий воспринимает одну точку пространства, формируя общее, но размытое изображение.

Четкость зрения (пространственная острота) зависит от количества и диаметра омматидиев. Их можно подсчитать, сделав слепок глаза с помощью прозрачного лака для ногтей.

Проблема миниатюризации

Размеры муравьев сильно варьируются: от крупных бульдоговых муравьев (8–40 мм) до крошечных электрических муравьев (~1.5 мм). У миниатюрных видов глаза меньше, а омматидиев — меньше. Это означает ещё более размытое зрение, чем у крупных сородичей.

Обнаружение и обход препятствий

В эксперименте на пути муравьев, использующих зрительные ориентиры для возвращения к гнезду, размещали препятствие. Результаты показали:

• Крупные муравьи с большим числом омматидиев начинали обход в среднем с 17 см от препятствия.
• Мелкие муравьи с малым числом омматидиев начинали обход лишь с ~5 см.

Более крупные муравьи также раньше отворачивали от направления к гнезду. Это указывает, что муравьи с меньшими глазами могут обнаруживать объекты только на близком расстоянии.

Выводы и значение

Миниатюризация, распространенная среди насекомых, накладывает эволюционные издержки, ограничивая некоторые зрительные навигационные способности. Тем не менее, даже мелкие муравьи успешно избегают столкновений.

Изучение того, как муравьи навигаруют с минимальной зрительной информацией, может вдохновить разработки в области искусственного зрения и эффективных навигационных технологий, включая роботизированное зрение.