Модель объясняет, как муравьи создают тропы к нескольким источникам пищи
Исследователи из Университета штата Флорида под руководством доцента математики Бхаргава Карамчеда создали первую математическую модель, объясняющую, как муравьи-фуражиры формируют тропы к нескольким источникам пищи.
Модель, опубликованная в Journal of Mathematical Biology, основана на компьютерных симуляциях, стохастическом моделировании и системе уравнений в частных производных.
Ключевые выводы модели:
- При наличии нескольких источников пищи муравьи изначально прокладывают отдельные тропы к каждому из них, оставляя феромонные следы.
- Со временем колония селективно переключается на самый близкий к гнезду источник, формируя к нему единую устойчивую тропу.
- Если источники находятся на равном расстоянии, может сохраняться равновесие с несколькими активными тропами.
Как работает модель:
Исследователи разделили муравьёв на две субпопуляции:
- Фуражиры (foragers) — блуждают в поисках пищи (их движение более случайное).
- Возвращающиеся (returners) — после нахождения еды всегда идут напрямую в гнездо, оставляя феромонный след.
Интенсивность феромонного следа зависит от расстояния до гнезда: чем дальше источник, тем больше феромонов выделяют возвращающиеся муравьи, чтобы создать более сильный сигнал для следования.
Значение работы:
Предложенная модель проста и применима не только к муравьям, но и к другим биологическим системам, использующим феромоны для коммуникации: бактериям, слизевикам, другим насекомым, рыбам и даже некоторым рептилиям и млекопитающим.