Колонии муравьев принимают решения подобно нейронным сетям
Новое исследование показывает, что муравьи как группа ведут себя подобно сети нейронов в мозге.
Ученые из Рокфеллеровского университета Даниэль Кронауэр и Асаф Гал разработали экспериментальную установку для анализа коллективного принятия решений в колониях муравьев. Как сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences, они обнаружили, что решение колонии эвакуироваться при повышении температуры зависит как от величины нагрева, так и от размера группы муравьев.
Решение как коллективное вычисление
Исследователи подвергали колонии контролируемым повышениям температуры и отслеживали поведение отдельных муравьев и всей колонии с помощью камеры.
- Колонии фиксированного размера (36 рабочих и 18 личинок) стабильно эвакуировались при достижении температуры около 34°C.
- Однако при увеличении размера колонии с 10 до 200 особей температурный порог для принятия решения об эвакуации повышался. Например, колонии из 200 особей выдерживали до температур выше 36°C.
«Похоже, порог не фиксирован. Скорее, это возникающее свойство, которое меняется в зависимости от размера группы», — говорит Кронауэр.
Механизм принятия решений
Поскольку отдельные муравьи не знают размер своей колонии, ученые предполагают, что объяснение связано с тем, как феромоны — невидимые химические сигналы — масштабируют свой эффект при увеличении числа муравьев. Математическая модель подтверждает правдоподобность такого механизма.
Возможная причина, по которой более крупным колониям требуется более высокая температура для переселения, — возрастающие затраты на переезд для большой группы.
Будущие исследования
В дальнейшем ученые планируют уточнить теоретическую модель, вмешиваясь в большее число параметров:
- Изменяя уровень феромонов в среде.
- Создавая генетически модифицированных муравьев с разной чувствительностью к температуре.
«В долгосрочной перспективе идея состоит в том, чтобы провести обратный инжиниринг системы, чтобы все детальнее выяснить ее внутреннюю работу», — говорит Кронауэр.