Юный техник, 2013 № 09

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИИ Муравьи в подземелье

Ученые Томского НИИ биологии начали изучать способности муравьев еще в середине прошлого века. Заказчиками исследований были, как ни странно, военные. Их интересовала способность насекомых безошибочно находить в темноте дорогу к муравейнику.

Довольно скоро специалисты по насекомым — мирмекологи — выяснили: муравьи, чтобы не заблудиться, тянут за собой этакую невидимую «нить Ариадны». Из брюшной полости выделяются особые ферменты, концентрация которых столь велика, что муравьям приходится «разбавлять» их в пропорции 1:100, прежде чем нанести на поверхность земли.

Таким образом, муравьи-разведчики, которые идут впереди, первыми помечают ферментами путь для остальных. А затем каждый из тех, кто идет за первопроходцами, обновляет пахучий след.

К подобным же выводам пришли и зарубежные исследователи. Химики Дэвид Морган и Нейл Олдхам из Кильского университета в ФРГ и зоолог Йохан Биллей из Католического университета в Бельгии — проанализировали фермент, выделяемый муравьями. В нем было обнаружено химическое соединение под названием метилантранилат, которое в нашей жизни используется как синтетическая пищевая добавка. Кроме того, существует и другой компонент секрета железы муравья — это метилникотиназа. Однако пока доподлинно неизвестно, зачем муравьям понадобилась система из двух ферментов, а не одного, как у всех остальных насекомых. Возможно, для большей надежности. Кроме того, запах помогает муравьям-стражникам определять, кто свой, а кто чужой. Незваных гостей в муравейник не пускают.

Впрочем, как выяснили томичи, муравьи способны ориентироваться ночью не только по пахучим следам. Оказывается, кроме всего прочего, большие муравьиные глаза служат и своеобразными «приборами ночного видения». Даже в темноте они видят и запоминают на поверхности характерные очертания окружающих муравейник кустов и деревьев. Выводы наших исследователей затем были подтверждены коллегами в Германии и Финляндии. Вероятно, и под землей у муравьев тоже есть особые приметы, облегчающие ориентировку в бесчисленных ходах и тоннелях.

Группу специалистов из Технологического института Джорджии (США) заинтересовал вопрос, как перемещаются по тоннелям муравьи вида Solenopsis invicta — они же огненные красные муравьи. По словам ученых, эти муравьи сталкиваются со всеми теми проблемами, что и создатели роботов, которые передвигаются в стесненных условиях. Исследователи предлагали пойманным муравьям рыть тоннели в почве различного состава и влажности. Прозрачные пластины позволили сделать видеозаписи перемещения насекомых по тоннелям. Ученые установили, что внутри тоннелей муравьи бегают примерно с той же скоростью, что и на поверхности, — 9 длин тела в секунду.

Использовав рентгеновскую томографию, исследователи также определили строение тоннелей. Выяснилось, что вне зависимости от состава грунта или влажности почвы диаметр хода остается неизменным и примерно равным длине тела муравья — 3,5 мм. Правда, технология прокладки ходов в зависимости от почвы несколько меняется. В сухих почвах, буквально прогрызая ходы, муравьи вытаскивают крошки отработанного материала на поверхность. А вот влажную почву пытаются трамбовать…

Наконец, вот вам еще один факт из жизни муравьиного сообщества. Оказывается, древесные муравьи предпочитают строить муравейники над активными разломами и трещинами земной коры, сообщила Габриэла Берберих, исследователь из Университета Дуйсбург-Эссена в Германии. Почему? Пока неизвестно. Но факты таковы.

Ученые изучили тоннели в муравейниках и составили схему их расположения.

В течение трех лет Берберих и ее коллеги круглосуточно следили за муравьями при помощи видеокамер, фиксируя все изменения в их поведении. За время наблюдений, с 2009 по 2012 год, в округе, где расположено более 15 000 муравейников, произошло 10 землетрясений силой от 2,0 до 3,2 баллов, а также множество мелких сейсмических толчков.

При этом муравьи четко определяли, когда будут более-менее сильные толчки, и тут же перестраивали свое поведение. Накануне землетрясений более двух баллов они не укладывались ночью спать внутри муравейника, как обычно, а оставались снаружи, причем иной раз эвакуировали из своего жилища даже яйца и муравьиху-матку. «В нормальный ритм входила жизнь муравьев лишь на следующий день после окончания землетрясения», — рассказала Габриэла Берберих.

Как же муравьи узнают о приближении землетрясения? Берберих предполагает, что насекомые улавливают химические изменения в выбросах парниковых газов или ориентируются по локальным изменениям в магнитном поле Земли.

«Красные древесные муравьи обладают «хеморецепцией», способностью к восприятию изменений концентрации диоксида углерода и других геогенных газов, а также «магниторецепцией» — восприимчивостью к изменению электромагнитных полей, — говорит исследовательница. — Однако до конца мы в том не уверены, а потому планируем исследовать более сейсмоопасные районы, чтобы пронаблюдать, как муравьи будут реагировать на мощные землетрясения. Кроме того, мы намерены выяснить, какими органами муравьи реагируют на изменения геомагнитного поля, могут ли они использовать это поле для ориентировки, имеют ли в своем распоряжении встроенные биокомпасы».

Согласитесь, такие знания весьма пригодятся и людям для создания роботов, приборов — предвестников землетрясений, а также для навигации в подземельях.