28.10 - 15:30

Муравьи учли плотность колонии для предотвращения пробок во встречных потоках


 

Чтобы избежать пробок при перемещении по двум встречным потокам, аргентинские муравьи (Linepithema humile) адаптируют свое поведение в зависимости от плотности. Для того, чтобы выяснить это, ученые из США, Австралии и Франции провели серию экспериментов, в которых следили за движением колоний муравьев с разным количеством особей по мостикам с разной шириной, а затем оценивали поток перемещения как линейную функцию зависимости от их плотности. Оказалось, что при достижении критической плотности (восемь особей на квадратный сантиметр) поток не идет на спад, а остается постоянным. Использование различных стратегий (от увеличения скорости до полного прекращения движения) позволяет муравьям избегать пробок даже при занятости обоих потоков на 80 процентов, пишут ученые в журнале eLife.

Муравьи — одни из немногих животных, которым приходится не просто двигаться в группах в одном направлении, но также и сталкиваться со своими сородичами при встречном движении, что потенциально может привести к образованию пробок. При этом, в отличие от людей, которые тормозят движение во встречных потоках как в автомобилях, так и в толпе, муравьи с передвижением справляются достаточно эффективно: их способность избегать пробок даже вдохновляет исследователей, которые занимаются алгоритмами для управления роем роботов.

О том, как зависит движение муравьев от количества особей, их скорости и ширины пути, по которому они движутся, известно достаточно мало. Разобраться в этом подробнее решили ученые под руководством Одри Дюссютур (Audrey Dussutour) из Университета Тулузы. Они собрали установку, где гнездо муравьев небольшим мостиком соединялось с комнатой, в которой находился сахарный сироп. Перед экспериментом муравьев не кормили в течение пяти дней, поэтому их задача состояла в том, чтобы быстро добраться до еды и вернуться обратно в гнездо: ученые отметили, что муравьи не задерживались у сиропа, так как быстро оценивали риск попасть в толпу и не выбраться. В эксперименте ученые использовали колонии численностью от 400 до 25600 рабочих особей, а также меняли ширину мостика (0,5, 10 и 20 сантиметров).

Перемещение муравьев по мостику снимали на видео в течение часа после того, как муравьям открывали путь на мостик. Количество муравьев в каждом из потоков (то есть убывающих из гнезда и прибывающих в него) измеряли с интервалом в одну секунду с того момента, как первый муравей пересекал середину моста. Также ученые регистрировали количество столкновений муравьев. Всего ученые провели 170 экспериментов с разным количеством особей и разной шириной мостика.

В каждом эксперименте ученые рассчитали поток муравьев — количество муравьев, которые пересекают определенную местность в установленный промежуток времени: для этого посчитали произведение количества особей на определенном участке, или плотность, на их скорость. Ученые заметили, что поток растет с увеличением плотности, но до определенного момента: когда количество особей на один квадратный сантиметр достигает восьми, поток становится более-менее постоянным.

Так как поток возрастал до восьми, а затем оставался постоянным, ученые разделили его на две фазы: до и после того, как количество особей на квадратный сантиметр достигает восьми. Во второй фазе, несмотря на увеличивающуюся плотность, поток оставался постоянным: муравьи не создавали пробок и не мешали движению друг друга. Для того, чтобы разобраться, как это происходит, ученые оценили зависимость скорости муравьев от плотности на мосту и количества столкновений. Выяснилось, что муравьи ускоряются с повышением плотности, достигают максимальной скорости (чуть меньше трех сантиметров в секунду) в момент, когда плотность достигает пяти особей на квадратный сантиметр, а затем замедляются, чтобы избежать столкновений с муравьями из смежного потока.
При этом, по-видимому, муравьи также использовали и другую стратегию: ученые отметили, что плотность муравьев на мостике не превышала 18 особей на квадратный сантиметр даже при увеличении численности колонии. Муравьи, другими словами, попросту избегали пробок, пережидая в гнезде, чтобы поток оставался непрерывным.

Ученые, таким образом, показали, что аргентинские муравьи при движении по двум встречным потокам ведут себя достаточно слаженно и адаптируют свое поведение для того, чтобы избежать задержек в передвижении. По их расчетам, движение муравьев в двух встречных потоках не нарушается даже при загруженности мостика на 80 процентов: для сравнения, отмечают исследователи, пробки при движении транспорта могут возникнуть, когда дороги загружены уже на 40 процентов. Несмотря на то, что авторам удалось построить достаточно точную модель для описания движения особей, они уточняют, что природу тактики, которую используют муравьи, еще предстоит изучить.

Муравьи не только мастерски избегают пробок, но также и достаточно умело строят различные конструкции, которые помогают им выживать и добывать пищу. Пожалуй, одно из самых интересных сооружений — это живые башенки, которые огненные муравьи строят для того, чтобы спастись от наводнений: в высоту такие башни могут достигать 30 особей.

Елизавета Ивтушок

nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Названы продукты, способные повысить энергичность

Ученые провели ряд исследований, и рассказали несколько продуктов, которые помогут повысить энергичность человека, а также, положительно влияют на организм
Подробнее »»

Названы полезные свойства кунжута

Кунжут известен еще с доисторических времен.
Подробнее »»

Ученые выяснили, почему люди стареют с разной скоростью

Возраст в паспорте не всегда отражает физическое и психологическое состояние человека.
Подробнее »»

Плохое зрение серьезно укорачивает жизнь

Ведущие мировые эксперты в рамках 19-го конгресса Европейского общества специалистов по заболеваниям сетчатки (EUREТINA) рассказали о проблеме потери зрения в современном мире, а также методах лечения и профилактики.
Подробнее »»

Названы продукты, которые нельзя есть на ужин

Ужин — важный прием пищи, к которому стоит подходить разумно.
Подробнее »»

Читайте также:
20.01 - 20:49

Джастин Тимберлейк и Джессика Бил впервые появились вместе на публике после скандала

В конце ноября прошлого года социальные сети и американские СМИ обратили пристальное внимание на видео, снятое одним из папарацци в Луизиане.
Подробнее »»

20.01 - 19:56

Врачи объяснили, в чем польза томатного сока

Томатный сок — не только вкусный, но и необычайно полезный.
Подробнее »»

20.01 - 19:29

Какие опасные осложнения может вызвать грипп

Почему стоит сделать вакцину от гриппа
Подробнее »»

20.01 - 18:53

Ученые назвали уникальное свойство мандаринов

Испанские ученые провели исследование и выяснили, что особые вещества, которые есть в составе мандаринов, помогут справиться с лишним весом.
Подробнее »»

20.01 - 18:33

Синдром выгорания связали с опасным для жизни расстройством

Новое исследование показало, что продолжительный и выраженный стресс на работе или дома подвергает человека более мощному риску развития мерцательной аритмии. В Европе и США это нарушение в работе сердца является основной причиной инсультов.
Подробнее »»

20.01 - 17:59

6 серьезных причин не ходить на работу больным

В нашем мире не принято отдыхать, пропускать труд из-за болезни.
Подробнее »»

20.01 - 17:51

Семь эффективных способов снизить артериальное давление

Чтобы снизить давление при гипертонии не обязательно глотать кучу лекарств.
Подробнее »»

20.01 - 16:46

Медики подсказали, как правильно избавиться от похмелья

Проблема, с которой сегодня столкнулись многие.
Подробнее »»

20.01 - 16:46

Джастин Бибер страдает от болезни Лайма

Поп-исполнитель Джастин Бибер в Instagram рассказал о своей борьбе с болезнью Лайма.
Подробнее »»

20.01 - 15:40

Врачи рассказали об уникальных свойствах хурмы

Хурма — полезный продукт, который нужно обязательно включить в свой рацион питания.
Подробнее »»

20.01 - 15:26

Как справиться с усталостью и не допустить выгорания: личный опыт Ирины Данилевской

Основательница Ukrainian Fashion Week поделилась своими секретами
Подробнее »»

20.01 - 14:45

Использование подводки для глаз в повседневном макияже

Аккуратная линия подводки для глаз – лучший способ сделать взгляд особенно выразительным
Подробнее »»

20.01 - 14:37

Врачи подсказали, как избежать похмелья на утро

Что стоит предпринять, чтобы наутро не мучится от головной боли.
Подробнее »»

20.01 - 14:32

В Китае выявили еще 17 случаев заражения таинственным коронавирусом

В китайском городе Ухань растет число пациентов, у которых диагностирована пневмония, вызванная новым типом коронавируса. В воскресенье, 19 января, стало известно о 17 новых случаях.
Подробнее »»

20.01 - 13:57

Почему сыр вреден для здоровья: 6 весомых причин

Поедание сыра может нести такой урон организму, что трудно поверить.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...