Новосибірські вчені довели мурахи вміють рахувати
Мурашки здатні називати числа
Ось так виглядає "гребінка", на якій мурахи знаходять їжу. Фото: Андрій КОПАЛОВ
Власне те, що мурахи спілкуються один з одним, науці відомо. Але сибірські вчені довели, що мурахи вміють рахувати - складати та віднімати прості числа. Експерименти з вивчення "мови" та інтелектуальних здібностей мурах сибірські вчені почали ще у 80-х роках. У міру того, як їх методи та результати ставали відомими, у різних лабораторах (наприклад, в Англії, Франції та Бельгії) почали відтворювати ці досліди, проте посилатися на наших земляків не поспішали.
Суть експерименту проста. У спеціальну ємність поміщають лабіринт - велику "гребінку" з 30 однаковими доріжками, що відходять від основного стовбура. На деяких доріжках залишають ватку, змочену водою, а на одній із цукровим сиропом. Після цього на "гребінку" вибігає мурашка-розвідник. Він мчить по всіх доріжках, знаходить провіант і повертається в мурашник, розташований одразу - в прозорому гнізді, щоб можна було спостерігати всі контакти мурах між собою.
Повернувшись, розвідник, торкаючись своїми вусиками вусиків співрозмовника, "розповідає" мурашам-фуражирам, чиє завдання збирати їжу для всієї родини, де знайти провізію. У цей момент "гребінку" змінюють, щоб мурашки не знайшли шлях до їжі по запаху. До речі, мурахи часто залишають сліди з феромонів, щоби помітити дорогу до корму. Але в цьому випадку дослідники не дають їм це зробити, замінюючи лабіринт на новий.
- Ватку з сиропом ми залишали на різних доріжках: то п'ятою, то одинадцятою, то третьою - методом випадкового вибору, - пояснив Борис Рябко, доктор технічних наук,професор, проректор з наукової роботи Сибірського державного університету телекомунікації та інформації. - Виявилося, що мурахи вміють передавати один одному дані впевнено, майже без помилок, використовуючи цифри.
"Слухай, брате! Прямо по шосе повз вісім поворотів, а потім по стежці праворуч", - приблизно так каже побратимам розвідник. І мурашиний загін прямує вперед і - майже завжди безпомилково - знаходить їжу. Мурашки вдаються туди, де, за даними розвідки, має бути їжа, і насолоджуються сиропом. Щоб не переплутати комах, вчені позначали їхні спинки крапельками фарби.
- Якщо група приходить правильно, можна вважати, що розвідник передав інформацію, - сказала Жанна Резнікова, доктор біологічних наук, професор, завідувач лабораторії поведінкової екології угруповань тварин Інституту систематики та екології тварин Сибірського відділення української академії наук (ЗІ РАН). - А ось як саме "розмовляють" мурахи, ми, звісно, можемо тільки здогадуватися. Розшифрувати "слова" тварин взагалі дуже важко. Наприклад, займаючись складною системою комунікації дельфінів, вчені поки що зрозуміли одне - дельфіни дають один одному імена.
6 біт інформації - у процесорі мозку!
Аналогічний експеримент із мурахами сибірські вчені ставили і на бінарному дереві. Ця спеціальна паличка постійно роздвоюється. І виявилося, що мурашки запам'ятовують кількість і напрямок поворотів, щоб розповісти своїм побратимам: "Спочатку прямо, потім праворуч, потім ліворуч, і знову праворуч - там чекає багато смачного".
- Мураха здатна передати до 6 біт інформації, ми виміряли швидкість - близько 1 біта за хвилину, - розповів Борис Якович. – Перші досліди на бінарному дереві дозволили довести, що існує мова мурах. А також, щокомахи можуть передавати повідомлення, що включають числа.
Наприклад, якщо мурашкам потрібно було по дорозі до сиропа п'ять разів поспіль повертати ліворуч, то вони швидше запам'ятовували та передавали отримані розвіддані. Якщо ж комахам треба було сказати одноплемінникам, що бігти треба "направо, ліворуч і так тричі", то мурашки витрачали на цю операцію втричі менше часу, ніж коли порядок поворотів був випадковим.
- Комахам, як і людям, легше запам'ятати послідовність "ліворуч-праворуч", якщо вона повторюється, - упевнені новосибірські вчені. - Найцікавіше в тому, що в експеримент із "гребінкою" довів: мурахи вміють складати та віднімати в межах двох-трьох одиниць. Це схоже на римські цифри, в яких "дев'ять" пишеться як IX - "один до десяти", а сім як VII - "два після п'яти".
Якщо кілька днів поспіль ласощі з'являються на одній і тій же доріжці "гребінки", то мурашки можуть сказати один одному: "Все, як учора!" На таке повідомлення комахи витрачають лише п'ять-сім секунд. Трохи довше буде послання: "Як учора, але дві доріжки раніше!". А якщо їжа лежить на останній – 30-й – доріжці, то мураха розповідатиме про знахідку не менше хвилини, а то й трьох, що вважається тривалим діалогом. Новосибірські вчені вважають, що мурахи використовують систему кодів і скорочують слова під час спілкування.
Новосибірські вчені Жанна Резнікова та Борис Рябко пояснюють журналістам "КП" принцип бінарного дерева. Фото: Андрій КОПАЛОВ
"Міркування" мурах = інтелект п'ятирічної дитини
З приводу того, що написали в журналі "Behavior", нібито мурахи сильні в математиці, як п'ятикласники, сибірські вчені вважають це жартом журналіста.
- Звичайно, з певною часткою умовностіп'ятирічних дітей можна порівняти з мурахами у їхніх здібностях в арифметиці, - сказали "Комсомолці" вчені. - Але взагалі карапузи все-таки розумніші, їхній інтелект більш розвинений.
До речі, сибірські вчені використовують для дослідів лише рудих лісових мурах, називають їх "інтелектуальною елітою". У лісі їм зустрічається більше перешкод, та шлях до їжі складніший. Спільнота лісових мурах може налічувати до мільйона особин. Звичайно, порахувати всіх своїх родичів мурахи не зможуть, але впізнають своїх знайомих у "обличчя". Є у мурах і щось на кшталт радіо: коли до мурашника підходить ведмідь, комахи виділяють феромони із сигналом "загальна тривога". А ще мурахи здатні оцінити рівень загрози, прикидаючи на око кількість ворогів.
– Дослідження з мурахами – перші у світі, які використовують природну мову тварин, – уточнили новосибірські вчені. - У подібних дослідах, наприклад, із бджолами, вчені працювали з однією комахою, а не цілою спільнотою. Мова мурах, до речі, складніша, ніж у бджіл. Скласти абетку, розшифрувати їхнє спілкування ми навіть не намагалися. У світі проводиться безліч експериментів із різними тваринами, щоб зрозуміти, як вони спілкуються.
Сибірські вчені впевнені, що їх схеми експериментів можна використовувати і з приматами. Припустимо, пограти з шимпанзе в таку гру, коли мавпочка повідомлятиме про знайдену їжу своїм побратимам і показуватиме шлях.
На Заході визнали через десятиліття
– Наші відкриття, зроблені тридцять років тому, були надто революційними для свого часу. Тоді в них ніхто до кінця не вірив, – розповіла Жанна Іллівна. - Незважаючи на безліч статей у наукових журналах, у тому числі західних, і наші виступи на наукових конференціях із доповідями, широке визнання наших успіхів прийшло лише зараз.До речі, у наш час подібні експерименти в усьому світі вчені ставлять у десятках лабораторій – із шимпанзе, дельфінами, слонами, навіть рибками. А коли довели, що навіть новонароджені курчата можуть здійснювати прості арифметичні операції, до наших досліджень стали ставитися серйозніше.
Можливо, черговим поштовхом до визнання на Заході стала книга Жанни Резнікової щодо дослідження інтелекту тварин, видана у 2007 році в Кембриджі. До речі, новосибірські вчені вважають, що відкриття української науки найчастіше складно пробивають собі дорогу на Заході.