Ученые из Рокфеллеровского университета разработали экспериментальную установку для анализа процесса принятия решений в муравьиных колониях. Исследование показало, что муравьи объединяют сенсорную информацию с параметрами своей группы, чтобы получить ответ. Это напоминает сложную нейронную сеть, говорят авторы работы.
Ученые разработали систему, в которой они могли точно возмущать муравьиную колонию с контролируемым повышением температуры. Чтобы отслеживать поведенческие реакции отдельных муравьев и всей колонии, они помечали каждое насекомое разноцветными точками и следили за их движениями с помощью камеры.
Исследователи показали, что колонии установленного размера из 36 рабочих и 18 личинок эвакуировали свои гнезда, когда температура достигла 34°С. Это открытие было ожидаемым и интуитивно понятным: некомфортные условия заставляют животных перемещаться.
Однако ученые также обнаружили, что действия муравьев зависит не только от температуры. Когда они увеличили размер колонии до 200 особей, температура, необходимая для принятия решения о перемещении, также увеличилась. Например, колонии из 200 особей оставались на месте, пока температура не поднялась выше 36°С.
Колония муравьев перемещается при повышении температуры. Видео: Gal, Kronauer, PNAS
Исследователи полагают, что муравьи используют феромоны для обмена информацией. При этом они могут «оценить» размер группы по концентрации этих веществ. С помощью математической модели ученые показали, что колонии могут использовать эти вещества для принятия решений, основанные на большом количестве параметров.
Ученые считают, что увеличение численности группы усложняет переселение. Именно поэтому большие группы муравьев «принимают решение» потерпеть подольше.
Мы впервые предложили подход к пониманию муравьиной колонии как когнитивной системы, которая воспринимает входные данные, а затем переводит их в поведенческие результаты.Это один из первых шагов к настоящему пониманию того, как сообщества насекомых участвуют в коллективных вычислениях.
Дэниел Кронауэр, глава Лаборатории социальной эволюции и поведения Рокфеллеровского университета
