Как муравьи находят дорогу и возвращаются в гнездо

Что об этом известно

Самая заметная для нас подсказка — муравьиная колонна вдоль плинтуса, края дорожки или ствола дерева, где насекомые то и дело касаются поверхности усиками, ощупывая пространство перед собой. Многие виды оставляют на поверхности феромоны: химические вещества, которые другие муравьи воспринимают усиками и используют как указатель пути к пище или другому нужному месту, причём сам след для человека обычно незаметен. Рабочий муравей, нашедший пищу, может помечать путь, возвращаясь в гнездо, а другие рабочие усиливают след, проходя той же дорогой, пока пища остаётся доступной для сбора. Так возникает оживлённая тропа, хотя ни одно насекомое не видит весь маршрут сверху и не раздаёт остальным указания, куда именно поворачивать у каждой трещины или камешка на пути.

Однако запаховой дорожки хватает не всем и не всегда: на открытом грунте, где поверхность сильно нагревается, след может быть ненадёжным, а пища встречается далеко от гнезда и не сосредоточена в одном постоянном месте. Зоологи описывают у разных муравьёв способность ориентироваться по солнцу, рисунку поляризованного света неба, заметным предметам и общему виду окружающей местности, причём набор полезных подсказок различается у разных видов. Одни узнают очертания кустов и деревьев, другие хорошо пользуются небесными ориентирами там, где вокруг мало заметных наземных деталей, за которые можно зацепиться взглядом. Поэтому объяснение «они просто идут по запаху» хорошо описывает часть увиденного, но не охватывает всего разнообразия муравьиных маршрутов, даже если внешне поведение насекомых кажется нам одинаковым.

Ещё один механизм называют интеграцией пути: во время путешествия муравей объединяет информацию о направлениях движения и пройденном расстоянии и сохраняет примерное направление к гнезду, даже когда его поиски пищи состоят из множества поворотов и петель. Это не карта в человеческом понимании и не сознательное решение задачи, а работа нервной системы, которая использует сигналы от движений тела, зрения и других доступных ориентиров. У некоторых хорошо изученных видов оценка расстояния связана с шагами, однако называть всех муравьёв одинаковыми живыми шагомерами было бы преувеличением, ведь способы ориентирования различаются. Когда накапливается погрешность, знакомый пейзаж или запах возле входа помогает уточнить местоположение, а если подсказки не совпадают, насекомое может перейти к поиску на прилегающем участке.

Возраст и род занятий тоже имеют значение, хотя строгого правила для всех муравьёв нет: у многих видов молодые рабочие сначала ухаживают за расплодом внутри гнезда, а затем берутся за работы снаружи. Перед самостоятельными дальними выходами некоторые муравьи совершают короткие ознакомительные вылазки, поворачиваются к гнезду и запоминают его окружение с разных точек, постепенно расширяя знакомый им участок. Личинки, которых кормят взрослые, такими маршрутами не ходят, а опытный сборщик обычно знает больше ориентиров, чем рабочий муравей, который только начал выходить наружу и лишь учится находить вход. Так что умение ориентироваться зависит не только от возраста, но и от опыта, вида, задач в колонии и того, не изменилась ли окружающая обстановка после последнего похода за пищей.

Почему так

Для маленького насекомого дорога домой — ежедневная задача со множеством препятствий: комок земли закрывает обзор, опавшая листва меняет проход, а источник пищи может исчезнуть ещё до возвращения следующего сборщика. Выгодно иметь несколько способов ориентирования, чтобы при слабом запахе воспользоваться зрением, а среди незнакомых деталей сохранить хотя бы примерное направление к гнезду. Такое сочетание врождённых механизмов и обучения помогает искать новые участки, не теряя связи с колонией, хотя от ошибок оно не защищает полностью: насекомое может сбиться с пути, если его перенесли в другое место или привычное окружение резко изменилось.

Усики хорошо приспособлены для близкого знакомства с поверхностью: они подвижны, снабжены чувствительными рецепторами и помогают одновременно воспринимать химические сигналы и обследовать предметы, которые встречаются впереди на пути. Сравнивая сигналы с обеих сторон и меняя направление движения, муравей может держаться возле запаховой дорожки, даже если та петляет между песчинками или огибает неровность. Сам след постепенно слабеет, поэтому его поддержание другими рабочими связывает дорогу с текущей пользой: пока колония регулярно ходит за пищей и обновляет метки, этот маршрут остаётся заметнее множества других возможных проходов вокруг гнезда.

Общий маршрут возникает благодаря простым повторяющимся действиям отдельных насекомых, а не по приказу матки или договорённости, которую муравьи заключают перед выходом из гнезда: каждый реагирует на доступные ему сигналы. Если по пути часто возвращаются сборщики с пищей и оставляют метки, другие рабочие охотнее им пользуются, отчего след может усиливаться ещё больше. Такое взаимодействие позволяет колонии направлять больше сборщиков к доступной пище без единого руководителя, но не гарантирует кратчайшей дороги: муравьиная тропа зависит и от препятствий, и от предыдущих проходов, и от того, какие разведчики первыми обнаружили находку.

Зрение добавляет то, чего не даёт запаховая метка: возможность узнать местность на расстоянии, ещё не коснувшись нужной поверхности, или скорректировать движение, когда привычная дорожка временно стала недоступной. Для этого муравью не обязательно различать каждую травинку так, как её видите вы: полезными могут быть общие очертания предметов, граница между землёй и небом, взаимное расположение светлых и тёмных участков. Обучение связывает эти картины с нужным направлением, поэтому переставленный предмет иногда вызывает задержку или поисковые петли, хотя для человека вокруг будто бы ничего существенного не изменилось и вход остаётся рядом.

В поисковых петлях есть свой смысл: когда ожидаемого входа нет, полезнее обследовать участок вокруг расчётной точки, чем бесконечно двигаться прямо, всё дальше удаляясь от места, где могло быть гнездо. Отсюда и характерное кружение, которое легко ошибочно принять за беспорядочную суету, особенно если наблюдать лишь за одним муравьём недолго и не видеть его предыдущего маршрута. В октябре активность многих местных видов снижается с похолоданием, однако медленное движение само по себе не означает потери ориентации: на поведение влияют температура, состояние насекомого и условия именно в этом месте.

Что это значит для вас

• Понаблюдайте за тропой со стороны, не перекрывая её пальцем и не растирая поверхность: так вы увидите обычное движение, а не реакцию на внезапное препятствие. Проследите, откуда муравьи выходят, возле чего поворачивают и несут ли что-нибудь в гнездо. Для домашнего наблюдения достаточно смотреть или снимать с близкого расстояния без вспышки; не нужно раскапывать муравейник, заливать ходы или переносить насекомых ради проверки их памяти. Если рядом собака, держите её подальше от входов в гнездо.
• Если колонна ведёт к миске кошки или собаки, прежде всего уберите крошки и остатки влажного корма, а саму миску вымойте обычным средством и хорошо ополосните. Сухой корм храните в плотно закрытой ёмкости, доступ к воде оставляйте постоянным. Протирание поверхности может ослабить запаховую тропу, но, если не убрать доступную пищу, муравьи способны проложить другую, так что одного очищения дорожки часто недостаточно. Осмотрите также место под ковриком и щели возле места кормления, где скапливаются мелкие остатки.
• Не создавайте вокруг миски барьеров из эфирных масел, порошков с резким запахом или смесей бытовой химии: питомец может пройти по ним лапами, а затем слизать вещество. Безопаснее убрать остатки пищи, очистить доступные поверхности и заделать щели, если это возможно. Если нужна помощь службы по борьбе с вредителями, заранее сообщите о животных в доме и соблюдайте требования, касающиеся их безопасности и доступа к обработанным местам. Не оставляйте приманки там, где их могут достать кошка, собака или птица.
• На прогулке не позволяйте собаке разрывать муравейник или долго обнюхивать место, где муравьи массово выходят наружу: защищаясь, некоторые виды кусаются или жалят. Спокойно отведите питомца и проверьте шерсть и лапы, не втирая в них никаких домашних смесей. Если после контакта появились отёк, выраженная боль, вялость или другие тревожные изменения, обратитесь к ветеринару; при затруднённом дыхании помощь нужна немедленно. Не пытайтесь проверить реакцию животного, снова приблизившись к гнезду, даже спустя короткое время.
• Если вы содержите муравьиную колонию в формикарии, не меняйте без необходимости одновременно всё оформление арены и расположение кормушки: после перестройки рабочим может понадобиться время на обследование. Обеспечьте надёжное закрытие и условия, подходящие именно вашему виду, не выпускайте приобретённых муравьёв на улицу. Отдельное насекомое, которое ищет путь после изменений, ещё не свидетельствует о проблеме всей колонии; оценивайте также общую активность и доступность воды. При необъяснимом массовом ухудшении состояния обратитесь к ветеринару, который работает с беспозвоночными.