Длиннорогие «сумасшедшие муравьи» оказались способны заранее расчищать маршрут для транспортировки крупной добычи. Они убирали с пути мелкие препятствия — до того, как другие муравьи начинали перенос тяжёлого груза. Это поведение выглядит как заблаговременное планирование, хотя в основе его лежит простая химическая сигнализация с помощью феромонов. Отдельные муравьи не понимают общей задачи — но вместе колония действует слаженно и эффективно.

Вообще, мир насекомых, особенно муравьёв, полон примеров сложного поведения, которое нередко называют «разумным». Муравьи освоили сельское хозяйство, разводят других насекомых, возводят инженерные конструкции и даже умеют предотвращать эпидемии, соблюдая аналоги социальной дистанции в гнезде.

Но всё это делают существа с крошечным мозгом — его размер сравним с маковым зёрнышком, а количество нейронов — от 250 тысяч до миллиона. Для сравнения: у человека в мозге около 86 миллиардов нейронов. Как же из взаимодействия столь простых «элементов» рождается сложное и целенаправленное поведение колонии? Этот феномен называется роевым интеллектом — и его принципы до сих пор активно изучаются.

Науке уже были известны случаи, когда муравьи прочищали тропинки к постоянным источникам пищи, убирая мусор и растения, — иногда это занимало несколько дней. Некоторые виды даже устилали песком липкие поверхности, чтобы сделать путь безопаснее. Однако до недавнего времени почти не было данных о том, что муравьи могут предугадывать возможные трудности при транспортировке конкретного крупного объекта и заранее подготавливать маршрут. Было неясно, делают ли это отдельные особи, которые «прикидывают», что им предстоит, или вся картина возникает в результате множества простых действий без осмысления.

Чтобы разобраться, команда израильских и швейцарских учёных провела серию экспериментов с длиннорогими муравьями Paratrechina longicornis, наблюдая, как они вместе переносят пищу. Результаты были опубликованы в журнале Frontiers in Behavioral Neuroscience.

Началось всё с случайного наблюдения: в дикой природе исследователи заметили, как отдельные муравьи челюстями убирают мелкие камешки, лежащие рядом с группой, которая в этот момент тащила крупную добычу — например, дохлого насекомого. Казалось, что муравьи понимают, где именно пройдёт груз, и заранее расчищают дорогу.

Чтобы проверить, действительно ли это так, учёные организовали 83 эксперимента на территории кампуса Института Вейцмана, где обитает большая колония этих муравьёв. В качестве препятствий использовались пластиковые бусинки диаметром 1,5 мм (это примерно половина длины тела муравья), а роль крупной добычи играли гранулы кошачьего корма — лакомство, к которому эти муравьи неравнодушны.

Оказалось, что муравьи чаще всего убирают бусинки, расположенные примерно в 40 мм от корма по направлению к гнезду. Они переносили бусинки на расстояние до 50 мм и бросали в сторону от основного маршрута. Один из муравьёв-рекордсменов очистил путь от 64 бусинок подряд.

Такое поведение появлялось только тогда, когда добыча была крупной и требовала усилий группы. Если корм делили на мелкие кусочки, которые можно унести в одиночку, муравьи почти не занимались уборкой — просто обходили бусинки.

Эксперименты подтвердили: препятствия действительно мешали. Если туннель длиной 7 см и шириной 5 см был завален бусинками, то время транспортировки корма увеличивалось в 18 раз по сравнению с чистым маршрутом.

Основную роль в запуске «режима уборки» играют феромоны. Когда муравей находит крупную еду, он оставляет за собой пахучие следы — прижимая брюшко к земле примерно каждые 0,2 секунды, то есть с частотой около 5,5 герц.

Эти следы не только привлекают других рабочих муравьёв, но и запускают поведение по расчистке. Чтобы начать убирать бусинки, муравью не нужно прикасаться к самой еде — достаточно уловить свежие феромонные метки рядом с препятствием. Одна такая метка может «переключить» муравья в особый режим: он начинает искать и удалять другие бусинки. Примерно четверть особей, начавших уборку, продолжали это делать и дальше — даже без новых сигналов. Такие муравьи становились «серийными уборщиками».

Важно, что ни один муравей не осознаёт общей цели. То, что выглядит как продуманное поведение, возникает на уровне всей колонии из реакции отдельных особей на простые химические сигналы.

Каждый муравей действует локально, без понимания полной картины. Но вместе они добиваются слаженного и эффективного результата. Это напоминает, как из взаимодействия нейронов в мозге рождаются сложные когнитивные функции, такие как мышление или планирование.

Исследование показало, насколько эффективно колония может решать сложные задачи с помощью химической координации. Не обладая индивидуальным интеллектом, муравьи способны коллективно предугадывать препятствия и готовить маршрут заранее, минимизируя задержки при транспортировке добычи.