Как муравьи прокладывают дороги и находят путь домой

Химическая разметка и как работает феромонный след

Одиночный муравей-разведчик выходит из гнезда и бредет во все стороны наугад. Он петляет по траве, обходит камни и ищет любую добычу — мертвого жука, каплю сладкого сока растений или россыпь семян. Пока разведчик ищет пищу, он не оставляет за собой сплошной пахучей полосы, чтобы попусту не тратить ценный химический запас организма.

Когда пища найдена, поведение разведчика мгновенно меняется. Муравей прижимает кончик брюшка вплотную к земле и спешит обратно к муравейнику кратчайшим путем. На землю ложится тончайший след из особых химических соединений — феромонов следа. Сородичи в муравейнике улавливают этот запах с помощью подвижных усиков-антенн. Они выходят наружу и бегут прямо по пахучей дорожке к найденному источнику пищи.

Каждый следующий рабочий муравей, который тащит кусочек добычи в гнездо, обновляет метку и добавляет свою порцию запаха. Тропа становится ярче для обоняния насекомых. Если еда заканчивается, возвращающиеся рабочие перестают метить поверхность. Запах феромонов быстро улетучивается на открытом воздухе, и ненужная дорога исчезает сама собой за несколько часов.

Геометрия развилок и правило экономного маршрута

Лесные муравьи строят магистральные дороги длиной в десятки и даже сотни метров. Такие тропы служат семье годами. Насекомые очищают их от хвои, мелких веточек и соринок, вытаптывая твердый гладкий грунт, по которому можно двигаться с максимальной скоростью без лишних препятствий.

У муравьиных дорог есть удивительное геометрическое свойство. Развилки на тропах почти всегда расходятся под углом примерно 50–60 градусов в направлении от муравейника к источникам пищи. Когда муравей возвращается с грузом в сторону дома, развилки смыкаются под острым углом. Насекомому достаточно просто бежать вперед, не сворачивая резко в сторону, и сама форма развилки безошибочно выводит его на главный ствол дороги к родному гнезду.

Встроенный шагомер и расчет координат

Феромоны работают далеко не всегда. В раскаленных песчаных пустынях Сахары летучие химические соединения испаряются с поверхности песка за доли секунды. Местные муравьи-бегунки вида Cataglyphis fortis вообще не используют химическую разметку троп, однако возвращаются в крошечную норку среди барханов по прямой линии.

Биологи выяснили, что бегунки применяют метод счисления пути. Мозг насекомого непрерывно складывает пройденное расстояние и направление каждого поворота. Чтобы определять пройденную дистанцию, муравей буквально считает количество сделанных шагов. Его нервная система работает как биологический одометр в автомобиле.

Небесный компас и поляризованный свет

Одного счета шагов мало, ведь нужно четко знать направление движения. Для этого муравьи используют положение солнца на небосводе. Сложные фасеточные глаза насекомых устроены так, что воспринимают не просто свет, а ультрафиолетовые лучи и плоскость поляризации солнечного света в атмосфере.

Даже если небо частично затянуто тяжелыми облаками или солнце закрыто густой кроной дерева, муравей видит небольшой клочок чистого неба и определяет положение светила по направлению световых волн. Внутренние биологические часы насекомого непрерывно делают поправку на движение солнца по небу в течение дня, поэтому муравей не сбивается с азимута при долгой прогулке.

Визуальные ориентиры и панорамная память

В лесу или среди густых зарослей травы небосвод часто закрыт листьями. В таких условиях муравьи ориентируются по наземным приметам. Они обладают хорошей зрительной памятью и запоминают панораму окружающего пространства.

• Муравей фиксирует форму крон деревьев над головой и контраст темных ветвей на фоне светлого неба
• Насекомое запоминает крупные неподвижные объекты на пути движения вроде камней, упавших бревен, выступающих корней и стволов кустарников
• При движении муравей периодически делает быстрые остановки и поворачивается вокруг своей оси, словно фотографируя картинку местности со всех сторон для сверки с памятью