Муравьи-ткачи (муравьи-портные) освоили уникальный прием командной работы, который недоступен человеку: они работают усерднее по мере роста команды.
Вместо того чтобы отлынивать, как люди в больших группах, эти муравьи удваивают свою тяговую силу, распределяя роли: одни закрепляются, другие тянут. Ученые называют это «силовой трещоткой» — стратегией, которая делает их цепи сильнее с каждым новым участником.
Содержание
Команды муравьев преодолевают вековую проблему
Муравьи-ткачи, похоже, решили проблему командной работы, которая беспокоила людей на протяжении веков: когда человеческие группы становятся больше, люди обычно прилагают меньше усилий. Новые данные, опубликованные в Current Biology, показывают, что муравьи-ткачи поступают наоборот: каждый муравей становится сильнее по мере расширения группы.
Это снижение человеческих усилий впервые описал французский инженер Макс Рингельманн в 1913 году. В экспериментах по измерению того, как студенты тянут канаты, он обнаружил, что, хотя общая тяговая сила увеличивалась по мере присоединения большего числа участников, индивидуальные усилия каждого человека уменьшались.
Наблюдение Рингельманна с тех пор подтверждалось в бесчисленных условиях, от офисных комитетов до спортивных команд. Тем не менее, по словам поведенческого эколога Маделин Стюардсон из Университета Маккуори, которая руководила недавним исследованием, муравьи-ткачи улучшают свое совместное строительство гнезд по мере присоединения большего числа участников.
Превосходя эффект Рингельманна
«Каждый отдельный муравей почти удваивал свою тяговую силу по мере увеличения численности команды — они действительно лучше работают вместе по мере увеличения группы», — говорит г-жа Стюардсон.
Исследование показывает, что эти муравьи формируют высокоэффективные команды, где индивидуумы увеличивают, а не уменьшают свой вклад по мере расширения группы.
Муравьи-ткачи (Oecophylla smaragdina) — это маленькие древесные насекомые, обитающие в тропических регионах Африки, Азии и Австралии. Они известны тем, что строят воздушные гнезда, соединяя свои тела в цепи, чтобы складывать листья и скреплять их шелком, производимым их личинками.
Измерение силы муравьев в действии
Стюардсон и поведенческий эколог и соавтор исследования доктор Крис Рид из Школы естественных наук Университета Маккуори работали с международной командой, чтобы измерить и проанализировать силу, которую могли приложить команды муравьев разного размера при строительстве своих гнезд.
Исследователи провели эксперименты, побуждая колонии муравьев-ткачей формировать тяговые цепи для перемещения искусственного листа, подключенного к динамометру.
«Муравьи разделяют свою работу на две части: одни активно тянут, в то время как другие действуют как якоря, чтобы накапливать эту тяговую силу», — говорит Стюардсон.
Как работает силовая трещотка
Соавтор исследования доктор Даниэле Карлессо из Констанцского университета и Института поведения животных Макса Планка в Германии, который был аспирантом в Маккуори во время исследования, говорит, что команда разработала теорию, названную «силовой трещоткой», чтобы выдвинуть гипотезу о том, как это работает.
«Работа, которую выполняет каждый муравей, зависит от его положения в цепи», — говорит доктор Карлессо. «Муравьи в задней части цепи вытягивают свои тела, чтобы сопротивляться и накапливать тяговую силу, в то время как муравьи в передней части продолжают активно тянуть».
Доктор Дэвид Лабонте из Имперского колледжа Лондона, соавтор статьи, говорит, что команда обнаружила, что этот метод является ключом к увеличению вклада каждого индивидуума по мере увеличения команды.
«Более длинные цепи муравьев имеют большее сцепление с землей, чем отдельные муравьи, поэтому они лучше сопротивляются силе оттягивающегося листа», — говорит доктор Лабонте.
«Длинные цепи эффективно накапливают тяговую силу от отдельных муравьев за счет трения — вместе команда, похоже, работает как трещотка».
От муравейников до робототехнических лабораторий
Доктор Рид говорит, что помимо предоставления увлекательного взгляда на мир природы, это открытие также может помочь ученым разрабатывать более совершенные команды роботов.
Работая в командах, современные роботы могут выдавать только ту же силу, что и в одиночку, достигая в лучшем случае линейного увеличения выходной силы. Муравьи-ткачи показывают, что потенциал гораздо больше.
«Никто не рассматривал использование метода, подобного тому, который используют муравьи, для создания силы в роях многоногих роботов, но мы планируем это сделать», — говорит доктор Рид.
Связанные работы уже показали, что роботы с большим количеством ног на земле, вдохновленные многоножками, могут лучше справляться со сложной местностью.
«Программирование роботов для использования кооперативных стратегий, вдохновленных муравьями, таких как силовая трещотка, может позволить командам автономных роботов работать вместе более эффективно, достигая большего, чем сумма их индивидуальных усилий», — говорит доктор Рид.
Читайте также: Ученые назвали «невероятно умное» существо, которое будет править Землей после вымирания человечества
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.