Бинарное дерево и римские цифры для рыжих лесных муравьёв, или как эти насекомые считают

в 7:53, , рубрики: Биотехнологии, интеллект, мозг, муравьи

Данте писал в Божественной комедии:

Так муравьи, столкнувшись где-нибудь,
Потрутся рыльцами, чтобы дознаться,
Быть может, про добычу и про путь.
Но только миг объятья дружбы длятся,
И с первым шагом на пути своем
Одни других перекричать стремятся...

С этой цитаты часто начинает разговор о муравьях этолог Жанна Резникова, которая вместе со специалистом по теории информации Борисом Рябко изучает язык и системы исчисления этих насекомых. Хотя муравьи не умеют умножать и делить, они способны складывать и вычитать.

Передача данных длится не быстро, как описывал Данте — чтобы рассказать о правильном пути в лабиринте из шести поворотов, муравей тратит 200 секунд, но про несколько одинаковых поворотов тот же муравей расскажет в три раза быстрее — а это значит, что муравьи способны оптимизировать и сокращать информацию. Для проверки способностей муравьёв учёные использовали «бинарное дерево» и простой лабиринт-гребёнку.

image

Бинарное дерево

Разведчики — очень важные специалисты в семье муравьёв, от них зависит, найдут ли насекомые еду. Как и людям-разведчикам, таким муравьям нужен острый ум и находчивость, они обязаны отлично ориентироваться в пространстве, запоминать дорогу, а кроме этого — передавать информацию сородичам, занимающимся сбором и доставкой пищи. Чтобы оценить способности разведчиков, российские учёные Жанна Резникова и Борис Рябко использовали бинарное дерево.

imageБинарное дерево представляет собой лабиринт, в котором спрятана приманка — смоченная сиропом ватка. В лабиринте муравей делает выбор из двух вариантов на каждой развилке: вправо или влево. Такой вариант — это один бит информации. Таким образом максимальный объём информации, который разведчик должен передать из такого лабиринта — шесть бит, потому что семь поворотов запомнит не каждый человек.

Учёные были удивлены количеством времени, которое нужно для передачи сложного пути. На шесть поворотов разведчик затрачивал 200 секунд. Расшифровать язык муравьёв оказалось сложно, потому что они делают слишком много разнообразных движений в течение длительного времени. Позже учёные выяснили, что на описание пути из нескольких поворотов в одну сторону уходит в три раза меньше времени.

Жанна Резникова говорит о частых возражениях: муравьи-разведчики ничего не рассказывают, а фуражиры идут по пахучему следу. На самом деле в рамках эксперимента используют два идентичных лабиринта, заменяя старый, в котором побывал разведчик, на новый, по которому пойдут только фуражиры.

Римские цифры

Другой вариант лабиринта, который использовали учёные, представляет собой гребёнку из 15 конечных точек. Чем дальше от входа находится приманка — тем больше времени разведчику нужно, чтобы описать путь фуражирам. Но если на какую-либо веточку приманку помещают чаще, то муравьи начинают эту веточку использовать в качестве новой точки отсчёта.

Если часто используется веточка номер 10, то для описания пути к 11 веточке тратится времени чуть больше, чем на 10 — то есть муравьи описывают путь как «10+1». И точно такой же результат по времени показывает веточка 9 — то есть «10-1». Это напоминает римскую систему исчисления — X, XI, IX. Так учёные доказали, что муравьи способны складывать и вычитать.

image

Элита муравьиного общества

В семье рыжих лесных муравьёв разведчики составляют до 0,3% населения. Эксперименты с этими «специалистами» показали, что они при небольшом своём количестве являются одной из важнейших групп.

Учёные так увлеклись экспериментом, во время которого отселили разведчиков из одного муравейника, что не заметили, что почти половина населения гнезда погибла. Муравьи забаррикадировались и отказывались принимать пищу. В контрольном муравейнике, где все специалисты были на своих местах, такого не наблюдалось. Это событие Резникова сравнивает с «философским пароходом».

Все муравьи умеют доить тлей, но сборщик пади (пастух для тлей) не сможет запомнить и рассказать о дороге к пище, как разведчик.

Автор: ivansychev

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля