Корнак
Модератор своей темы
Старожил
 Offline
Сообщений: 81795
 |
 |
| |
« Ответ #214 : 23 июля 2012, 13:55:27 » |
|
Новосибирские ученые доказали: муравьи умеют считать
Насекомые оказались болтунами-математиками. Они используют числа, чтобы рассказать собратьям, как добраться до еды в лесу.
Открытие в фундаментальной науке, сделанное новосибирскими учеными Жанной Резниковой и Борисом Рябко, которые исследуют поведение насекомых, всполошило мировую научную общественность. После обзора в престижном научном журнале "Behavior" под громким заголовком "Муравьи умеют считать лучше пятиклассников" за эту тему ухватились телеканал "Discovery Channel" и научные сайты.
Ящики электронной почты новосибирских ученых заваливают письмами журналисты со всего мира, например, из Италии и Бразилии. Сами сибирские ученые открещиваются от громкой славы и говорят в один голос: "Да эти открытия мы сделали еще в начале 80-х - середине 90-х годов прошлого века!".
Муравьи способны называть числа
Собственно, то, что муравьи общаются друг с другом, науке известно. Но сибирские ученые доказали, что муравьи умеют считать - складывать и вычитать простые числа. Эксперименты по изучению "языка" и интеллектуальных способностей муравьев сибирские ученые начали еще в 80-х годах. По мере того, как их методы и результаты становились известными, в разных лабораторях (например, в Англии, Франции и Бельгии) начали воспроизводить эти опыты, однако, ссылаться на наших земляков не спешили.
Суть эксперимента проста. В специальную емкость помещают лабиринт - большую "гребенку" с отходящими от основного ствола 30 одинаковыми дорожками. На некоторых дорожках оставляют ватку, смоченную водой, а на одной - с сахарным сиропом. После этого на "гребенку" выбегает муравей-разведчик. Он мчится по всем дорожкам, находит провиант и возвращается в муравейник, расположенный тут же - в прозрачном гнезде, чтобы можно было наблюдать все контакты муравьев между собой.
Вернувшись, разведчик, касаясь своими усиками усиков собеседника, "рассказывает" мурашам-фуражирам, чья задача собирать еду для всей семьи, где найти провизию. В этот момент "гребенку" меняют, чтобы муравьишки не нашли путь к пище по запаху. Кстати, муравьи часто оставляют следы из феромонов, чтобы пометить дорогу к корму.
- Ватку с сиропом мы оставляли на разных дорожках: то на пятой, то на одиннадцатой, то на третьей - методом случайного выбора, - объяснил Борис Рябко, доктор технических наук, профессор, проректор по научной работе Сибирского государственного университета телекоммуникации и информации. - Оказалось, что муравьи умеют передавать друг другу данные уверенно, почти без ошибок, используя числа.
"Слушай, брат! Прямо по шоссе мимо восьми поворотов, а потом по тропинке направо", - примерно так говорит собратьям разведчик. И муравьиный отряд устремляется вперед и - почти всегда безошибочно - находит еду. Мураши прибегают туда, где, по данным разведки, должна быть пища, и наслаждаются сиропом. Чтобы не перепутать насекомых, ученые помечали их спинки капельками краски.
- Если группа приходит правильно, можно считать, что разведчик передал информацию, - сказала Жанна Резникова, доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией поведенческой экологии сообществ животных Института систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН). - А вот как именно "разговаривают" муравьи, мы, естественно, можем только догадываться.
Расшифровать "слова" животных вообще очень трудно. Например, занимаясь сложной
системой коммуникации дельфинов, ученые пока поняли одно - дельфины дают друг другу имена.
6 бит информации - в процессоре мозга!
Аналогичный эксперимент с муравьями сибирские ученые ставили и на бинарном дереве. Эта специальная палочка постоянно раздваивается. И оказалось, что муравьишки запоминают количество и направление поворотов, чтобы рассказать своим собратьям: "Вначале прямо, потом направо, потом налево, и снова направо - там ждет много вкусного".
- Муравей способен передать до 6 бит информации, мы измерили скорость - около 1 бита в минуту, - рассказал Борис Яковлевич. - Первые опыты на бинарном дереве позволили доказать, что существует язык муравьев. А также, что насекомые способны передавать сообщения, включающие числа.
Например, если муравьишкам нужно было по пути к сиропу пять раз подряд поворачивать налево, то они быстрее запоминали и передавали полученные разведданные. Если же насекомым нужно было сказать соплеменникам, что бежать нужно "направо, налево и так три раза", то мураши тратили на эту операцию в три раза меньше времени, чем когда порядок поворотов был случайным.
- Насекомым, как и людям, легче запомнить последовательность "налево-направо", если она повторяется, - уверены новосибирские ученые. - Самое интересное в том, что в эксперимент с "гребенкой" доказал: муравьи умеют складывать и вычитать в пределах двух-трех единиц. Это похоже на римские цифры, в которых "девять" пишется как IX - "один до десяти", а семь как VII - "два после пяти".
Если несколько дней подряд лакомство появляется на одной и той же дорожке "гребенки", то мураши могут сказать друг другу: "Все, как вчера!". На такое сообщение насекомые тратят всего пять-семь секунд. Чуть дольше будет послание: "Как вчера, но на две дорожки раньше!". А если еда лежит на последней - 30-й - дорожке, то муравей будет рассказывать про находку не меньше минуты, а то и трех, что считается продолжительным диалогом. Новосибирские ученые полагают, что муравьи используют систему кодов и сокращают слова при общении.
"Соображалка" муравьев = интеллект пятилетнего ребенка
По поводу того, что написали в журнале "Behavior", что, якобы, муравьи сильны в математике, как пятиклассники, сибирские ученые считают это шуткой журналиста.
- Конечно, с определенной долей условности пятилетних детей можно сравнить с муравьями в их способностях в арифметике, - сказали "Комсомолке" ученые. - Но вообще карапузы все-таки умнее, их интеллект более развит.
Кстати, сибирские ученые используют для опытов только лесных рыжих муравьев, называют их "интеллектуальной элитой". В лесу им встречается больше препятствий, да путь к пище сложнее. Сообщество лесных муравьев может насчитывать до миллиона особей. Естественно, посчитать всех своих сородичей муравьи не смогут, но узнают своих знакомых в "лицо". Есть у муравьев и нечто вроде радио: когда к муравейнику подходит медведь, насекомые выделяют феромоны с сигналом "общая тревога". А еще муравьи способны оценить уровень угрозы, прикидывая на глаз количество врагов.
- Исследования с муравьями - первые в мире, использующие естественный язык животных, - уточнили новосибирские ученые. - В подобных опытах, например, со пчелами, ученые работали с одним насекомым, а не целым сообществом. Язык муравьев, кстати, сложнее, чем у пчел. Составить азбуку, расшифровать их общение мы даже не пытались. В мире проводится множество экспериментов с разными животными, чтобы понять, как они общаются.
Сибирские ученые уверены, что их схемы экспериментов можно использовать и с приматами. Допустим, поиграть с шимпанзе в такую игру, когда обезьянка будет сообщать о найденной пище своим собратьям и показывать путь.
На Западе признали спустя десятилетия
- Наши открытия, сделанные тридцать лет назад, были слишком революционными для своего времени. Тогда в них никто до конца не верил, - рассказала Жанна Ильинична. - Несмотря на множество статей в научных журналах, в том числе западных, и наши выступления на научных конференциях с докладами, широкое признание наших успехов пришло только сейчас. Кстати, в наше время подобные эксперименты во всем мире ученые ставят в десятках лабораторий - с шимпанзе, дельфинами, слонами, даже рыбками. А когда доказали, что даже новорожденные цыплята могут совершать простые арифметические операции, к нашим исследованиям стали относиться серьезнее.
Возможно, очередным толчком к признанию на Западе стала книга Жанны Резниковой по исследованию интеллекта животных, изданная в 2007 году в Кембридже. Кстати, новосибирские ученые полагают, что открытия российской науки зачастую сложно пробивают себе дорогу на Западе.
МУРАВЬИ-МАТЕМАТИКИ.
Умеют ли муравьи считать? Скажем, до ста? Оказывается умеют. Это доказано в экспериментах с муравьями рода Формика. У этих насекомых есть штатные кормильцы – так называемые фуражиры, разделенные на группы 5-8 особей во главе с разведчиком. Задача последнего - находить пищу и, обнаружив ее, сообщать фуражирам, которые и доставляют провиант в муравейник. В экспериментах, о которых идет речь, муравьи могли добывать корм только со специальных установок, располагавшихся недалеко от их искусственного гнезда. Установки имели вид либо расчески (стержень с отростками), либо судового штурвала (окружность с отростками). Каждый отросток (их число на установках варьировалось от 20 до 60) заканчивался кормушкой, но только в одной из них был сироп.
Разведчика исследователи подсаживали на этот отросток, откуда он вскоре самостоятельно возвращался в гнездо и сообщал о своей находке фуражирам, многократно и часто ударяя их усиками-антенами (такие удары – главная форма обмена информацией у муравьев). При этом продолжительность "беседы", как доподлинно установили ученые, не зависела от длины предстоящего пути, формы и ориентации экспериментальной установки. Хотя муравьи этого рода не метят путь пахучим следом, исследователи все же, пока шел инструктаж, заменяли установку другой.
Получив инструктаж, группа фуражиров под предводительством разведчика выступала из гнезда к установке. Но в этот момент разведчика изымали из общества пинцетом, так что "кормильцы" должны были отыскивать корм сами, на основе разведданных. Сто тридцать раз ученые повторяли этот опыт. В 99 случаях группы сразу приходили на отросток с сиропом, не совершая ошибочных заходов к пустым кормушкам. А те муравьи, которые не встречались с разведчиком, искали сироп наугад, переходя от кормушки к кормушке.
Этот результат, учитывая, что все отростки одинаковы, показывает, что муравьи обладают способностью передавать друг другу сведения о числе объектов, о счетном порядке их расположения.
Интересно, что в экспериментах с вертикально стоящей "расческой" муравьи сначала быстро поднимались до верхнего конца установки, затем медленно возвращались к отростку с сиропом, а в экспериментах со "штурвалом" всегда двигались против часовой стрелки, даже если дорого в обратном направлении была значительно короче. Причины такого поведения остались неразгаданными.
(Исследование способности муравьев к передаче сведений о числе объектов. "Доклады АН СССР".)
|
