Муравьи способны находить кратчайший путь к пище без карт, без GPS. Каждый из них по отдельности, как будто глуп. Но вместе они словно супер компьютер. Учёные годами ломают голову, создавая алгоритмы, которые бы работали так же стабильно, быстро и эффективно. Получается? Частично. Но муравьи делают это миллионы лет.

Казалось бы – что можно взять у крошечных существ, чья жизнь – это по сути бесконечная возня в земле и вокруг крошек? Но именно в этой "возне" прячется ответ, который мы до сих пор не разгадали.

Коллективный разум – термин, звучащий почти философски. Но у муравьёв это не метафора. Это работающий механизм. Ни один муравей сам по себе не знает всей картины. Он не ведает, где находится колония целиком. Он не планирует маршруты. Он просто следует за запахом.

А теперь – магия: из этого бездумного следования вырастает сложная система поведения. Муравьи строят муравейники, эвакуируются при угрозе, распределяют обязанности. Кто-то таскает еду. Кто-то защищает. Кто-то убирает мусор. И никто никому ничего не приказывает. Каждый делает своё – но всё работает как часы.

Задача коммивояжёра

В науке есть классическая головоломка – задача коммивояжёра. Суть проста: нужно обойти ряд городов и вернуться назад, потратив минимум времени. Перебрать все возможные варианты? Не выйдет. Их миллионы. Даже суперкомпьютеры не всегда справляются быстро. Но муравьи – справляются.

Их метод? Алгоритм муравьиной колонии. Не каждый ищет идеальный путь. Один пробует туда. Другой – сюда. Если где-то получается лучше – туда направляются и остальные. След усиливается. Неудачные маршруты постепенно "забываются", их запах исчезает. Так система самообучается. Живым путём.

Компьютерщики обратили на это внимание – и создали алгоритмы на основе муравьиного поведения. Да, в них нет изящной логики. Но в них есть результат.

Человек мыслит глобально. Мы строим карты, анализируем графики, выводим формулы. Мы планируем. И мы ошибаемся.

Муравьи же идут от простого – к сложному. Без логики. Без графиков. Но с потрясающей адаптивностью. Когда меняется обстановка, человек может растеряться – нужно обновлять данные, пересчитывать всё заново. А муравьи? Они просто идут другим путём. И это не делает их умнее. Это делает их эффективнее.

Сегодня муравьиные алгоритмы применяются в самых разных областях. Когда нужно быстро понять, как лучше доставить посылку из точки А в точку Б, без пробок и с учётом загруженности дорог – работают муравьиные принципы. И пусть это не буквально насекомые, но их методика заложена в код. В основе – та же идея: попробовать, усилить удачу, забыть неудачи.

Даже в робототехнике эта идея находит отражение. Рой мини-дронов, исследующий территорию? Это всё оттуда. Никто не лидер. Но каждый – часть единой системы.

Что мы можем у них взять? Простоту. Гибкость. Умение делегировать, доверяя системе, а не каждому элементу по отдельности. Мы – цивилизация индивидуалистов. Они – цивилизация взаимосвязанных звеньев.

И может, именно в этом их преимущество. Может, нам стоит не только разрабатывать алгоритмы, вдохновлённые муравьями но и учиться у них строить сообщество. Где каждый важен, но не главный. Подпишитесь на мой канал "Формула удивления" поддержите. Всем добра, друзья!

Идёшь ты такой по улице по своим делам в начале августа, а мимо тебя, прямо на уровне глаз, проносится муравей. Крылатый. А за ним целая пачка таких же безумных летунов. И сразу в голове всплывает куча вопросов: Кто это такие? Что они делают? И самое главное — стоит ли мне их бояться?

Кто это такие?

Население нормального муравейника состоит из четырёх каст, каждая из которых выполняет свои задачи. Самые многочисленные из них — бескрылые и бесполые рабочие самки и солдаты — нам сегодня не интересны. Об их отличиях, специализациях и особенностях мы напишем в следующий раз.

А вот две другие касты, фертильные самцы и самки, и являются теми самыми крылатыми муравьями, которых во второй половине лета видимо-невидимо. Крылатые муравьи крупнее рабочих особей и обладают мощной, выраженной грудью, под которой скрывается мускулатура крыльев. Однако, несмотря на сильнее внешнее сходство, у самцов и самок разное поведение, задачи и жизненный путь!

Что они делают?

Плодятся! Вторая половина лета – время для брачного лёта почти всех видов муравьёв Европы и Сибири. Первыми с гнезда снимаются самцы и отправляются на поиски дамочек из других гнёзд. А так как все муравейники производят больше самцов, чем самочек, то вокруг каждой формируется настоящий рой. И это очень хорошо!

Лишь один «принц» сможет спариться с самкой, роль остальных – служить живым щитом для царственной особы. Они буду гибнуть в клювах насекомоядных птиц и жвалах стрекоз в тщетной надежде передать свой генный материал следующим поколениям. Но об их гибели никто не жалеет, ведь самцы – всего лишь крылатые баночки с гормонами и сперматозоидами. Они были бесполезны для своего гнезда и станут бесполезными для самки после спаривания. Максимум через 3 недели после окончания лёта они будут мертвы, ведь без ухода и кормёжки со стороны рабочих самцы выжить не способны.

А вот самки сделаны из другого теста. После оплодотворения самка садится на землю, отбрасывает крылья и начинает обживаться на новом месте. Первую гнездовую камеру она сделает своими лапами, первую добычу муравейника поймает самолично. Она сама будет следить за расплодом и очищать личинок от грязи. И лишь когда первое поколение рабочих вылупится, трудолюбивая королева воссядет на престол молодого королевства.

После оплодотворения самка сядет на землю рядом с чужим муравейником, отгрызёт себе крылья и вломится внутрь, оглушив охранников специальными феромонами. Она с боем прорвётся в гнездовую камеру и вступит в поединок с маткой, после чего долго и терпеливо будет подчинять муравьёв своей воле через феромоны. И лишь когда последний рабочий склонит голову, деспотичная королева займёт престол новосозданной химической диктатуры.

После оплодотворения самочка садится рядом с чужим муравейником, отгрызает себе крылья и пробирается внутрь, притворяясь одной из рабочих. Там она выроет себе небольшую камеру, где будет сидеть практически всё время, лишь изредка выбираясь в муравейник для воровства пищи. И не будет у неё ни подданных, ни престола. Лишь маленькая конурка да постоянный страх быть раскрытой.

Стоит ли их бояться?

В абсолютном большинстве случаев – нет, не стоит. Королевы не могут причинить вред человеку напрямую, а любая попытка основать колонию в квартире закончится провалом. Неприятное исключение из этого правила – самки домовых муравьёв, способные питаться вашими печеньками. Но они и не летают, а приходят сразу со свитой от соседей и распространяются от дома к дому через заражённые вещи.

А вот на даче или в деревне самка муравья запросто может запилить себе гнездо где-то в районе фундамента или даже непосредственно в доме. А потом изводить ваши посевы тлёй, пастбища которой она организует на ваших растениях. Поэтому если вы встретили на своём участке крылатого муравья – прогоните его куда подальше, а то проблем не оберётесь!

Источник.

И вновь суббота, а это значит, что я несу вам четыре факта, которыми удивляю школьников на уроках биологии. Сегодня подборка посвящена животным, «научившимся» выживать в тяжелейших условиях окружающей среды.

Приглашаю вас также на свой канал Записки учителя биологии – там ещё больше интересного о живой природе.