Новосибирские ученые доказали: муравьи умеют считать

Вообще-то, свое открытие новосибирские ученые Жанна Резникова и Борис Рябко, которые исследуют поведение насекомых, сделали давно. Но статья под громким заголовком "Муравьи умеют считать лучше пятиклассников", вышедшая недавно в престижном научном журнале "Behavior" наделала такого шума в мире фундаментальной науке!.. Теперь ученых наперебой терзают коллеги и журналисты из разных стран, а крупнейшие научные центры мира собираются повторить эксперимент, но уже с другими животными или насекомыми.

Муравьи способны называть числа

Вот так выглядит "гребенка", на которой муравьи находят еду.

Фото: Андрей КОПАЛОВ, Архив «КП»

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. Но в этом случае исследователи не дают им этого сделать, заменяя лабиринт на новый.

- 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.

Новосибирские ученые Жанна Резникова и Борис Рябко объясняют журналистам "КП" принцип бинарного дерева.

Фото: Андрей КОПАЛОВ, Архив «КП»

"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.