Международная группа, включающая исследователей из Эдинбургского университета и Антуана Вистраха из Исследовательского центра познания животных (CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier), показала, что муравьи могут ориентироваться независимо от ориентации их тела. Их мозг может быть меньше булавочной головки, но муравьи - отличные навигаторы, которые используют небесные и земные подсказки, чтобы запомнить свой путь. Для этого они задействуют одновременно несколько областей мозга, еще раз доказывая, что мозг насекомых устроен сложнее, чем мышление. Выводы исследователей были опубликованы в журнале Current Biology 19 января 2017 года.
До сих пор этологические исследования предполагали, что муравьи запоминают пейзажи, воспринимаемые на их пути, по мере того, как они проецируются на их многогранную сетчатку, таким образом, используя телесно-центрированную или эгоцентрическую систему отсчета. Согласно этой гипотезе, чтобы распознавать запомненное окружение и следовать ранее пройденным путем, муравьям необходимо каждый раз ориентировать свое тело одним и тем же образом. Но иногда им нужно идти и назад, и это не мешает им находить дорогу обратно в свое гнездо. Может ли быть так, что муравьи могут распознать маршрут, если смотреть в противоположном направлении? Способны ли они создать визуальную модель своего окружения, независимую от ориентации их тела?
Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи изучили Cataglyphis velox, андалузского пустынного муравья, известного своими способностями к самостоятельной навигации. Сначала они давали насекомым ознакомиться с маршрутом, включающим поворот на 90°. После дня тренировок муравьи, получившие крошку печенья, достаточно легкую, чтобы нести ее при ходьбе вперед, без малейших затруднений справлялись с поворотом. Однако те, кому давали большие крошки печенья, должны были двигаться назад, и, в отличие от других, они сохраняли направление, а не поворачивались.
Они также демонстрировали неожиданное поведение: немного отойдя назад, они время от времени роняли свою крошку, оборачивались, наблюдали за пейзажем, указывая своим телом в правильном направлении, возвращались к крошке и продолжали буксировать ее назад - но на этот раз в правильном направлении. Таким образом, для этих муравьев выравнивание тела кажется необходимым для распознавания пейзажа, воспринимаемого их сетчаткой, но затем они могут запоминать новое положение и следовать ему в обратном направлении. Такое поведение также показывает, что они могут вспомнить о существовании упавшей крошки печенья и ее местонахождении, чтобы вернуться к ней после обновления своего отношения. Эти наблюдения подразумевают, что по крайней мере 3 вида памяти работают в унисон: визуальная память о маршруте, память о новом направлении и память о крошке, которую нужно достать.
В ходе другого эксперимента с использованием зеркала, отражающего солнце1, команда продемонстрировала, что муравьи использовали небесные сигналы, чтобы сохранять осанку при ходьбе назад. Кроме того, муравьи могли двигаться по прямой, будь то вперед, назад или в сторону. Как только осанка запоминается, они остаются на ней независимо от того, как ориентировано их тело. В совокупности эти наблюдения позволяют предположить, что муравьи регистрируют направление, используя внешнюю, или аллоцентрическую, систему отсчета.
Эти новые данные показывают, что пространственная ориентация муравьев зависит от множественных мысленных представлений и воспоминаний, сплетенных вместе посредством потока информации между несколькими областями их мозга. Это предлагает совершенно новый взгляд на мир насекомых, который намного сложнее, чем считалось ранее.
1Это вариант эксперимента, проведенного более 100 лет назад Феликсом Санчи, который использовал зеркала, чтобы изменить восприятие муравьями положения солнца.