To, jak mrówki znajdują drogę do domu, było i jest badane przez tysiące naukowców. I nie bez powodu: w tej zdolności owadów zaangażowanych jest wiele mechanizmów, które pozwalają spojrzeć w nowy sposób nie tylko na świat owadów, ale także na zdolności samego człowieka.
Jak się okazało, mrówki znajdują drogę do domu na kilka sposobów. Wykorzystują do tego:
- orientację według słońca, chociaż większość ludzi sama według słońca raczej nie będzie w stanie zorientować się w przestrzeni
- zapamiętywanie krajobrazów i różnych przedmiotów
- metody chemiczne
- „wbudowany” krokomierz
- pole magnetyczne Ziemi.
I, jak ostrożnie zauważają specjaliści myrmekolodzy (naukowcy badający mrówki), dopuszczają oni istnienie innych mechanizmów, pozwalających mrówkom bezbłędnie znajdować drogę do domu, ale jeszcze niezbadanych przez człowieka. Choć każdy z wymienionych powyżej sposobów sam w sobie jest bardzo skuteczny i może zapewnić mrówkom bezbłędną nawigację.
Uwaga
Pragnienie powrotu do miejsca zamieszkania lub urodzenia naukowcy nazywają słowem „homing” (od ang. home – dom). Przejawia się ono szczególnie wyraźnie u łososi, które bezbłędnie znajdują rzekę, w której wykluły się z ikry jako narybek, po długich latach przebywania na oceanicznych przestrzeniach.
Znaczniki chemiczne na trasach
Z chemicznego sposobu orientacji korzystają wszystkie mrówki bez wyjątku. Ogólnie charakteryzuje je wysoka wrażliwość na zapachy i skłonność do komunikacji chemicznej. Mrówki nie wydają dźwięków, a u niektórych gatunków robotnice są całkowicie ślepe i zapachy pozostają dla nich jedynym sposobem komunikacji, poszukiwania pożywienia i orientacji w przestrzeni.
Do komunikacji i tworzenia znaczników mrówki wykorzystują różne feromony, specyficzne dla każdego gatunku i dla każdej konkretnej sytuacji. W tym również do oznaczania tras.
To ciekawe
Zapachy wykorzystują również wiele mrówek-niewolniczych oraz owadów pasożytujących w mrowiskach. Na przykład, nauczywszy się wytwarzać feromony charakterystyczne dla danego gatunku mrówek, przenikają one do ich gniazd i tam albo żywią się zapasami mrówek lub ich jajami, albo porywają larwy, albo po prostu żyją w komfortowych dla siebie warunkach.
Aby wrócić do mrowiska, każda mrówka podczas swojego ruchu pozostawia mikroskopijne znaczniki zapachowe. A ścieżki, po których owady poruszają się szczególnie często, wyglądają dla nich jak dla człowieka – autostrady. Natomiast te „przetarte” jednorazowo – jak leśna ścieżka.
Bardzo ważny jest również zmysł topochemiczny u mrówek, dzięki któremu mogą one określać nie tylko zapach znacznika, ale także jego rozmiary i kierunek. Takiej subtelności węchu nie mają nawet psy: pies myśliwski, natknąwszy się na trop zająca, może pomylić kierunek ruchu ofiary. Mrówka natomiast, spotkawszy chemiczny znacznik, będzie dokładnie wiedzieć, gdzie znajdują się poprzedni i następny znacznik, a także po której stronie jest mrowisko, a po której źródło pożywienia.
Nie należy postrzegać tej zdolności mrówek jako rysowania feromonami swoistych strzałek. Jest to wizualna interpretacja tego zjawiska, ale działa ona na tej samej zasadzie: w ilości substancji zapachowej i jej zapachu dla owada zakodowane są wszystkie niezbędne informacje.
Uwaga
Aby zmylić mrówki, wystarczy „przytłumić” zapach ich drogowego znacznika silniejszym aromatem. Zwykłe spryskanie ścieżek dezodorantem jest do tego wystarczające. Jednak dzięki wrodzonej pracowitości mrówki bardzo szybko odtworzą pierwotną ścieżkę.
Zatem każda ścieżka mrówek to swoista droga z wieloma wskaźnikami kierunku, zrozumiałymi dla każdej robotnicy.
Obiekty fizyczne jako niezawodne punkty orientacyjne
Zapamiętywanie położenia różnych przedmiotów i elementów krajobrazu, tak zrozumiałe dla nas, jest charakterystyczne również dla mrówek. Jednak biorąc pod uwagę rozmiary samych owadów, ten sposób orientowania się ma u nich pewne cechy szczególne.
- Mrówki zapamiętują przedmioty w swojej skali: kępki trawy, pojedyncze kamienie, szczeliny w ziemi. Byłoby zbyt pochopne oczekiwać, że orientują się według budynków i rzek.
- System swoistych zdjęć terenu mrówka aktywnie uzupełnia nawigacją według ciał niebieskich. W eksperymentach laboratoryjnych odkryto, że jeśli platformę żerowiska mrówek z mrowiskiem obrócić względem Słońca, nie zmieniając położenia naziemnych punktów orientacyjnych, owady wpadają w zakłopotanie. Oczywiście w naturze takie sytuacje się nie zdarzają, co czyni ten system bardzo niezawodnym: jeśli wokół mrowiska poważnie zmieni się krajobraz (np. usunie trawę), owady i tak zorientują się według Słońca.
Co ciekawe, niektóre mrówki aktywnie uczą swoich towarzyszy znajdować drogę do domu i miejsce z pożywieniem. Co więcej, takie uczenie wcale nie przypomina prostego podążania jednego furażera (członka mrowiska specjalizującego się w zdobywaniu pożywienia) za drugim: jeśli „uczeń” pozostaje w tyle za „nauczycielem”, nauczyciel czeka na niego i pomaga znaleźć optymalną drogę.
Orientacja według Słońca
Zdolność mrówek do orientacji według Słońca jest bardzo złożona i wciąż intensywnie badana.
Po pierwsze, mrówki mogą uwzględniać kierunek Słońca nawet podczas krótkotrwałych i niewielkich przemieszczeń.
Po drugie, owady te potrafią wprowadzać korektę na przemieszczenie się Słońca w czasie. Nawet jeśli mrówka wybiegnie z mrowiska rano, a wróci dopiero w południe, uwzględni, że w tym czasie Słońce wzniosło się nad horyzontem.
Po trzecie, w oczach mrówek znajdują się specjalne komórki, które uwzględniają kierunek światła słonecznego. Dzięki temu nie muszą one dokonywać żadnych obliczeń: ich mózg sam otrzymuje informację z docelowych komórek i dokonuje odpowiedniej korekty.
Punkt orientacyjny – pole magnetyczne Ziemi
Jeszcze nie wiadomo ostatecznie, czy orientację według pola magnetycznego Ziemi wykorzystują wszystkie mrówki, czy tylko zbadane specjalnie w tym celu mrówki liściarki. Jednak w wyniku eksperymentu stwierdzono, że przy zakłóceniu oznaczeń zapachowych i przy braku światła słonecznego zachowanie mrówek można było zmieniać, wprowadzając określone zakłócenia w polu magnetycznym w rejonie przemieszczania się owadów.
Najprawdopodobniej jeden z narządów mrówki działa jak kompas, wyczuwając kierunek północny, co w połączeniu z innymi systemami orientacji pomaga owadom znaleźć właściwy kierunek ruchu. Dzięki niemu mrówki znajdują drogę do domu nawet o zmierzchu, gdy Słońce już chowa się za horyzontem.
Mrówki znajdują dom… licząc kroki!
I to odkrycie w dziedzinie zachowania mrówek okazało się największą niespodzianką dla etologów: wiele gatunków mrówek liczy liczbę kroków wykonanych w określonym kierunku podczas poszukiwania pożywienia. Dziś naukowcy uważają nawet, że mrówki liczą kroki między każdym zakrętem.
Eksperymenty wykazały, że mrówki zapamiętują liczbę wykonanych kroków
U większości gatunków mrówek podczas poszukiwania drogi do domu i ogólnie orientacji w przestrzeni łączy się, jeśli nie wszystkie wymienione, to kilka z opisanych sposobów, co zwiększa dokładność znalezienia właściwej trasy. Dla wielu mrówek jest to szczególnie ważne. Na przykład przedstawiciele gatunków zamieszkujących pustynie ryzykują po prostu spalenie na słońcu lub śmierć z odwodnienia na powierzchni ziemi o temperaturze około 50°C, jeśli w odpowiednim czasie nie zdołają wrócić do chłodnej nory.
Niewykluczone, że mrówki w przyszłości sprawią ludziom jeszcze kilka niespodzianek w dziedzinie orientacji w przestrzeni.
Ciekawe wideo: przykład jak mrówki ciągną bogaty łup do domu
Mrówki to koszmar.