Огненные муравьи, попадая в воду, сцепляются друг с другом и образуют подобие непромокаемого "спасательного круга", который удерживает пузырьки воздуха и позволяет насекомым не задохнуться, пишут американские ученые в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Дэвид Ху (David Hu) из Технологического университета штата Джорджия (США) и его коллеги исследовали необычную способность огненных муравьев Solenopsis invicta, родиной которых являются тропические леса Бразилии, переживать продолжительные наводнения. Колонии из тысяч насекомых строят своеобразные "плоты" из собственных тел и таким образом могут месяцами удерживаться на плаву — в течение пары минут после попадания в воду муравьи образуют своеобразный непотопляемый комок, где часть насекомых находится под водой, пишут ученые.
Группа Ху провела серию экспериментов, в которых ученые бросали группы муравьев численностью до 8 тысяч особей в емкости с водой и изучали свойства "плотов", в которые собирались насекомые.
"Мы выяснили, что муравьи могут существенно улучшить свою "водостойкость", соединяя тела подобно тому, как плетется водонепроницаемая ткань", — говорится в статье.
Вместе мы — сила
Как и многие биологические материалы, хитиновая оболочка муравья обладает некоторыми водоотталкивающими свойствами. Как показали измерения, у "плотов" из тех же муравьев эти свойства почти на треть сильнее, чем у отдельного насекомого.
Ученые замораживали муравьиные "плоты" в жидком азоте, чтобы изучить их внутреннюю структуру. Оказалось, что насекомые цепляются друг за друга жвалами, коготками и липкими подушечками на теле. Замороженные плоты оказывались очень хрупкими и легко рассыпались, из чего ученые заключили, что муравьи в прямом смысле держатся друг за друга. "Плетение" муравьиного "плота" ученые сравнивают со структурой водонепроницаемой ткани.
Как отмечают ученые в работе, при сборке "плота" муравьи по краям фактически удерживаются их соседями.
"Это позволяет предположить, что кажущееся кооперативным поведение может на самом деле опираться на принуждение", — отмечается в статье.
Исследователи пробовали по одному убирать муравьев с надводной части плота — в ответ на это "нижние" насекомые поднимались вверх, чтобы поддерживать его толщину примерно постоянной. По мнению авторов статьи, насекомые могут каким-то образом чувствовать, сколько собратьев находится над ними. Подобное поведение муравьи демонстрируют и при строительстве живых "мостиков", которые распадаются только тогда, когда по ним никто не проходит.
Муравьи-аквалангисты
Собственных водоотталкивающих свойств муравью достаточно для того, чтобы удерживать вокруг себя тонкий слой воздуха, помогающий насекомому оставаться на плаву. Эти пузырьки воздуха не только повышают плавучесть всей конструкции, но и помогают "подводному" слою муравьев не задохнуться: насекомые дышат "запасенным" кислородом.
Устойчивость "плота" в воде сильно зависела от ее чистоты: в воде со следами поверхностно-активных веществ (ПАВ), в частности, мыла муравьиные "плавсредства" рассыпались, и насекомые тонули. Это, по мнению Ху и его коллег, может свидетельствовать о том, что лучшему "сцеплению" насекомых способствует сила поверхностного натяжения воды.
"Если опустить миниатюрные размеры и сложности с мыльными растворами, муравьиный плот обладает рядом привлекательных характеристик по сравнению с созданными человеком плавсредствами. Он одновременно обеспечивает целостность, плавучесть и непромокаемость для всех пассажиров. Его можно построить быстро, примерно за 100 секунд, без какого-либо дополнительного оборудования. Он может вместить тысячи и миллионы пассажиров без пострадавших. И, что, пожалуй, поражает сильнее всего, этот плот собирается сам", — отмечают ученые.
