Злагоджена діяльність членів сім'ї рудих лісових мурахів заснована на чіткій поведінковій спеціалізації особин. Експеримент сибірських вчених продемонстрував зв'язок між професіями мурашок і їх здатністю до навчання.
Як повідомляє «Наука в Сибіру», у світі налічується понад 14 тисяч видів мурашок - вони ведуть суспільний спосіб життя і утворюють сім'ї чисельністю до мільйона і більше особин. Науковий співробітник лабораторії поведінкової екології спільнот Інституту систематики та екології тварин СО РАН Іван Яковлєв стверджує, що сім'я мурашок - це єдиний організм, який справляється з безліччю завдань як всередині, так і поза мурашником: підтримання оптимальних умов у гнізді для вирощування потомства, пошук і транспортування їжі, оборона від ворогів та інші.
Переважна більшість особин у мурашиній родині становлять робітники. Охоронці захищають свій мурашник і допомагають одноплемінникам розділяти видобуток, розвідники освоюють територію в пошуках їжі, будівельники займаються облаштуванням і лагодженням гнізда. Робочі мурахи можуть відрізнятися розміром, формою, віком і особливостями поведінки залежно від завдань, які виконують, і тим не менш доводяться один одному «сестрами», оскільки є безплідними самками, що сталися від однієї або декількох маток.
Поведінкова спеціалізація робочих мурахів значною мірою залежить від віку: молоді особини виконують відносно безпечну роботу всередині гнізда і в міру дорослішання переходять до більш ризикованих завдань. Мураха, який щойно з'явився на світ, абсолютно безпорадний, освоювати навколишній простір і налагоджувати контакти з одноплемінниками він починає через кілька днів після виходу з лялечки. Через пару тижнів він служить помічником нянькам у догляді за розплодом, і через якийсь час (у рудих лісових мурахів - приблизно до сорокового дня дорослого життя) робочий мураха готовий виконувати позагнездові функції.
Саме тоді він стає фуражиром - займається пошуком, видобутком і транспортуванням їжі в гніздо, або охоронцем, або ким-небудь ще. Є види мурахів, у яких робітники можуть змінювати професію дуже гнучко, залежно від поточних потреб сім'ї. Наприклад, починають доглядати куколки і личинки, якщо не вистачає няньок, а в разі нестачі їжі перекваліфікуються у фуражирів. "Принцип взаємозамінності - характерна особливість мурашок, що живуть невеликими сім'ями, обчислюваними десятками і сотнями особин. Що стосується більш просунутих видів, таких як руді лісові мурахи, з величезною чисельністю і розвиненою мережею соціальних зв'язків, то без чіткого поділу праці тут не обійтися.
Завідувач лабораторії поведінкової екології спільнот Жанна Резнікова разом з Іваном Яковлєвим показали, що для освоєння професії мурахами індивідуальні відмінності в поведінці важливі більшою мірою, ніж вік. У дослідженні вчені використовували рудих лісових мурахів - це домінантний в мурашиних спільнотах лісів Західного Сибіру вид, який славиться великими, до людського зросту, гніздами, що мають складну структуру, і величезною чисельністю сімей - до 1-2 мільйонів особин. Сім'я рудих лісових мурахів збирає їжу в лісовій підстилці і на рослинності і охороняє свою кормову територію - кілька гектарів лісу - від конкурентів, вступаючи в симбіотичні відносини з тлями та іншими комахами.
У робітників немає яскравих морфологічних відмінностей, зовні вони всі приблизно однакові і диференціюються тільки по поведінці. Так, наприклад, робоча особина може спеціалізуватися виключно на зборі пади - солодкуватої рідини, яку виробляють тлі. Багата вуглеводами падь є основним джерелом енергії для мурашок. Між тлями і мурахами налагоджено взаємовигідне співробітництво: перші регулярно постачають «доярів» поживним соком, другі ретельно оберігають «домашню худобу» від посягань інших комах.
Серед природних ворогів рудих лісових мурахів - личинки мух-журчалок, або сірфід. Нерідко, захищаючи своїх «дійних корів», мурахи нападають на личинок сірфід. Як відповідну реакцію ті випускають з рота в'язкий секрет, що міцно склеює мураха на деякий час, але не смертельний для них. В експерименті новосибірських біологів брали участь вилучені з природного середовища проживання мисливці і збирачі пади, а також наївні особини, що вилупилися в лабораторії з лялечок.
Мурашкам заздалегідь нанесли індивідуальні мітки спеціальними фарбами. Далі особин по черзі поміщали в контейнер з сірфідами і залишали на десять хвилин, фіксуючи реакції мурахів до і після того, як личинки їх «склеїли». Експеримент повторювали протягом трьох днів, щоб встановити, чи зберігається у мурашок пам'ять про неприємну подію, і чи можуть вони використовувати отриманий досвід надалі. Всього було проведено 100 випробувань, а загальний час спостереження склав близько 17 годин.
З'ясувалося, що у наївних мурахів перша в житті зустріч з потенційним ворогом викликала більш агресивні реакції, ніж у членів природної сім'ї. Вони частіше вчеплялися в сірфіду мертвою хваткою і здійснювали тривалі укуси, тоді як мисливці і збирачі паді намагалися обережно ухилятися від контактів з небезпечною комахою. При повторній зустрічі наївні мурахи і мисливці реагували так само агресивно, як в перший раз, а у збирачів пади, яким не вдалося уникнути склеювання, формувалася короткочасна (на 10 хвилин) і довготривала (на 3 дні) пам'ять про цю подію.
Єдиною схильною до навчання групою з тих, що розглядали вчені, виявилися збирачі пади. При повторному контакті вони намагалися уникати зіткнення з ворогом і не повторювати неприємний досвід, тоді як мисливці і наївні особини цей досвід не набували. Можна зробити висновок, що для останніх він або не настільки критичний, або обумовлений фізіологічними особливостями - наприклад, специфічним пристроєм нервової системи. Попередні дослідження показали, що серед збирачів зустрічаються так звані розвідники - інтелектуально обдаровані особини, які знаходять провізію і призводять до неї фуражирів. Незважаючи на те, що кількість розвідників становить близько 5% від всієї робочої сили, саме від них залежить, наскільки швидко і успішно сім'я освоїть нові джерела їжі.