Мурахи-ткачі (Oecophylla smaragdina) здивували науковців здатністю до суперефективної командної роботи. Лабораторне дослідження, опубліковане у Current Biology, показало: чим більше мурах у ланцюгу — тим ефективніше працює кожна. Це суперечить так званому ефекту Рінгельмана, який демонструє зниження індивідуальної ефективності у великих групах. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Що таке ефект Рінгельмана і чому він важливий
Уявіть, що ви берете участь у великому груповому проєкті. Здавалося б, що більше людей — то швидше й ефективніше. Але на практиці буває навпаки. Це явище має назву «ефект Рінгельмана» — назване на честь французького інженера Макса Рінгельмана, який наприкінці XIX століття виявив: чим більша команда, тим меншою стає індивідуальна участь кожного.
В експерименті з перетягуванням каната загальна сила зростала, але внесок кожного учасника зменшувався. Причини цього — складність координації в групі та «соціальне бездіяльництво», коли люди менше стараються, відчуваючи розмиту відповідальність.
Цей ефект відомий не лише серед людей — у деяких тварин, як-от леви або риби, також спостерігається зниження індивідуальної ефективності у великих групах. Вчені давно припускали, що певні види могли навчитися уникати цього ефекту. Найімовірнішими кандидатами були мурахи.
Мурахи-ткачі: архітектори, які працюють без втрат
Серед усіх видів мурах мурахи-ткачі (Oecophylla smaragdina) відомі своєю здатністю будувати гнізда з листя високо на деревах. Вони з’єднують краї живих листків, використовуючи шовк власних личинок як будівельний матеріал. Для цього мурахи формують «тягнучі ланцюги», в яких кожна мураха міцно тримається за іншу й разом вони тягнуть листок у потрібному напрямку.
У лабораторних умовах дослідники з Університету Макаворі та Інституту поведінки тварин Макса Планка створили штучне середовище: паперовий «листок», прикріплений до приладу для вимірювання сили. Це дозволило простежити в реальному часі, як змінюється сила групи залежно від кількості учасників у ланцюгу.
Науковці очікували побачити ефект Рінгельмана — тобто зниження індивідуальної сили з кожною новою мурахою. Але сталося навпаки: загальна сила зростала, і водночас збільшувалася середня сила кожної мурахи. Це свідчить про «суперефективність» — феномен, коли зростання команди робить кожного учасника продуктивнішим.
Як влаштована суперефективність: роль і структура
Детальний аналіз відеозаписів показав, що ефективність залежить не лише від кількості мурах, а й від їхнього розташування у ланцюгу. Найрезультативнішою виявилась структура, де мурахи вибудовувались у один довгий ланцюг, а не кілька коротких.
Крім того, вчені зауважили, що позиція в ланцюгу впливає на поведінку:
-
Мурахи попереду — присідають і активно тягнуть.
-
Мурахи посередині підтримують ланцюг у напрузі.
-
Ззаду — витягують задні лапи та слугують як «якорі», збільшуючи силу тертя з поверхнею та утримуючи стабільність усієї конструкції.
На основі цих спостережень науковці висунули гіпотезу «механізму фіксації сили» (force ratchet). Ідея в тому, що головною слабкою ланкою є не зчеплення між мурахами, а їхнє зчеплення з поверхнею. Завдяки спеціалізації в межах ланцюга, задні мурахи утримують силу, не даючи ланцюгу «прослизати», тоді як передні — можуть тягнути з максимальною ефективністю.
Що це означає для робототехніки
Суперефективність мурах має потенційне значення для інженерії, зокрема — у сфері swarm robotics (роєва робототехніка). Це напрям, де десятки чи сотні простих роботів співпрацюють для виконання складних завдань, імітуючи соціальну поведінку тварин.
На сьогодні групи роботів демонструють лінійне зростання зусилля: подвоєння кількості роботів дає подвоєний результат. Але мурахи доводять, що може бути інакше — що правильна організація дозволяє отримати більше, ніж просто суму частин.
Інтегрування подібної поведінки — наприклад, через алгоритми, які імітують розподіл ролей та контроль тертя — може стати новим кроком у розвитку автономних роботів.
Учені підкреслюють, що результати потребують подальшої перевірки. Зокрема, варто дослідити, як поведінка мурах змінюється за умов різного тертя, маси об’єкта або у присутності кількох паралельних ланцюгів.
Також відкритим залишається питання: чи є суперефективність унікальною для мурах-ткачів, чи можлива й у інших видів?
Наразі очевидне одне: класичне уявлення про ефект Рінгельмана не є універсальним. Деякі організми можуть його уникати — і навіть перевершувати. У цьому контексті мурахи — не просто комахи, а вчителі ефективності, з яких можна брати приклад не тільки біологам, а й інженерам.
Раніше ми писали, що мурахи навчилися проводити операції, як люди
