06.05.2013

Полевые мыши муравьев сначала считают, а потом съедают

Как эффективнее расправиться с опасной добычей? Очень важно оценить ее количество, чтобы понять масштаб бедствия. Новосибирские ученые исследовали, как ведут себя полевые мыши при столкновении с разным числом лесных муравьев. Оказалось, что, несмотря на пищевую привлекательность этих насекомых для мышей, они предпочитают небольшое их количество. Мыши выбирают оптимальную стратегию, умело оценивая соотношение риска и выгоды.

Исследования последних лет показали, что самые разные животные, от насекомых до млекопитающих, способны к оценке пропорций и числа разных предметов, звуков, временных интервалов, запахов и т. д. Сомневаться в адаптивности этого свойства не приходится — оно может быть чрезвычайно полезно, например, при избегании хищника, выбора наиболее подходящего источника пищи или наиболее благоприятного шанса оставить потомство. Можно привести множество конкретных примеров. Так, и жуки мучные хрущаки, и полевки Microtus pennsylvanicus по запаху распознают число самцов своего вида в пределах четырех. Львицы могут оценить число самцов, считая рычащие звуки незнакомых особей, но — удивительно! — также в пределах четырех. Пятнистые гиены становятся всё более и более бдительными в ответ на звуки чужаков, издаваемые одной, двумя или тремя особями. Рыбы оценивают количественно размер косяка, предпочитая присоединяться к стаям большего размера. Муравьи способны считать число столкновений с членами других колоний на кормовых территориях.

В большинстве поведенческих задач, которые исследователи ставили перед животными, последние выбирали стратегию «чем больше, тем лучше». Но если мы рассмотрим ситуацию, в которой животное сталкивается с потенциальным пищевым объектом, который одновременно является и съедобным, и опасным? Некоторые мыши и сурикаты, например, питаются скорпионами, и хотя они обладают повышенным иммунитетом к яду скорпиона, в процессе охоты все же избегают быть ужаленными собственной добычей. Таким образом, животное должно уметь оценивать соотношение риска и выгоды, прежде чем начать охотиться. Удивительно, но таких экспериментов, в которых животным предлагали бы посчитать опасную добычу, ставилось очень мало.

В лаборатории поведенческой экологии животных новосибирского Института систематики и экологии животных, которой руководит Жанна Резникова, недавно было проведено интересное исследование на полевых мышах и рыжих лесных муравьях. Исследуя в первую очередь пластичность поведения муравьев, ученые неоднократно наблюдали, что мелкие грызуны и муравьи часто сталкиваются друг с другом в природе, причем первые достаточно охотно поедают вторых, тогда как вторые отчаянно кусают первых. Для проведения поведенческих экспериментов в лаборатории, авторы выбрали полевую мышь и лесных муравьев из рода Formica, F. polyctena и F. aquilonia. Часть мышей была отловлена в природе, другая часть — выращена в лаборатории. В первой серии экспериментов авторы исследовали, насколько муравьи представляют интерес для мышей в качестве живой добычи и зависит ли активность их охоты от количества съедобных, но очень агрессивных насекомых. Во второй серии экспериментов авторы предлагали мышам на выбор разное количество муравьев, которые представляли собой одновременно и источник опасности, и источник пищи.

В первой серии экспериментов каждую мышь помещали на небольшую арену (40 см диаметром) вместе с 10 муравьями. Из 39 таких тестов в 33 тестах мышь демонстрировала охотничье поведение, хотя ловила муравьев не сразу. Муравьи принимали агрессивную позу, кусали мышь и прыскали кислотой ей в глаза (рис. 1). Мышь дергалась, прыгала, терла глаза и лишь потом ловила и съедала муравья. Но когда число муравьев увеличивали, поведение мыши менялось. На рис. 2 видно, что в случае 30, 40 и 60-ти муравьев на арене мышь съедала за минуту меньше насекомых, чем убивала. С ростом муравьев на арене мышь все больше демонстрировала поведение тревоги — прыжки и затаивание. В то же время, после того, как все муравьи были убиты, мышь планомерно подъедала всех насекомых, не брезгуя даже конечностями и антеннами.

Таким образом, очевидно, что муравьи являются вполне привлекательной добычей для мышей. Но когда муравьев много, мышь начинает испытывать дискомфорт. Поэтому можно предположить, что мышь может быть весьма разборчива при выборе более или менее больших скоплений муравьев.

Во второй серии экспериментов авторы исследовали, какое количество муравьев выберет мышь: 5, 10, 15 или 30. Для этого мышь помещали в контейнер площадью 25х35 см, в котором лежало два прозрачных тоннеля, сделанных из пластиковых бутылок емкостью 0,3 л (рис. 3). Эти тоннели были сделаны таким образом, что вход в каждый из них был закрыт крышечками, которые могли открыть мыши, но не муравьи. То есть мышь могла зайти в тоннель, расправиться с муравьями, а затем выйти оттуда. Муравьи же были «заперты» в тоннеле. До начала эксперимента в каждый тоннель помещали по маленькому кусочку сыра, так что мыши были натренированы на то, что в тоннеле их ждет лакомство.

Что же получилось? Если в один тоннель помещали 5 муравьев, а в другой — 15, то мыши достоверно чаще выбирали тоннель с меньшим числом муравьев (рис. 4). Такой же результат был получен и для соотношения 5 и 30 муравьёв. Однако в том случае, когда соотношение было 10 и 30 муравьёв, мыши по прежнему выбирали тоннель с меньшим числом муравьев, но при этом не было статистически достоверных отличий в количестве прикосновений мышей ко входу в тот или иной тоннель.

Следует заметить, что данное исследование является первой работой, в которой в принципе показана способность представителей мышиных охотиться на муравьев. Грызуны — они на то и грызуны, чтобы питаться грубой растительной пищей. Хотя тот факт, что грызуны не брезгуют и насекомыми, был давно известен, в деталях это не изучалось. Поскольку полевые мыши в конце каждого опыта съедали муравьев подчистую, можно предположить, что муравьи их чем-то привлекают. Авторы допускают, что мышей могут привлекать как высокие концентрации глюкозы в теле муравьев, так и определенные микроэлементы и белки. То, насколько ловко мыши ловили муравьев, независимо от того, были ли они отловлены в природе или выращены в лаборатории, свидетельствует о врожденных рефлексах.

У читателя может возникнуть резонный вопрос: а что такое 10 муравьев, помещенных на использованную в экспериментах арену? Какой плотности муравьев в природе это соответствует? По расчетам авторов, такая плотность соответствует той, которая характерна для периферии кормовой территории лесных муравьев, которая, кстати, довольно далеко расположена от муравьиных куполов и фуражировочных дорог. В случае 10 муравьев на арене мыши чувствовали себя вполне комфортно. Эти результаты вполне соответствуют полевым наблюдениям, сделанным в той же лаборатории Жанны Резниковой, согласно которым норы грызунов встречаются в основном на периферии кормовых участков муравьев.

В обсуждаемой работе убедительно показано, что в случае привлекательной, но опасной добычи, мыши выбирают меньшее количество этой самой добычи. Таким образом, привычная стратегия выбора «чем больше, тем лучше» здесь не работает. Интересно было бы более подробно исследовать уровень точности распознавания мышами опасной добычи. Тот факт, что мыши почти одинаково часто подходили ко входу в тоннель при соотношении 10 к 30 муравьям (хотя в конце концов все равно выбирали тоннель с меньшим числом муравьев), говорит о том, что это соотношение может быть близким к критическому. В этой ситуации также возникает вопрос, по каким сигналам мышь распознает муравьев. Скорее всего, мышь ориентируется не по зрительным, а по химическим или акустическим (вибрация, вызываемая движением насекомых) стимулам. Но эти предположения, конечно, надо проверять дальнейшими экспериментами. Зрительный канал исключить легко — просто-напросто дать мышам непрозрачные тоннели. А вот проверить химическую или акустическую модальность уже сложнее. Но тем интереснее — и это задачи, которые, возможно, ждут будущих сотрудников лаборатории Жанны Резниковой.

Варвара Веденина

Источники:

1. elementy.ru