Попадая в воду, колония огненных муравьёв образует что-то вроде живого плота. В таком состоянии насекомые могут более или менее в целости и сохранности добраться до суши. «Плот» держат на воде физические характеристики и поведенческие особенности муравьёв.

Если бросить муравья в воду, он не утонет: его тело покрыто водоотталкивающим воскоподобным веществом, он весь окружён пузырьками воздуха, «прикреплёнными» к его экзоскелету, к тому же насекомое спасает поверхностное натяжение воды. Один муравей может свободно разгуливать по водной глади. Но что будет, если в воде окажется целый ком из тысяч муравьёв, сцепившихся друг с другом? Здравый смысл подсказывает, что колония пойдёт на дно — никакое поверхностное натяжение не сможет противостоять общему весу насекомых.

Между тем на протяжении многих лет людям удаётся наблюдать колонии огненных муравьёв, перемещающихся по рекам Южной Америки в сезон дождей. Исследователи из Технологического института Джорджии (США) попытались раскрыть секрет «водоплавающих» муравьиных колоний, использовав для этого огненного муравья Solenopsis invicta.

Рис. 1. Утопить муравьиный плот не так-то просто. (Здесь и ниже фото Ant Laboratory, Georgia Institute of Technology).

Попадая в воду, эти насекомые хватают друг друга за мандибулы и ноги, причём сила захвата в 400 раз превышает вес муравьиного тельца. Сцепившись так, муравьи удерживают множество маленьких пузырьков воздуха, «захваченных» отдельными особями и попавших между ними. В результате вода не может просочиться между муравьями. То есть воздух, «собранный» множеством насекомых, объединяется и переходит как бы в коллективное владение, удерживая на плаву всех.

Дальше — больше. Другие члены колонии взгромождаются на тех, кто лежит на воде. Когда конструкция начинает погружаться, муравьи синхронно напрягают мышцы, чтобы ещё сильнее уплотнить «дно» и воспрепятствовать всякой возможности «течи». Если вам захочется утопить колонию, то намного проще будет добавить в воду мыло — оно ослабит поверхностное натяжение, и муравьёв не спасут никакие воздушные пузыри и водоотталкивающее покрытие.

Поток муравьёв и муравьи как жидкость:

Но спасательная физика муравьиного плота подкреплена поведенческими механизмами. У колонии на воде поддерживается постоянная толщина — а значит, насекомые «с умом» распределяются по поверхности своего ковчега — так, чтобы не утонуть от перегруза. На плоту плывут все члены колонии, при этом матка и яйца находятся в центре, окружённые дополнительной плотной оболочкой из муравьёв-рабочих.

В то же время, как пишут исследователи в журнале PNAS, каждый муравей выполняет, в сущности, простую работу. Когда насекомое тонет, оно пытается выбраться наружу, когда видит над собой не другого муравья, а открытое пространство — стремится выползти в образовавшийся просвет. При попадании колонии в воду она ведёт себя, словно огромная капля масла (вернее, капля очень вязкого масла — см. видео!), — расползаясь по поверхности воды, но не смешиваясь с ней.

Поведенческие особенности муравьёв можно было бы взять на вооружение в робототехнике: скорее всего, конструкторам стоит сосредоточиться на создании не индивидуального супермозга, а на моделировании множества мелких, просто устроенных элементов, каждый из которых выполняет маленькую, элементарную задачу, зато при их объединении получается сверхумное устройство. Да, ни в чём не уступающее вот такой муравьиной колонии…