Mrówki im starsze, tym bardziej altruistyczne, ratujące inne
Im dłużej żyją robotnice danego gatunku mrówek, tym większa jest ich skłonność do ratowania znajdujących się w potrzebie towarzyszek – udowodnili polscy naukowcy. Uzyskane wyniki mogą mieć istotne znaczenie dla zrozumienia zachowań społecznych, zwłaszcza tych określanych jako altruistyczne.
Mrówki – robotnice potrafią wykazać się zdumiewającą determinacją
.Naukowcy od dawna wiedzą, że poza ludźmi także wiele innych gatunków zwierząt wykazuje złożone zachowania społeczne, w tym ratunkowe. Przejawiają je małpy, gryzonie, ptaki, delfiny, nawet wieloryby. „Są dość powszechne u kręgowców. Za to wśród bezkręgowców jedynymi udokumentowanymi organizmami zdolnymi do zachowań ratunkowych są mrówki” – powiedział w rozmowie z PAP dr Filip Turza z Instytutu Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, główny autor badania, które ukazało się w czasopiśmie „Behavioral Ecology”.
Jak wyjaśnił, zachowanie ratunkowe to sytuacja, w której jedna mrówka podejmuje próbę uwolnienia uwięzionej, rannej lub zagrożonej przez drapieżnika towarzyszki – robotnicy z tej samej kolonii. Takie działanie nie przynosi jej bezpośrednich korzyści, za to wiąże się z ryzykiem – może kosztować czas, energię, a nawet życie.
Mimo to mrówki potrafią wykazać się zdumiewającą determinacją. W warunkach naturalnych są w stanie przecinać pajęcze sieci, by pomóc zaplątanej w nie towarzyszce, wyciągać ofiarę z piaskowych lejków drapieżnych larw mrówkolwów, odkopywać poszkodowaną mrówkę spod ziemi, a także transportować rannego osobnika z pola walki do gniazda, a następnie leczyć jego rany np. poprzez lizanie uszkodzonych miejsc. U niektórych gatunków obserwowano nawet przypadki amputacji odnóży, by zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji.
Jednak okazuje się, że zachowania takie nie są obserwowane w równym stopniu u wszystkich gatunków mrówek. Najnowsze badania naukowców z Polski i Włoch wykazały, że kluczowym czynnikiem wyjaśniającym to zróżnicowanie może być długość życia robotnic.
Zespół dr. Turzy przeanalizował zachowania 14 gatunków mrówek występujących w Polsce, należących do różnych rodzajów, plemion i podrodzin. Co ważne, 11 z nich nikt wcześniej nie badał w tym aspekcie. Celem naukowców było sprawdzenie, czy to ile żyją mrówki robotnice wpływa na ich skłonność do pomagania współtowarzyszkom w sytuacjach zagrożenia.
Zebrano ponad 10 tysięcy mrówek: po ok. 200 robotnic z każdego mrowiska; po pięć kolonii na gatunek. Następnie w laboratorium przeprowadzono dwa typy eksperymentów: jeden polegał na pomiarze długości życia robotnic w kontrolowanych warunkach, drugi na symulacji sytuacji zagrożenia – mrówka była unieruchamiana cienką nitką i częściowo przysypana piaskiem, tak by inna miała szansę udzielić jej pomocy. Łącznie wykonano 3,5 tysiąca testów behawioralnych i zarejestrowano blisko 300 godzin nagrań.
Ich analiza wykazała, że reakcje „ratowniczek” były zaskakująco złożone. Mrówki robotnice podejmowały różnorodne działania: kontaktowały się z uwięzioną towarzyszką, odkopywały piasek wokół niej, ciągnęły ją za odnóża, a nawet próbowały przegryźć nić. A im dłużej żyły robotnice danego gatunku, tym częściej i chętniej przejawiały zachowania ratunkowe. U gatunków krótko żyjących pomoc występowała sporadycznie lub nie było jej wcale.
Co ciekawe, poziom ratowania nie zależał od pokrewieństwa ewolucyjnego między gatunkami. Jak podkreślił autor badania, oznacza to, że skłonność do udzielania pomocy pojawiała się niezależnie u różnych gatunków mrówek. „To sugeruje, że zachowanie to mogło wykształcić się wielokrotnie w toku ewolucji” – zaznaczył.
Zapytany z czego wynika obserwowana zależność, dr Turzy odparł, że chodzi o prosty rachunek zysków oraz strat. Jeśli robotnica żyje krótko, inwestowanie zasobów i energii w jej ratowanie jest mało opłacalne z punktu widzenia społeczności. Jeśli długo – warto o nią walczyć, bo ma szansę dłużej pracować dla dobra ogółu. „To logiczne z perspektywy ewolucji: ratowanie to kosztowna i ryzykowna strategia, opłacalna tylko wtedy, gdy uratowany osobnik ma przed sobą długi okres aktywności. Wcześniejsze badania wykazały, że gdyby kolonia traciła pięć robotnic dziennie przez pajęcze sieci, oznaczałoby to stratę ponad 65 tysięcy nasion rocznie” – przypomniał rozmówca.
W przyszłości dr Turza chciałby zbadać, jakie sygnały – chemiczne, dźwiękowe i ruchowe – wysyła ofiara, by pobudzić ratowniczkę do działania. Planuje również obserwować, czy środowisko życia mrówek także może mieć wpływ na wykształcenie zachowań ratunkowych.
„Bardzo ciekawi mnie, co dokładnie taka uwięziona robotnica wydziela albo w jaki sposób się zachowuje, że wzbudza w drugiej mrówce chęć pomocy. Mogą to być różnego rodzaju feromony, ale mogą być również specyficzne ruchy. Do tego wiadomo, że niektóre gatunki mrówek potrafią wydawać dźwięki, dzięki specjalnemu narządowi strydulacyjnemu (strydulacja to wydawanie dźwięków poprzez pocieranie różnych części ciała – przyp.). Powstaje więc pytanie czy chodzi o jeden z tych czynników, czy może układ ich wszystkich. Dużo jeszcze przed nami do zrobienia w kontekście badań nad mrówkami” – podsumował.
Badania zostały przeprowadzone w ramach projektu PRELUDIUM Narodowego Centrum Nauki. Dr Filip Turza jest także stypendystą programu START Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej.
Internet zwierząt. Odkrywanie zbiorowej inteligencji życia
.W erze cyfrowej, kiedy internet rzeczy (Internet of Things, IoT) staje się coraz powszechniejszy, zmienia się nasze postrzeganie połączeń i interakcji między obiektami. To właśnie ta koncepcja zainspirowała badaczy do rozważenia, czy podobne technologie mogłyby zostać wykorzystane do śledzenia i badania zwierząt, co doprowadziło do powstania nowatorskiego pomysłu – internetu zwierząt – pisze prof. Piotr TRYJANOWSKI.
Idea ta, rozwijana przez naukowców takich jak Martin Wikelski, opiera się na stworzeniu globalnej sieci danych, która umożliwiałaby monitorowanie i analizowanie zachowań zwierząt w czasie rzeczywistym. Dla jednych jest to nowy sposób badania świata, dla innych – rewolucja, która może zmienić nasze rozumienie ekosystemów i zachowań zwierząt. Zresztą na ten temat powstaje coraz więcej publikacji, a niewątpliwym liderem jest wspomniany prof. Martin Wikelski, dyrektor oddziału Instytutu Maxa Plancka w Radolfzell (Niemcy), badającego zachowania zwierząt. Właśnie ukazała się jego książka zatytułowana po prostu The Internet of animals, która jest pewnym intelektualnym pokłosiem, pisanym w stylu popularnonaukowym, a której podstawę stanowiła realizacja wspaniałego projektu ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space). Zostajemy nie tylko wprowadzeni w świat technologii stosowanych do śledzenia zwierząt, ale także dowiadujemy się, jak trudna i pełna wyzwań może być droga do realizacji tak ambitnych celów.
Prof. Martin Wikelski, który od dzieciństwa fascynował się zwierzętami, zbudował zespół badawczy, który nieustannie dąży do przekształcenia wizji internetu zwierząt w rzeczywistość. Dzięki inicjatywie ICARUS badacze mogą śledzić migracje tysięcy zwierząt na całym świecie za pomocą małych, zasilanych energią słoneczną nadajników. Droga do tych sukcesów poprzedzona jest jednak licznymi trudnościami i niepowodzeniami, co pokazuje, jak istotne są wytrwałość i współpraca w nauce.
Dla każdego, kto kiedykolwiek realizował własne, niekoniecznie przyrodnicze projekty badawcze, książka Wikelskiego może być inspirującą lekturą. Opisując doświadczenia z oznakowaniem ptaków, autor mimowolnie przypominał mi moje własne przygody z sikorami, kaniami i bocianami, które podobnie jak w jego badaniach, stały się nosicielami maleńkich nadajników. To wszystko pozwala zrozumieć, w jaki sposób badacze łączą nowoczesne technologie z klasycznymi pytaniami dotyczącymi zachowań zwierząt. Ptaki i inne zwierzęta mogą komunikować się i ta komunikacja wpływa na ich migracje i inne zachowania. Przy odpowiednim podejściu możemy przewidzieć, jak będą poruszały się całe stada na podstawie ruchów jednego lidera. Jest to fascynujący przykład tego, jak technologia może wspierać rozwój ekologii i nauk o zachowaniu zwierząt. W ostatnich latach jesteśmy świadkami rewolucyjnego podejścia do badania zachowań zwierząt, podkreślając niewykorzystany dotąd potencjał nowoczesnej technologii w rozumieniu świata przyrody. Dzięki wysiłkom zespołu ICARUS możemy wyobrazić sobie świat, w którym zwierzęta są wyposażone w urządzenia GPS, przesyłające dane w czasie rzeczywistym na temat ich ruchów i interakcji. Ten internet zwierząt może zasadniczo zmienić nasze rozumienie globalnej ekologii, podobnie jak projekt poznania ludzkiego genomu zrewolucjonizował naszą wiedzę o ludzkiej genetyce.
Jednym z kluczowych wniosków wynikających z badań Wikelskiego i jego zespołu jest koncepcja, że zwierzęta posiadają „szósty zmysł”, czyli zdolność do wykrywania zmian w środowisku, które często pozostają niezauważone przez ludzi. Na przykład słonie i ptaki były obserwowane, jak przenoszą się w bezpieczniejsze rejony przed nadchodzącymi katastrofami naturalnymi, takimi jak trzęsienia ziemi czy huragany. Zdolność ta, pozwalająca przewidywać zmiany środowiskowe, może stać się nowym narzędziem dla ludzkości w przygotowywaniu się na klęski żywiołowe. Zatem bliższe przyjrzenie się tym zachowaniom zwierząt może pozwolić na opracowanie bardziej niezawodnych systemów wczesnego ostrzegania niż te, którymi dysponujemy obecnie. Projekt ICARUS, ale i inne wspominane w książce nie ograniczają się tylko do śledzenia ruchów zwierząt; chodzi tu również o zrozumienie głębszych implikacji biologicznych i środowiskowych tych ruchów. Zebrane dane mogą ujawnić, jak zwierzęta adaptują się do zmieniającego się klimatu, jak choroby rozprzestrzeniają się wśród populacji oraz jak działalność człowieka wpływa na dziką przyrodę. Poprzez upublicznienie tych danych zasiano nadzieję na zbudowanie globalnej społeczności obywatelskich naukowców, którzy mogą przyczynić się do ochrony zagrożonych gatunków.
Pomimo ekscytujących perspektyw droga, którą przeszedł Wikelski, nie była pozbawiona progów zwalniających. Trudności techniczne związane z miniaturyzacją nadajników, zapewnieniem, że nie wpłyną one negatywnie na zwierzęta, oraz radzeniem sobie ze skomplikowaną współpracą międzynarodową stanowią istotne przeszkody. Na przykład wojna na Ukrainie i pandemia COVID-19 zakłóciły realizację projektu ICARUS, co pokazuje, jak globalne inicjatywy badawcze mogą być wrażliwe na czynniki geopolityczne i ekonomiczne. Jednak te wyzwania jednocześnie podkreślają odporność i kreatywność, cechy niezbędne w badaniach naukowych. Warto także wskazać kwestie etyczne związane ze śledzeniem zwierząt. Choć technologia umożliwia uzyskanie bezprecedensowych wglądów w zachowania zwierząt, rodzi również pytania o wpływ tych urządzeń na same zwierzęta. Na przykład umieszczanie nadajników na ptakach może wpływać na ich loty i trasy migracyjne, co może zniekształcać zbierane dane. Takie obawy istnieją, co tylko podkreśla znaczenie udoskonalania tych technologii w celu minimalizowania ich wpływu na dziką przyrodę.
Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-piotr-tryjanowski-internet-zwierzat-odkrywanie-zbiorowej-inteligencji-zycia/
PAP/MB
