Учёные раскрыли, как муравьи меняют свои дома во время эпидемий

Даже в мире насекомых архитектура играет роль защиты. Исследователи из Бристольского университета обнаружили, что муравьи способны перестраивать свои гнёзда при вспышках инфекций, превращая плотные туннели в более редкую сеть ходов. Такая перестройка снижает риск распространения микробов внутри колонии и становится своеобразным аналогом "социального дистанцирования".

Архитектура против эпидемий

Когда в колонии появляется инфекция, структура муравейника заметно меняется.

• Входы становятся разбросаннее.

• Камеры теряют тесные связи между собой.

• Прямые туннели исчезают, а пространство превращается в "расплетённую" сеть.

Эти изменения создают естественные барьеры для микробов, замедляя их распространение.

"Архитектура становится частью защиты колонии и снижает риск заражения", — отмечают авторы исследования.

Ранее учёные знали, что муравьи способны регулировать микроклимат гнезда — температуру, влажность, состав почвы. Но впервые удалось зафиксировать, что насекомые целенаправленно меняют планировку жилища, чтобы остановить болезнь.

Как работает "социальный иммунитет" муравьёв

Муравьи давно известны своей системой коллективного иммунитета. В случае заражения:

• больные особи самоизолируются от остальных;

• рабочие муравьи обрабатывают их антисептическим ядом;

• колония проводит коллективную "дезинфекцию" гнезда.

Теперь к этому набору защитных реакций добавился ещё один уровень — архитектурный. Муравейник становится не просто убежищем, а динамической системой, которая реагирует на биологические угрозы.

Как учёные это доказали

Чтобы проследить за изменениями структуры гнезда, исследователи использовали микрокомпьютерную томографию - метод 3D-сканирования, позволяющий изучать сложные объекты без разрушения.

В эксперименте участвовали две группы по 180 муравьёв. Одну из колоний заразили спорами грибка. В течение шести дней учёные наблюдали, как насекомые перестраивают подземные ходы.

Компьютерное моделирование показало, что новые, разреженные структуры заметно снижают вероятность заражения и защищают камеры с потомством и запасами пищи.

"Эффект самоизоляции заболевших особей усиливался именно в таких перестроенных гнёздах", — говорится в отчёте исследователей.

Сравнение: как реагируют разные организмы на инфекцию

Советы шаг за шагом: как муравьи строят "умные" гнёзда

1. Выявляют угрозу. Рабочие муравьи чувствуют запах заражения.

2. Изолируют центр колонии. Личинки и королева перемещаются в отдельные камеры.

3. Перестраивают ходы. Прямые туннели заменяются извилистыми.

4. Создают буферные зоны. Отдельные участки гнезда становятся своеобразными "карантинными секторами".

5. Контролируют доступ. Заражённые муравьи двигаются только по периферии.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: сохранять плотную структуру гнезда при заражении.
  Последствие: ускоренное распространение грибка.
  Альтернатива: перестройка тоннелей и снижение связности между камерами.

• Ошибка: отсутствие буферных зон.
  Последствие: заражение матки и личинок.
  Альтернатива: перемещение потомства в защищённые камеры.

• Ошибка: несогласованность действий колонии.
  Последствие: хаотичная миграция, гибель рабочих.
  Альтернатива: коллективное реагирование на основе химических сигналов.

А что если перенести этот опыт на города?

Исследователи отмечают, что поведение муравьёв можно сравнить с урбанистикой и санитарным зонированием в человеческих мегаполисах. Как и в колонии насекомых, архитектура городов может снижать риски эпидемий: широкие улицы, вентиляция, распределение потоков людей.

Муравьи показывают, что организация пространства — часть иммунной системы. Возможно, будущие города тоже будут проектироваться с учётом "биоархитектурных" принципов — адаптируясь к угрозам, а не только защищаясь от них.

Плюсы и минусы архитектурной адаптации

FAQ

Как муравьи понимают, что в колонии инфекция?
По химическим сигналам — запахи больных особей отличаются, и колония мгновенно реагирует.

Все ли виды муравьёв умеют перестраивать гнёзда?
Нет, подобное поведение впервые наблюдали у почвенных видов рода Lasius, живущих в умеренных широтах.

Можно ли применить эти принципы в биомиметике?
Да, архитекторы и инженеры уже изучают муравейники как примеры самоорганизующихся систем.

Мифы и правда

Миф: муравьи действуют инстинктивно и не способны к адаптации.
Правда: исследования показывают элементы коллективного обучения и реакцию на новые условия.

Миф: муравейники всегда имеют одинаковую структуру.
Правда: их планировка зависит от климата, влажности и даже угроз болезней.

Миф: архитектура не влияет на здоровье колонии.
Правда: перестройка гнезда снижает риск заражения в 2-3 раза.

Три интересных факта

1. По подтверждённым данным, микротомография позволила впервые построить точные 3D-модели живых муравейников без их разрушения.

2. По подтверждённым данным, муравьи могут перестраивать гнездо всего за несколько дней после заражения.

3. По версии исследователей, не получившей официального подтверждения, аналогичные принципы могут быть применены при проектировании умных зданий с "биоадаптивной" вентиляцией.

Исторический контекст

По подтверждённым данным, идея "социального иммунитета" у насекомых появилась в научной литературе в начале 2000-х годов. Она объединила наблюдения за коллективными реакциями на болезни в пчелиных и муравьиных сообществах.

Современные технологии визуализации позволили добавить к этому знанию новый уровень — архитектурный иммунитет, когда защита проявляется через форму и структуру среды обитания.

По версии исследователей, не получившей официального подтверждения, подобные открытия могут изменить подход к экологии и урбанистике: города будущего станут не просто местом жизни, а организмом, способным адаптироваться к вирусам, как муравейник — к грибку.