Кофеин делает муравьев умнее

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Говорят, чашка кофе не только бодрит, но и заставляет мозги лучше работать. Но теперь можно утверждать, что такое воздействие, стимулирующее мозг, кофеин оказывает не только на людей, но и на насекомых.

Интересное исследование провел компьютерный биолог Энрике Галанте из Университета Регенсбурга. Он работал с аргентинскими муравьями Linepithema humile. Это агрессивный инвазивный вид-захватчик, от которого не знают, как избавиться по всему миру. С ними борются с помощью ядовитых приманок, разбросанных в поле. Но они не очень-то работают. Перед исследователем стояла «простая» задача — придумать, как заманить муравьев к ядовитой приманке в поле, заставить ее съесть и возвращаться до тех пор, пока не подействовал яд.

Энрике Галанте изучил литературу, результаты предыдущих исследований коллег, выяснил, что кофеин улучшает обучаемость у пчел и шмелей, и решил попробовать кофеин на муравьях. Вдруг поможет?

В лаборатории исследователи приготовили приманки — сладкие капли раствора сахарозы с разным содержанием кофеина, низким и средним — 25 и 250 частей на миллион. Эти капли помещали на листы бумаги формата А4, которые укладывали на платформу. Муравьи спускались на испытательную платформу по разводному мостику, находили сладкую еду, собирали ее и бежали домой, в гнездо.

Исследователи использовали автоматизированную систему отслеживания, чтобы оценивать, с какой скоростью муравьи добирались до награды и обратно, а также прямоту их маршрута. Они протестировали 142 муравья, и не по одному разу. Когда муравей убегал с добычей, лист бумаги с приманкой меняли, чтобы муравей не мог следовать по своему собственному следу, помеченному его же феромонами. Так что муравью приходилось полагаться только на свою пространственную память о пути к месту, где лежит сладенькое.

Муравьи, съедавшие приманку без кофеина (контрольная группа), не запоминали ее местоположение и находили ее с трудом, когда возвращались. Другое дело муравьи, сладкое вознаграждение которых содержало низкие или средние дозы кофеина, — они хорошо запоминали, где находится вкусная приманка.

Если муравью потребовалось 300 секунд при первом посещении, то муравью, отведавшему кофеин с приманкой, для второго посещения потребуется 113 секунд (при низкой дозе кофеина в сладкой капле — 25 частей кофеина на миллион) и 54 секунды (при дозе — 250 частей кофеина на миллион).

Так исследователь выяснил, что кофеин сокращает время поиска пищи муравьями, делая их более результативными. При этом кофеин нисколько не влиял на скорость муравьев ни в какой дозировке. Просто муравьи, получавшие низкие или средние дозы кофеина, путешествовали менее извилистыми путями. Они были больше сосредоточены на том, куда идут. И они определенно точно знали, где находится награда.

Можно сказать, что исследователь решил поставленную перед ним задачу. Ведь если помочь муравьям успешнее и быстрее находить приманки со сладким ядом пролонгированного действия, то они буду быстрее возвращаются к вкусной приманке. А цепь дальнейших событий нетрудно представить: муравей оставит больше феромоновых следов, больше его сородичей придет по его следу к приманке, и они быстрее разнесут яд по колонии, прежде чем поймут, что это яд.

Сегодня Галанте и его коллеги в Испании перешли к полевым испытаниям сладкой приманки с кофеином и ядом в местах, зараженных аргентинским муравьем. Заодно неплохо бы выяснить, не будет ли кофеин взаимодействовать с ядом приманки и терять свои стимулирующие муравьев свойства (iScience).