Математики расшифровали полёт шмеля

Согласно новому исследованию Лондонского университета королевы Марии, шмели используют сложные схемы полёта, чтобы избежать встречи с хищниками.

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, доктор Райнер Клагес из Школы математических наук Университета Королевы Марии, профессор Ларс Читтка из Школы биологических и химических наук и их команды описывают, как они провели статистический анализ скорости передвижения шмелей в поисках пищи. Они обнаружили, что шмели реагируют на присутствие хищников гораздо сложнее, чем считалось ранее.

Шмели посещают цветы, чтобы собрать нектар, и часто опыляют несколько цветов на одном участке. До сих пор ведутся споры о том, используют ли они «оптимальную стратегию поиска пищи» и как может выглядеть такая теория.

Доктор Клагес объясняет: «В математической теории мы рассматриваем шмеля как объект, который движется случайным образом и попадает в случайно распределённые цели. Однако в дикой природе шмели постоянно подвергаются риску нападения хищников, например пауков, поэтому мы хотели выяснить, как такая угроза может повлиять на их пищевое поведение».

Команда провела эксперименты, в ходе которых отслеживалось поведение настоящих шмелей, посещающих источники нектара, которым угрожали искусственные пауки. Паука можно было имитировать с помощью механизма, который захватывал шмеля на две секунды.

Они обнаружили, что в отсутствие пауков шмели добывали пищу более систематизированно и перемещались напрямую от цветка к цветку. Однако в присутствии хищников шмели чаще поворачивали, что свидетельствует о более осторожном подходе, направленном на то, чтобы избежать встречи с пауками.

Аспирант Фридрих Ленц, проводивший ключевой анализ, объясняет: «Мы выяснили, что у шмелей одинаковая статистика скоростей независимо от того, есть ли поблизости хищники. Однако удивительно то, что характер изменения скорости во время полёта зависит от угрозы нападения хищников».

Анализ, проведённый командой, показывает, что при поиске пищи в дикой природе помимо наличия хищников следует учитывать такие факторы, как сенсорное восприятие, память и даже индивидуальные особенности разных шмелей. Всё это может приводить к отклонениям от прогнозов, сделанных на основе более упрощённых теорий поиска пищи.