24.05.2024, 12:41
Андрей Папиш
1
22,6 тыс

Кофеин повысил обучаемость муравьев

Немецкие биологи изучили, как кофеин воздействует на нервную систему аргентинских муравьев — распространенных в Европе и Америке вредителей. Для этого ученые давали им разные дозы кофеина и засекали, с какой скоростью насекомые будут находить пищу. Результаты могут помочь сделать токсичные приманки эффективнее.

Аргентинские муравьи Linepithema humile расселились не только по многим континентам, но достигли Японии и даже Гавайев
Аргентинские муравьи Linepithema humile расселились не только по многим континентам, но достигли Японии и даже Гавайев / © Wikimedia Commons, Forest and Kim Starr.

Насекомые-вредители неприятны, но еще неприятнее инвазивные вредители. Прекрасный пример — аргентинские муравьи (Linepithema humile), которые поначалу обитали в Южной Америке, затем расселились по миру и теперь подрывают экономику и биоразнообразие Европы, Северной Америки, Австралии, Африки и даже Японии. Этот таксон включили в топ-100 худших в мире инвазивных чужеродных видов, а затраты на избавление от него исчисляются миллионами долларов.

Бороться с видами-вторженцами сложно, с насекомыми — особенно. Но человечество часто черпает идеи, ориентируясь на природу (есть даже такая наука бионика). Некоторые растения способны манипулировать насекомыми, подмешивая в нектар посторонние вещества, которые действуют на нервную систему. Например, соединения октопамин и тирамин при взаимодействии с кофеином улучшают долговременную память и зрительные ассоциации у пчел. Потенциально можно использовать такие вещества для манипуляции инвазивными насекомыми.

Зоологи из Регенсбургского университета в Германии изучили влияние кофеина на аргентинских муравьев. Они собрали несколько сотен особей в Португалии и провели эксперимент на запоминание дороги до еды. Ученые измеряли, за какое время муравьи дойдут до лакомства по открытому пространству под разной дозой кофеина. Результаты опытов опубликованы в журнале iScience.

Экспериментальная установка с открытым ландшафтом. (A) Вид спереди. Платформа из бумаги формата A4 (210 × 297 мм), окруженная водяным рвом с единственным входом диаметром 1 см, прикрепленная к фиксированной камере с видом сверху. (B) Вид сверху. Синяя капля обозначает местоположение капли раствора сахарозы (награда). Зеленые капли представляют возможное местоположение награды во время остальных посещений / iScience, Henrique Galante et al.
Экспериментальная установка с открытым ландшафтом. (A) Вид спереди. Платформа из бумаги формата A4 (210 × 297 мм), окруженная водяным рвом с единственным входом диаметром 1 см, прикрепленная к фиксированной камере с видом сверху. (B) Вид сверху. Синяя капля обозначает местоположение капли раствора сахарозы (награда). Зеленые капли представляют возможное местоположение награды во время остальных посещений / iScience, Henrique Galante et al.

Обычному муравью хватало 300 секунд при первом посещении незнакомой территории, чтобы отыскать еду. После трех последовательных посещений он ориентировался лучше и находил награду на 50 секунд быстрее. Но при употреблении кофеина в концентрации 25 промилле (его давали вместе с раствором сахарозы) насекомые справлялись с задачей быстрее — в среднем за 113 секунд. Этот эффект удвоился после повышения концентрации кофеина до 250 промилле — в среднем муравьи находили еду за 52 секунды.

Примечательно, что при этих дозах в передвижениях насекомых наблюдалось больше прямолинейности с каждым новым посещением. Но когда муравьям дали еще в восемь раз больше кофеина (2000 промилле), они стали хуже ориентироваться в пространстве и отыскивали награду в среднем за 273 секунды, то есть дольше, чем в контрольной группе. Авторы исследования также замерили, как меняется обратный путь стимулированных муравьев, но эффект оказался незначительным.

Низкие и средние дозы кофеина, по словам ученых, могут усилить процесс обучения у муравьев, так как более прямой путь означает, что насекомое знает, где находится пища. А высокая доза становится токсичной для организма, и эффект пропадает. Сходный эффект наблюдали у пчел, когда те под большой порцией кофеина хуже обучались.

Исследователи отметили, что добавление низких доз кофеина в ядовитые приманки может повысить их эффективность почти без дополнительных затрат, поскольку насекомые быстрее научатся их находить.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

18 сентября, 13:46
РТУ МИРЭА

Разработчики из РТУ МИРЭА создали программный модуль, который на основе параметров технологического процесса, органолептических показателей качества сырья, а также его физико-химических и реологических характеристик прогнозирует итоговую оценку вкуса кондитерских изделий. В качестве входных данных используются температура, давление, расход технологических потоков, скорость работы оборудования и перемещения продукта, влажность, кислотность, содержание сухих веществ, вязкость, консистенция и другие параметры, поступающие от производственных датчиков и средств лабораторного контроля. Сегодня оценка вкуса на производстве часто проводится субъективно, с привлечением экспертов-дегустаторов, что требует времени и не позволяет оперативно корректировать технологический процесс. Разработанная программа, использующая многослойную нейронную сеть, позволяет рассчитывать прогнозную оценку вкуса непосредственно в ходе производства и своевременно формировать рекомендации по корректировке технологических и режимных параметров.

17 сентября, 12:04
НИТУ МИСИС

17 сентября, в день рождения Константина Циолковского, отмечается Всероссийский день физики. Исследования ученого, посвященные теоретическим основам космонавтики, стали фундаментом для последующего развития ракетной техники. Сегодня похожий путь проходят квантовые технологии: фундаментальные исследования квантовых явлений постепенно превращаются в инженерные решения — от сверхпроводниковых кубитов и квантовых сенсоров до вычислительных систем и новых материалов. О том, какие прикладные задачи уже решаются с помощью квантовых технологий, рассказывает доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой теоретической физики и квантовых технологий Сергей Мухин.

17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

15 сентября, 11:38
Evgenia Vavilova

Тренды здорового питания постоянно меняются, в том числе на основе научных исследований. Когда-то публика панически боялась жиров, но их реабилитировали. Гарвардская пирамида здорового питания рисовала сложные углеводы в основании пирамиды, а теперь они переместились к вершине. Возможно, и современную моду на приоритет белка придется пересмотреть.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Alex Look
29.05.2024
"... при этих дозах в передвижениях насекомых наблюдалось больше прямолинейности с каждым новым посещением" " ... дозы кофеина, по словам ученых, могут усилить процесс обучения у муравьев" - Похоже, просто снижается желание осуществлять критический анализ ситуации и следовательно - уменьшается время принятия решения. Меньше думать - больше делать. - Кажется кой-кто это давно знает и успешно применяет на людях. Ведь кофеин содержащие 'препараты' повсеместно в свободном доступе и достаточно активно пропагандируются . - Ничего личного - только бизнес ... ))