Cataglyphis fortis-woestijnmieren kunnen visuele of olfactorische signalen leren om hun nest te lokaliseren, maar alleen als deze signalen uniek zijn om de ingang van het nest te specificeren. Wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Chemische Ecologie in Jena, Duitsland, ontdekte dat de insecten visuele oriëntatiepunten of geuren negeren als nestbepalende signalen, als deze niet alleen in de buurt van het nest maar ook langs de route voorkomen. Vandaar, mieren zijn in staat om de informatieve waarde van dergelijke signalen te beoordelen en laten zich niet misleiden door alomtegenwoordige onbetrouwbare signalen.

Terugkerende woestijnmieren zijn in staat om ondubbelzinnige van dubbelzinnige oriëntatiepunten te onderscheiden en deze informatie op te nemen in hun gedragsreacties wanneer ze terugkeren naar hun nest. Dit vermogen werd duidelijk in gedragsexperimenten in Tunesië. "De mieren negeerden visuele of olfactorische signalen die niet betrouwbaar waren. Onbetrouwbare nestaanwijzingen zijn die welke niet alleen bij de nestingang worden gevonden, maar zijn alomtegenwoordig langs de route. Het vermogen om de informatieve waarde van visuele oriëntatiepunten of geursporen te beoordelen als relevant of irrelevant voor het zoeken naar een nest, is een ander voorbeeld van de verbazingwekkende cognitieve prestaties van het kleine mierenbrein, " zegt Roman Huber, de eerste auteur van de studie.

De woestijnmier Cataglyphis fortis is een navigatiewonder. De insecten leven in de kale zoutpannen, droge zoutmeren in de Noord-Afrikaanse Sahara. In deze woestenij is bijna geen ander dier te vinden. De mieren leven in ondergrondse nesten en brengen hele dagen door, solitair op zoek naar voedsel:meestal insecten die door de wind in de onherbergzame omgeving worden geblazen waar ze stierven door blootstelling. Om voedsel te vinden, de mieren moeten vaak grote afstanden afleggen. “Het bijzondere aan deze insecten is dat mieren die van het foerageren naar huis terugkeren wanhopig op zoek zijn naar hun nest. Je kunt ze dus overal vangen en in een specifieke testsituatie plaatsen. verdwijnen, de mieren houden vast aan hun aangeboren homing-gedrag. Door de omgeving te manipuleren, kunnen we de navigatiemiddelen identificeren die de mieren gebruiken voor oriëntatie, "Markus Knaden, die aan het hoofd staat van de "Geurgestuurde Gedragsgroep" in de afdeling Evolutionaire Neuroethologie, legt uit waarom hij steeds terugkeert naar Tunesië om experimenten uit te voeren met deze fascinerende dieren.

Eerdere studies hadden aangetoond dat woestijnmieren de zon als kompas gebruiken en hun stappen tellen om naar huis naar hun nest te navigeren. Informatie over richting en afstand is belangrijk voor zogenaamde padintegratie, het interne systeem waarmee de mieren hun weg naar huis "berekenen". Bovendien, ze gebruiken visuele, magnetische en vibrerende oriëntatiepunten voor navigatie. Eindelijk, ze vinden voedsel en hun nestingang met behulp van een zeer gevoelige reukzin. Voor de nieuwe studie de wetenschappers analyseerden het gedrag van de mieren nadat ze specifieke nestaanwijzingen hadden geleerd en later dezelfde oriëntatiepunten ver weg van het nest opnieuw tegenkwamen. "Je moet je een situatie als deze voorstellen:als we ons in een onbekende stad moeten oriënteren door een kenmerkend torenblok als oriëntatiepunt te gebruiken en ons plotseling realiseren dat er andere torenflats zijn die er veel op lijken, we raken in de war. We wilden daarom weten hoe mieren dit probleem oplossen, ' zegt Knaden.

Voor hun experimenten, de onderzoekers bouwden een 16 meter lang aluminium kanaal waarin de mieren leerden zoeken naar voedsel. Als aas in het kanaal, de wetenschappers zetten een petrischaal met koekjeskruimels op ongeveer 10 meter afstand van de kunstmatige nestingang (de natuurlijke nestingang was via een buis verbonden met de kunstmatige nestingang). Visuele oriëntatiepunten buiten het kanaal waren niet relevant; echter, de mieren konden de zon als kompas gebruiken. De onopvallende nestingang was gemarkeerd met twee zwarte kaarten. Later, extra zwarte kaarten werden langs de trainingsroute toegevoegd om te bepalen of deze de mieren zouden verwarren. "We hadden verwacht dat de mieren op de een of andere manier zouden reageren op de nieuwe situatie. Dat ze de zwarte kaarten die ze eerder hadden geleerd als nestaanwijzingen volledig zouden negeren, echter, heeft ons verrast. We waren vooral verbaasd over hun gedrag ten opzichte van samengestelde signalen, zwarte kaarten die bovendien waren gemarkeerd met een geur. Als een deel van het oriëntatiepunt ondubbelzinnig was en alleen in de buurt van het nest werd gevonden, terwijl de andere alomtegenwoordig was en herhaaldelijk langs de route werd gevonden, de mieren gebruikten alleen het ondubbelzinnige deel, bijvoorbeeld de geur, als betrouwbare informatie en navigeerden naar deze keu op hun weg terug naar het nest. Ze schonken geen aandacht aan de verschillende andere zwarte kaarten (het ambigue deel van de nestcue) die ze tegenkwamen in het kanaal, " Roman Huber vat het samen.

Mieren moeten zeer lange afstanden afleggen op zoek naar voedsel; daarom, fouten van padintegratie stapelen zich vaak op. Echter, de dieren kunnen afwijkingen compenseren door extra nestaanwijzingen op te nemen, zoals zichtbare oriëntatiepunten of geuren. Onderzoekers hadden eerder aangenomen dat de afstand tot het nest zou beslissen of de mieren meer vertrouwden op padintegratie dan andere aanwijzingen voor oriëntatie. De nieuwe studie toont aan dat het navigatievermogen van mieren veel complexer is dan eerder werd gedacht, omdat de mieren ook de betrouwbaarheid van signalen moeten kunnen beoordelen.

De oriëntatie van woestijnmieren is voornamelijk onderzocht in gedragsexperimenten. In toekomstige experimenten, de wetenschappers willen nog een stap verder gaan en een calciumbeeldvormingsprocedure opzetten om neuronale activiteit bij de mieren te visualiseren. "Hoe meer we leren over hoeveel informatie het mierenbrein moet overwegen voor oriëntatie, hoe meer we geïnteresseerd raken in het ontdekken waar en hoe geuren en visuele signalen in de hersenen worden verwerkt. Mogelijk, deze methode kon ons niet alleen laten zien waar een geur in de hersenen wordt waargenomen, maar ook waar wordt vastgesteld dat deze geur een nestcue is. Deze kennis brengt ons een aanzienlijke stap verder in het onderzoeken van de buitengewone vermogens van deze insecten, Markus Knaden besluit. [AO]