Ученые выяснили, как пчелиные семьи принимают коллективные решения без единого лидера. Оказалось, что эффективность улья зависит от правильного баланса между смелыми разведчиками, готовыми рисковать, и осторожными особями, которые выходят на поиск пищи только при благоприятных условиях.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Несмотря на наличие матки, медоносные пчелы не получают от нее указаний. Вместо этого улей действует как децентрализованная система: отдельные особи собирают информацию об окружающей среде и передают ее другим членам сообщества.

Математическая модель, разработанная исследователями из Университета Цинциннати, Университета Колорадо в Боулдере и Университета Хьюстона, показала, что оптимальная стратегия состоит в том, чтобы небольшая группа пчел постоянно брала на себя риск поиска ресурсов, тогда как большинство сохраняло энергию и ждало подходящих условий.

Такая система позволяет улью быстро реагировать на изменения. Если разведчики обнаруживают улучшение ситуации — например, появление новых источников нектара и пыльцы, — остальные пчелы получают сигнал и начинают активнее добывать пищу.

Ученые использовали математические методы, включая вероятностные модели, уравнение Беллмана, марковские процессы и компьютерное моделирование, чтобы определить наиболее эффективную стратегию поведения коллективов.

Исследование показало, что большие сообщества не нуждаются в пропорциональном увеличении числа «рисковых» особей. Улей, который становится в десять раз больше, не должен иметь в десять раз больше разведчиков — при условии, что информация внутри группы быстро распространяется.

Похожие модели поведения наблюдаются и у других социальных насекомых. Например, пустынные муравьи сокращают количество выходов за пищей в жаркие и сухие периоды, чтобы сохранить воду.

У медоносных пчел разведчики передают информацию с помощью знаменитого «танца пчел», который сообщает направление, расстояние и качество найденного источника пищи.

Исследователи отмечают, что результаты работы помогают лучше понять, как коллективы без руководителей могут эффективно принимать решения в меняющейся среде. Подобные принципы могут быть полезны не только для изучения животных, но и для разработки моделей управления сложными системами.