Τα μυρμήγκια πυρκαγιάς μπορούν να κατασκευάσουν μινιατούρες όψεις του Πύργου του Άιφελ από το δικό τους σώμα και τα έντομα ανοικοδομούν συνεχώς τις δομές για να τους σώσουν από την κατάρρευση, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Τα έντομα σέρνουν πάνω και κάτω αυτές τις δομές σε ένα φαινόμενο που μοιάζει με ένα σιντριβάνι με αργή κίνηση, αντίστροφα, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Το εύρημα της νέας μελέτης θα μπορούσε να οδηγήσει σε σμήνη ρομπότ που μπορούν να χρησιμοποιήσουν το δικό τους σώμα για να σχηματίσουν περίπλοκες δομές 3D, πρόσθεσαν οι επιστήμονες.
Κατασκευές σχεδίες
Πυρκαγιά (Solenopsis invicta) εξελίχθηκε στους υγρότοπους Pantanal της Βραζιλίας. Το 2011, ο Craig Tovey, βιολόγος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας στην Ατλάντα, και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν τον τρόπο με τον οποίο οι αποικίες αυτών των εντόμων μπορούν να διαμορφωθούν σε raftsthat που μπορούν να παραμείνουν στη ζωή επί μήνες.
Τα μυρμήγκια πυρκαγιάς μπορούν να χρησιμοποιήσουν κολλητικά μαξιλάρια στα άκρα των ποδιών τους για να συνδεθούν μεταξύ τους και να σχηματίσουν μια σχεδία με τηγανίτα. Η μελέτη του 2011 διαπίστωσε ότι κάθε exoskeleton μυρμήγκι μπορεί να παγιδεύσει φυσαλίδες αέρα και να γίνει ελαφρώς αδιάβροχο. Η ύφανση μιας αποικίας μαζί οδηγεί σε ένα ισχυρότερο στεγανωτικό αποτέλεσμα που κρατάει τη δεξαμενή στεγνή ενώ βυθίζεται στο νερό.
Εάν οι μαρκίζες βρίσκουν βέλτιστα σημεία για να εγκατασταθούν, μπορούν να σχηματίσουν πύργους σχήματος καμπάνας που λειτουργούν ως προσωρινά καταφύγια στα επακόλουθα των πλημμυρών. Αυτές οι δομές μπορεί να αποτελούνται από εκατοντάδες χιλιάδες μυρμήγκια και να φτάνουν πάνω από 30 μυρμήγκια ψηλά. μέχρι τώρα, ήταν ένα μυστήριο πώς τα μυρμήγκια θα μπορούσαν να χτίσουν τέτοιες ψηλές δομές από τα ίδια τους τα σώματα χωρίς να καταστραφούν, σύμφωνα με τους ερευνητές στη νέα μελέτη.
Πύργοι βύθισης
Ο Tovey και οι συνάδελφοί του κατά λάθος βρήκαν το μυστικό στις ψηλές δομές, ενώ πειραματίστηκαν με αποικίες πυρκαγιάς που συγκεντρώθηκαν από δρόμους κοντά στην Ατλάντα. Οι ερευνητές έκαναν την ανακάλυψη όταν «χάσαμε τυχαία τη βιντεοκάμερα να τρέχει για μια επιπλέον ώρα αφού τα μυρμήγκια είχαν τελειώσει την κατασκευή του πύργου», δήλωσε ο Tovey στη Live Science.
Για να προκαλέσουν τα μυρμήγκια για να χτίσουν πύργους, οι ερευνητές τους έβαλαν σε σαφή κιβώτια που είχαν πλαστικές ράβδους κολλημένες από τα πατώματά τους. Αυτές οι ράβδοι χρησίμευαν ως υποστηρίγματα πάνω στα οποία τα μυρμήγκια μπορούσαν να χτίσουν δομές από τους εαυτούς τους Στα επόμενα πειράματα, οι πύργοι των μυρμηγκιών που χτίστηκαν κυμαίνονταν από 0,28 έως 1,18 ίντσες (7 έως 30 χιλιοστά) και κατασκευάστηκαν μέσα σε 17 έως 33 λεπτά. Οι ερευνητές σημείωσαν ότι τέτοιοι πύργοι πιθανότατα είχαν σχήμα σχήματος καμπάνας, διότι σε αυτή τη μορφή, κάθε συστατικό φέρει ίσο φορτίο.
Με μεγάλη ταχύτητα, οι ερευνητές μπορούσαν να δουν ότι οι πύργοι βυθίζονται συνεχώς, όπως τα μυρμήγκια στα βάθη των σηράγγων των δομών μακριά από τους σωρούς των εντόμων γύρω τους. Ωστόσο, οι δομές ανοικοδομούνται συνεχώς, καθώς τα μυρμήγκια διαπερνούν τις πλευρές των πύργων.
"Ήμουν πολύ έκπληκτος που ο πύργος των μυρμηγκιών συνεχώς βυθίζεται και ξαναχτίστηκε", ανέφερε ο Tovey. "Νόμιζα ότι τα μυρμήγκια σταμάτησαν να κτίζονται όταν ο πύργος ήταν πλήρης. Το σχήμα παραμένει το ίδιο - ποιος θα μαντέψει ότι τα μυρμήγκια κυκλοφορούν μέσα σε μια αμετάβλητη δομή;"
Άχρηστη κατασκευή
Για να επιβεβαιώσουν τα συμπεράσματά τους, οι ερευνητές μείωσαν μια ελαφρά ραδιενεργή βαφή με βάση το ιώδιο στο πόσιμο νερό μερικών από τα έντομα και στη συνέχεια έβαλαν την αποικία σε μια μηχανή ακτίνων Χ για να παρακολουθήσουν τις κινήσεις των μυρμηγκιών. "Σε πραγματικό χρόνο, τα μυρμήγκια επιφάνειας εμποδίζουν την θέα", ανέφερε ο Tovey. "Επιπλέον, η βύθιση είναι πολύ αργή για την ανίχνευση."
Τοποθετώντας διαφανή πλαστικά φύλλα πάνω από τα μυρμήγκια, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι κάθε έντομο, το οποίο κατά μέσο όρο ζυγίζει περίπου 1 χιλιοστόγραμμο, μπορεί να υποστηρίξει έως και 750 φορές το βάρος του και να ζήσει για να πει την ιστορία. Ωστόσο, τα πειράματα υποδεικνύουν επίσης ότι σε πύργους, κάθε μυρμήγκι φαίνεται να αισθάνεται πιο άνετα να στηρίζει έως και τρία μυρμήγκια στην πλάτη του - πια, και απλώς παραιτούνται και περπατούν μακριά, είπε ο Tovey.
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι αυτές οι δομές χτίστηκαν χωρίς ηγέτη ή συντονισμένη προσπάθεια. Αντ 'αυτού, κάθε μυρμήγκι απλά περιπλανήθηκε άσκοπα, ακολουθώντας ένα ορισμένο σύνολο κανόνων που θα μπορούσαν να τον βοηθήσουν να κατασκευάσει πύργους. Υπολογιστικά μοντέλα που ανέπτυξαν οι ερευνητές θα μπορούσαν να προβλέψουν με ακρίβεια τα σχήματα των πύργων και τους ρυθμούς ανάπτυξης, ανέφερε η μελέτη.
"Για να οικοδομήσουμε τη ψηλή, συμπαγή, δομή του Πύργου του Άιφελ, τα μυρμήγκια φαίνεται να ακολουθούν τους ίδιους απλούς κανόνες συμπεριφοράς που ακολουθούν για να χτίσουν μια πλωτή σχεδία σε νερό", ανέφερε ο Tovey. "Είναι αξιοσημείωτο ότι τα δύο μεγάλα σχήματα που σχηματίζονται από την ομάδα των μυρμηγκιών είναι εντελώς διαφορετικά και επιτυγχάνουν διαφορετικές λειτουργίες, αλλά προκύπτουν από τις ίδιες μικρής κλίμακας ατομικές συμπεριφορές".
Οι ερευνητές θέλουν τώρα να αναλύσουν "τις γέφυρες που τα μυρμήγκια φτιάχνουν από το σώμα τους για να διασχίσουν τα κενά στο έδαφος", ανέφερε ο Tovey. "Είναι καταπληκτικοί, αυτοί που μπροστά συγκρατούν το ένα το άλλο, κρέμονται προς τα κάτω και προς τα έξω στην άλλη πλευρά και σφίγγονται σταθερά σε κάθε άκρη, ενώ τα υπόλοιπα μυρμήγκια περπατούν κατά μήκος της γέφυρας και στη συνέχεια τα μυρμήγκια που συνθέτουν τη γέφυρα την αποικοδομούν ξεκινώντας από την πρώτη πλευρά, έτσι στο τέλος, όλα τα μυρμήγκια έχουν φτάσει στην άλλη πλευρά. "
Μια τέτοια έρευνα θα μπορούσε να βοηθήσει να εμπνεύσει τη δημιουργία σμήνους ρομπότ που θα μπορούσαν να οικοδομήσουν σύνθετες δομές από το σώμα τους, δήλωσε ο Tovey.
"Οι ερευνητές της ρομποτικής είχαν κάποια επιτυχία να πάρουν ένα στόλο ρομπότ για να σχηματίσουν ένα δισδιάστατο μοτίβο όπως ένα ορθογώνιο, αλλά δεν κατάφεραν να βρουν πώς να πάρουν τα ρομπότ για να σχηματίσουν μια σταθερή τρισδιάστατη δομή", ανέφερε ο Tovey. "Αυτή η έρευνα μπορεί να δείξει πώς να το κάνουμε αυτό.
"Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι στέλνουμε αρκετές εκατοντάδες μικρά ρομπότ μέσα από ένα μικρό άνοιγμα σε ένα καταρρεύσαν κτίριο για να αναζητήσουμε επιζώντες ή να εξερευνήσουμε άγνωστο έδαφος στον Άρη", δήλωσε ο Tovey. "Μερικές φορές, τα ρομπότ θα πρέπει να δουλέψουν μαζί για να διασχίσουν τις ρωγμές ή να αναρριχηθούν πάνω σε απότομα εμπόδια, ενώ άλλες φορές θα πρέπει να εξαπλωθούν.Η έρευνα αυτή μπορεί να μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς να σχεδιάζουμε τους μεμονωμένους ελεγκτές τους έτσι ώστε να μπορούν να επιτελούν διαφορετικά καθήκοντα σε διαφορετικές καταστάσεις . "
Παρόλα αυτά, μπορεί να αποδειχθεί δύσκολο να δημιουργηθούν ρομπότ που μπορούν να κάνουν τα πάντα που μπορούν να κάνουν τα μυρμήγκια, είπε. "Σταματήστε επανειλημμένα ένα μυρμήγκι από 6 πόδια, και δεν θα τραυματιστεί. Πετάξτε ένα ρομπότ από 6 πόδια εκατό φορές και καλή τύχη", είπε ο Tovey.
Οι επιστήμονες παρουσίασαν τα ευρήματά τους online στις 12 Ιουλίου στο περιοδικό Royal Society Open Science.
