Amikor a hangyákra építõként gondolunk, általában elképzeljük, hogy udvari alagúthálózatokat ásnak a földalatti kolóniák részeként.
De David Hu, Nathan Mlot és a Georgia Tech más kutatóinak egy csoportja egy hangyafajra jellemző nagyon eltérő építési viselkedést tanulmányoznak: A Solenopsis invicta képessége hidak, tutajok és akár ideiglenes menedékek építése, amelyek saját testüket építik. anyag.
"A tűz hangyák képesek felépíteni az úgynevezett" ön-aggregációkat "- mondja Hu. "Építhetnek kis csónakot, kis házat, amelyet bivouacoknak neveznek, és akár hidakat is átemelhetnek a patakokhoz azáltal, hogy építőanyag, összekötik testüket és erős hálókat képeznek.
A hangyákat ma 25 államban, Ázsiában és Ausztráliában invazív fajnak tekintik, de szokatlan viselkedésük a natív környezetük által kialakított túlélési stratégia: Brazília nyugati részén található vizes élőhelyek egy bizonyos területe, amelyet gyakran elárasztanak. "A hangyák a föld alatt élnek, de amikor az elárasztódik, össze kell gyűjteniük a kolónia tagjait, ki kell húzni őket a földből és úszó tutajt kell építeniük" - mondja Hu.
A tűz hangyák élő hidat képeznek a csésze és a teáskanna között. Fotó: David Hu és Nathon Mlot / Georgia Tech jóvoltából
Amikor ez a tutaj eléri a földet, a hangyák épülnek tovább. A kisebb patakok átlépésekor az utóbbi migráció során élő hidakat képeznek, amelyek lehetővé teszik az egész kolónia biztonságát. Ezután testükkel átmenetileg egy földalatti tábort építnek fel, hogy menedéket biztosítsanak a földalatti alagutak újjáásásához szükséges néhány napra. Az ideiglenes menedéket alkotó hangyák mindeközben folyamatosan mozognak, de megőrzik a szerkezetet. "Ez valóban élő építészet - jól megépített, megszervezett alagutakkal és termelő szobákkal rendelkezik" - mondja Hu. Legalább a belső hangyák számára ez védelmet nyújt az ellenséges időjárás vagy a ragadozók ellen.
Hu, egy mérnök elsősorban a rajzó hangyák, mint példátlan tulajdonságokkal rendelkező új anyag tanulmányozása iránt érdeklődik. Csoportja nemrégiben végzett kutatása részeként, amelyet tegnap mutattak be az American Physical Society éves találkozóján, kollégáival a hangyákat más „aktív anyagok” összefüggésében vizsgálta - olyan anyagokkal, amelyek reagálnak a változó körülményekre, például az öngyógyító cement amelyek felhasználhatják az energiát napfényben, hogy kitáguljanak és kitöltsék saját töréseiket.
"Azt akartuk jellemezni, hogy milyen anyag ez - folyadék, vagy szilárd anyag, és hogyan reagál a stresszre?" - mondja. "A természetben például ezek a tutajok lebeghetnek egy folyón és sziklákba ütközhetnek, vagy esőcseppek találhatják meg őket."
Ezeknek az öngyűjtéseknek a tesztelésére Hu csapata néhány technikát alkalmazott, összehasonlítva az élő hangyaszerkezeteket a halott hangyák összeillesztésével kontrollként. Egy reométer - egy eszköz, amely pontosan képes mérni a folyadék stresszválaszát és áramlását, és amelyet gyakran alkalmaznak ipari helyzetekben (például egy új sampon kifejlesztésekor) - úgy találták, hogy a hangyák folyamatosan átszervezik szerkezetüket a stabilitás megőrzése érdekében.
Számos anyag viselkedik szilárd anyagként, ha bizonyos sebességen mozgó erők feszülnek, és folyékony, ha lassított feszültségek vannak. Például a víz folyadékként viselkedik, amikor belecsapja a kezét, de szilárd, ha egy emberi test eltalálja a búvárdeszkát - az oka annak, hogy a hasa flop annyira fáj.
A hangya szerkezetek azonban szilárd és folyékony keverékét képezik, ha erők minden sebességgel feszítik őket - találták a kutatók. Aktívan deformálják szerkezetüket, hogy megfeleljenek egy stressznek (mint egy folyadék), de utána visszapattannak a helyükre (mint egy szilárd anyag). Nézze meg, mi történik, ha egyik szerkezetüket például Petri-csészével összenyomják:
Videóból David Hu és Nathon Mlot / Georgia Tech jóvoltából
"Ennek természetes értelme van a természetes környezetük alapján" - mondja Hu. „Ha egy tutajban lebegnek egy folyón, akkor nem tudják ellenőrizni, hogy hol úszik. Tehát ha van valami út - mondjuk egy gally -, akkor látni reagál, és áramlik a gally körül, olyan, mint egy amőba. ”
A hangyák puszta rugalmassága és úszóképessége szintén figyelemre méltó. Amikor a kutatók megpróbálták a lebegő tutajokat a vízfelszín alá tolni, rájöttek, hogy képesek ellenállni jelentős mennyiségű erőnek, és visszafelé úsznak:
Videóból David Hu és Nathon Mlot / Georgia Tech jóvoltából
Ezt részben a hangyák exoskeletonjai teszik lehetővé, amelyek természetesen hidrofóbak (azaz kémiailag taszítják a vizet). Amikor sok hangya összerakódik, hogy struktúrát képezzen, a víz nem hatol be a köztük lévő hézagokba, tehát amikor víz alatti kényszerítésre kerülnek, az ezekben az üregekben maradó levegő segít úszni.
Ezeknek a hangyáknak a figyelemre méltó élő struktúráinak talán a legnagyobb rejtélye, hogy a lények hogyan kommunikálnak, hogy felépítsék őket. A legtöbb hangya-kommunikáció a földön hagyott feromonok nyomán alapszik, de ilyen összekapcsolt formában az ilyen típusú kommunikáció valószínűtlennek tűnik. A mikroszkópos vizsgálat azt mutatja, hogy a hangyák mind az állkapcsuk, mind a lábaik végén lévő kis karmok segítségével fogják egymást. Ezt észreveszve Hu hozzáteszi: "Úgy gondoljuk, hogy érintés útján kommunikálnak, de valójában még nem értjük meg."
Egy hangya megragadja a szomszédos hangya lábát az állában. Kép jóvoltából David Hu és Nathon Mlot / Georgia Tech
