A tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy a tűzhangya tutajok a Cheerios-effektus miatt jönnek létre

A tűzhangyák a déli államok, például Georgia és Texas csapásai lehetnek, de tudományosan azok Fantasztikus a végtelenségig Példa a csoportos viselkedésre. Néhány jól elhelyezkedő tűzhangya úgy viselkedik, mint az egyéni hangya. De csomagoljon belőlük elég szorosan egymás mellé, és inkább egyetlen egységként működnek, szilárd és folyékony tulajdonságokat mutatva. Tutajokat alkothatnak, hogy túléljék a hirtelen áradásokat, tornyokba rendeződhetnek, és akár teáskannából is kiönthetik őket, mint folyadékot.

„A kombinált, ami anyagnak tekinthető, a „hatóanyag” néven ismert” – mondta. Hangtang Koh, jelenleg a Princeton Egyetem posztdoktori kutatója, aki 2018-ban a Georgia Tech végzős hallgatójaként kezdte tanulmányozni ezeket az imádnivaló lényeket. (És igen, sokszor megcsípték.) Tűzhangya pontonok. az első, kirakott A Bioinspiration and Biomimetics (B&B) folyóirat azt vizsgálta, hogyan viselkednek a tűzhangya tutajok folyó vízben a csendes víz viszonyaihoz képest.

Második, közzétételre elfogadták A Fluids of Physical Review-ban először fedezze fel azt a mechanizmust, amellyel a tűzhangyák összeállnak és tutajokat alkotnak. ko és mások. Némileg meglepődtek, amikor rájöttek, hogy a kezdeti mechanizmus úgy néz ki, mintha az lenneCheerios hatásNevét annak tiszteletére kapta, hogy az utolsó megmaradt, tejben úszó Cheerios hajlamos összetapadni a tálban, akár a közepére, akár a külső szélére sodródva.

Egy hangyának van egy bizonyos mennyiségű hidrofóbiája, vagyis képes taszítani a vizet. ez Az ingatlan sűrítve lett Amikor össze vannak kötve, úgy szövik a testüket, mint egy vízálló szövet. A hangyák összegyűjtik az esetleges tojásokat, fészekalagútjukon keresztül a felszínre törnek, és ahogy az árvíz felszáll, a hangyák alsó állkapcsaikkal és karmaikkal egymás testét rágcsálják, amíg egy lapos tutajszerű szerkezet nem képződik. Minden hangya úgy viselkedik, mint egy molekula egy anyagban, például homokszemek egy homokhalomban. A hangyák ezt kevesebb, mint 100 másodperc alatt képesek elérni. Ráadásul a hangyatutaj „öngyógyító”: elég erős ahhoz, hogy ha itt-ott elveszik egy hangya, a teljes szerkezet stabil és sértetlen maradhat, akár hónapokig is.

2019-ben Ko és munkatársai Ezt jelentették A tűzhangyák aktívan érzékelik az úszó tutajukra ható erők változásait. A hangyák tisztában vannak a különböző folyadékáramlási feltételekkel, és ennek megfelelően hozzáigazíthatják viselkedésüket, hogy stabilan tartsák a tutajt. A folyó vizén áthaladó evező örvények sorozatát hoz létre (ezt örvényként ismerik), amitől a hangyák tutajoi megpörögnek. Ezek az örvények további erőket is kifejthetnek a tutajra, ami elég ahhoz, hogy széttörje azt. A tutajra ható centrifugális erők és nyíróerők változása nagyon kicsi – a normál gravitációs erő 2-3 százaléka lehet. A hangyák azonban valamilyen módon érzik ezeket a kis elmozdulásokat a testükkel.

Az év elején a Colorado Egyetem kutatói, Boulder, Felállítottam néhány egyszerű szabályt Úgy tűnik, hogy ez szabályozza, hogy a lebegő tűzhangya tutajok idővel hogyan zsugorodnak és tágítják ki alakjukat. mint olyan értesítsen minket Abban az időben a szerkezetek néha sűrű hangyák köreibe tömörültek. Más esetekben a hangyák elkezdenek szétterülni, és hídszerű kiterjesztéseket (pszeudopodákat) alkotnak, néha pedig a hosszabbításokat használják arra, hogy kiszökjenek a tartályokból.

Hogyan érték el a hangyák ezeket a változásokat? A pontonok alapvetően két különálló rétegből állnak. Az alsó réteg hangyái szerkezeti célt szolgálnak, mivel a tutaj stabil alapját képezik. De a felső réteg hangyái szabadon mozognak az alsó rétegben lévő testvéreikhez kapcsolódó testek felett. Néha a hangyák ördögi körben mozognak az alsó rétegből a felső rétegbe, vagy a felső rétegből az alsó rétegbe.

ko et al.A B&B tanulmány némileg kapcsolódik a fókuszhoz, kivéve a Boulder-tanulmányt, amely a széles körű kollektív dinamikát vizsgálta, nem pedig az egyes hangyák közötti interakciókat. „Több ezer és ezer hangya él a vadonban, de senki sem tudja igazán, hogy egy pár hangya hogyan lép kölcsönhatásba egymással, és ez hogyan befolyásolja a tutaj stabilitását” – mondta Koe az Arsnak.

Ilyen nagy tutajok esetén a redundancia probléma lehet. Koe nagyobb irányítást akart szerezni kísérletei felett, és azt is meg akarta vizsgálni, hogy a hangyák hogyan alkalmazkodtak a víz különböző áramlási forgatókönyveihez. Azt találta, hogy a hangyák aktív egyszerűsítési stratégiát alkalmaznak, megváltoztatva a tutaj alakját, hogy csökkentsék a légellenállást. „Így valószínűleg kevesebb erőre vagy anyagcsere-költségre van szükség ahhoz, hogy a növényekhez tapadjanak, mintha az eredeti, nagyobb piteformához ragaszkodtak volna” – mondta Koe.