Ko o mravljah pomislimo kot na graditelje, si običajno predstavljamo, da kopajo zapletene mreže tunelov kot del podzemnih kolonij.
Toda David Hu, Nathan Mlot in skupina drugih raziskovalcev iz Georgia Tech preučujejo zelo različne vrste vedenja stavb, značilne za eno vrsto mravlje: Sposobnost Solenopsis invicta za gradnjo mostov, splavov in celo začasnih zaklonišč z uporabo lastnih teles kot zgradbe material.
"Požarne mravlje so sposobne zgraditi tisto, čemur pravimo" samo agregacije ", " pravi Hu. "Zgradijo lahko majhne čolne, majhne hišice, imenovane bivaki, in celo mostove, da prečkajo potoke, saj so gradbeni material, ki povezujejo telesa in tvorijo močne mreže."
Mravlje danes veljajo za invazivno vrsto v 25 državah, Aziji in Avstraliji, vendar je njihovo nenavadno vedenje strategija preživetja, ki jo oblikuje njihovo domače okolje: posebno območje mokrišč v zahodni Braziliji, ki jih pogosto zalivajo. "Mravlje živijo pod zemljo, ko pa začne poplavljati, morajo zbrati člane kolonije, jih potegniti iz zemlje in zgraditi plavajoči splav, " pravi Hu.
Ognjene mravlje tvorijo živi most med skodelico in čajnikom. Fotografsko prispeval David Hu in Nathon Mlot / Georgia Tech
Ko ta splav zadene kopno, mravlje nadaljujejo z gradnjo. Če prečkajo majhne tokove med nadaljnjo selitvijo, naredijo žive mostove, ki omogočajo, da se celotna kolonija spusti na varno. Nato s svojimi telesi zgradijo začasen nadzemni prostor, da bi zagotovili zavetje nekaj dni, potrebnih za ponovno kopanje podzemnih tunelov. Ves čas se mravlje, ki tvorijo začasno zavetišče, neprestano premikajo, vendar še vedno ohranjajo strukturo. "To je res živa arhitektura - ima dobro zgrajene, organizirane predore, dvorane, " pravi Hu. Vsaj za mravlje v notranjosti to zagotavlja zaščito pred sovražnim vremenom ali plenilci.
Hu, inženirja, zanima predvsem preučevanje roj mravelj kot novega materiala z neslutenimi značilnostmi. V okviru nedavnih raziskav njegove skupine, ki so jih včeraj predstavili na letnem srečanju Ameriškega fizikalnega društva, je s sodelavci mravlje obravnaval v okviru drugih "aktivnih snovi" - snovi, ki se lahko odzovejo na spreminjajoče se pogoje, kot so cementi za samozdravljenje ki lahko energijo uporabijo na sončni svetlobi, da razširijo in napolnijo svoje zlome.
"Želeli smo opisati, za kakšen material gre - ali je tekočina ali trdna snov in kako se odziva na stres?" "V naravi lahko na primer ti splavi plavajo po reki in se zaletavajo v skale, ali pa jih lahko zadenejo dežne kaplje."
Hujeva ekipa je za preskušanje teh samoopaženj uporabila nekaj tehnik, ki so primerjale žive mravlje strukture z nagnjenimi mrtvimi mravljami kot kontrolo. Z reometrom - napravo, ki lahko natančno izmeri odziv na stres in pretok tekočine in se pogosto uporablja v industrijskih situacijah (na primer pri razvoju novega šampona) - so ugotovili, da mravlje nenehno reorganizirajo svojo strukturo, da ohranijo stabilnost.
Številni materiali se obnašajo kot trden material, kadar se obremenjujejo s silami, ki se gibljejo z določeno hitrostjo, in tekočina, ko jih upočasnjujejo. Voda, na primer, se obnaša kot tekočina, ko vtaknete roko vanjo, toda trdna, ko jo človeško telo zadene s skoka s potapljajoče se deske - razlog, da trebuh tako močno boli.
Toda mravlje strukture so kombinacija trdne in tekoče, ko jih sile ob vseh hitrostih obremenjujejo, so ugotovili raziskovalci. Aktivno deformirajo svojo strukturo, da sprejmejo stres (kot tekočina), vendar se nato odbijejo nazaj (kot trdna snov). Preverite, kaj se zgodi, ko eno od njihovih struktur stisne na primer petrijev:
Iz video prispevkov Davida Huja in Nathona Mlota / Georgia Tech
"To je smiselno glede na njihovo naravno okolje, " pravi Hu. "Če lebdijo v splavu navzdol ob reki, nimajo nadzora nad tem, kje plava, tako da če je na poti kaj - recimo, vejica - vidite odziv in se vrti okoli vejice, podobno kot ameba. ”
Prav tako je izjemna odpornost in plovnost mravelj. Ko so raziskovalci skušali plavajoče splave potisniti pod gladino vode, so ugotovili, da se lahko upirajo veliki količini sile in plavajo nazaj navzgor:
Iz video prispevkov Davida Huja in Nathona Mlota / Georgia Tech
To deloma omogočajo mravlje eksoskeleti, ki so naravno hidrofobni (tj. Kemično odbijajo vodo). Ko se številne mravlje združijo in tvorijo strukturo, voda med tem ne prodre v vrzeli, zato jih zrak, ki ostane v teh votlinah, prisili, da ko so prisiljeni pod vodo.
Morda je največja skrivnost izjemnih življenjskih struktur teh mravov ta, kako bitja komunicirajo, da jih gradijo. Večina komunikacije z mravljišči temelji na feromonih, ki so ostali na tleh, vendar se v takšni medsebojno povezani obliki ta vrsta komunikacije zdi malo verjetna. Mikroskopski pregled razkrije, da se mravlje med seboj oprimejo s čeljustmi in majhnimi kremplji na koncu nog. Ob tem Hu doda: "Mislimo, da komunicirajo prek dotika, a tega še ne razumemo."
Mravlja zgrabi nogo sosednje mravlje v čeljusti. Vljudnost slik Davida Huja in Nathona Mlota / Georgia Tech
