Муравьи строят "тонущие" Эйфелевы башни для побега
Огненные муравьи используют свои тела для построения структур, напоминающих Эйфелеву башню, когда сталкиваются с высоким препятствием во время поиска пищи или побега. Новое исследование Технологического института Джорджии показывает, что они строят эти структуры без лидера или скоординированных усилий. Каждый муравей бродит бесцельно, следуя определённому набору правил, пока не начинает неосознанно участвовать в строительстве башни высотой в несколько дюймов.
"Если бы вы наблюдали за муравьями 30 секунд, вы бы не могли предположить, что через 20 минут будет создано нечто чудесное", — сказал Дэвид Ху, профессор машиностроения. — "Без планирования, методом проб и ошибок, они создают колоколообразную структуру, которая помогает им выжить".
Исследование башен является продолжением работы группы 2014 года о плотах из муравьёв. Для строительства башен муравей ищет свободное место, как машина на переполненной парковке. Найдя его (обычно на вершине башни), он останавливается и готовится к тому, что другие муравьи заберутся на него.
Башня расширяется по мере роста в высоту, постепенно принимая форму знаменитого парижского ориентира. Более широкое поперечное сечение в основании позволяет муравьям лучше распределять вес.
"Мы обнаружили, что муравьи могут выдерживать вес, в 750 раз превышающий массу их тела, но, кажется, им наиболее комфортно, когда на их спинах находятся три собрата", — сказал соавтор Крейг Тови. — "Если больше трёх — они просто сдаются, разрывают сцепление и уходят".
Несмотря на равномерное распределение веса группой, башня находится в постоянном движении. Колонна "тонет" по мере работы насекомых. Муравьи соскальзывают вниз и выходят через туннели в основании. Движение башни похоже на медленную шоколадную фонтанну в обратную сторону.
"Тонущие" башни были обнаружены случайно. Исследователи планировали записывать строительство два часа, но камера работала три.
"Мы не ожидали увидеть ничего интересного в этот дополнительный час, поэтому ускорили видео в 10 раз", — сказал Тови. — "Мы были поражены, насколько иначе выглядели движения муравьёв".
В реальном времени они видели, как муравьи активно двигаются по поверхности башни из, казалось бы, неподвижных особей. На высокой скорости движения поверхностных муравьёв превратились в размытие, а вся башня медленно сползала вниз.
"Погружение башни было слишком медленным, чтобы увидеть его в реальном времени", — сказал Тови.
"Тонение" было подтверждено рентгеновской видеосъёмкой. Исследователи накормили часть муравьёв радиоактивной пищей, а затем поместили колонию в рентгеновский аппарат. С помощью покадровой съёмки они наблюдали, как радиоактивные насекомые поднимаются по бокам, постепенно погружаются в глубины башни, покидают кучу и постоянно повторяют этот процесс часами.
"Башни муравьёв похожи на человеческую кожу", — сказал Ху. — "Башня постоянно перестраивается и обновляет свою поверхность".
Результаты, опубликованные в журнале Royal Society Open Science, могут иметь значение для модульных роботов, которые в настоящее время не очень эффективны в строительстве высоких башен.
"99% всех видов, которые когда-либо жили на Земле, вымерли", — сказал Тови, который также является биологом. — "Остальные разработали очень эффективные методы выживания. Почему бы нам не изучить эти процессы? Инженеры и учёные не всегда знают, к чему приведут наши открытия, но биоинспирированный дизайн может быть мощным инструментом для повышения эффективности нашего мира".
Статья "Fire ants perpetually rebuild sinking towers" была опубликована 11 июля.