Проучването заключава, че салове от огнени мравки се образуват поради ефекта на Cheerios

Огнените мравки може да са бич за южните щати като Джорджия и Тексас, но научно е така Фантастично до безкрайност Пример за групово поведение. Няколко добре разположени огнени мравки се държат като отделни мравки. Но опаковайте достатъчно от тях плътно и те ще работят по-скоро като една единица, проявявайки твърди и течни свойства. Те могат да образуват салове, за да оцелеят при внезапни наводнения, да се подреждат в кули и дори можете да ги изливате от чайник като течности.

„Комбинираният, който може да се разглежда като вещество, е известен като „активно вещество“, каза той. Хангтанг Ко, сега постдокторантски изследовател в Принстънския университет, който започна да изучава тези очарователни създания, когато беше аспирант в Georgia Tech през 2018 г. (И да, той беше ужилен много пъти.) Понтони за огнени мравки. първият, Публикувано в Списанието Bioinspiration and Biomimetics (B&B) изследва как се държат салове на огнени мравки в течаща вода в сравнение с условията на неподвижна вода.

Второ, приети за публикуване Във Fluids of Physical Review проучете механизма, чрез който огнените мравки се събират, за да образуват салове. ко и други. Те бяха донякъде изненадани, когато откриха, че първоначалният механизъм изглежда такаCheerios ефектНаречен е в чест на тенденцията на последните останали Cheerios, плаващи в млякото, да се слепват в купата, или като се носят към центъра, или към външните краища.

Една мравка има известна степен на хидрофобия, тоест способността да отблъсква водата. това е Имотът е съкратен Когато са свързани заедно, те изплитат телата си като водоустойчива тъкан. Мравките събират всякакви яйца, проправят си път към повърхността през тунелите на гнездата си и с надигането на наводненията мравките се захапват по телата на другия с долните си челюсти и нокти, докато се образува плоска структура, подобна на сал. Всяка мравка се държи като отделна молекула в вещество, например песъчинки в пясъчна купчина. Мравките могат да постигнат това за по-малко от 100 секунди. В допълнение, салът за мравки е „самовъзстановяващ се“: той е достатъчно силен, че ако някоя мравка се загуби тук и там, цялостната структура може да остане стабилна и непокътната, дори в продължение на месеци.

През 2019 г. Ко и колеги Това е докладвано Огнените мравки могат активно да усетят промените в силите, действащи върху техния плаващ сал. Мравките са наясно с различните условия на потока на течности и могат да адаптират поведението си съответно, за да поддържат сала стабилен. Весло, което се движи през водата на реката, ще създаде поредица от водовъртежи (известни като проливен вихър), карайки саловете на мравките да се въртят. Тези вихри могат също да упражняват допълнителни сили върху сала, достатъчни, за да го разчупят. Промените както в центробежните сили, така и в силите на срязване, действащи върху сала, са много малки – може би 2 процента до 3 процента от нормалната гравитационна сила. Въпреки това по някакъв начин мравките могат да усетят тези малки промени с телата си.

По-рано тази година изследователи от Университета на Колорадо, Боулдър, Поставих няколко прости правила Което изглежда контролира как плаващите салове на огнени мравки се свиват и разширяват формата си с течение на времето. като такъв Информирай ни По това време структурите понякога са били компресирани в плътни кръгове от мравки. В други случаи мравките ще започнат да се разпространяват, за да образуват подобни на мост разширения (псевдоподи), понякога използвайки разширенията, за да избягат от контейнерите.

Как мравките са постигнали тези промени? Понтоните се състоят основно от два отделни слоя. Мравките в долния слой служат за структурна цел, тъй като те образуват стабилната основа на сала. Но мравките в горния слой се движат свободно по телата, прикрепени към техните събратя в долния слой. Понякога мравките се движат от долния слой към горния слой или от горния слой към долния слой в порочен кръг.

ко et al.Проучването B&B е донякъде свързано с фокуса, с изключение на проучването Boulder, което разглежда широката колективна динамика, а не взаимодействията между отделните мравки. „Има хиляди и хиляди мравки в дивата природа, но никой не знае как една двойка мравки ще взаимодействат помежду си и как това се отразява на стабилността на сала“, каза Кое пред Ars.

При такива големи салове излишъкът може да бъде проблем. Koe искаше да придобие повече контрол над своите експерименти и също така да проучи как мравките се адаптират към различни сценарии на потока във водата. Той установи, че мравките използват активна стратегия за опростяване, променяйки формата на сала, за да намалят съпротивлението. „Така че вероятно е необходима по-малко сила или по-малко метаболитни разходи, за да се придържаме към растенията, отколкото ако се бяха придържали към оригиналната, по-голяма форма на пай“, каза Коу.