Nova raziskava odkrito mravlje lahko zgradi miniaturni Eifflov stolp, podoben videzu, in žuželke nenehno obnovijo strukture, da se rešijo pred propadom.
Žuželke se plazijo navzgor in navzdol po teh strukturah v pojavu, ki spominja na vodnjak s počasnim gibanjem v obratni smeri, so povedali raziskovalci.
Ugotovitve nove študije bi lahko pripeljale do rojev robotov, ki lahko s svojimi telesi oblikujejo zapletene 3D strukture, dodajajo znanstveniki.
Gradnja splavov
Požarne mravlje (Solenopsis invicta) se je razvil v mokriščih Pantanal v Braziliji. Leta 2011 je Craig Tovey, biolog z Georgia Institute of Technology v Atlanti, in njegovi sodelavci odkrili način, kako se lahko kolonije teh žuželk oblikujejo v raftst, ki lahko mesece ostanejo na zraku.
Ognjene mravlje lahko uporabljajo lepljive blazinice na koncih nog, da se med seboj povežejo in oblikujejo splav v obliki palačinke. Študija iz leta 2011 je pokazala, da lahko vsak mravljin eksoskelet lovi zračne mehurčke in postane rahlo vodoodbojen. Tkanje kolonije skupaj vodi do močnejšega hidroizolacijskega učinka, ki ohranja splav suh, medtem ko je na vodi v vodi.
Če najdejo mravljišča splavi, se lahko uredijo zvonovi v obliki zvonov, ki delujejo kot začasna zaklonišča pred poplavami. Vsaka od teh struktur lahko obsega več sto tisoč mravelj in doseže več kot 30 mravelj; do zdaj je bila skrivnost, kako so mravlje lahko zgradile tako visoke strukture iz lastnih teles, ne da bi se zmečkale, so v novi raziskavi povedali raziskovalci.
Potonski stolpi
Tovey in njegovi sodelavci so po naključju odkrili skrivnost za visoke strukture, medtem ko so eksperimentirali z kolonijami ognjenih mravov, zbranimi s cest v bližini Atlante. Raziskovalci so odkritje ugotovili, "ko smo po nesreči pustili video kamero še eno uro, potem ko so mravlje končale gradnjo svojega stolpa," je Tovey povedal Live Science.
Da bi mravlje spodbudili k gradnji stolpov, so jih raziskovalci postavili v prozorne škatle, na katere so iz tal tlakala plastična palica. Te palice so služile kot podpora, na katerih so mravlje lahko same zgradile strukture. V kasnejših poskusih so stolpi, ki so jih mravlje postavile, visoke od 0,28 do 1,18 palca (7 do 30 milimetrov) in so bile postavljene v 17 do 33 minutah. Raziskovalci so ugotovili, da so takšni stolpi verjetno dobili zvončasto obliko, ker je v tej obliki vsak sestavni del enako obremenjen.
Z veliko hitrostjo so raziskovalci lahko videli, da stolpi nenehno tonejo, saj mravlje v globinah struktur tuneli stran od gomil žuželk okoli njih. Vendar se strukture nenehno obnavljajo, saj mravlje švigajo po straneh stolpov.
"Najbolj me je presenetilo, da mravljin stolp nenehno tone in se obnovi," je dejal Tovey. "Mislil sem, da so mravlje nehale graditi, ko je stolp končan. Oblika ostane enaka - kdo bi uganil, da mravlje krožijo skozi nespremenljivo zgradbo?"
Brezciljna gradnja
Za potrditev svojih ugotovitev so raziskovalci zmešali blago radioaktivno barvo na osnovi joda v pitno vodo nekaterih žuželk in nato kolonijo postavili v rentgenski aparat, da so spremljali gibanje mravelj. "V realnem času površinske mravlje blokirajo pogled," je dejal Tovey. "Poleg tega je potopitev prepočasna za odkrivanje."
Znanstveniki so s postavitvijo prozornih listov plastike na mravlje ugotovili, da lahko vsaka žuželka, ki v povprečju tehta približno 1 miligram, podpira do približno 750-krat večjo težo in v živo pripoveduje zgodbo. Vendar so poskusi tudi namigovali, da se zdi, da se v stolpih zdi, da se vsaka mravlja najbolj udobno opira do treh mravelj na hrbtu - in to preprosto obupajo in odidejo, je povedal Tovey.
Raziskovalci so ugotovili, da so bile te strukture zgrajene brez vodje ali usklajenega truda. Namesto tega se je vsa mravljala brezciljno sprehodila po določenem nizu pravil, ki bi ji lahko pomagala pri gradnji stolpov. Računalniški modeli, ki so jih razvili raziskovalci, bi lahko natančno predvideli oblike stolpnic in stopnje rasti, navaja študija.
"Zdi se, da so mravlje za izgradnjo svoje visoke, trdne zgradbe v obliki Eifflovega stolpa enake preprostim vedenjskim pravilom, da bi na vodi postavile plavajoči splav v obliki palačinke," je dejal Tovey. "Izjemno je, da se dve obsežni obliki, ki ju tvori skupina mravov, dramatično razlikujeta in dosegata različne funkcije, vendar izhajata iz istih majhnih posameznih vedenj."
Zdaj raziskovalci želijo analizirati "mostove, ki jih požarne mravlje naredijo iz svojih teles, da bi prečkale vrzeli na terenu", je dejal Tovey. "Neverjetni so. Spredaj se držijo drug drugega, se spuščajo navzdol in navzven na drugo stran in se trdno oprimejo na vsakem koncu. Ostale mravlje hodijo čez most. Nato mravlje, ki sestavljajo most, ga razgradijo, ko začnejo s prve strani, tako da so na koncu vse mravlje dosegle še drugo stran. "
Takšne raziskave bi lahko pomagale navdih za ustvarjanje rojev robotov, ki bi lahko iz svojih teles sestavili kompleksne strukture, je dejal Tovey.
"Raziskovalci robotike so imeli nekaj uspeha pri pridobivanju flote robotov, ki so oblikovali dvodimenzionalni vzorec, kot je pravokotnik, vendar niso ugotovili, kako doseči, da bi roboti oblikovali stabilno tridimenzionalno strukturo," je dejal Tovey. "Ta raziskava lahko pokaže, kako to storiti.
"Recimo, da pošljemo nekaj sto majhnih robotov skozi majhno odprtino v strnjeno zgradbo, da bi iskali preživele ali raziskali neznani teren na Marsu," je dejal Tovey. "Včasih bodo morali roboti sodelovati, da prečkajo vrzeli ali se povzpnejo čez strme ovire. Druge čase bi se morali razširiti. Ta raziskava nam bo morda pomagala razumeti, kako oblikovati njihove posamezne krmilnike, da bodo lahko v različnih situacijah skupaj opravljali različne naloge. . "
Kljub temu pa bo morda težko ustvariti robote, ki zmorejo vse, kar lahko počnejo mravlje, je dejal. "Večkrat spustite mravljo s 6 čevljev, pri čemer se ne bo poškodoval. Stokrat spustite robota s 6 čevljev in veliko sreče," je dejal Tovey.
Znanstveniki so svoje ugotovitve podrobno predstavili na spletu 12. julija v reviji Royal Society Open Science.
