נמלים כבאיות יכולות לבנות דומות מבט מיניאטוריות של מגדל אייפל מגופן שלהם, והחרקים בונים מחדש את המבנים באופן תמידי כדי להציל אותם מהתמוטטות, כך עולה ממחקר חדש.
החוקרים אמרו כי החרקים זוחלים במעלה ובמורד מבנים אלה בתופעה הדומה למזרקת מים בהילוך איטי.
הממצא החדש עשוי לסייע להוביל לנחילי רובוטים שיכולים להשתמש בגופם כדי ליצור מבנים תלת-ממדיים מורכבים, הוסיפו המדענים.
בניית רפסודות
נמלי אש (Solenopsis invicta) התפתח בשדות הרטובים של פנטנאל בברזיל. בשנת 2011, קרייג טוייבי, ביולוג במכון הטכנולוגי בג'ורג'יה באטלנטה, ועמיתיו גילו את האופן בו מושבות חרקים אלו יכולות לעצב את עצמן כך שהן יכולות להישאר מעל לצוף במשך חודשים.
נמלי אש יכולות להשתמש ברפידות דביקות בקצות רגליהם כדי לקשר זה לזה וליצור רפסודה בצורת פנקייק. המחקר שנערך בשנת 2011 מצא כי שלד הנשימה של כל נמלה יכול ללכוד בועות אוויר ולהפוך דוחה מעט מים. אריגת מושבה יחד מביאה לאפקט איטום חזק יותר השומר על הרפסודה יבשה בזמן הצפה במים.
אם רפסודות הנמלים ימצאו כתמים אופטימליים להתיישב, הם יכולים ליצור מגדלים בצורת פעמון המשמשים כמקלטים זמניים לאחר שיטפונות. מבנים אלה עשויים לכלול מאות מאות אלפי נמלים ולהגיע לגובה של יותר משלושים נמלים; עד כה, זה היה תעלומה כיצד נמלים יכלו לבנות מבנים כה גבוהים מגופם בלי להמעך, אמרו החוקרים במחקר החדש.
מגדלים שוקעים
טויווי ועמיתיו מצאו בטעות את הסוד למבנים הגבוהים בזמן שהם התנסו במושבות נמלים על אש שנאספו בצדי דרכים ליד אטלנטה. החוקרים גילו את התגלית כאשר "השארנו בטעות את מצלמת הווידיאו פועלת למשך שעה נוספת לאחר שהנמלים סיימו לבנות את המגדל שלהן", אמר טווי ל- Live Science.
כדי לגרום לנמלים לבנות מגדלים, הציבו החוקרים בארגזים ברורים עם מוטות פלסטיק שנדבקו מהרצפות שלהם. מוטות אלה שימשו תומכים עליהם יוכלו הנמלים לבנות מבנים העשויים מעצמם. בניסויים שלאחר מכן מגדלי הנמלים שנבנו נעו בין 0.28 ל- 1.18 אינץ '(7 עד 30 מילימטרים) ונבנו תוך 17 עד 33 דקות. החוקרים ציינו כי מגדלים כאלה ככל הנראה קיבלו צורת פעמון מכיוון שבאותה צורה, כל מרכיב נושא עומס שווה.
במהירות גבוהה, החוקרים יכלו לראות כי המגדלים שוקעים ללא הרף, כאשר נמלים שנמצאות במעמקי המבנים מתרחקות מערימות החרקים שסביבן. עם זאת, המבנים נבנים ללא הרף, כאשר נמלים מגרדות את צידי המגדלים.
"הופתעתי ביותר שמגדל הנמלים שוקע תמיד ונבנה מחדש", אמר טוי. "חשבתי שהנמלים הפסיקו לבנות ברגע שהמגדל היה שלם. הצורה נשארת זהה - מי ינחש שהנמלים מסתובבות דרך מבנה בלתי משתנה?"
בנייה חסרת מטרה
כדי לאשר את ממצאיהם, החוקרים עירבבו צבע מבוסס יוד רדיואקטיבי במי שתייה של כמה מהחרקים ואז הכניסו את המושבה למכונת רנטגן כדי לפקח על תנועות הנמלים. "בזמן אמת נמלי פני השטח חוסמים את הנוף," אמר טוי. "יתר על כן, השקיעה איטית מכדי לגלות."
על ידי הנחת יריעות פלסטיק שקופות על גבי נמלים, המדענים גילו שכל חרק, שמשקלו בממוצע כמיליון גרם, יכול לתמוך בערך פי 750 ממשקלו ולחיות לספר את הסיפור. עם זאת, הניסויים גם העלו כי במגדלים נראה כי כל נמלה מרגישה בנוח ביותר לתמוך עד שלוש נמלים על גבו - עוד יותר, והן פשוט מוותרות והולכות משם, אמר טוי.
החוקרים ציינו כי מבנים אלה נבנו ללא מנהיג או מאמץ מתואם. במקום זאת, כל נמלה פשוט נדדה ללא מטרה, בעקבות מערכת כללים מסוימת שיכולה לעזור לה לבנות מגדלים. מודלים חישוביים שהחוקרים פיתחו יכלו לחזות במדויק את צורות המגדל ואת שיעורי הצמיחה שלהם.
"כדי לבנות את המבנה הגבוה והמוצק שלהם, בצורת מגדל אייפל, נראה שהנמלים פועלות לפי אותם כללי התנהגות פשוטים שהם נוקטים בהם כדי לבנות רפסודה צפה בצורת פנקייק על מים," אמר טווי. "ראוי לציון ששתי הצורות בקנה מידה גדול שנוצרו על ידי קבוצת הנמלים שונות באופן דרמטי ומשיגות פונקציות שונות, ובכל זאת נובעות מאותן התנהגויות אינדיבידואליות בקנה מידה קטן."
החוקרים מעוניינים כעת לנתח את "הגשרים שנמלים האש מגופות מגופם כדי לחצות פערים בשטח", אמר טווי. "הם מדהימים. אלה מקדימים אוחזים זה בזה, מתנדנדים כלפי מטה והחוצה לצד השני, ואוחזים בחוזקה בכל קצה. שאר הנמלים עוברות מעבר לגשר. ואז הנמלים המרכיבות את הגשר מפרקות אותו מתחיל מהצד הראשון, אז בסוף כל הנמלים הגיעו לצד השני. "
מחקר כזה יכול לסייע בהשראת יצירת נחילי רובוטים שיכולים לבנות מבנים מורכבים מגופם, אמר טויוי.
"חוקרי הרובוטיקה הצליחו להשיג הצלחה של צי רובוטים ליצור תבנית דו מימדית כמו מלבן, אך הם לא הבינו כיצד לגרום לרובוטים ליצור מבנה תלת ממדי יציב", אמר טווי. "מחקר זה עשוי להראות כיצד לעשות זאת.
"לדוגמה, נניח שאנו שולחים כמה מאות רובוטים קטנים דרך פתח קטן לתוך בניין שהתמוטט כדי לחפש ניצולים, או לחקור שטח לא ידוע במאדים," אמר טווי. "לפעמים הרובוטים יצטרכו לעבוד יחד כדי לחצות נקיקים או לטפס על מכשולים תלולים. בפעמים אחרות הם צריכים להתפשט. מחקר זה עשוי לעזור לנו להבין כיצד לתכנן את בקרי האינדיבידואלים שלהם, כך שיוכלו לבצע משימות שיתופיות במצבים שונים. . "
עם זאת, זה עשוי להוכיח רובוטים ביצירת רובוטים שיכולים לעשות כל מה שנמלים יכולות לעשות, אמר. "שחרר שוב ושוב נמלה מגובה 6 מטרים והיא לא תיפצע. תפיל רובוט מגובה מטר מאה פעמים ובהצלחה", אמר טוי.
המדענים פירטו את ממצאיהם ברשת 12 ביולי בכתב העת Royal Society Open Science.
