Теперь исследователи внимательно посмотрели. Они заморозили плоты с муравьями и отсканировали их с помощью миниатюрного компьютерного томографа, чтобы посмотреть на самую прочную часть структуры – внутреннюю часть – и обнаружить, как непрозрачные муравьи соединяются, располагаются и ориентируются друг с другом.
«Теперь мы можем увидеть, как подключен каждый кирпич», – сказал доцент Технологического института Джорджии Дэвид Ху. "Это все равно что заглянуть внутрь склада и увидеть строительные леса и двутавровые балки."
Он нашел много лучей.
В среднем каждый муравей на плоту соединяется с 4.8 соседей. У муравьев шесть ног, но с помощью когтей, липких подушечек и челюстей у каждого животного в среднем около 14 соединений. У больших муравьев может быть до 21.
Из 440 просканированных муравьев у 99 процентов из них все ноги были прикреплены к соседям. Связь обеспечивает достаточную прочность, чтобы удерживать плоты в целости, несмотря на сильные течения.
Ху и его команда также заметили, что насекомые используют свои ноги, чтобы увеличить расстояние между своими соседями.
«Увеличение расстояния сохраняет плот пористым и плавучим, позволяя конструкции оставаться на плаву и отскакивать обратно на поверхность, когда сильные речные течения погружают ее в воду», – сказал Натан Млот, аспирант Технологического института Джорджии в George W. Школа машиностроения Вудраффа, которые работали над обоими исследованиями.
Млот и остальные члены исследовательской группы также обнаружили, что более мелкие муравьи, как правило, заполняют пространство вокруг больших муравьев. Это предотвращает просачивание воды и предотвращает появление слабых мест на плоту. Насекомые, большие и маленькие, располагаются перпендикулярно, а не параллельно. Это увеличивает адаптивность плота, позволяя ему расширяться и сжиматься в зависимости от условий.
То же самое верно, когда муравьи строят башни и мосты для безопасности и живучести.
Однако компьютерная томография не может решить одну вещь: как муравьи знают, куда идти и что делать. Их сотрудничество – загадка, которую исследовательская группа еще не разгадала.
«Огненные муравьи – особые инженеры», – сказал Ху. "Они каменщики и кирпичи. Каким-то образом они строят и ремонтируют свои сооружения без лидера и без ведома о том, что происходит. Они просто реагируют и взаимодействуют."
Лучшее понимание этого явления может привести к новым приложениям для людей и машин. Например, Ху представляет себе роботов, которые могут соединяться друг с другом для создания более крупных роботов или мостов из материалов, которые могут самостоятельно ремонтироваться.
"Если муравьи могут это сделать, возможно, люди смогут создавать вещи, которые тоже могут."
Это исследование опубликовано 11 июня в Журнале экспериментальной биологии.