Mieren Gebruiken 'Math' Om De Snelste Route Te Vinden

{h1}

Mieren volgen fermat's principe van de minste tijd om het snelste pad te vinden.

Zoals licht dat doet, volgen mieren die door verschillende materialen reizen het snelste pad, niet het kortste pad.

Een recent onderzoek wees uit dat wanneer vuurmieren (Wasmannia auropunctata) verschillende oppervlakken gekruist, kozen de insecten de route die hun totale wandeltijd zou minimaliseren, in plaats van de afgelegde afstand. Het gedrag van de mieren biedt een kijkje in hoe groepen sociale insecten zichzelf organiseren, zeggen de wetenschappers.

In optica neemt een lichtstraal die zich tussen twee punten voortbeweegt het pad dat de minste tijd nodig heeft, zelfs als dit niet de kortste afstand is - wat bekend staat als "Fermat's principe van de minste tijd". Stel je bijvoorbeeld een reddingsmeester haastig voor om iemand in de oceaan op enige afstand langs het strand te redden. De snelste manier om het slachtoffer te bereiken, is eerst langs het strand te rennen om de tijd die ze zou moeten zwemmen te minimaliseren, wat meestal langer duurt dan hardlopen. [Album: de 11 mooiste wiskundige vergelijkingen]

In de studie verzamelden onderzoekers kolonies van het kleine vuur mieren - een van 's werelds 100 meest invasieve soorten - op locaties in Israël. Elke kolonie bevatte een paar duizend arbeidersmieren en verschillende koninginnen. De mieren werden in een hoek van een omheining geplaatst en kakkerlakken werden als een voedselbron in de tegenovergestelde hoek verschaft. Om bij de kakkerlakken te komen, moesten de mieren een foerageergebied oversteken dat bedekt was met verschillende materialen: glad vilt, ruw vilt of een glazig oppervlak. De wetenschappers testten de mieren op oppervlakken bestaande uit paren van deze materialen naast elkaar (glas en ruw vilt, glas en glad vilt, glad vilt en ruw vilt).

De mieren reisden sneller over het glasachtige materiaal dan met beide soorten vilt, en ze bewogen sneller over het gladde vilt dan over het ruwe vilt.

Op weg naar hun voorn banket, volgden de mieren niet het meest directe reispad, ontdekte de studie. In plaats daarvan volgden ze een schuin pad, waarbij ze meer van het gladdere materiaal aflegden om de voedselhamellen in de kortste tijd te bereiken. De bevindingen tonen aan dat Fermat's principe van licht reizen ook van toepassing is op levende wezens, concluderen de onderzoekers.

De mieren vertrouwen op sporen van feromonen om hun weg te vinden. De onderzoekers suggereren dat het chemische spoor aanvankelijk willekeurig zou kunnen zijn, maar convergeert op de optimale route in de loop van de tijd. Dit proces illustreert zelforganisatie en evolutie, waarbij alle mogelijke routes worden teruggebracht tot de snelste.

"We hebben geconstateerd dat een algemene regel van toepassing is op een dynamisch systeem dat uitsluitend steunt op communicatie [feromonen] en sociale samenwerking", zei hoofdonderzoeksauteur Jan Oettler van de Universiteit van Regensburg, Duitsland, op de nieuwssite Phys.org.

De mieren hebben echter hun grenzen. Over kortere afstanden presteerden de mieren niet zo goed in het kiezen van het snelste pad, mogelijk omdat er meer van het feromoon in elk gebied was.

Wetenschappers weten al lang dat mieren de kortste van verschillende paden kiezen om bij een voedselbron te komen, om reistijd te minimaliseren of energie te besparen. Maaimachines mijden bijvoorbeeld paden met meer vegetatie en houtmieren geven de voorkeur aan horizontale bruggen naar verticale.

De nieuwe bevindingen werden op 20 maart gepubliceerd in het tijdschrift PLOS ONE.

Volgen Tanya Lewis op tjilpen en Google+. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: Zeitgeist Moving Forward [Full Movie][2011].




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com