Vuurmieren Bouwen Zinkende 'Eiffeltorens' Uit Hun Eigen Lichaam

{h1}

Vuurmieren kunnen miniatuur-look-alikes van de eiffeltoren bouwen vanuit hun eigen lichaam, en de insecten herbouwen de structuren voortdurend om hen te beschermen tegen instorting, ontdekte een nieuwe studie.

Vuurmieren kunnen miniatuur-look-alikes van de Eiffeltoren bouwen vanuit hun eigen lichaam, en de insecten herbouwen de structuren voortdurend om hen te beschermen tegen instorting, ontdekte een nieuwe studie.

De insecten kruipen op en neer door deze structuren in een fenomeen dat lijkt op een slow-motion fontein in omgekeerde richting, aldus de onderzoekers.

De bevinding van de nieuwe studie zou kunnen leiden tot zwermen robots die hun eigen lichaam kunnen gebruiken om complexe 3D-structuren te vormen, voegde de wetenschap eraan toe. [Mind Control: Gallery of Zombie Ants]

Bouw vlotten

Vuurmieren (Solenopsis invicta) is geëvolueerd in de wetlands van Pantanal in Brazilië. In 2011 ontdekte Craig Tovey, een bioloog aan het Georgia Institute of Technology in Atlanta, en zijn collega's de manier waarop kolonies van deze insecten zichzelf kunnen vormen tot vlotten die maandenlang kunnen blijven drijven.

Vuurmieren kunnen plakstrips aan het uiteinde van hun voet gebruiken om aan elkaar te linken en een pannenkoekvormig vlot te vormen. Uit het onderzoek van 2011 bleek dat het exoskelet van elke mier luchtbellen kan vasthouden en enigszins waterafstotend kan worden. Het weven van een kolonie leidt samen tot een krachtiger waterdichtend effect dat het vlot droog houdt terwijl het in het water drijft. [Video: Watch Fire Ants Build Rafts]

Als de ant-vlotten optimale plekken vinden om te settelen, kunnen ze klokvormige torens vormen die fungeren als tijdelijke schuilplaatsen in de nasleep van overstromingen. Deze structuren kunnen elk uit honderdduizenden mieren bestaan ​​en meer dan 30 mieren hoog bereiken; tot nu toe was het een raadsel hoe mieren dergelijke hoge structuren uit hun eigen lichaam konden bouwen zonder verpletterd te worden, aldus de onderzoekers in de nieuwe studie.

Zinkende torens

Tovey en zijn collega's vonden per ongeluk het geheim van de hoge gebouwen terwijl ze aan het experimenteren waren met vuurmierenkolonies die verzameld waren langs de kant van de weg bij Atlanta. De onderzoekers deden de ontdekking toen "we de videocamera per ongeluk een uur langer lieten lopen nadat de mieren klaar waren met het bouwen van hun toren", vertelde Tovey aan WordsSideKick.com.

Vuurmieren kunnen hun lichaam gebruiken om te creëren

Vuurmieren kunnen hun lichaam gebruiken om "torenhoge" torens te creëren.

Credit: Georgia Tech
Studie co-auteur Nathan Mlot, ook een bioloog aan het Georgia Institute of Technology, "was een te goede wetenschapper om gegevens te verwijderen", zei Tovey. "Maar hij wou geen uur verspillen om te kijken of er iets gebeurde, dus speelde hij de video met verschillende keren op normale snelheid."

Om de mieren ertoe te brengen torens te bouwen, plaatsten de onderzoekers ze in duidelijke dozen met plastic staven die op hun vloeren omhoog staken. Deze staven dienden als steunen waarop de mieren structuren konden bouwen die uit zichzelf waren gemaakt. In latere experimenten varieerden de torens die de mieren bouwden van 0,28 tot 1,18 inch (7 tot 30 millimeter) hoog en werden ze binnen 17 tot 33 minuten gebouwd. De onderzoekers merkten op dat dergelijke torens waarschijnlijk een belvorm kregen, omdat in die vorm elk onderdeel een gelijke belasting draagt.

Op hoge snelheid konden de onderzoekers zien dat de torens constant zinken, terwijl mieren in de diepte van de structuren weg tunnelen van de stapels insecten om hen heen. De structuren worden echter constant opnieuw opgebouwd, terwijl mieren de zijkanten van de torens opsnorren.

"Ik was het meest verrast dat de mierstoren onophoudelijk wegzakt en opnieuw wordt opgebouwd," zei Tovey. "Ik dacht dat de mieren niet meer bouwden zodra de toren compleet was. De vorm blijft hetzelfde - wie zou denken dat de mieren door een onveranderlijke structuur circuleren?"

Doelloze constructie

Om hun bevindingen te bevestigen, mengden de onderzoekers een licht radioactieve jodiumgebaseerde kleurstof in het drinkwater van sommige insecten en zetten de kolonie vervolgens in een röntgenapparaat om de bewegingen van de mieren te controleren. "In real time blokkeren de oppervlakte-mieren het zicht", zei Tovey. "Bovendien is het zinken te traag om te detecteren."

Door transparante lagen plastic op mieren te plaatsen, ontdekten de wetenschappers dat elk insect, dat gemiddeld ongeveer 1 milligram weegt, tot ongeveer 750 keer zijn gewicht kan dragen en leven om het verhaal te vertellen. Echter, de experimenten suggereerden ook dat in torens elke mier het meest comfortabel lijkt om maximaal drie mieren op zijn rug te ondersteunen - meer nog, en ze geven gewoon op en lopen weg, zei Tovey.

De onderzoekers merkten op dat deze structuren werden gebouwd zonder een leider of gecoördineerde inspanning. In plaats daarvan zwierf elke mier doelloos, volgde een aantal regels die hem konden helpen bij het bouwen van torens. Computationele modellen die de onderzoekers ontwikkelden, konden torenvormen en groeipercentages nauwkeurig voorspellen, aldus de studie.

"Om hun lange, solide structuur in de Eiffeltoren te bouwen, lijken de mieren dezelfde eenvoudige gedragsregels te volgen die ze volgen om een ​​pannenkoekvormig vlot op water te bouwen," zei Tovey. "Het is opmerkelijk dat de twee grootschalige vormen gevormd door de groep mieren dramatisch anders zijn en verschillende functies bereiken, maar toch voortkomen uit hetzelfde kleinschalige individuele gedrag."

De onderzoekers willen nu analyseren "de bruggen die de vuurmieren uit hun lichaam maken om gaten in het terrein te doorlopen", zei Tovey. "Ze zijn geweldig, degenen voor ons houden elkaar vast, bengelen naar beneden en naar buiten naar de andere kant en houden stevig aan elk uiteinde vast.De rest van de mieren lopen over de brug.Daarna deconstrueren de mieren die de brug vormen het begin vanaf de eerste kant, dus aan het einde hebben alle mieren de andere kant bereikt. "

Dergelijk onderzoek zou kunnen helpen bij het creëren van zwermen robots die complexe structuren uit hun lichaam zouden kunnen bouwen, zei Tovey.

"Robotonderzoekers hebben enig succes gehad door een robotpark een tweedimensionaal patroon te laten vormen zoals een rechthoek, maar ze zijn er nog niet achter hoe ze robots een stabiele driedimensionale structuur kunnen geven", aldus Tovey. "Dit onderzoek kan laten zien hoe dat moet.

"Stel dat we enkele honderden kleine robots door een kleine opening in een ingestort gebouw sturen om te zoeken naar overlevenden, of onbekend terrein op Mars te verkennen," zei Tovey. "Soms moeten de robots samenwerken om spleten over te steken of over steile hellingen te klimmen.Op andere momenten moeten ze zich verspreiden.Dit onderzoek kan ons helpen begrijpen hoe ze hun individuele controllers kunnen ontwerpen, zodat ze samen verschillende taken in verschillende situaties kunnen uitvoeren.."

Toch kan het moeilijk zijn om robots te maken die alles kunnen doen wat mieren kunnen doen, zei hij. "Laat een mier herhaaldelijk vallen vanaf 1,88 m [1,88 m] en het zal niet gewond raken." Laat een robot van 6 feet honderd keer vallen en veel succes, "zei Tovey.

De wetenschappers hebben hun bevindingen online op 12 juli gepubliceerd in het tijdschrift Royal Society Open Science.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Onderzoek


'Puppy-Ogen' Helpen Honden Zich Te Binden Met Mensen, Stelt De Studie Voor
'Puppy-Ogen' Helpen Honden Zich Te Binden Met Mensen, Stelt De Studie Voor

Ijsland Speelt In Op Bedreigde Walvisvlees (Op-Ed)
Ijsland Speelt In Op Bedreigde Walvisvlees (Op-Ed)

Science Nieuws


Onderzoek Onthult Geheime Oorzaken Van Broers En Zussen
Onderzoek Onthult Geheime Oorzaken Van Broers En Zussen

Fotograaf Op Arctic Trek Snags Prachtige Northern Lights-Foto'S
Fotograaf Op Arctic Trek Snags Prachtige Northern Lights-Foto'S

Waarom Recept Drugsverslaving Groeit Onder Tieners
Waarom Recept Drugsverslaving Groeit Onder Tieners

Historisch Klimaatonderzoek Onthult De Rol Van De Mens In De Huidige Opwarming
Historisch Klimaatonderzoek Onthult De Rol Van De Mens In De Huidige Opwarming

Excessive Added Sugar Clogs Americans 'Diets (Infographic)
Excessive Added Sugar Clogs Americans 'Diets (Infographic)


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

© 2005–2019 WordsSideKick.com