唧唧堂名校科研介绍2014-07-22 9:07 PM

蚂蚁互相抓握构造出一个惊人的蚁筏

在洪水中,为了生存,火蚁用下颚牙和腿互相紧紧连接,用他们身体400倍的重量建造了一个救生筏。

如今,研究人员冻结了蚁筏,用一台微信CT扫描仪观察蚁筏中这种牢固的结构,以发现这些不透明的蚂蚁是如何排列和互相定位的。

“现在我们可以看到每一个结构是如何连接的,这就像看到一个大仓库的脚手架和工字架。”佐治亚理工大学机械工程专业助理教授David Hu说。

他发现了很多连接点。在蚁筏中,平均每只蚂蚁连接着4.8位邻居,蚂蚁有六条腿,但是在使用他们的爪子、粘合垫、下颚骨时,每只蚂蚁可以平均有14个连接点。大点的蚂蚁连接点甚至可以达到21个。

在对这440只蚂蚁扫描时,大约有99%的蚂蚁将它们所有的腿与邻居蚂蚁连接,这种连接产生足够的强度可以使它们在遇到强烈的拉扯时仍然可以使蚁筏保持完整。

Hu和他的同事同时发现这些蚂蚁用他们的腿来保持与它们邻居间的距离。


小蚂蚁填补空白

“增加的距离有助于使蚁筏保持多孔并具有浮力,这样可以使蚁筏可以浮住,并且当较大的水流淹没蚁筏时可以再浮出水面。”曾在这项研究中工作的研究生Nathan Mlot说。

研究人员发现,小蚂蚁更倾向于去填补大蚂蚁之间的空间,这样可以防止水渗入蚁筏中的小孔中。

大小蚂蚁是垂直排列的,而不是平行的。这可以增加木筏的适应性,根据情况进行膨胀和收缩。蚂蚁为了生存和安全搭建房屋和桥梁也是用这样的方式。

但有一件事情CT却无法解决,蚂蚁是如何知道它们应该去哪里,做什么的,研究人员至今无法了解它们的这种合作。

“火蚁是特殊的工程师,他们是瓦工,也是砖工。不知何故,它们在建造和修复结构时并没有一个领袖,也不知道发生了什么,他们只是不断地反应和互动。”Hu说。“对这种现象有更多地了解有助于人和机器的新的应用。比如说,我们可以设想有一种机器人可以连接在一起变成更大的机器人,并且有自我修复的功能。如果蚂蚁能做到,也许人类可以创造出东西也能做到。”


这项发表在实验生物学杂志上的研究部分由美国国家科学基金会资助。


英文报道
ANTS CLUTCH EACH OTHER TO BUILD AN AMAZING LIFE RAFT
http://www.jijitang.com/note/5346

论文原文:
《火蚁用自身集合体有效控制间距和方向》,2014年6月发表于《 the Journal of Experimental Biology》
http://jijitang.com/note/5343

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