CU Boulder’daki araştırmacılar, ateş karıncalarının devasa kolonilerinin köprüler, merdivenler ve yüzen sallar oluşturduğunu yöneten istatistiksel kuralları ortaya çıkardılar.
Ateş karıncaları (Solenopsis invicta), yüzlerce ila binlerce böcek ve daha fazlasından oluşan devasa yapılar oluşturmak için kendi bedenlerini kullanan becerikli inşaat işçileri gibidirler.
CU Boulder’un Franck Vernerey’in önderliğindeki bir ekip, bu çok yönlü canlıların mühendislik prensiplerini şekillerini ve tutarlılıklarını saniyeler içinde nasıl değiştirdiğini ortaya koymaya karar verdi. Grup, karınca kolonilerinin dışarıdan gelen streslere nasıl tepki verdiklerini hesaplamak için istatistiksel mekanizmaları kullandı.
Bu karıncalar aynı zamanda yüzebilirler: Bir videoda ateş karınca kolonilerinin sel sularını yükselirken bir araya gelebildiği görüntülenmişti.
Böylesi yapılar, mühendislerin hayalidir. Çünkü bireysel karıncalar basit beyinlere sahipken, kolonileri şaşırtıcı derecede zeki davranış sergilerler. Bu, bilim insanlarının yeni tür polimerler ve sorunsuz bir şekilde çalışabilecek robotlar geliştirirken taklit etmek istedikleri bir özelliktir.
Bu kuralları anlamak için Georgia Tech Üniversitesi’ndeki bilim insanları deneysel sonuçlara yöneldi. Bu araştırmacılar, ateş karınca kolonilerinin hızlı tempolu bir dansla esnekliklerini koruduklarını buldular. Birbirine itmek için karıncalar, ayaklarındaki yapışkan pedleri kullanarak yanlarındaki böceklere asılırlar. Ama yine de durmazlar: Tipik bir kolonide, bu karıncalar ayaklarının pozisyonunu değiştirebilir ve her 0.7 saniyede bir başka konuma geçebilirler.
CU Boulder’dan gelen ekip, karıncaların dış baskılara tepki olarak bu cha-cha dansına benzer hareketleri nasıl yönettiğini bulmak istedi. Bunu yapmak için Vernerey ve meslektaşları, bir kolonide yüzlerce ila binlerce karınca davranışını ortalama olarak değerlendirmelerine izin veren bir matematiksel araç kullandılar.
Step dansı
Araştırmacılar, karınca kolonileri üzerindeki kuvvetler arttıkça böceklerin hızlarını artırdıklarını keşfettiler. Bir karıncanın bacağı üzerindeki kuvvet, vücut ağırlığının sekiz katından daha fazladır. Böcek farklı bir konuma iki kat hızlı geçiş yapar.
Bu davranış, karınca kolonilerinin neden “kesme-inceltme” sıvıları olarak sınıflandırıldığını ya da üzerine koyduğunuz daha fazla kuvvetin daha ince olan materyallerini açıklar – bir kutu boyayı karıştırmayı düşünün.
Fakat karıncaların üzerindeki kuvvetleri artırmaya devam ederseniz, artık ayak uyduramazlar. Bu olduğunda, karıncalar komşularının gitmesine izin vermeyecekler ve bunun yerine sevgili hayatlarını sürdürecekler.
Bu davranış, karınca kolonilerinin neden “kesme-inceltme” sıvıları olarak sınıflandırıldığını ya da üzerine koyduğunuz daha fazla kuvvetin daha ince olan materyallerini açıklar.
Fakat karıncaların üzerindeki kuvvetleri artırmaya devam ederseniz, artık ayak uyduramazlar.
Araştırmacılar,ateş karınca kolonileri matematiğinin sadece yüzeyini çizdiklerini açıkladı. Gözlemlerden çıkan sonuç araştırmacıların bunları doğrudan hücrelere ilaç veren moleküler makineler de dahil olmak üzere yeni dinamik ağlar için tasarımları araştırmak için kullanmaya başlayabilecekleri kadar geniştir.
http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/15/147/20180642
Çeviri: Figen Berber