Feuerameisen Bauen Aus Ihrem Eigenen Körper Sinkende "Eiffeltürme" Auf

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Feuerameisen können aus dem eigenen körper miniatur-look-alikes des eiffelturms bauen, und die insekten bauen die strukturen ständig neu auf, um sie vor dem zusammenbruch zu bewahren, wie eine neue studie zeigt.

Feuerameisen können aus dem eigenen Körper Miniatur-Look-alikes des Eiffelturms bauen, und die Insekten bauen die Strukturen ständig neu auf, um sie vor dem Zusammenbruch zu bewahren, wie eine neue Studie zeigt.

Die Insekten krabbeln diese Strukturen in einem Phänomen auf und ab, das an einen Wasserbrunnen in Zeitlupe erinnert, sagten die Forscher.

Die Ergebnisse der neuen Studie könnten zu Schwärmen von Robotern führen, die ihren Körper dazu nutzen können, komplexe 3D-Strukturen zu bilden, fügten die Wissenschaftler hinzu. [Gedankenkontrolle: Galerie der Zombie-Ameisen]

Flöße bauen

Feuerameisen (Solenopsis invicta) entwickelte sich in den Feuchtgebieten des Pantanal in Brasilien. Im Jahr 2011 entdeckten Craig Tovey, ein Biologe am Georgia Institute of Technology in Atlanta, und seine Kollegen die Art und Weise, wie sich Kolonien dieser Insekten zu Flößen formen, die monatelang über Wasser bleiben können.

Feuerameisen können an ihren Fußenden klebrige Pads verwenden, um sich miteinander zu verbinden und ein pfannkuchenförmiges Floß zu bilden. Die Studie von 2011 ergab, dass das Exoskelett jeder Ameise Luftblasen einfangen und leicht wasserabweisend werden kann. Das Weben einer Kolonie führt zu einer stärkeren Wasserabdichtung, die das Floß trocken hält, während es im Wasser schwimmt. [Video: Feuerameisen beim Bau von Flößen beobachten]

Wenn die Ameisenflöße optimale Plätze zum Absetzen finden, können sie glockentürmige Türme bilden, die als temporäre Schutzhütte nach den Fluten dienen. Diese Strukturen können jeweils aus Hunderttausenden von Ameisen bestehen und eine Höhe von mehr als 30 erreichen. Bislang war es ein Rätsel, wie Ameisen aus ihrem eigenen Körper so hohe Strukturen bauen können, ohne dabei zerdrückt zu werden, sagten die Forscher in der neuen Studie.

Sinkende Türme

Tovey und seine Kollegen fanden versehentlich das Geheimnis der hohen Gebäude, während sie mit Feuerameisenkolonien experimentierten, die von Straßenrändern in der Nähe von Atlanta gesammelt wurden. Die Forscher machten die Entdeckung, als "wir die Videokamera versehentlich noch eine Stunde laufen ließen, nachdem die Ameisen ihren Turm fertiggestellt hatten", sagte Tovey gegenüber WordsSideKick.com.

Feuerameisen können ihre Körper verwenden, um zu schaffen

Feuerameisen können mit ihren Körpern "aufragende" Türme bauen.

Bildnachweis: Georgia Tech
Der Co-Autor der Studie, Nathan Mlot, ebenfalls Biologe am Georgia Institute of Technology, "war ein zu guter Wissenschaftler, um Daten zu verwerfen", sagte Tovey. "Aber er wollte keine Stunde damit verbringen, zuzusehen, dass nichts passiert. Deshalb hat er das Video mit mehrmals normaler Geschwindigkeit abgespielt."

Um die Ameisen dazu zu bringen, Türme zu bauen, steckten die Forscher sie in durchsichtige Boxen mit Plastikstäben, die von ihren Fußböden ragten. Diese Stangen dienten als Stütze, auf der die Ameisen aus sich selbst hergestellte Strukturen bauen konnten. In nachfolgenden Experimenten reichten die von den Ameisen gebauten Türme zwischen 7 und 30 Millimeter hoch und wurden innerhalb von 17 bis 33 Minuten gebaut. Die Forscher stellten fest, dass solche Türme wahrscheinlich eine Glockenform haben, da in dieser Form jedes Bauteil gleich belastet wird.

Bei hoher Geschwindigkeit sahen die Forscher, dass die Türme ständig sanken, als Ameisen in den Tiefen der Gebäude von den Insektenhaufen abtunneln. Die Gebäude werden jedoch ständig neu aufgebaut, während Ameisen die Türseiten entlanglaufen.

"Ich war am meisten überrascht, dass der Ameisenturm ständig sinkt und wieder aufgebaut wird", sagte Tovey. "Ich dachte, die Ameisen hätten aufgehört zu bauen, sobald der Turm fertiggestellt war. Die Form bleibt gleich - wer würde vermuten, dass die Ameisen durch eine unveränderliche Struktur zirkulieren?"

Ziellose Konstruktion

Um ihre Ergebnisse zu bestätigen, mischten die Forscher einen mild radioaktiven Farbstoff auf Jodbasis in das Trinkwasser einiger Insekten und legten die Kolonie in ein Röntgengerät, um die Bewegungen der Ameisen zu überwachen. "In Echtzeit blockieren die Oberflächenameisen die Sicht", sagte Tovey. "Außerdem ist das Sinken zu langsam, um es zu erkennen."

Durch das Auflegen von durchsichtigen Plastikplatten auf Ameisen stellten die Wissenschaftler fest, dass jedes Insekt, das im Durchschnitt etwa 1 Milligramm wiegt, bis zu 750 Mal sein Gewicht tragen kann, um die Geschichte zu erzählen. Die Experimente legten jedoch nahe, dass sich jede Ameise in Türmen am wohlsten fühlt, wenn sie bis zu drei Ameisen auf dem Rücken trägt - mehr und sie geben einfach auf und gehen weg, sagte Tovey.

Die Forscher stellten fest, dass diese Strukturen ohne Führer oder koordinierte Anstrengungen gebaut wurden. Stattdessen wanderte jede Ameise ziellos nach bestimmten Regeln, die ihr beim Bau von Türmen helfen könnten. Die von den Forschern entwickelten Computermodelle könnten Turmformen und Wachstumsraten genau vorhersagen, so die Studie.

"Um ihre große, solide, Eiffelturm-förmige Struktur zu bauen, scheinen die Ameisen den gleichen einfachen Verhaltensregeln zu folgen, die sie befolgen, um ein pfannkuchenförmiges Schwimmfloß auf dem Wasser zu bauen", sagte Tovey. "Es ist bemerkenswert, dass die beiden großflächigen Formen, die von der Ameisengruppe gebildet werden, sich dramatisch unterscheiden und unterschiedliche Funktionen erfüllen, jedoch aus den gleichen kleinräumigen individuellen Verhaltensweisen hervorgehen."

Die Forscher wollen nun "die Brücken analysieren, die die Feuerameisen aus ihren Körpern schlagen, um Lücken im Gelände zu durchqueren", sagte Tovey. "Sie sind verblüffend. Die Vorne halten sich, baumeln auf der anderen Seite nach unten und nach außen und halten sie an jedem Ende fest. Die übrigen Ameisen gehen über die Brücke. Dann brechen die Ameisen, die die Brücke bilden, ab Von der ersten Seite, also am Ende, haben alle Ameisen die andere Seite erreicht. "

Solche Forschungen könnten dazu beitragen, Schwärme von Robotern zu schaffen, die komplexe Strukturen aus ihren Körpern bauen könnten, sagte Tovey.

"Robotik-Forscher hatten schon einige Erfolge damit, eine Flotte von Robotern dazu zu bringen, ein zweidimensionales Muster wie ein Rechteck zu bilden, aber sie haben nicht herausgefunden, wie sie Roboter dazu bringen können, eine stabile dreidimensionale Struktur zu bilden", sagte Tovey. "Diese Forschung kann zeigen, wie das geht.

"Nehmen wir beispielsweise an, wir schicken mehrere hundert kleine Roboter durch eine kleine Öffnung in ein eingestürztes Gebäude, um nach Überlebenden zu suchen oder unbekanntes Gelände auf dem Mars zu erkunden", sagte Tovey. "Manchmal müssen die Roboter zusammenarbeiten, um Spalten zu überqueren oder über steile Hindernisse zu klettern. Zu anderen Zeiten sollten sie sich ausbreiten. Diese Forschung kann uns dabei helfen, die einzelnen Controller so zu gestalten, dass sie unterschiedliche Aufgaben in unterschiedlichen Situationen gemeinsam lösen können. "

Es könnte sich jedoch als schwierig erweisen, Roboter zu schaffen, die alles können, was Ameisen können, sagte er. "Lassen Sie eine Ameise wiederholt aus 1,83 Metern Höhe fallen, und es wird nicht verletzt. Lassen Sie einen Roboter hundert Mal aus sechs Meter Höhe fallen und viel Glück", sagte Tovey.

Die Wissenschaftler detaillierten ihre Ergebnisse am 12. Juli online in der Zeitschrift Royal Society Open Science.

Originalartikel zu WordsSideKick.com.


Videoergänzungsan: .




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