Le formiche del fuoco bloccano le braccia per impedire che i ponti cadano

Austin- Le formiche del fuoco fanno per i formidabili furfanti dell'arco. Lavorando insieme in grandi colonie, possono uccidere un topo e togliere lo scheletro in poche ore. Sopravvivono agli incendi, sviluppano rapidamente la resistenza ai pesticidi e inondano le alluvioni rafting insieme e fluttuare via . Usano anche i loro corpi per costruire ponti attraverso le lacune nei loro percorsi. Ora, un gruppo di ricerca ha esaminato ciò che rende forti i loro ponti. Anche senza un leader, le formiche sono in grado di percepire quando i loro ponti sono in difficoltà e reagiscono per rafforzare queste strutture viventi, gli scienziati hanno riferito qui oggi all'incontro annuale della Società per la biologia integrativa e comparativa.

Capire come le formiche eseguono questa manutenzione potrebbe portare a materiali migliori autoriparanti, afferma David Hu, ingegnere meccanico presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta e autore principale del nuovo studio.

I nativi delle pianure alluvionali del Brasile, le formiche ardenti fanno fronte a rovesci periodici che richiedono loro di fare i bagagli e spostarsi. Loro e le formiche dell'esercito hanno sviluppato la capacità di raggrupparsi insieme per formare strutture, come zattere e ponti, per raggiungere nuovamente la terraferma. "La formazione di strutture viventi come i ponti è uno degli esempi più affascinanti delle capacità collettive delle colonie di formiche", afferma Simon Garnier, un complesso scienziato dei sistemi con il New Jersey Institute of Technology, che non è stato coinvolto in questo studio.

Spesso i ponti mancano di robusti supporti e si appendono tra le foglie o le canne che vibrano nel vento o nelle correnti d'acqua, così i ricercatori si sono chiesti a lungo come queste strutture apparentemente inconsistenti rimangano in piedi. Hu e il suo allievo laureato Sulisay Phonekeo hanno raccolto formiche di fuoco selvaggio e testato come i loro ponti sopravvivono alle vibrazioni.

Le formiche si raggruppano in modo naturale e possono essere trascinate come un taffy su un ponte. Phonekeo ha sospeso questi momenti di vita tra le estremità di due imbuti e ha utilizzato il video al rallentatore per osservare come sono sopravvissuti scuotendosi a frequenze diverse. Quando sottoponeva il ponte a meno di 20 vibrazioni al secondo, non accadeva nulla. Ma uno scuotimento più intenso ha spinto le formiche a entrare in azione. Per formare il ponte, le formiche collegano le gambe. A ogni scossa, le formiche si avvicinano, stringendo le prese l'una sull'altra e accorciando il ponte , Ha riferito Phonekeo all'incontro. "Le formiche stanno cambiando le proprietà del materiale del ponte tirando le braccia dentro", spiega Hu. Diventando più rigido, il ponte può "sostenere più peso".

Le formiche rafforzano i ponti traballanti in un altro modo. Gli individui che corrono lungo il ponte tendono a cambiare rotta e si riuniscono all'inizio e alla fine del ponte, aiutando a smorzare gli effetti delle vibrazioni. Quando appaiono buchi o punti deboli, le formiche riparano il vuoto collegandosi insieme in quel punto. In un certo senso, le formiche diventano un materiale da costruzione molto dinamico. "Le formiche non hanno un osservatore per indicare un buco, devono sentirsi in giro e rilevarlo", dice Hu. Successivamente, lui e Phonekeo proveranno ad imparare come le formiche individuano punti deboli.

"Questo studio è un passo importante verso la comprensione di come le formiche [formano] le loro architetture viventi in risposta alle sfide ambientali", afferma Garnier. Poiché il ponte è stato costruito e riparato in modo completamente auto-organizzato, "le regole di costruzione seguite dalle formiche rappresentano una formidabile fonte di ispirazione per le persone che lavorano su robot autoassemblanti e materiali autoriparanti".

* Chiarimento, 10 gennaio, 10:49 am: Sebbene il laboratorio di Simon Garnier si trovi nel campus della Rutgers University a Newark, fa parte della facoltà del New Jersey Institute of Technology, non della Rutgers.

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