Der Eingang eines Ameisennests. thamerpic/iStock
Schauen Sie sich einen Ameisenhaufen an und Sie werden nur einen Erdhaufen sehen. Aber wenn Sie etwas tiefer graben, werden Sie die architektonischen und technischen Wunder einer unterirdischen Ameisenstadt entdecken. Diese unterirdischen Netzwerke können Millionen von Ameisen beherbergen, gehen Sie wiebis zu 7,6 Meter tief und seit Jahrzehnten.
Es ist also keine Überraschung, dass sich Wissenschaftler des Caltech entschieden habenum das Konstruktionsverhalten von Ameisen zu studierennicht nur um das Leben von Ameisen besser zu verstehen, sondern auch um zu sehen, ob wir ein oder zwei Fähigkeiten von diesen winzigen Insekten lernen und unsere unterirdischen Grabfähigkeiten verbessern können – etwas, das für Bergbau, U-Bahnen oder unterirdische Landwirtschaft nützlich sein könnte.
Die Studiewurde in der Zeitschrift veröffentlichtPNAS.
Ein Blick darauf, wie Ameisen ihre unterirdischen Höhlen bauen
Das Caltech-Team, geleitet von Jose Andrade, der George W. Housner Professor für Bau- und Maschinenbau am Caltech, genau beobachtetVerhalten von Ameisen um zu verstehen, wie sie sich entschieden haben, ihre Konstruktionen zu bauen.
Die Wissenschaftler baten Joe Parker, den Assistenzprofessor für Biologie und Bioingenieurwesen am Caltech, ihrem Team beizutreten, züchteten Ameisen und steckten sie in kleine mit Erde gefüllte Becher, um sie dann in ein Röntgenbildgerät zu legen.
Das Team konnte 3D-Scans der inneren Tunnel erstellen, die die Ameisen in den Bechern erstellt hatten, und Simulationen ihres Fortschritts erstellen. Dabei erkannten Andrade und sein Team, dass die Ameisen einigen Mustern folgten:
1. Sie waren effizient: Sie gruben ihre Tunnel entlang der Seiten der Tassen und so gerade wie möglich, um die zusätzliche Arbeit zu minimieren.
Wie Andrade sagte: „Das macht Sinn, weil eine gerade Linie der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten ist.
2. Sie gruben ihre Tunnel so steil wie möglich, ohne die Steilheit zu überschreiten, und hielten sich dabei perfekt an die Gesetze der Physik – sonst würden die Tunnel einstürzen und die Ameisen sterben.
Und die dritte und letzte Entdeckung, die das Team machte, war etwas, das den Menschen mit ihren unterirdischen Grabungstechniken dienen könnte:
3. Während sie Erdkörner entfernen, ordnen sie die Kraftketten im Tunnel auf natürliche Weise neu an.
Das bedeutet, dass sie bei ihrer Arbeit kleine Kokons um sich herum bilden, die die bestehenden Tunnelwände verstärken und den Druck von den Körnern an dem Abschnitt des Tunnels, in dem die Ameisen arbeiten, entlasten, was es den Ameisen erleichtertum sie sicher zu entfernen.
"Es war ein Rätsel sowohl in der Technik als auch in der Ameisenökologie, wie Ameisen diese Strukturen aufbauen, die jahrzehntelang bestehen bleiben", sagte Parker. "Es stellte sich heraus, dass die Ameisen von dieser Umfangskraft profitieren, wenn sie Körner in diesem von uns beobachteten Muster entfernen."Ketten beim Graben."
Eine der faszinierendsten Entdeckungen dieser Studie ist, dass die Ameisen sich ihrer Arbeitsweise nicht einmal bewusst zu sein scheinen, es ist einfach für sie selbstverständlich.
Die Hoffnung ist, dass Roboterameisen in Zukunft Tunnel für Menschen bauen könnten.