Ottobre 2, 2022

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Lo studio ha concluso che le zattere delle formiche antincendio si formano a causa dell'effetto Cheerios

Lo studio ha concluso che le zattere delle formiche antincendio si formano a causa dell’effetto Cheerios

Ingrandisci / Gli scienziati della Georgia Tech hanno scoperto che il cosiddetto “effetto Cherios” è il meccanismo mediante il quale le formiche del fuoco si rannicchiano insieme per formare zattere.

Hangtang Koh

Le formiche del fuoco possono essere un flagello degli stati del sud come la Georgia e il Texas, ma scientificamente lo sono Fantastico all’infinito Un esempio di comportamento di gruppo. Alcune formiche del fuoco ben distanziate si comportano come formiche individuali. Ma mettine abbastanza insieme da vicino e funzioneranno più come una singola unità, esibendo proprietà solide e liquide. Possono formare zattere per sopravvivere alle inondazioni improvvise, sistemarsi in torri e puoi persino versarle da una teiera come liquidi.

“Combinato, che può essere considerato una sostanza, è noto come ‘principio attivo'”, ha affermato. Hangtang Koh, ora ricercatore post-dottorato alla Princeton University, che ha iniziato a studiare queste adorabili creature quando era uno studente laureato alla Georgia Tech nel 2018. (E sì, è stato punto molte volte.) Pontili di formiche di fuoco. il primo, pubblicato in La rivista Bioinspiration and Biomimetics (B&B) ha studiato il comportamento delle zattere delle formiche antincendio nell’acqua corrente rispetto alle condizioni dell’acqua calma.

Secondo, accettato per la pubblicazione In Fluids of Physical Review, esplora in primo luogo il meccanismo mediante il quale le formiche del fuoco si uniscono per formare zattere. ko e altri. Sono rimasti alquanto sorpresi quando hanno scoperto che il meccanismo iniziale sembrava taleEffetto CheeriosÈ stato chiamato in onore della tendenza degli ultimi Cheerios rimasti che galleggiano nel latte a raggrupparsi insieme nella ciotola, andando alla deriva al centro o ai bordi esterni.

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Una formica ha una certa quantità di idrofobia, cioè la capacità di respingere l’acqua. questo è La proprietà è stata condensata Quando sono legati insieme, tessono i loro corpi come un tessuto impermeabile. Le formiche raccolgono le uova, si dirigono verso la superficie attraverso i tunnel dei loro nidi e, quando le acque dell’inondazione salgono, le formiche si mordicchiano i corpi l’una dell’altra con le mascelle inferiori e gli artigli fino a formare una struttura piatta simile a una zattera. Ogni formica si comporta come una singola molecola in una sostanza, ad esempio granelli di sabbia in un mucchio di sabbia. Le formiche possono raggiungere questo obiettivo in meno di 100 secondi. Inoltre, la zattera della formica è “auto-guarigione”: è abbastanza forte che se una formica si perde qua e là, la struttura complessiva può rimanere stabile e intatta, anche per mesi.

Nel 2019, Ko e colleghi Questo è stato segnalato Le formiche del fuoco possono percepire attivamente i cambiamenti nelle forze che agiscono sulla loro zattera galleggiante. Le formiche sono consapevoli delle diverse condizioni di flusso del fluido e possono adattare il loro comportamento di conseguenza per mantenere stabile la zattera. Un remo che si muove attraverso l’acqua del fiume creerà una serie di vortici (noti come un vortice di spargimento), facendo girare le zattere delle formiche. Questi vortici possono anche esercitare forze aggiuntive sulla zattera, sufficienti a romperla in pezzi. Le variazioni sia delle forze centrifughe che delle forze di taglio che agiscono sulla zattera sono molto piccole, forse dal 2% al 3% della normale forza gravitazionale. Tuttavia, in qualche modo, le formiche possono sentire questi piccoli cambiamenti con i loro corpi.

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All’inizio di quest’anno, i ricercatori dell’Università del Colorado, Boulder, Ho impostato alcune semplici regole Che sembra controllare il modo in cui le zattere galleggianti delle formiche antincendio si restringono ed espandono la loro forma nel tempo. come tale informaci A quel tempo, le strutture erano talvolta compresse in densi cerchi di formiche. Altre volte, le formiche inizieranno a distendersi per formare estensioni simili a ponti (pseudopodi), a volte usando le estensioni per scappare dai contenitori.

In che modo le formiche hanno ottenuto questi cambiamenti? I pontoni sono costituiti principalmente da due strati distinti. Le formiche nello strato inferiore hanno uno scopo strutturale, poiché costituiscono la base stabile della zattera. Ma le formiche nello strato superiore si muovono liberamente sui corpi attaccati ai loro fratelli nello strato inferiore. A volte le formiche si spostano dallo strato inferiore allo strato superiore o dallo strato superiore allo strato inferiore in un circolo vizioso.

ko et al.Lo studio B&B è in qualche modo correlato al focus, con l’eccezione dello studio Boulder che ha esaminato ampie dinamiche collettive piuttosto che interazioni tra singole formiche. “Ci sono migliaia e migliaia di formiche in natura, ma nessuno sa davvero come un paio di formiche interagiranno tra loro e come ciò influisca sulla stabilità della zattera”, ha detto Koe ad Ars.

Con zattere così grandi, la ridondanza può essere un problema. Koe voleva ottenere un maggiore controllo sui suoi esperimenti e anche studiare come le formiche si adattavano a diversi scenari di flusso nell’acqua. Ha scoperto che le formiche utilizzano una strategia di semplificazione attiva, cambiando la forma della zattera per ridurre la resistenza. “Quindi probabilmente ci vuole meno forza, o meno costi metabolici, per aderire alle piante che se si fossero attaccate alla forma originale e più grande della torta”, ha detto Koe.

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