時而像液體,時而像固體,火蟻肉身造塔的秘密終於被揭開

2021-02-24 Nature Portfolio

火蟻(Solenopsis invicta)的腳上有粘嗒嗒的墊狀結構,可以幫它們集合在一起形成不同的形狀。

研究人員已經發現了火蟻建造木筏狀結構的技巧:火蟻們用腳互相粘在一起,並調整身體的方位形成一個個小氣囊。通過這種方式火蟻們可以分散體重,形成能夠浮在水面的結構。由喬治亞理工學院的建模數學家Craig Tovey領導的一支團隊還想弄明白,火蟻是怎樣形成塔狀結構的。

這個團隊在實驗室裡用高速攝像機拍下了火蟻們圍繞著一根滑不留丟的特富龍柱子形成塔狀結構的過程。他們用放射性示蹤劑為其中一半的火蟻做了標記,這樣他們就能觀察這些昆蟲在塔狀結構內運動的過程。

火蟻們採用試錯的方式建造高塔,它們不斷地重建那些崩壞的脆弱部分,直到最終形成牢固的火蟻塔。研究人員發現,每隻火蟻最多可以支撐3隻其他火蟻。如果一隻火蟻負載過大,它就會和附近的火蟻分開,一直沉到火蟻塔的底部,最後從裡面鑽出來。

最終火蟻們會形成一個動態的鐘形結構,它就像液體般流動。在這個結構中,每隻火蟻的承重是相同的。Tovey 表示:「火蟻們就像噴泉一樣循環運動,只不過這個『噴泉』是倒著流的。」這項研究發表在《英國皇家學會開放獲取期刊》(Royal Society Open Science)上。

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