Mrówki to świetni architekci. Skąd się bierze wytrzymałość ich tuneli?

Na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences ukazał się artykuł poświęcony tunelom budowanym przez mrówki. Ich konstrukcje są w stanie przetrwać wiele lat.

Kolonie mrówek są niczym miniaturowe miasta, a ich organizacja wzbudza podziw. Pomimo braku dostępu do zaawansowanych technologii, owady te budują tunele, które funkcjonują przez dziesiątki lat. Ich badanie ułatwiło trójwymiarowe obrazowanie rentgenowskie oraz symulacje komputerowe.

Czytaj też: Wiecie, że ptaki zażywają kąpieli mrówkowej? Dlaczego?

Na czele zespołu badawczego zajmującego się analizą mrówczych konstrukcji stanął José Andrade z California Institute of Technology oraz jego współpracownicy. Naukowcy stworzyli mini-kolonię składającą się z 15 mrówek z gatunku Pogonomyrmex occidentalis. Zwierzęta zostały umieszczone w zbiorniku zawierającym ok. 500 ml gleby i były obserwowane z użyciem rentgenu. Skany wykonywano przez 20 godzin w 10-minutowych odstępach.

Mrówki tworzą tunele, które są w stanie przetrwać wiele lat

W oparciu o zebrane dane powstał model komputerowy, w którym odtworzone zostały rozmiar, kształt i orientacja każdego ziarna. Mając dostęp do tych wskaźników, naukowcy byli w stanie obliczyć czynniki działające na każde ziarno. Chodziło między innymi o grawitację, tarcie i kohezję wywoływaną przez wilgoć.

Czytaj też: Z zabójcy w mrówkojada. Jak te dinozaury doświadczyły nietypowych zmian?

Naukowcy doszli do wniosku, iż mrówki tworzą stosunkowo proste tunele. Schodzą one pod kątem nachylenia, przy którym materiał o ziarnkowej strukturze tworzy naturalne kopce. W przypadku eksperymentu kąt ten wynosił około 40 stopni. Wyniki obserwacji sugerują, że siły działające na glebę powodują tworzenie swego rodzaju łuków, które mają większą średnicę niż sam tunel. W efekcie zmniejsza się obciążenie działające na ziarnka gleby w obrębie łuków, a mrówki mogą łatwo usuwać te ziarnka, aby wydłużyć tunel bez zapadania. Poza tym łuki wzmacniają wytrzymałość podziemnych konstrukcji.