연구에 따르면 불개미 뗏목은 Cheerios 효과로 인해 형성됩니다.

불개미는 조지아와 텍사스와 같은 남부 주에서 재앙이 될 수 있지만 과학적으로 그들은 무한대로 환상적 그룹 행동의 예. 적당한 간격의 불개미 몇 마리는 개별 개미처럼 행동합니다. 그러나 그것들을 충분히 조밀하게 포장하면 단일 장치처럼 작동하여 고체 및 액체 특성을 나타냅니다. 그들은 돌발 홍수에서 살아남기 위해 뗏목을 형성할 수 있고, 탑에 스스로를 배열할 수 있으며, 액체처럼 주전자에서 부을 수도 있습니다.

물질로 볼 수 있는 복합물을 ‘활성물질’이라고 한다”고 말했다. 항탕 코, 현재 프린스턴 대학의 박사후 연구원으로, 2018년 조지아 공대 대학원생이었을 때 이 사랑스러운 생물을 연구하기 시작했습니다. (그리고 예, 그는 여러 번 찔렸습니다.) 불개미 철주. 첫번째, 에 게시 됨 B&B(Bioinspiration and Biomimetics) 저널은 불개미 뗏목이 정수 조건과 비교하여 흐르는 물에서 어떻게 행동하는지 조사했습니다.

초, 출판 승인 Fluids of Physical Review에서 먼저 불개미가 모여 뗏목을 형성하는 메커니즘을 탐구합니다. 코 다른 사람. 그들은 초기 메커니즘이 마치치어리오 효과우유에 떠 있는 마지막 남은 Cheerios가 중앙 또는 외부 가장자리로 표류하여 그릇에 함께 덩어리지는 경향을 기리기 위해 명명되었습니다.

한 개미는 일정량의 소수성, 즉 물을 밀어내는 능력을 가지고 있습니다. 이것은 재산이 응축되었습니다 함께 결합되면 방수 천처럼 몸을 엮습니다. 개미들은 알을 모은 다음 둥지 터널을 통해 수면으로 올라갑니다. 홍수가 치솟자 개미들은 평평한 뗏목과 같은 구조가 형성될 때까지 아래턱과 발톱으로 서로의 몸을 갉아 먹습니다. 각 개미는 물질의 단일 분자처럼 행동합니다(예: 모래 더미의 모래 알갱이). 개미는 100초 이내에 이를 달성할 수 있습니다. 또한 개미 뗏목은 “자가 치유”입니다. 개미가 여기 저기에서 길을 잃는 경우 전체 구조가 한 번에 몇 달 동안이라도 안정적이고 손상되지 않은 상태로 유지될 만큼 충분히 강력합니다.

2019년에는 고씨와 동료들이 이것은 보고되었다 불개미는 떠다니는 뗏목에 작용하는 힘의 변화를 능동적으로 감지할 수 있습니다. 개미는 다양한 유체 흐름 조건을 인식하고 그에 따라 뗏목을 안정되게 유지하기 위해 행동을 조정할 수 있습니다. 노가 강물을 통과하면 일련의 소용돌이(흘림 소용돌이로 알려짐)가 생성되어 개미의 뗏목이 회전하게 됩니다. 이러한 소용돌이는 또한 뗏목을 부수기에 충분한 추가 힘을 뗏목에 가할 수 있습니다. 뗏목에 작용하는 원심력과 전단력의 변화는 매우 작습니다. 아마도 정상 중력의 2~3%입니다. 그러나 어떻게든 개미는 이러한 작은 변화를 몸으로 느낄 수 있습니다.

올해 초 콜로라도 대학 볼더의 연구원들은 나는 몇 가지 간단한 규칙을 설정 이는 떠다니는 불개미 뗏목이 시간이 지남에 따라 모양이 축소되고 확장되는 방식을 제어하는 ​​것으로 보입니다. 그대로 우리에게 알려라 그 당시 구조는 때때로 개미의 빽빽한 원으로 압축되었습니다. 다른 때에는 개미가 다리 모양의 확장(가각류)을 형성하기 위해 퍼지기 시작하며 때로는 확장을 사용하여 컨테이너에서 탈출합니다.

개미들은 어떻게 이러한 변화를 달성했습니까? 폰툰은 주로 두 개의 별개의 레이어로 구성됩니다. 바닥 층에 있는 개미는 뗏목의 안정적인 바닥을 형성하기 때문에 구조적 목적으로 사용됩니다. 그러나 상층에 있는 개미들은 하층에 있는 형제들에게 붙어 있는 몸 위로 자유롭게 움직입니다. 때때로 개미는 악순환을 통해 맨 아래 층에서 맨 위 층으로 또는 맨 위 층에서 맨 아래 층으로 이동합니다.

코 et al.B&B 연구는 개별 개미 간의 상호 작용보다 광범위한 집단 역학을 조사한 Boulder 연구를 제외하고는 초점과 다소 관련이 있습니다. Koe는 Ars와의 인터뷰에서 “야생에는 수천 마리의 개미가 있지만 한 쌍의 개미가 서로 어떻게 상호 작용하는지, 그것이 뗏목의 안정성에 어떤 영향을 미치는지 아무도 모릅니다.”라고 말했습니다.

이러한 대형 뗏목의 경우 중복성이 문제가 될 수 있습니다. Ko는 자신의 실험을 더 잘 제어하고 개미가 물의 다양한 흐름 시나리오에 어떻게 적응했는지 연구하기를 원했습니다. 그는 개미들이 항력을 줄이기 위해 뗏목의 모양을 변경하는 능동적 단순화 전략을 사용한다는 것을 발견했습니다. “따라서 식물이 원래의 더 큰 파이 모양에 달라붙는 것보다 식물에 달라붙는 데 힘이 덜 들거나 대사 비용이 덜 들 것”이라고 Koe는 말했습니다.