蚁穴这种地下城是数百万蚂蚁的家园,它可深至地下25英尺,布局能不变维持数十年。本地时候8月23日,美国加州理工学院的研究人员在《美国国度科学院院刊》上颁发论文称,经由过程研究蚂蚁的挖掘习惯,他们揭开了蚁穴的扶植奥秘之一。这将有助于提高人类挖掘地下地道的能力。
此前,论文作者、机械与土木匠程传授JoseAndrade一向在摸索一个问题:蚂蚁懂得如何挖地道吗?仍是它们只是盲目地挖?研究人员首先假设,蚂蚁会在土壤中试探,寻找松散的土壤颗粒以便移除。那些无法移开的石块,也就是承重的石块,是蚁穴“力链”的一部门。“我们假设蚂蚁可以感受到这些力链,并避免在那边挖掘。它们可能是在敲打泥土颗粒,这样就可以评估施加在这些颗粒上的机械力,”Andrade说。
为了进一步领会蚂蚁,Andrade与生物学和生物工程助理传授Joe Parker睁开合作研究。他们发现:蚂蚁会尽可能地提高工作效率。它们会沿着杯子的内边缘挖地道,这样杯子自己就可以充任地道布局的一部门,从而削减工作量;蚂蚁还把地道挖得尽可能直。“因为两点之间,直线最短,这是很有事理的。”Andrade说。
蚂蚁们也会极力挖出陡峭的地道,一向挖到“休止角”,即颗粒材料在崩塌前可以聚积的最大角度。Andrade说,蚂蚁能分辩挖洞时的角度有多陡,并且不会跨越这个角度,它们的挖掘手艺是合适物理定律的。
当蚂蚁移走泥土颗粒时,地道四周的力链将发生细小转变,并从头摆列,最终导致以下两种成果:力链巩固了地道现有的墙壁;力链减轻了蚂蚁工作的地道结尾颗粒的压力,使蚂蚁能更等闲、平安地移走它们。
Parker说:“事实证实,蚂蚁在挖掘时受益于这些环标的目的力链。但它们在挖掘的时辰知道本身在做什么吗?”谜底是:不知道。“它们没有系统地寻找沙子中的软点。相反,它们是逐渐演化为按照物理定律挖掘。”Parker称之为行为算法。“这种算法并不只在一只蚂蚁身上存在,而是所有工蚁的群体行为,它们就像超等有机体那样步履。但这种行为程序如何在蚂蚁中传布,我们仍无法诠释。”
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编译:花花审稿:西莫 责编:陈之涵
期刊来历:《美国国度科学院院刊》
期刊编号:0027-8424
原文链接:https://phys.org/news/2021-08-science-ants-underground-cities.html
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