כשאנחנו חושבים על נמלים כבונים, אנחנו בדרך כלל מדמיינים אותם חופרים רשתות מנהרה מורכבות כחלק ממושבות תת-קרקעיות.
אבל דייויד הו, נתן מלוט וצוות חוקרים אחרים בגיאורגיה טק בוחנים סוג שונה מאוד של התנהגות בנייה הספציפית למין נמלים אחד: יכולתו של סולנופסיס invicta לבנות גשרים, רפסודות ואפילו מקלטים זמניים המשתמשים בגופם שלהם כבניין חומר.
"נמלי אש מסוגלות לבנות את מה שאנו מכנים 'צבירות עצמית'", אומר הו. "הם יכולים לבנות סירות קטנות, בתים קטנים שנקראים" ביבוקים "ואפילו גשרים כדי לחצות נחלים על ידי היותם חומר הבניין, לקשר בין גופם זה לזה ויוצרים רשתות חזקות."
הנמלים נחשבות כיום למין פולשני ב 25 מדינות, אסיה ואוסטרליה, אולם התנהגותן יוצאת הדופן היא אסטרטגיית הישרדות שעוצבה על ידי סביבת ידן: אזור מסוים של שטויות רטובות במערב ברזיל המוצפות בתדירות גבוהה. "הנמלים חיות מתחת לאדמה, אבל כשהוא מתחיל לשטוף, הן צריכות לאסוף את חברי המושבה, לשלוף אותם מהאדמה ולבנות רפסודה צפה", אומר הו.
נמלי אש מהוות גשר חי בין כוס לתה. תמונה באדיבות דייויד הו ונאתון מלוט / ג'ורג'יה טק
כאשר הרפסודה הזו פוגעת בקרקעות, הנמלים ממשיכות לבנות. כדי לחצות נחלים קטנים במהלך נדידתם לאחר מכן, הם מייצרים גשרים חיים המאפשרים לכל המושבה לטפס לבטחון. לאחר מכן, באמצעות גופם, הם בונים מאהל זמני מעל השטח כדי לספק מחסה לימים ספורים שנדרשים לחפירת מחילות תת-קרקעיות מחדש. כל אותו הזמן הנמלים המהוות את המקלט הזמני נעות ברציפות, אך עדיין שומרות על המבנה. "זו באמת ארכיטקטורה חיה - יש בה מנהרות מסודרות היטב, חדרים מרובעים, " אומר הו. לפחות עבור הנמלים שבפנים, זה מספק הגנה מפני מזג אוויר עוין או טורפים.
הוא, מהנדס, מעוניין בעיקר בחקר הנמלים החותמות כחומר חדשני עם מאפיינים חסרי תקדים. כחלק מהמחקר שנערך לאחרונה על קבוצתו, שהוצג אתמול בישיבה שנתית של החברה הפיזיקלית האמריקאית, הוא ועמיתיו שקלו את הנמלים בהקשר של "חומרים פעילים" אחרים - חומרים שיכולים להגיב לתנאים משתנים, כמו צמנטים לריפוי עצמי. שיכולים להשתמש באנרגיה באור השמש כדי להתרחב ולמלא את השברים שלהם.
"רצינו לאפיין איזה חומר הוא - האם זה נוזל, או שמא הוא מוצק, וכיצד הוא מגיב ללחץ?", הוא אומר. "בטבע, למשל, הרפסודות האלה עשויות לצוף במורד נהר ולהיתקל בסלעים, או טיפות גשם עלולות לפגוע בהן."
כדי לבחון את הצבירות העצמית הללו, צוותו של הו השתמש בכמה טכניקות, והשווה בין מבני נמלים חיות לבין נמלים מתות מגושמות כבקרה. באמצעות מכשיר ראומטר - מכשיר שיכול למדוד במדויק את תגובת הלחץ ואת זרימת הנוזל, ומופעל לרוב במצבים תעשייתיים (כמו פיתוח שמפו חדש) - הם מצאו כי הנמלים מארגנות מחדש את המבנה שלהן כדי לשמור על יציבות.
חומרים רבים מתנהגים כמו מוצק כאשר הם נלחצים על ידי כוחות הנעים במהירויות מסוימות, ונוזל כאשר הם נלחצים על ידי האטה. מים, למשל, מתנהגים כמו נוזל כשאתה מכניס את היד לתוכה, אבל מוצק כאשר נפגע על ידי גוף אנושי שקופץ מלוח צלילה - הסיבה שפלופ בטן כואב כל כך.
החוקרים מצאו כי מבני הנמלים הם שילוב של מוצק ונוזל כאשר הם נלחצים על ידי כוחות בכל המהירויות. הם מעצבים באופן פעיל את המבנה שלהם בכדי להתאים ללחץ (כמו נוזל) אך חוזרים למקומו לאחר מכן (כמו מוצק). בדוק מה קורה כאשר אחד המבנים שלהם דחוס על ידי צלחת פטרי, למשל:
מתוך הסרטון באדיבות דייויד הו ונאתון מלוט / ג'ורג'יה טק
"זה הגיוני, בהתבסס על הסביבה הטבעית שלהם", אומר הו. "אם הם צפים ברפסודה במורד נהר, אין להם שליטה על היכן הוא צף, כך שאם יש משהו בדרך - נניח, זרד - אתה רואה להגיב וזורם סביב הזרד, כמו אמבה. "
גם גמישותם הנפוצה והציפה של הנמלים ראויה לציון. כאשר החוקרים ניסו לדחוף את הרפסודות הצפות מתחת לפני השטח של המים, הם גילו שהם יכולים לעמוד בפני כמות משמעותית של כוח ולצוף לגבות:
מתוך הסרטון באדיבות דייויד הו ונאתון מלוט / ג'ורג'יה טק
זה מופעל, בחלקו, על ידי שלדי השלד של הנמלים, שהם באופן טבעי הידרופובי (כלומר הם דוחים כימית מים). כאשר נמלים רבות מתלכדות זו לזו ליצירת מבנה, מים אינם חודרים לפערים בין אז, כך שכאשר הם נאלצים מתחת למים, האוויר שנשאר בחללים אלה עוזר להם לצוף.
יתכן שהתעלומה הגדולה ביותר במבני המחיה המדהימים של נמלים אלה היא כיצד היצורים מתקשרים לבנותם. מרבית תקשורת הנמלים מבוססת על שבילי פרומונים שנשארים על האדמה, אך בצורה כל כך קשורה זה בזה, סוג התקשורת הזה נראה בלתי סביר. בדיקה מיקרוסקופית מגלה כי הנמלים אוחזות זו בזו תוך שימוש בלסתותיהן ובטפריהם הקטנים בקצה רגליהם. הוא מציין את זה, הו מוסיף, "אנחנו חושבים שהם מתקשרים דרך מגע, אבל אנחנו באמת לא מבינים זאת עדיין."
נמלה אוחזת ברגלו של נמלה שכנה בלסתו. תמונה באדיבות דייויד הו ונתון מלוט / ג'ורג'יה טק
