Splav mravelj

Eno izmed oblik kolektivnega vedenja živali opazimo pri mravljah. Denimo, ko skupaj prenašajo veliko žuželko, se borijo proti napadalnemu sovražniku ali gradijo splav. Rdeče ognjene mravlje se s telesi postavijo v obliko splava, kar jim omogoči plavanje, in tako preživijo poplave. Tajvanska znanstvena skupina je splav mravelj obravnavala kot elastično membrano in preučevala njegove mehanske lastnosti. Izsledke so objavili v reviji Physical Review E.

 

Znanstvenice in znanstveniki so v laboratorijskem okolju preučevali dve koloniji mravelj, in sicer tajvanske avtohtone mravlje vrste Monomorium Chinense  ter tujerodne rdeče ognjene mravlje Solenopsis invicta. Osebki obeh vrst so veliki približno 5 milimetrov. V prvem delu eksperimenta so mravlje postavili v posodo z vodo, med dve palici. Palici sta mravljam na robovih splava omogočali oporo, hkrati pa sta delovali kot sistem za meritev elastičnih lastnosti splava. Eno palico so fiksirali, drugo pa vlekli s konstantno hitrostjo in opazovali, kako se mravlje znotraj splava prerazporejajo.

 

Kot pričakovano, so se bile le ognjene rdeče mravlje sposobne povezati in ustvariti splav. Mravlje so se sprva zbirale okoli matice, kar je povzročalo neenakomerno debelino splava. Ob vsakem poskusu so zato skupini matico odvzeli, da so dosegli enakomernejšo dvoplastno strukturo splava. Spodnja plast je delovala kot elastična membrana, v katero so ob nastanku razpok prehajale mravlje iz zgornje plasti. Da bi raziskali aktivno in samocelitveno naravo splava mravelj, so na njem izvedli več poskusov z linearnim raztezanjem. Pri različnih hitrostih raztezanja so merili upor mravelj, opazovali značilnosti razpok in pri konstantni deformaciji merili prožnostni modul splava. Rezultate so primerjali z običajnimi tkivi in splavom iz mehurčkov, pri katerem gradniki nimajo zmožnosti celjenja in hkratnega aktivnega prilagajanja položaja.

 

Ker mravlje potrebujejo določen čas, da zapolnijo razpoke v splavu, je hitrost raztezanja vplivala na druge lastnosti splava. Pri počasnem raztezanju s hitrostjo 0,25 milimetra na sekundo so bili splavi prožni in so lahko podvojili svojo dolžino, preden so se raztrgali. Pri raztezanju s hitrostjo 1,7 milimetra na sekundo pa so se splavi raztrgali po raztezku le za približno 30 odstotkov in so imeli značilnosti krhkega materiala. Dodatno so opazili, da imajo splavi mravelj ničelno Poissonovo razmerje. To pomeni, da lahko splav raztegnemo denimo v dolžino, pri čemer se njegova širina ne spremeni. Mravlje v splavu to dosežejo tako, da se prerazporejajo in prehajajo iz zgornje plasti v spodnjo. 

 

Za konec so preverili še predpostavko, da se mravlje združujejo zaradi tako imenovanega učinka kosmičev, zaradi katerega so plavajoči delci na površini tekočine nagnjeni k združevanju. Rdeče ognjene mravlje so se kljub zunanjemu tresenju še vedno združevale v splave, medtem ko se v posodi z mrtvimi žuželkami to ni zgodilo. 

 

Plavanje mravelj je opazovala Tina.

 

Foto: Flickr, Maggie