Studi menyimpulkan bahwa rakit semut api terbentuk karena efek Cheerios

Semut api mungkin menjadi momok negara bagian selatan seperti Georgia dan Texas, tetapi secara ilmiah mereka Fantastis hingga tak terbatas Contoh perilaku kelompok. Beberapa semut api dengan jarak yang baik berperilaku seperti semut individu. Tapi bungkus cukup dari mereka bersama-sama, dan mereka akan bekerja lebih seperti satu unit, menunjukkan sifat padat dan cair. Mereka dapat membentuk rakit untuk bertahan dari banjir bandang, mengatur diri mereka sendiri di menara, dan Anda bahkan dapat menuangkannya dari teko seperti cairan.

“Gabungan yang dapat dianggap sebagai zat, dikenal sebagai ‘zat aktif,'” katanya. Hangtang Koh, sekarang seorang peneliti pascadoktoral di Universitas Princeton, yang mulai mempelajari makhluk menggemaskan ini ketika dia menjadi mahasiswa pascasarjana di Georgia Tech pada tahun 2018. (Dan ya, dia disengat berkali-kali.) Ponton semut api. pertama, Diposting di Jurnal Bioinspiration and Biomimetics (B&B) menyelidiki bagaimana perilaku rakit semut api di air yang mengalir dibandingkan dengan kondisi air yang tenang.

Kedua, diterima untuk diterbitkan Dalam Fluids of Physical Review, jelajahi mekanisme di mana semut api berkumpul untuk membentuk rakit. ko dan lain-lain. Mereka agak terkejut ketika mereka menemukan bahwa mekanisme awal tampak seperti itu—Efek ceriaDinamai untuk menghormati kecenderungan sisa Cheerios terakhir yang mengambang dalam susu untuk menggumpal dalam mangkuk, baik dengan melayang ke tengah atau ke tepi luar.

Seekor semut memiliki sejumlah hidrofobia, yaitu kemampuan untuk menolak air. ini Properti telah diringkas Ketika diikat bersama, mereka menenun tubuh mereka seperti kain tahan air. Semut mengumpulkan telur apa pun, berjalan ke permukaan melalui terowongan sarang mereka, dan saat air banjir naik, semut menggigit tubuh satu sama lain dengan rahang bawah dan cakar mereka sampai terbentuk struktur datar seperti rakit. Setiap semut berperilaku seperti molekul tunggal dalam suatu zat, misalnya butiran pasir di tumpukan pasir. Semut dapat mencapai ini dalam waktu kurang dari 100 detik. Selain itu, rakit semut bersifat “penyembuhan diri”: cukup kuat sehingga jika seekor semut hilang di sana-sini, struktur keseluruhannya dapat tetap stabil dan utuh, bahkan selama berbulan-bulan.

Di tahun 2019, Ko dan rekan-rekannya Ini telah dilaporkan Semut api dapat secara aktif merasakan perubahan gaya yang bekerja pada rakit apung mereka. Semut menyadari kondisi aliran fluida yang berbeda dan dapat menyesuaikan perilakunya untuk menjaga agar rakit tetap stabil. Dayung yang bergerak melalui air sungai akan menciptakan serangkaian pusaran air (dikenal sebagai pusaran penumpahan), menyebabkan rakit semut berputar. Pusaran ini juga dapat mengerahkan kekuatan tambahan pada rakit, cukup untuk memecahnya. Perubahan gaya sentrifugal dan gaya geser yang bekerja pada rakit sangat kecil – mungkin 2 persen hingga 3 persen dari gaya gravitasi normal. Namun, entah bagaimana, semut dapat merasakan perubahan kecil ini dengan tubuhnya.

Awal tahun ini, para peneliti di University of Colorado, Boulder, Saya menetapkan beberapa aturan sederhana Yang tampaknya mengontrol bagaimana rakit semut api terapung menyusut dan memperluas bentuknya dari waktu ke waktu. Dengan demikian beri tahu kami Pada saat itu, struktur terkadang dipadatkan menjadi lingkaran padat semut. Di lain waktu, semut akan mulai menyebar membentuk ekstensi seperti jembatan (pseudopod), terkadang menggunakan ekstensi untuk melarikan diri dari wadah.

Bagaimana semut mencapai perubahan ini? Ponton terutama terdiri dari dua lapisan yang berbeda. Semut di lapisan bawah memiliki tujuan struktural, karena mereka membentuk dasar rakit yang stabil. Tetapi semut di lapisan atas bergerak bebas di atas tubuh yang menempel pada saudara-saudaranya di lapisan bawah. Terkadang semut berpindah dari lapisan bawah ke lapisan atas atau dari lapisan atas ke lapisan bawah dalam lingkaran setan.

ko dkk.Studi B&B agak terkait dengan fokus, dengan pengecualian studi Boulder yang melihat dinamika kolektif yang luas daripada interaksi antara semut individu. “Ada ribuan semut di alam liar, tetapi tidak ada yang benar-benar tahu bagaimana sepasang semut akan berinteraksi satu sama lain, dan bagaimana hal itu memengaruhi stabilitas rakit,” kata Koe kepada Ars.

Dengan rakit besar seperti itu, redundansi bisa menjadi masalah. Koe ingin mendapatkan lebih banyak kendali atas eksperimennya dan juga mempelajari bagaimana semut beradaptasi dengan skenario aliran yang berbeda di dalam air. Dia menemukan bahwa semut menggunakan strategi penyederhanaan aktif, mengubah bentuk rakit untuk mengurangi hambatan. “Jadi mungkin dibutuhkan lebih sedikit kekuatan, atau lebih sedikit biaya metabolisme, untuk menempel pada tanaman daripada jika mereka menempel pada bentuk pai asli yang lebih besar,” kata Koe.