Wyobraź sobie budowanie gmachu bez planów technicznych, bez architektów i bez pojęcia, jak wykończona budowla powinna wyglądać. Brzmi to jak przepis na katastrofę, ale to właśnie mrówki i termity robią zawsze – a rezultaty mówią same za siebie. Potrafią budować podziemne metropolie pełne połączonych ze sobą sal i korytarzy lub
wysokościowce z wbudowaną klimatyzacją. I wszystko to bez planów i bez wielkich mózgów, które mogłyby to zaplanować. Jak to robią?
Jest to stara tajemnica, na którą zaczyna znajdować odpowiedź
Guy Theraulaz z uniwersytetu Paula Sabatiera. Badając mrówkę
hurtownicę pospolitą, pokazał, że te owady wpisują swoje plany architektoniczne w mury budowli podczas procesu ich konstrukcji.
Hurtnice pospolite są dobrym obiektem badań, bo w dodatku do wykopywania podziemnych pomieszczeń, które trudno zobaczyć i badać, budują także małe kopce przez układanie cząstek ziemi.
Żeby zrozumieć, jak mrówki budują te mrowiska, zespół Theraulaza umieścił 500 mrówek w dużej szalce Petriego z dnem pokrytym cienką warstwą ziemi. W ciągu kilku godzin mrówki zaczęły budowanie. Chwytały drobiny ziemi i kształtowały je w kulki. Układały je następnie w filary w regularnych odstępach około dziesięciu milimetrów. Kiedy filary osiągały pewną wysokość, mrówki dodawały ziemię do ich boków, tworząc głowice, łuki i wreszcie zamknięte dachy.
Wydaje się, że przy budowaniu dachów mrówki używały własnych ciał jako miary. Kiedy filary osiągały cztery milimetry wysokości (przeciętna długość mrówki-robotnicy) mrówki przestawały budować wzwyż i zaczynały budować poziome struktury.
Budowanie filarów jest nieco bardziej skomplikowane. Zespół odkrył, że mrówki raczej umieszczały kulki w miejscach, w których już umieszczone poprzednie kulki, i nie brały kulek z tych miejsc. Prawdopodobnie impregnowały kulki jakimś rodzajem feromonu, który przyciągał inne robotnice. Dlatego też zbierały się wokół filaru zbudowanego przez inne mrówki, a nie wokół filaru, który zespół Theraulaza zbudował z czystej ziemi.
Termity robią coś podobnego: wprowadzają “feromon cementowy” do materiału termitiery, skłaniając inne termity do dodania dalszych kulek do już istniejącej budowli. Mrówki używają analogicznej sztuczki przy żerowaniu, układając szlak feromonowy, który prowadzi ich siostry do źródeł pokarmu. Wszystko to są przykłady stygmergii – pojęcia ukutego w latach 1950., gdzie zwierzęta koordynują swoje działania przez oznaczanie środowiska substancjami lub wskazówkami, które wpływają na zachowanie innych. „Jest to sposób pośredniego kontrolowania kolektywnych działań grupy owadów przez zlokalizowaną informację”, mówi Theraulaz.
Jego zespół jeszcze nie wie, czym dokładnie jest feromonowy cement mrówek, ale i tak udało im się go zbadać. Anais Khuong i Jacques Gautrais zbudowali symulację komputerową, w której wirtualne mrówki podnoszą i układają wirtualne cząstki pokryte wirtualnymi feromonami. Kiedy zespół ustawiał czas trwania tych feromonów na 800 do 1200 sekund, ich symulacje dokładnie naśladowały strukturę rzeczywistych mrowisk i gęstość powstawania rzeczywistych filarów.
Proszę zauważyć, że żadna z wirtualnych mrówek nie miała pojęcia o tym, co próbują zbudować. Działały według najprostszych reguł budowlanych i to wystarczyło, żeby stworzyć realistyczny zestaw podstawowych cech, takich jak filary i dachy.
Zespół przygląda się teraz powstawaniu bardziej skomplikowanych budowli. „Mrówki nieustannie niszczą i odbudowują swoje dzieła – mówi Theraulaz. – Używając kilku bardzo prostych reguł, przebudowują mrowisko, nie tylko tworząc nowe komory i korytarze, ale także nowe struktury, takie jak spiralne rampy, które łączą różne poziomy. Te struktury nie są zakodowane w zachowaniu poszczególnych osobników”. Wyniki tego badania zostaną opublikowane niebawem w kolejnym artykule.
Ants write architectural plans into the walls of their buildings
Not Exactly Rocket Science, 18 stycznia 2016
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
