Раскрыта загадка архитектурного мастерства термитов — Naked Science
Редакция

Раскрыта загадка архитектурного мастерства термитов

Несмотря на крошечные размеры, термиты способны перемещать сотни и тысячи килограммов грунта, возводя свои громадные – особенно по их меркам – термитники. Получаются чрезвычайно надежные и эффективные сооружения с работающей системой внутренней вентиляции и поддержания климата, с галереями и этажами. При этом ни у одного из насекомых нет четкого плана строительства: все происходит за счет самоорганизации.

a-giraffe-walks-behand-a-termite-mound-in-the-bushland-of-the-okavango-delta-in-botswana-1600x1066
©Wikipedia

Термитники было бы некорректно сравнивать со зданиями – это целые города, достигающие 10 м в высоту и 15 м в диаметре, с бесчисленными туннелями и коридорами, залами и галереями. Ученые предполагают, что вырастают они не в результате реализации заранее продуманного плана, а за счет самоорганизации, подобно ветвящимся кронам деревьев. Однако как именно этого добиваются термиты, было непонятно. 
 
В своем новом исследовании Кристиан Жос (Christian Jost) и его коллеги из французского Университета Тулузы использовали рентген, чтобы «просветить» термитники и выявить все детали их внутренней структуры. Изучались строения трех разных родов африканских термитов (Cubitermes, Thoracotermes и Procubitermes), жилища которых внешне мало похожи друг на друга: грибовидные у Cubitermes, колонны у Thoracotermes и конусовидные у Procubitermes. Но, как показали авторы новой работы, концепции строительства всегда одинаковые. Насекомым не требуется ни общего замысла, ни представлений об устройстве своего поразительного жилища – достаточно следовать набору нехитрых правил. 
 
Термитник начинается с одного туннеля, завершающегося первой залой. Дальнейшее строительство основывается на простых правилах: туннели всегда роются из залов, но чем древнее зал, тем реже из него начинают копать новые ходы. Это достигается за счет постепенного ослабевания химических сигналов, которые оставляют строители. 
 
Протяженность и направление туннеля – дело, в общем-то, случайное, но, уперевшись в уже проделанный ход, он заканчивается и никогда не проходит его насквозь. Каждый туннель либо обрывается таким образом, либо завершается новой залой. Близко расположенные друг к другу залы объединяются в одну, а неиспользуемые туннели заделываются – об этом строителям также сообщают химические сигналы. Заметим, что такой принцип напоминает организацию транспортных сетей и у муравьев: все происходит более или менее случайным образом, однако чаще используемые (более короткие или ведущие к более богатым ресурсам пищи) пути закрепляются с помощью химических меток, а менее используемые «забываются». 
 
На основе этих правил ученые составили математическую модель и рассчитали массу структур термитников, а затем сравнили их виртуальные постройки с примерно полутысячей реальных структур, которые установили с помощью рентгеноскопии. Совпадение оказалось замечательным. «Новая работа показывает, что сравнительно простые поведенческие алгоритмы, для выполнения которых термиту-строителю требуются лишь представления о текущем локальном окружении, позволяют создавать своего рода архитектуру, без центральной координации или детального плана постройки», – подчеркивает Кристиан Жос.
 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 часов назад
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: