Раскрыта загадка архитектурного мастерства термитов — Naked Science
29.12.2015
5 минут
Редакция
152

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

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.
 

Позавчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Позавчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

Вчера, 11:41
7 минут
Мария Азарова

Ученые проследили эволюцию небольших придонных Hemiscyllium, которые любят прогуливаться по рифам и пескам и стали отдельным видом девять миллионов лет назад.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

19 января
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: