Раскрыта загадка архитектурного мастерства термитов — Naked Science
5 минут
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, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

Вчера, 11:36
3 минуты
Ольга Иванова

Причем древние породы оказались менее чувствительны к отношениям с владельцем, чем молодые.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: