Статья о туннелях, построенных муравьями, опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences. Их туннели способны сохраняться долгие годы.
Колонии муравьев похожи на миниатюрные города, и их организация достойна восхищения. Несмотря на отсутствие доступа к передовым технологиям, эти насекомые строят туннели, которые служат десятилетиями. Их изучению способствовали трехмерные рентгеновские изображения и компьютерное моделирование.
Хосе Андраде из Калифорнийского технологического института и его коллеги возглавили исследовательскую группу по анализу муравейников. Ученые создали мини-колонию из 15 муравьев вида Pogonomyrmex occidentalis. Животных помещали в резервуар, содержащий около 500 мл почвы, и наблюдали с помощью рентгеновских лучей. Сканирование проводилось в течение 20 часов с 10-минутными интервалами.
Муравьи создают туннели, которые могут существовать долгие годы
На основе собранных данных была создана компьютерная модель, в которой были реконструированы размер, форма и ориентация каждого туннеля. Имея эти индикаторы, ученые смогли рассчитать факторы, действовавшие на каждый туннель. К ним относятся сила тяжести, трение и сцепление, вызванное влагой.
Ученые пришли к выводу, что муравьи создают относительно прямые туннели. Они спускаются под углом, где зернистый материал образует естественные насыпи. В случае эксперимента этот угол составлял около 40 градусов. Результаты наблюдений предполагают, что силы, действующие на почву, вызывают дуги определенного вида, которые больше по диаметру, чем сам туннель. В результате нагрузка на зерна почвы внутри арок снижается, и муравьи могут легко удалить зерна, чтобы расширить туннель, не разрушаясь. Кроме того, арки усиливают прочность подземных сооружений.