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L’étude a conclu que des radeaux de fourmis de feu se forment en raison de l’effet Cheerios

Zoom / Les scientifiques de Georgia Tech ont découvert que le soi-disant « effet Cherios » est le mécanisme par lequel les fourmis de feu se rassemblent pour former des radeaux.

Hangtang Koh

Les fourmis de feu peuvent être un fléau des États du sud comme la Géorgie et le Texas, mais scientifiquement, elles sont Fantastique à l’infini Un exemple de comportement de groupe. Quelques fourmis de feu bien espacées se comportent comme des fourmis individuelles. Mais emballez-en suffisamment ensemble et ils fonctionneront plus comme une seule unité, présentant des propriétés solides et liquides. Ils peuvent former des radeaux pour survivre aux crues soudaines, s’organiser en tours et vous pouvez même les verser à partir d’une théière comme des liquides.

« Le combiné, qui peut être considéré comme une substance, est connu sous le nom de » substance active «  », a-t-il déclaré. Hangtang Koh, maintenant chercheur postdoctoral à l’Université de Princeton, qui a commencé à étudier ces adorables créatures lorsqu’il était étudiant diplômé à Georgia Tech en 2018. (Et oui, il a été piqué à plusieurs reprises.) Pontons de fourmis de feu. la première, Publié dans La revue Bioinspiration and Biomimetics (B&B) a étudié le comportement des radeaux de fourmis de feu dans l’eau courante par rapport aux conditions d’eau calme.

Deuxième, accepté pour publication Dans Fluids of Physical Review, explorez le mécanisme par lequel les fourmis de feu se rassemblent pour former des radeaux en premier lieu. ko et d’autres. Ils ont été quelque peu surpris lorsqu’ils ont découvert que le mécanisme initial ressemblait àEffet CheeriosIl a été nommé en l’honneur de la tendance des derniers Cheerios restants flottant dans le lait à s’agglutiner dans le bol, soit en dérivant vers le centre, soit vers les bords extérieurs.

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Une fourmi a une certaine hydrophobie, c’est-à-dire la capacité de repousser l’eau. c’est La propriété a été condensée Une fois liés, ils tissent leur corps comme un tissu imperméable. Les fourmis ramassent tous les œufs, remontent à la surface à travers leurs tunnels de nidification et, à mesure que les eaux de crue montent, les fourmis se grignotent le corps les unes des autres avec leurs mâchoires inférieures et leurs griffes jusqu’à ce qu’une structure plate en forme de radeau se forme. Chaque fourmi se comporte comme une seule molécule dans une substance, par exemple des grains de sable dans un tas de sable. Les fourmis peuvent y parvenir en moins de 100 secondes. De plus, le radeau de fourmis est « auto-réparateur »: il est suffisamment solide pour que si une fourmi se perd ici et là, la structure globale puisse rester stable et intacte, même pendant des mois d’affilée.

En 2019, Ko et ses collègues Cela a été rapporté Les fourmis de feu peuvent sentir activement les changements dans les forces agissant sur leur radeau flottant. Les fourmis sont conscientes des différentes conditions d’écoulement des fluides et peuvent adapter leur comportement en conséquence pour maintenir la stabilité du radeau. Une rame se déplaçant dans l’eau de la rivière créera une série de tourbillons (connus sous le nom de vortex de délestage), provoquant la rotation des radeaux des fourmis. Ces tourbillons peuvent également exercer des forces supplémentaires sur le radeau, suffisamment pour le briser. Les changements dans les forces centrifuges et les forces de cisaillement agissant sur le radeau sont très faibles – peut-être 2 à 3 % de la force gravitationnelle normale. Cependant, d’une manière ou d’une autre, les fourmis peuvent ressentir ces petits changements avec leur corps.

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Plus tôt cette année, des chercheurs de l’Université du Colorado, à Boulder, J’ai établi quelques règles simples Ce qui semble contrôler la façon dont les radeaux flottants de fourmis de feu rétrécissent et étendent leur forme au fil du temps. En tant que tel informez nous À cette époque, les structures étaient parfois comprimées en cercles denses de fourmis. D’autres fois, les fourmis commenceront à s’étendre pour former des extensions en forme de pont (pseudopodes), utilisant parfois les extensions pour s’échapper des conteneurs.

Comment les fourmis ont-elles réalisé ces changements ? Les pontons sont principalement constitués de deux couches distinctes. Les fourmis de la couche inférieure ont un rôle structurel, car elles forment la base stable du radeau. Mais les fourmis de la couche supérieure se déplacent librement sur les corps attachés à leurs frères de la couche inférieure. Parfois, les fourmis se déplacent de la couche inférieure à la couche supérieure ou de la couche supérieure à la couche inférieure dans un cercle vicieux.

ko et coll.L’étude B&B est quelque peu liée à l’orientation, à l’exception de l’étude Boulder qui a examiné la dynamique collective large plutôt que les interactions entre les fourmis individuelles. « Il y a des milliers et des milliers de fourmis dans la nature, mais personne ne sait vraiment comment une paire de fourmis va interagir les unes avec les autres, et comment cela affecte la stabilité du radeau », a déclaré Koe à Ars.

Avec des radeaux aussi grands, la redondance peut être un problème. Koe voulait avoir plus de contrôle sur ses expériences et aussi étudier comment les fourmis s’adaptaient à différents scénarios d’écoulement dans l’eau. Il a découvert que les fourmis utilisent une stratégie de simplification active, en modifiant la forme du radeau pour réduire la traînée. « Il faut donc probablement moins de force, ou moins de coût métabolique, pour coller aux plantes que si elles avaient collé à la forme de tarte originale, plus grande », a déclaré Koe.

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