Najlepšími plavcami sú mravce

Keď obydlia mravcov zasiahne povodeň, vytvoria z množstva vlastných tiel plť. Nesie ich na hladine týždne alebo mesiace, pomocou nej dokážu prekonať tisícky kilometrov.

Dokonca pri tom vôbec nemusia robiť smiešne pohyby, ktorým my hovoríme plávanie. Na cestu berú okrem kráľovnej a potravy aj vajíčka, z ktorých sa rodia nové mravce.

Prečo sa nepotopia?

Vedci skúmali, ako je možné, že mravčia plť spletená z drobných hmyzích tiel naložená relatívne ťažkým nákladom sa nepotopí.

Mravce sú nielen vynikajúcimi lovcami, poľnohospodármi a bojovníkmi, ale aj architektmi, staviteľmi a moreplavcami. Inak by sa niektoré druhy sotva mohli rozšíriť z jedného kontinentu na druhý.

Už dávnejšie je známe, že červený mravec Solenopsis invicta pôvodom z Južnej Ameriky na prepravu po vode nepotrebuje nijaký stavebný materiál, iba svojich druhov.

Kolónie tohto mravca pomocou dômyselne poprepletaných vlastných tiel dokážu prekonať dlhé vzdialenosti, než nájdu nové suché miesto na život. Mravčia plť je veľkým kruhovým zlepencom, vytvoreným miliónmi jedincov tak, že sa k sebe pevne prichytia.

Keď sa dostane do vody osamotený mravec, udrží sa na hladine vďaka povrchovému napätiu vody a voskovitej zmesi, ktorá pokrýva jeho telo. V prípade spojenia miliónov mravcov do jedného útvaru sú však zákony fyziky neúprosné a mali by poslať mravce ku dnu.

Skupina vedcov z Georgijského technického inštitútu v americkej Atlante na čele so strojným inžinierom Nathanom Mlotom záhadu nepotopiteľnosti mravčích pltí rozlúštila.

Vedci pomocou laboratórnych experimentov sledovali, ako tisícky mravcov vytvárajú živé plte, koľko jedincov na to treba alebo akou rýchlosťou sa premiestňujú po telách svojich kolegov.

Pomôžu čeľuste

Vedci zistili, že keď sa mravce dostanú do vody, najskôr sa spoja silnými vrchnými čeľusťami a nohami. Pevnosť tohto spojenia je neuveriteľná: dva mravce dokážu udržať náklad adekvátny hmotnosti ďalších 400 mravcov.

Na povrchu prvej vrstvy mravčích tiel začnú ďalší členovia kolónie vytvárať druhú a potom aj tretiu vrstvu. Narastá tým síce hmotnosť plte, no mravce, ktoré sú naspodku, synchrónne „napnú svaly", aby upevnili dno ešte viac a neprenikla doň ani kvapka vody.

Nakoniec to na plti vyzerá takmer ako v rozprávke: uprostred vyrastie trón s kráľovnou, okolo nej sa zhromaždí verná družina, ktorá nesie náklad s potravou a vajíčka s potomstvom. Všetko je pripravené na dlhú cestu.

V čom spočíva tajomstvo mravčích pltí? V tom, že pri pevnom spojení medzi sebou mravce zachytia množstvo miniatúrnych bubliniek vzduchu. Vznikne vzduchový vankúš, ktorý nadnáša plť na vode, a spolu s ňou aj všetko, čo na sebe nesie.

Mravčia kolónia sa na vode správa ako veľká tuhá tuková kvapka, ktorá sa po nej šíri, ale nemieša sa s ňou, takže všetky mravce majú možnosť normálne dýchať.

Voda sa prispôsobila

Video, ktoré vedci pri experimentoch nakrútili, ukazuje, ako sa snažia plť potopiť a opakovane na ňu zvrchu tlačia paličkou. Spojené telá mravcov sa na hladine iba prehnú bez toho, aby sa namočili, pričom vodnú hladinu okolo seba deformujú ako trampolínu; voda sa prispôsobovala tlaku mravčej plte.

Mlot experiment opísal takto: „Keď sa dostal zhluk mravcov pod úroveň hladiny, videli sme, ako pred sebou jednotlivé mravce tlačili vodu, čím ju okolo seba deformovali." Táto živá pružina sa po odstránení tlaku opäť vyrovnala.

Nathan Mlot si vyskúšal pevnosť plte tak, že ju zobral do ruky a nadvihol nad hladinu. Experimentátor sa pri tom chránil rukavicami, lebo uštipnutie tohto mravca je veľmi nepríjemné. Výsledkom bolo, že z plte neodpadol ani jeden mravec.

Neuveriteľné. Nie je za tým vraj nijaká mágia ani nadpriemerná inteligencia mravcov. Podľa autorov článku v prestížnom časopise PNAS aktivitu mravcov pri tvorbe plte neriadi nik. Tá vyplýva iba z vykonávania súboru stereotypných inštinktívnych činností.

Napríklad keď sa mravec dostane spolu s ďalšími do vody, snaží sa preniknúť do medzery medzi telami podobne postihnutých jedincov. Tým sa prirodzene upchajú všetky „diery" a vzniká nepriepustné dno plávajúcej plte.

„Je to príklad činnosti, pri ktorej mravčia skupina zvyšuje jej efektívnosť," povedal Audrey Dussutour, biológ z Univerzity Paula Sabatiera vo francúzskom Toulouse, ktorý študuje kolektívne správanie mravcov.

Vzor aj pre roboty?

Nathan Mlot a jeho tím prvý raz experimentálne študovali schopnosť mravcov vytvárať živé plte. Vymysleli matematický model rozširovania a rastu týchto mravčích dopravných prostriedkov.

Model umožnil predpovedať, ako sa veľké, dospelé mravčie kolónie správajú v skutočnosti a ako môžu prekonávať stovky a tisícky kilometrov bez toho, aby ich niekto riadil. Potrebná je iba inštinktívna činnosť mnohých jednotlivcov, z ktorej nakoniec vznikne želaný výsledok.

Ako upozornili americkí vedci, tento princíp možno využiť napríklad vo vývoji robotov. Ich tvorcovia by sa nemuseli sústreďovať iba na vytváranie inteligentného riadiaceho centra, ale skôr na modelovanie systému množstva malých rovnoprávnych prvkov, ktoré plnia drobné, jednoduché úlohy.

Až keď sa ich úsilie spojí, môže vzniknúť niečo, čo už má prvky rozumného správania, podobne ako kolónia mravcov.

Hlavný zdroj: internetové vydanie časopisu Nature