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Assista as formigas de fogo usam seus corpos para formar arquitetura viva

Quando pensamos em formigas como construtoras, normalmente imaginamos que elas estão cavando redes complexas de túneis como parte de colônias subterrâneas.

Mas David Hu, Nathan Mlot e uma equipe de outros pesquisadores da Georgia Tech estão estudando um tipo muito diferente de comportamento de construção específico de uma espécie de formiga: A capacidade de Solenopsis invicta de construir pontes, jangadas e até abrigos temporários usando seus próprios corpos como construção material.

"As formigas de fogo são capazes de construir o que chamamos de 'auto-agregações'", diz Hu. “Eles podem construir pequenos barcos, pequenas casas chamadas bivaques e até pontes para cruzar os córregos, sendo o material de construção, ligando seus corpos e formando redes fortes.”

As formigas são agora consideradas uma espécie invasora em 25 estados, na Ásia e na Austrália, mas seu comportamento incomum é uma estratégia de sobrevivência moldada por seu ambiente nativo: uma área particular de zonas úmidas no oeste do Brasil que são inundadas freqüentemente. “As formigas vivem no subsolo, mas quando começa a inundar, elas precisam reunir os membros da colônia, retirá-los do solo e construir uma jangada flutuante”, diz Hu.

As formigas de fogo formam uma ponte viva entre uma xícara e um bule de chá. Foto cedida por David Hu e Nathon Mlot / Georgia Tech

Quando esta jangada atinge a terra, as formigas continuam construindo. Para cruzar pequenos riachos durante sua migração subseqüente, eles fazem pontes vivas que permitem que toda a colônia se agarre em segurança. Depois, usando seus corpos, eles constroem um acampamento temporário para fornecer abrigo pelos poucos dias necessários para re-escavar túneis subterrâneos. Todo o tempo, as formigas que formam o abrigo temporário estão em movimento contínuo, mas ainda preservando a estrutura. "É realmente arquitetura viva - tem túneis bem construídos e organizados, salas chocantes", diz Hu. Pelo menos para as formigas no interior, isso fornece proteção contra clima hostil ou predadores.

Hu, um engenheiro, está interessado principalmente em estudar as formigas como um novo material com características sem precedentes. Como parte da recente pesquisa de seu grupo, apresentada ontem em uma reunião anual da American Physical Society, ele e seus colegas consideraram as formigas dentro do contexto de outros “materiais ativos” - substâncias que podem responder a mudanças nas condições, tais como cimentos auto-regenerativos. que podem usar a energia da luz do sol para expandir e preencher suas próprias fraturas.

“Queríamos caracterizar que tipo de material é - é fluido, ou sólido, e como responde ao estresse?”, Diz ele. "Na natureza, por exemplo, essas balsas podem flutuar rio abaixo e esbarrar em pedras, ou gotas de chuva podem atingi-las."

Para testar essas auto-agregações, a equipe de Hu usou algumas técnicas, comparando estruturas de formigas vivas a formigas mortas aglomeradas como controle. Usando um reômetro - um dispositivo que pode medir com precisão a resposta ao estresse eo fluxo de um fluido, e é frequentemente aplicado em situações industriais (como o desenvolvimento de um novo xampu) - eles descobriram que as formigas reorganizam continuamente sua estrutura para manter a estabilidade.

Muitos materiais se comportam como um sólido quando estressados ​​por forças que se movem em certas velocidades, e um fluido quando estressado por outros lentos. A água, por exemplo, se comporta como um fluido quando você coloca a mão nele, mas um sólido quando atingido por um corpo humano pulando de uma prancha de mergulho - a razão pela qual um flop de barriga dói tanto.

Mas as estruturas das formigas são uma combinação de sólidos e fluidos quando estressadas por forças em todas as velocidades, descobriram os pesquisadores. Eles ativamente deformam sua estrutura para acomodar um estresse (como um fluido), mas depois voltam ao lugar depois (como um sólido). Confira o que acontece quando uma de suas estruturas é comprimida por uma placa de Petri, por exemplo:

De vídeo cortesia de David Hu e Nathon Mlot / Georgia Tech

"Isso faz sentido, com base em seu ambiente natural", diz Hu. "Se eles estão flutuando em uma jangada rio abaixo, eles não têm controle sobre onde flutua, então se há algo no caminho - digamos, um galho - você vê responder e fluir ao redor do galho, como uma espécie de ameba. "

A resiliência e a flutuabilidade das formigas também são notáveis. Quando os pesquisadores tentaram empurrar as balsas flutuantes abaixo da superfície da água, descobriram que podiam resistir a uma quantidade significativa de força e voltar a flutuar:

De vídeo cortesia de David Hu e Nathon Mlot / Georgia Tech

Isso é permitido, em parte, pelos exoesqueletos das formigas, que são naturalmente hidrofóbicos (ou seja, repelem quimicamente a água). Quando muitas formigas se juntam para formar uma estrutura, a água não penetra nos espaços entre elas, então, quando são forçadas a submergir, o ar que permanece nessas cavidades ajuda a flutuar.

Talvez o maior mistério das estruturas vivas notáveis ​​dessas formigas seja como as criaturas se comunicam para construí-las. A maioria das comunicações de formigas é baseada em rastros de feromônios deixados no solo, mas de uma forma tão interconectada, esse tipo de comunicação parece improvável. O exame microscópico revela que as formigas se agarram usando suas mandíbulas e garras pequenas no final de suas pernas. Observando isso, Hu acrescenta: "Achamos que estão se comunicando por meio do toque, mas ainda não entendemos isso".

Uma formiga agarra a perna de uma formiga vizinha em sua mandíbula. Imagem cortesia de David Hu e Nathon Mlot / Georgia Tech

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