طور باحثون من كلية الهندسة والعلوم الدقيقة بجامعة هارفارد نموذجًا رياضيًا يشرح بدقة كيفية بناء النمل الأبيض للأعشاش والتلال والمستعمرات المعقدة
بعد سلسلة من الدراسات حول هذا الموضوع على مدى العقد الماضي، طور باحثون من كلية الهندسة والعلوم الدقيقة بجامعة هارفارد نموذجًا رياضيًا يشرح بدقة كيف يبني النمل الأبيض أعشاشًا وأكوامًا ومستعمرات معقدة، على عكس البشر، لديهم لا حاجة للرسم.
عندما تنظر عن كثب إلى عش النمل الأبيض، يمكنك أن ترى بوضوح تام أنه عبارة عن بنية معقدة للغاية. والسؤال هو كيف يفعلون ذلك بدون خطة بناء؟ وفي عالم الإنسان لا بد من خطة واضحة ومرسومة ودقيقة إلى جانب مهندس يشرف على التطورات عن كثب. على عكس البشر، يمكن لمستعمرة النمل الأبيض الواحدة إنتاج هياكل داخلية معقدة بما في ذلك الأرضيات واللوالب والممرات دون تخطيط مسبق.
هندسة الطبيعة
مستعمرة النمل الأبيض عبارة عن هيكل مذهل وطبيعي يبنيه النمل الأبيض طوال حياته. إنهم قادرون على بناء مباني شاهقة تتكون من عدة أسلاك متصلة وهياكل داخلية وانتقالات ذكية بين الطوابق وحتى الأرضيات والمنحدرات. أحد الأشياء المثيرة للاهتمام حول أسلاك النمل الأبيض هو الترتيب والتباعد الدقيق بشكل لا يصدق، بالإضافة إلى تعقيد البناء.
البروفيسور ل' من الصحراء، المؤلف الرئيسي للدراسة، يوضح: "تعد تلال النمل الأبيض واحدة من أكثر الأمثلة ذات الصلة بالهندسة المعمارية الحيوانية على الأرض. لماذا هم؟ كيف يعملون؟ كيف يتم بناؤها؟ هذه هي الأسئلة التي أقلقت العديد من العلماء لسنوات عديدة."
في الدراسات السابقة وأظهرت النتائج التي أجراها البروفيسور ماهادفان وفريقه حول هذا الموضوع أن التغيرات في درجات الحرارة من النهار إلى الليل تخلق حركة في مستعمرات النمل الأبيض. الحركة المعنية لا تنتج إزاحة المستعمرة نفسها فحسب، بل تتسبب أيضًا في تنشيط مواد شبيهة بالفيرمونات تحفز الحاجة إلى العمل والبناء بين النمل الأبيض.
العالم السري للنمل الأبيض
لفهم كيفية عمل النمل الأبيض وفهم طريقة عمله لبناء الطوابق المتصلة والمعقدة وغير العادية بدون مخططات بناء أو مهندس أو مخطط - قرر فريق الباحثين اتخاذ خطوة أخرى أقرب وفحص المباني باستخدام الأشعة المقطعية .
وباستخدام عمليات المسح، رسم الباحثون خريطة للترتيب داخل الهياكل الداخلية، بهدف تحديد المسافة بين الأرضيات والمنحدرات التي بناها النمل الأبيض. أحد الأشياء التي تجعل هذا المسح أكثر تعقيدًا هو أن النمل الأبيض لا يبني منحدرات بسيطة لتوصيل الأرضيات فحسب، بل يستخدم الحلزونات (النوع الذي يعرفه البشر في مواقف السيارات) لتوصيل الأرضيات.
إن استخدام التصوير المقطعي مع النتائج السابقة التي تم العثور عليها فيما يتعلق بالتغيرات اليومية في درجات الحرارة، سمح للباحثين بالاقتراب من بناء إطار رياضي من شأنه أن يفسر تخطيط التل. قام الباحثون برسم خريطة لكل مكونات كومة النمل الأبيض: من الهواء، إلى الطين، إلى النمل الأبيض نفسه.
ومن الأمور التي ساعدت الباحثين على فهم المبادئ هو استخدام النمل الأبيض "كسوائل"، أي إنتاجه بمرونة وقدرة على التدفق في المكان والزمان. إن علاج النمل الأبيض بهذه الطريقة سمح لهم برسم خريطة للبيئة بشكل أكثر دقة.
يوضح ألكسندر هايد، طالب الماجستير في OEB: "يمكنك التفكير في مجموعة من مئات الآلاف من النمل الأبيض على أنها سائل يمكنه استشعار بيئته والتصرف بناءً عليها. بمجرد النظر إلى الأمر بهذه الطريقة، هناك سائل يحمل الفيرمونات عبر البيئة جنبًا إلى جنب مع الهواء الذي يدفع السلوكيات الجديدة. لقد زودنا الإطار الرياضي الذي أنشأناه بتنبؤات واضحة للتباعد والنظام بين الطوابق في أكوام النمل الأبيض، وأظهر التكوين التلقائي للمنحدرات الخطية والحلزونية."
الطريق إلى حل جزئي للغز
كجزء من عالم الحشرات، يخلق النمل الأبيض بيئة دقيقة استجابة لتركيزات الفيرمون. وهذا مثال حيث يمكننا أن نرى أن التقسيم الذي اعتدنا عليه بين دراسة المادة غير الحية ودراسة الكائنات الحية قد انهار قليلاً. هناك علاقة بين الفيزياء والبيولوجيا عندما نشير إلى سلوك النمل الأبيض وما يسبب تغيره، وذلك من خلال بنية ديناميكية تخضع للتنظيم حسب السلوك المتغير.
بالإضافة إلى الحل الجزئي للغز عالم النمل الأبيض، فيما يتعلق بالطريقة التي يتم بها بناء مستعمرات النمل الأبيض وتشغيلها وتغيرها، هناك احتمال أن يكون للبحث الحالي مضامين ويمكن الاستنتاج منها ذكاء الأسراب الأخرى في عالم الحيوان.
وقد يكون هذا بداية الطريق لفهم العملية المعقدة بين الآليات الديناميكية المختلفة: الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، أو استمرار الطريق لفهم تطور وشكل وبنية النمل الأبيض ككائنات حية والذي بدأ في العقد الماضي. وفي غضون ذلك، يبقى أن نستمر في الإعجاب بالنمل الأبيض كمهندسين معماريين منذ الرحم ومنذ الولادة.
هذه المقالة عبارة عن محتوى مدعوم يتم تقديمه على سبيل المجاملة شركة بيست ماستر لمكافحة الحشرات الأمة على نطاق واسع.
