09:20 2023-02-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Furnicile merg în marș... metodic
_ Furnicile merg în marș … metodic
Când te plimbi printr-un magazin alimentar necunoscut, s-ar putea să te trezești că mergi metodic pe fiecare culoar pentru a te asigura că găsești tot ce ai nevoie, fără a trece de două ori aceeași cale. Uneori, te vei abate de la acest proces ordonat, cum ar fi atunci când vezi un semn vibrant „de vânzare” de peste magazin sau când realizezi că ai uitat ceva. Potrivit unui studiu condus de cercetătorii de la Universitatea din Arizona, unele furnici caută hrană și adăpost într-un mod similar.
Într-o lucrare recentă publicată în jurnal. Cercetătorii iScience, UArizona au descoperit că atunci când o colonie de furnici de stâncă este plasată într-un mediu necunoscut în laborator, furnicile rătăcesc într-un mod care nu este atât de întâmplător cum se credea anterior. Furnicile au urmat un model sistematic de șerpuire combinat cu o mișcare aleatorie – o metodă cu potențialul de a optimiza explorarea în mediul lor natural.
„Anterior, cercetătorii din domeniu au presupus că furnicile se mișcă într-o mers pur aleatorie atunci când caută ținte despre care nu își cunosc locația”, a spus Stefan Popp, primul autor al lucrării și student absolvent la Departamentul de Ecologie și Biologie Evoluționară din UArizona. „Am descoperit că furnicile de stâncă prezintă un model de șerpuire uimitor, regulat, atunci când explorează zona din jurul cuiburilor lor.”
În Arizona, aceste furnici pot fi găsite cuibărând între sau sub pietre în zone de peste 7000 de picioare. Aceste creaturi care se mișcă lentă au doar aproximativ jumătate din lungimea unui bob mediu de orez.
Studiul constată că modelul de mers în șerpuire sau în zig-zag al furnicilor poate face căutarea lor mai eficientă decât o căutare pur aleatorie. . Acest lucru se datorează faptului că furnicile pot explora o zonă mare în mai puțin timp, deoarece își intersectează propriile căi mai rar.
„Aceste furnici nu formează trasee evidente de căutare a hranei ca multe furnici cu care suntem familiarizați”, Popp. a spus. „În schimb, colonia depinde de căutările individuale care găsesc resurse, făcând strategia lor de căutare o parte crucială a succesului coloniei.”
Potrivit cercetătorilor, avantajul evolutiv al meandrei găsit la aceste furnici de stâncă ar fi putut evolua. și la alte specii de insecte și animale. Mișcarea furnicilor ar putea fi folosită într-o zi pentru a informa proiectarea roiurilor autonome de roboți care efectuează misiuni de căutare și salvare în zonele dezastrate sau explorează peisaje din alte lumi.
Deoarece este dificil să urmărești furnicile în mediul lor natural. , Popp și echipa sa au colectat colonii de furnici de stâncă de pe vârful și în jurul muntelui Lemmon, chiar la nord de Tucson. Apoi, echipa a mutat furnicile în laborator, plasându-le într-o arenă închisă cu podea de hârtie. Incinta măsura 2 pe 3 metri – uriaș în comparație cu furnicile minuscule care se grăbesc.
După ce au fost introduse într-o casă nouă, furnicile erau dornice să exploreze.
„Aceste furnici ar putea avea patrulează zona pentru alte furnici concurente”, a spus Popp, explicând că există o presiune selectivă pentru a împiedica alte furnici să intre în cuibul lor. „Este posibil să fi căutat, de asemenea, hrană și noi locuri de cuib.”
Cercetătorii au observat curând modelul șerpuit al furnicilor în timp ce se plimbau. A ridicat o întrebare imediată: aceste modele au fost doar zâmbete aleatorii sau furnicile se mișcau într-un mod metodic, non-aleatoriu?
Pentru a răspunde acestei întrebări, cercetătorii au instalat camere și au folosit software de urmărire automată. , împreună cu corecții manuale, pentru a urmări traseele individuale ale fiecărei insecte în marș pe parcursul a cinci ore. Călătoriile furnicilor au fost apoi comparate cu furnicile simulate care merg în mod aleatoriu.
„Ne-am uitat dacă direcția în care se mișcă o furnică depinde într-un fel de direcția în care se mișca înainte”, a spus coautorul studiului Anna Dornhaus, profesor la Departamentul de Ecologie din UArizona. și Biologie evoluționistă. „Aceste metode ne-au ajutat să realizăm că comportamentul de căutare al furnicilor nu a fost complet aleatoriu, așa cum credeau biologii anterior.”
Cu alte cuvinte, cercetătorii au folosit statistici pentru a determina că direcția în care o furnică a întors era direct corelată. „Cercetarea noastră a arătat că furnicile alternează lin virajele stânga și dreapta pe o scară de lungime relativ regulată de aproximativ trei lungimi de corp”, a spus Popp, „Pentru unele furnici, Modelul de căutare asemănător cu șerpuire a fost chiar mai extrem decât alții, un fel ca un râu șerpuit în bazinul Amazonului. Sunt fascinat de acest lucru și mă întreb cum furnicile se asigură că nu se intersectează din nou și din nou, în timp ce încă fac. viraje și bucle extreme.”
Popp și Dornhaus au remarcat că nu știu cum se schimbă acest comportament de căutare de-a lungul vieții unei furnici sau chiar dacă furnicile individuale sunt conștiente de acest lucru. Indiferent, combinația de șerpuire și aleatorie poate fi optimă pentru căutarea resurselor într-un mediu necunoscut. Abordarea sistematică poate ține o furnică aproape de cuib fără a traversa înainte și înapoi pe terenul explorat anterior. Aleatoriile adăugate explică obstacolele care vin cu un mediu natural imprevizibil.
„Până acum, ipoteza larg răspândită a fost că animalele care caută liber sunt incapabile să caute noi resurse în mod metodic”, a spus Popp. „Majoritatea cercetărilor anterioare privind comportamentul de căutare s-au concentrat doar pe situațiile în care animalul este deja familiarizat cu unde se duce, cum ar fi întoarcerea la intrarea în cuib sau întoarcerea la o sursă de hrană memorabilă.”
” Pe baza acestor rezultate, multe animale pot folosi combinații complexe de căutare aleatorie și sistematică care optimizează eficiența și robustețea în habitate reale și complexe”, a spus Dornhaus. „Această descoperire deschide un mod cu totul nou de a privi toate mișcările animalelor.”
Cercetătorii cred că descoperirea lor are potențialul de a unifica diferite domenii ale științei, inclusiv biologia și robotica. Rătăcirile acestor furnici pot avea aplicații pentru medii reale în care o căutare complet sistematică ar eșua atunci când se confruntă cu un obstacol.
„Această descoperire ar putea duce la aplicații pentru robotiști, deoarece programează roboți pentru a putea găsi. să se întoarcă sau să caute ceva”, a spus Dornhaus. „În acest fel, își pot face algoritmii mai robusti, astfel încât să nu eșueze imediat de îndată ce robotul își pierde evidența locației exacte.”
Comentarii:
Adauga Comentariu