Ученые определили математические законы построения термитников

Исследователи из Франции и США создали математическую модель, способную объяснить нетривиальную архитектуру жилищ термитов и «технологию» их строительства. Об этом сообщается в издании PNAS.

Термитники – это одни из наиболее сложных сооружений, создаваемые животными без плана и появляющиеся в результате самоорганизованной работы тысяч маленьких слепых существ.

Научным специалистам под руководством Александра Хейде удалось раскопать два поселения африканских термитов, известных науке как Apicotermes lamani. При помощи компьютерной томографии ученые изучили внутреннюю структуру термитников, а после визуализировали ее. Кроме того, авторы научной работы оценили архитектурные соотношения и отдельные элементы колоний.

Как оказалось, термитники имеют ряд «типовых» архитектурных «решений», которые неоднократно повторяются при их строительстве и обеспечивают доступ, циркуляцию воздуха и охлаждение гнезд.

Благодаря трехмерным моделям-реконструкциям стало возможно полноценно оценить всю замысловатость и гармоничность «творчества» термитов. Их колонии включают винтовые лестницы, равномерно расположенные ярусы, ограничивающиеся камеры, соединенные пандусами.

По словам авторов исследования, насекомые придерживаются четких правил строительства, основанных на биотектонической схеме, которую в свою очередь можно описать математическими уравнениями.

Помимо этого, не менее важную роль в строительстве термитников играют феромоны термитов, которые являются своеобразными маркерами предыдущей деятельности и одновременно указаниями последующих действий.

При помощи полевых наблюдений специалисты построили математическую модель, которая базируется на трех основных параметрах: количество термитов, плотность строительного материала и концентрация феромонов. С ее помощью удалось определить, что в ходе строительства своего жилища термиты спонтанно возводят неизменный шаг этажей по вертикали и шаг пандусов по горизонтали.

По мнению авторов исследований, архитектура термитника является следствием индивидуального поведения термитов и меняющейся структуры колонии на протяжении всего строительства. Подобные процессы не только помогают лучше понять поведение различных живых организмов, но и могут быть применены в человеческих технологиях, например, в области групповой робототехники.

 
Подписывайтесь на наш канал: