Kan mierenkennis mensen helpen betere transportnetwerken te bouwen? europahoy.nieuws

Bij het bouwen van nesten, mieren Een evenwicht vinden tussen transportefficiëntie en architectonische beperkingen. De onderzoekers zeggen dat de observatie mensen zou kunnen helpen efficiëntere transportsystemen te ontwerpen die zijn afgestemd op specifieke behoeften.

Kunnen mierenhopen het geheim bevatten om de verkeersopstoppingen op de snelweg 405 te verminderen?

In een nieuwe studie ontdekten UCLA-biologen inzichten in de manier waarop mieren hun nesten bouwen die nuttig zouden kunnen zijn bij het ontwerpen van efficiëntere menselijke transportsystemen.

Pad van de mieren – illustratieve foto. Afbeeldingscredit: Pixabay (gratis licentie van Pixabay)

De wetenschappers waren geïnteresseerd in de vraag of de manier waarop mieren hun nesten bouwen meer wordt beïnvloed door de evolutionaire geschiedenis van elke individuele soort of door de huidige ecologische omstandigheden.

Wat ze ontdekten was dat de evolutie de variaties die ze tussen de nesten van verschillende soorten waarnamen, niet kon verklaren. Ze ontdekten dat de omgeving waarin mieren foerageren en de manier waarop ze voedsel transporteren de belangrijkste factoren zijn die bepalen hoe elke soort zijn nest bouwt.

De les voor mensen? Als wegen beter geschikt zouden zijn voor de manier waarop goederen en mensen zich door onze steden verplaatsen, zouden transportnetwerken efficiënter kunnen zijn.

De congestie op de snelwegen in Zuid-Californië zou bijvoorbeeld kunnen worden verbeterd als er speciale rijstroken of wegen zouden komen voor vrachtwagens die van en naar grote logistieke knooppunten reizen, zoals havens, magazijnen en distributiecentra.

Volgens het onderzoek zijn de omgeving waarin mieren foerageren en de manier waarop ze voedsel transporteren de belangrijkste factoren die bepalen hoe elke soort zijn nest bouwt. Afbeelding tegoed: Jorge Coromina/Unsplash

« Mieren worden geconfronteerd met dezelfde problemen als wij als het gaat om het leven in drukke ruimtes », zegt Sean O’Fallon, een doctoraalstudent in ecologie en evolutionaire biologie aan de UCLA en eerste auteur van het onderzoek.

“We zijn dichtbevolkt in steden en idealiter zouden we nauw met elkaar verbonden moeten zijn, maar er zijn beperkingen aan hoe dicht we bij elkaar kunnen zijn. “Er is veel ruimte om gebouwen en wegen aan te leggen.”

In de studie, De wetenschappers, gepubliceerd in Philosophical Transactions of the Royal Society B, analyseerden informatie uit twee bronnen: details over 397 mierennesten kwamen uit eerder gepubliceerde gegevens en afbeeldingen, en de auteurs voerden nieuwe onderzoeken uit naar nog eens 42 nesten, allemaal gelegen in het biologische reservaat. nabij Venus. , Florida. In totaal vertegenwoordigden de 439 nesten 31 verschillende mierensoorten.

Ze ontdekten dat neststructuren grotendeels werden bepaald door factoren zoals de vraag of de mieren alleen of in groepen foerageerden, en door de methoden die ze gebruikten om andere mieren te rekruteren om hen te helpen voedsel te vinden en te transporteren. Simpel gezegd: de activiteit en het gedrag van dieren spelen een grotere rol bij het bouwen van nesten dan welk aangeboren evolutionair model dan ook.

« Je kunt het nest zelf zien als een transportnetwerk: het is waar de mieren leven, maar het is ook een soort wegennetwerk waar dingen in en uit komen », zegt Noa Pinter-Wollman, hoogleraar ecologie en biologie. UCLA en de corresponderende auteur van het artikel.

De onderzoekers onderzochten vier veel voorkomende foerageerstrategieën die door mieren worden gebruikt. Bij sommige soorten jagen individuele mieren op voedsel. In andere gevallen brengt een mier voedsel naar het nest om andere mieren te rekruteren om hem naar de voedselbron te vergezellen.

Mieren kunnen ook een ononderbroken spoor vormen tussen de voedselbron en het nest, dat maandenlang kan blijven bestaan. Of ze laten een feromoonspoor achter dat kolonieleden in grote aantallen kunnen volgen, een fenomeen dat de onderzoekers ‘massale rekrutering’ noemden.

Mierennesten bestaan ​​uit een tunnel die naar een ingangskamer leidt, waar mieren andere leden van hun kolonie rekruteren om hen te helpen bij het vinden of vervoeren van voedsel. Vanuit de ingangskamer leiden tunnels naar andere kamers, die door tunnels verbonden zijn met nog diepere kamers. De kamers dienen verschillende doeleinden, zoals het opslaan van voedsel en afval en het grootbrengen van jongen.

De onderzoekers verwachtten dat bij mierensoorten die de rekruteringsstijl voor massale foerageeractiviteiten gebruiken, de ingangskamers van de nesten groter zouden zijn dan bij de nesten van andere soorten, omdat die ruimtes een groter aantal mieren de kans zouden moeten geven om met elkaar te communiceren. En ja hoor, ze ontdekten dat dit het geval was.

De wetenschappers verwachtten echter ook dat de nesten van massarekruterende verzamelaars een hogere “netwerkdichtheid” zouden hebben (dat wil zeggen een groter aantal verbindingen tussen kamers) dan nesten gebouwd door andere soorten. De wetenschappers redeneerden dat een grotere netwerkdichtheid een grotere beweging van mieren en hulpbronnen door het hele nest zou vergemakkelijken.

Maar uit het onderzoek bleek dat voor mieren die alle vier de foerageerstrategieën vertegenwoordigen, de netwerkdichtheid relatief laag was, zelfs voor grote nesten met honderden kamers. Uit het onderzoek bleek zelfs dat nesten met de meeste camera’s, bij alle foerageerstrategieën, doorgaans de laagste netwerkdichtheid hadden.

In het artikel schrijven de onderzoekers dat de bevinding eenvoudigweg een functie van de architectuur zou kunnen zijn: te veel tunnels tussen de kamers zouden de structurele integriteit van het nest kunnen verzwakken, waardoor het hele systeem mogelijk instort.

« Mieren moeten de efficiëntie van sterk verbonden nesten in evenwicht brengen met architecturale stabiliteit », zei Pinter-Wollman. “Aan de ene kant willen ze dat het transport sneller gaat, maar als ze te veel verbindingen gaan maken, stort het nest in.

Geschreven door Holly Ober

Fontein: UCLA