النمل لا يعرف الاختناقات المرورية : يظهر النمل قدرة رائعة على التحرك بكفاءة على الرغم من الحشد الكثيف. دراسة تكشف عن استراتيجيتهم.
تعد الاختناقات المرورية في السيارات مصدر إزعاج يستغرق وقتًا طويلاً. لكن الوضع ليس أفضل بكثير سيرًا على الأقدام: فالحشود الكثيفة تتحرك ببطء في أروقة المترو وعلى الأرصفة الضيقة للمدن الكبرى. وكعادة النمل أفضل بكثير! في الواقع ، في مستعمرات النمل ، التي تجمع عشرات الآلاف. من الأفراد في منطقة صغيرة ، تتكيف الحركات مع كثافة حركة المرور لتحسين الكفاءة الجماعية. قامت لور آن بواسونير ، من مركز البيولوجيا التكاملية بجامعة تولوز ، وزملاؤها بفحص حركات عدد لا يحصى من النمل لفهم هذا العمل الفذ.
جدول المحتويات
قام الباحثون بتركيب جسر بين عش النمل ومخزون غذائي
قام الباحثون بتركيب جسر بين عش النمل ومخزون غذائي. بمجرد أن يكتشف النمل المحمية ، يتدفق تدفق دائم من الحشرات ذهابًا وإيابًا لإعادة الطعام إلى العش. عندما تكون كثافة النمل على الجسر عالية ، فإن هذه الحركات لا تخلو من عقبة: غالبًا ما يحدث أن يصطدم نملان يسير.ان في اتجاهين متعاكسين قبل استئناف مسارهما. صورت لوري آن بواسونير وزملاؤها 170 تجربة كل منها ساعة واحدة من أجل تحديد الكميات المختلفة لكل نملة مثل اتجاه السفر ومدة عبور الجسر وعدد الاصطدامات مع الأفراد الآخرين.
إقرأ أيضا:نصائح هامة لمستخدمي السياراتقام الباحثون بتغيير كثافة النمل من تجربة إلى أخرى ، إما عن طريق تغيير عرض الجسر أو عن طريق تغيير العدد الإجمالي للنمل. أظهر التحليل الإحصائي أن هذين المعيارين ليسا محددين في حد ذاتهما: فقط كثافة النمل الناتجة مهمة. من خلال دراسة تطور تدفق النمل .(عدد النمل الذي يعبر عرضًا معينًا للجسر لكل وحدة زمنية) كدالة للكثافة ، توصل الفريق إلى اكتشاف مفاجئ: النمل لا يخلق اختناقات مرورية!
في الواقع ، يزيد التدفق أولاً بشكل منطقي مع الكثافة .حتى يصل إلى قيمة قصوى ، لكنه لا ينخفض بعد ذلك عندما تستمر الكثافة في الزيادة. في حشد من البشر ، بالسيارة أو سيرًا على الأقدام ، من ناحية أخرى ، يتناقص التدفق بسرعة كبيرة بعد وصوله إلى القيمة القصوى عندما. تزداد كثافة الحشد مرة أخرى. وحتى ينتهي به الأمر إلى أن يصبح صفرًا: إنه القابس. بالإضافة إلى ذلك ، فإن متوسط سرعة كل نملة ، التي يتم قياسها على مدار الجسر بأكمله ، يصل إلى حد أقصى ، على عكس البشر الذين تتناقص لديهم نسبة الكثافة.
النمل لا يعرف الاختناقات المرورية : كيف نفسر ذلك؟
هذه الملاحظة بدائية مدهش جدا. كيف نفسر ذلك؟ أظهرت لور آن بواسونير والمتعاونون معها أن عدد الاصطدامات أثناء العبور يتناسب مع الكثافة ، وهو أمر بديهي: فكلما زاد عدد النمل. زاد عدد الاصطدامات. نظرًا لأن كل تصادم يضم نملين يضيع بعض الوقت على النمل (في حدود نصف ثانية). فمن المتوقع أن ينخفض متوسط سرعة كل نملة مع زيادة الكثافة. ثم اهتم علماء المكافحة بكمية أخرى: “سرعة الدوران الحر” ، أي السرعة اللحظية للنمل خارج الاصطدامات. أظهر الباحثون أن هذه السرعة تزداد بكثافة تصل إلى 5 نمل لكل سنتيمتر مربع. يتحرك النمل بشكل أسرع لتعويض التأخير الناتج عن الاصطدامات.
إقرأ أيضا:ما هو منبه النيكوتينيبقى أن نرى لماذا يتحرك النمل بشكل أسرع عند الكثافة المنخفضة كلما زاد عددهم. وفقًا للباحثين ، قد يأتي هذا من استخدام الفيرومونات: فكلما زادت الكثافة ، زادت تركيزات الفيرومونات . وهي إشارة تشجع النمل الآخر على الإسراع في مهمتهم. ومع ذلك ، لوحظت ظاهرة التشبع أيضًا من قبل لور-آن بواسونير وزملاؤها: لا يشارك النمل في مهام متجانساتهم عندما تصبح كثافة الحشرات والفيرومونات عالية جدًا ، كما لو أن هذه الإشارة تعني “أننا بالفعل عدد كافٍ لهذا الغرض. مهمة. بالإضافة إلى ذلك ، للحد من الحركة غير الضرورية ، نادرًا ما يستدير النمل مرة واحدة في الطريق – أقل من مرة واحدة في المائة.
هل يمكننا أن نستلهم من هذا التنظيم الذاتي للحد من الاختناقات المرورية لدينا؟
هل يمكننا أن نستلهم من هذا التنظيم الذاتي للحد من الاختناقات المرورية لدينا؟ غير متأكد. الزيادة في سرعة الدورة الدموية الحرة ، والصدمات المصاحبة لها ، لن تخلو من المخاطر على أجسامنا الضخمة الخالية من الهيكل الخارجي الواقي. بالإضافة إلى ذلك ، على عكس النمل ، نادرًا ما يشترك البشر في هدف مشترك عند الحركة ، مما يجعل من الصعب تكييف السلوك الفردي مع السلوك الجماعي. أخيرًا ، تضيف لافتات الطرق (إشارات ، أضواء ، إلخ) قيودًا إضافية على المستخدمين بغض النظر عن حركة المرور. لذلك فإن نهاية الاختناقات المرورية ليست ليوم غد
إقرأ أيضا:تحكم في التوتر باستخدام يوجا الضحكالنمل لا يعرف الاختناقات المرورية : النمل الصحراوي
تصل سرعات بعض النمل الصحراوي إلى ما يقرب من متر واحد في الثانية. يمكن تفسير ذلك من خلال مورفولوجيتهم وتزامن حركاتهم في المشي.
يتمتع النمل بالعديد من نقاط القوة: نظام اتصال فرمون فعال ، وتخصص كبير للأفراد ، والقدرة على التعاون مع الأنواع الأخرى ، وبشكل أعم ، تنظيم اجتماعي معقد ومنظم جيدًا يسمح بالإنجاز الجماعي للمهام. لكن بعض أنواع النمل طورت مهارة إضافية: السرعة! هذا هو الحال مع كاتاجليفيس بومبيسينا ، وهي نملة صحراوية تصل إلى سرعات مذهلة على الرمال. قام فريق بقيادة سارة بفيفر ، من معهد علم الأعصاب بجامعة أولم بألمانيا ، بقياس سرعتها ودراسة مشيتها بدقة ، والتي تعد مصدر هذا الأداء.
النمل من الأنواع كاتاغليفيس بومبيسينا، أسرع نمل في الصحراء ، تصل سرعته أحيانًا إلى 855 ملم في الثانية. نظرًا لتقليل طول جسم النملة ، فإن هذا يتوافق مع سرعة 108 أضعاف حجمها في الثانية ، وهي قيمة لا مثيل لها تقريبًا في عالم الحيوان – على الرغم من أن نوعًا من العث يصل إلى 370 .ضعف حجمه في الثانية (البشر ، في الوقت نفسه ، يبلغ ذروته في حوالي 5 أضعاف حجمها في الثانية). لوحظت هذه السرعات القصوى في تونس ، في البيئة الطبيعية للنمل ، في الصيف في منتصف النهار . عندما وصلت درجة حرارة الرمال إلى 60 درجة مئوية. لكن عندما أعاد الباحثون إنتاج هذه القياسات في مختبرهم بألمانيا ، عند درجة حرارة 10 درجات مئوية ، لاحظوا سرعات أبطأ بكثير: 57 ملم فقط في الثانية.
تشير هذه الزيادة في سرعة النمل .مع درجة الحرارة إلى أن هذه القدرة قد تم تطويرها للتكيف مع الظروف القاسية للصحارى الساخنة: يتطلب الهواء الحارق على مستوى الأرض من النمل تحسين تحركاتهم. لأداء مهامهم على الأكثر بسرعة واللجوء بانتظام إلى تبرد في الظل تحت الرمال أو عالية على النباتات البارزة من الأرض.
النمل لا يعرف الاختناقات المرورية : ساهمت هذه القيود المناخية في اختيار الخصائص المورفولوجية والسلوكية المحددة
ساهمت هذه القيود المناخية في اختيار الخصائص المورفولوجية والسلوكية المحددة فيكاتاغليفيس bombycina . فوجئ فريق سارة بفيفر في البداية بصغر حجم الجسم ، ولا سيما أرجل النمل ، وهي أقصر بنسبة 20٪ من الأنواع الأخرى ذات الصلة. في الواقع ، غالبًا ما يكون للحيوانات السريعة أرجل طويلة تسمح لها بإطالة خطواتها. يعتقد الباحثون أن صغر حجم الجسم له ميزة تقليل كتلة الأفراد ، كما أن الأرجل المقصوصة تتمتع بلحظة قصور ذاتي منخفضة ، وكل ذلك يقلل من الطاقة التي تنفق مع كل خطوة.
لكن هذا لا يكفي للمشي بسرعة: النمل في الصحراء لديه أيضًا سرعة عالية في المشي. لقد قام الباحثون بالفعل بقياس ما يصل إلى 45 خطوة في الثانية! بالإضافة إلى ذلك ، في أعلى السرعات ، تبقى كل ساق على الأرض لمدة 7 مللي ثانية فقط قبل الإقلاع مرة أخرى. أخيرًا ، يتبنى هؤلاء النمل مشية معينة بسرعة عالية: يضعون أرجلهم في مجموعات من ثلاثة ، ويشكلون حامل ثلاثي القوائم ، بالتناوب وبطريقة متزامنة للغاية. وفقًا لسارة بفيفر وزملائها ، فإن هذا التعديل الدقيق لمشي النمل من شأنه أن يعزز التوزيع الجيد لكتلتهم ، والتي ، مع وزنها المنخفض ، ستسمح لهم بالغرق أقل في الرمال وبالتالي الحد من فقدان الطاقة. لزوجة هذا الوسط الحبيبي. على الرمال الساخنة
الكائنات الحية الفائقة والمستعمرات الفائقة
في الواقع ، فإن القدرة على شن أشكال مختلفة من الحرب قد تنجم عن حقيقة أن مجتمع النمل هو كيان يتصرف مثل كائن حي. يتم التعرف على الخلايا بواسطة الجزيئات الموجودة على سطحها ؛ يهاجم نظام المناعة الفعال أي خلية بإشارات تمييز مختلفة. في معظم المستعمرات ، يتم التعرف على النمل أيضًا من خلال جزيئات خاصة بالمستعمرة ، الفيرومونات الموجودة على سطح أجسامهم. يتجنبون أو يهاجمون الأفراد التي تنبعث منها رائحة مختلفة. البالغون ، مع استثناءات نادرة ، ينتمون إلى مستعمراتهم منذ الولادة حتى الموت.
ومع ذلك ، يتصرف بعض العمال أحيانًا ضد مصالح مستعمراتهم. يحاولون التكاثر ، لكن مشروعهم عادة ما يفشل ، بقدر ما يحدث صراع بين الجينات. بشكل عام ، يعتبر التعرف على مستعمراتهم هو بطاقة الهوية الوحيدة للنمل ، لأنهم يشكلون مجتمعات مجهولة: بالإضافة إلى التمييز بين الطوائف – تلك الخاصة بالجنود وتلك الخاصة بالملكات – ، لا يتعرف النمل العامل على بعضهم البعض. ليس كأفراد . لأنهم جزء من كائن حي خارق ، فإن موت العامل ليس له أهمية تذكر ، والتزامهم الاجتماعي الثابت هو السمة الوحيدة لهم.
النمل لا يعرف الاختناقات المرورية : أكثر الأمثلة المدهشة
إن أكثر الأمثلة المدهشة على الولاء للمستعمرة هو النوع خطية متواضعة. في الأصل من الأرجنتين ، انتشر إلى أجزاء أخرى كثيرة من العالم ، يتم نقله بواسطة سفن الشحن. في كاليفورنيا ، تشكل مستعمرة فائقة تمتد من سان فرانسيسكو إلى الحدود المكسيكية ويمكن أن تجمع بين بلايين الأفراد ، متحدون في جميع أنحاء نفس الهوية “الوطنية”. كل شهر يموت الملايين من النمل الأرجنتيني في القتال الذي يمتد لأميال حول سان دييغو ، حيث تدور اشتباكات مع ثلاث مستعمرات أخرى في حروب ربما استمرت منذ وصول هذا النوع قبل مائة عام.
تنطبق معادلات لانشيستر تمامًا على هذه المعارك
تنطبق معادلات لانشيستر تمامًا على هذه المعارك. العمال الأرجنتينيون صغيرون ، يتم استبدالهم باستمرار بتعزيزات لا تنضب أثناء هلاكهم ، وتصل كثافتهم إلى عدة ملايين لبضع مئات من الأمتار المربعة. من خلال تفوق عدد الأنواع المحلية التي يواجهونها بشكل كبير ، تمارس المستعمرات العملاقة سيطرة مطلقة على الأرض ، مما يؤدي إلى قتل أي منافس يصادفهم.
ما الذي يعطي هؤلاء النمل الأرجنتيني موقفهم القتالي الذي لا هوادة فيه؟ في العديد من أنواع النمل ، ولكن هذا ينطبق أيضًا على البشر ، بعد الصراع ، ينخفض معدل الوفيات ، حيث يستقر الطرفان على طول الحدود لتحديد منطقة محايدة. في السهول الفيضية ، حيث نشأ النمل الأرجنتيني ، يجب على المستعمرات المتحاربة أن توقف القتال كلما ارتفعت المياه ودفعهم إلى الأرض المرتفعة. ومع ذلك ، فإن الحرب لا تنتهي أبدا. تستمر الاشتباكات بلا هوادة ، عقدًا بعد عقد.
يذكرنا التوسع الهائل في مستعمرات النمل الفائقة كيف قضت القوى الاستعمارية البشرية العظمى ذات يوم على مجموعات أصغر ، من الأمريكيين الأصليين إلى السكان الأصليين الأستراليين. لحسن الحظ ، الرجال ليسوا مستعمرات نمل فائقة: يمكن أن يتغير ولاءنا بمرور الوقت ، للترحيب بالمهاجرين ، مما يسمح للدول المختلفة بالاندماج. في حين أن الحرب قد تكون حتمية مع العديد من النمل ، إلا أنه بالنسبة لنا يجب أن يكون منعها.
