Karıncalar Birer Verimli Ekskavatörlerdir

Karıncaların Yaşantıları
Karıncaların Yaşantıları

Karıncalar verimli bir ekskavatör gibi de düşünebiliriz. Böceklerin kullandıkları teknik sayesinde tekniği tünellerinin etrafındaki kuvvetleri yeniden dağıtılacak ve malzeme kaldırıldığında yapıların çökmesi önlenecektir. Yapılan inceleme sonucunda yukarıda ana fikir olarak verdiğimiz bilginin ayrıntılarına girebiliriz.

Toprak, sıkışmış bir sistemin her yerde bulunan bir örneği olarak düşünülebilir. Bir kum gibi değerlendiremeyiz. Bireysel toprak taneleri komşularına kuvvet uygular ve ortaya çıkan kuvvet ağı sayesinde kararlı ve diğer katı benzeri bir malzemeyi destekleyecek bir yapı ortaya çıkarır.

Bununla birlikte, bu tür düzensiz organik yapıların stabilitesini modellemek zordur. Karmaşık malzemenin basitleştirilmesinde bile, her bir tanenin geniş kapsamlı etkileri vardır. Bir parçacığı bir karınca tarafından kaldırmak tüm ağın dağılmasına neden olabilir, ancak mevcut modeller hangisinin olabileceğini tahmin edemez.

Yine de karıncalar, toprak tanelerini tek tek kazarak tünelleri başarıyla inşa ederler. Çevredeki toprağı istikrarsızlaştırmadan ve tüm yapıyı çökertmeden tahılları tutarlı bir şekilde seçerler. Şimdi Robert Buarque de Macedo ve Caltech’teki meslektaşlarının, Fransa’daki Grenoble Alpes Üniversitesi ve Kansas Eyalet Üniversitesi’ndeki işbirlikçileriyle yaptığı bir araştırma, karıncaların hayran uyandıran yaşantılarına ışık tutuyor.

Araştırmacılar, yaklaşık 500 mL’lik bir toprak hacminde tünel inşasını izlemek için üç boyutlu x-ışını bilgisayarlı tomografik görüntüleme kullandılar. Karıncalar, her tarama arasındaki 10 dakika boyunca yaklaşık 100 tane tahıl çıkardı. Bilgisayarlar görüntüleri yeniden modellerken her karıncanın yere göre sabit bir açıyla doğrusal olarak kazma eğiliminde olduğunu gösterdi.

Ayrıca, çene boyutlarına kıyasla 1-2 mm’lik parçaları çıkarmayı da tercih ettiler. Kazının kararlılığını anlamak için araştırmacılar, sıkışan tanelerin içinden geçen kuvvet ağını yeniden üreten ayrı bir eleman simülasyonunda girdi olarak bireysel parçacık şekillerini ve konumlarını kullandılar.

Yaklaşık 70 µm’lik tarama çözünürlüğü, milimetre ölçekli toprak tanelerinin her birinin şekillerinin ve konumlarının yeniden yapılandırılmasını sağladı. Simülasyonlar, karıncaların, başka bir alan esnediğinde, stresin durağan malzemeye yeniden dağılımı olan toprak kavislenmesinden yararlandığını gösterdi.

Toprak kavisi, tünelin yüzeyindeki parçacıklar arası kuvvetleri azaltarak karıncaların taneleri çıkarmasını kolaylaştırdı. Aynı zamanda da her bir karıncayı hangi parçacığın kaldırılacağına dair zorlu karardan kurtardı.

Araştırmacıların yaptıkları çalışmalarda gördükleri yüzey taneleri ile tünelin çöküp çökmemesi arasında ilişki olduğu sonucunu da ortaya çıkarıyordu.

Kaynak: Physics Today

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*