研究人员观察到白蚁相互协调工作以建造巨型巢穴的方式
研究人员观察到白蚁相互协调工作以建造巨型巢穴的方式
白蚁被誉为“大自然的建筑师”，它们建造的巢穴结构复杂而精巧，令人叹为观止。最近，一项发表在《电子生命》杂志上的研究揭示了白蚁建造复杂巢穴的独特机制：它们是通过感知和响应湿度水平，而不是使用信息素来完成这一任务的。
自然环境中的白蚁巢穴（澳大利亚新南威尔士州的一个白蚁丘）。图片来源：Andrea Perna
这项研究由意大利卢卡国际高级研究学院（IMT School for Advanced Studies Lucca）复杂系统教授安德烈娅-佩尔纳（Andrea Perna）负责协调。研究团队对Coptotermes gestroi白蚁（原产于南亚，现已扩散到美国东海岸）进行了实验室实验。他们使用湿粘土建造了具有不同高度和形状的人工结构的小台子，并通过视频跟踪白蚁群中所有白蚁的活动，同时描述三维结构的变化，量化它们对这些结构的建筑行为。
白蚁（Coptotermes gestroi）在实验场自发地建造了几根柱子。图片来源：Giulio Facchini
研究发现，白蚁并不像蚂蚁那样依靠信息素来指导它们的建筑活动。相反，它们能够感知建筑基质的曲率，并在曲率最大的地方进行建造。例如，它们会在柱子的顶端添加颗粒（与柱子的高度无关），并在墙壁的两个角落添加颗粒，也就是曲率达到最大的两个点。
一小群 Coptotermes gestroi 白蚁在实验人员放置的人工支柱顶部添加粘土颗粒。图片来源：Giulio Facchini
研究团队进一步发现，白蚁能够通过感知湿度梯度来实现这一过程。白蚁对湿度浓度非常敏感，它们能够感知这些湿度梯度，并通过行为对其做出反应。当盐溶液中的水分蒸发时，会留下微小的盐晶体，这些晶体的生长标志着蒸发量最大的区域：这正是白蚁选择进行建筑活动的区域。
这项研究揭示了一个令人惊讶的事实：白蚁用如此简单的方法解决了一个非常复杂的问题。它们只需要根据当地的湿度添加颗粒材料，但它们添加的颗粒材料反过来又会改变所有的蒸发和湿度模式，诱使其他白蚁在不同的位置建造巢穴，以此类推，直到产生非常复杂的结构。
这项研究不仅增进了我们对白蚁筑巢机制的理解，也为人类建筑学提供了新的启示。通过模仿白蚁的这种简单而有效的建筑方式，或许能够开发出更加智能化和自适应的建筑技术。
本文原文来自ScitechDaily