Попадая в воду, колония огненных муравьёв образует что-то вроде живого плота. В таком состоянии насекомые могут более-менее в целости и сохранности добраться до суши. «Плот» держат на воде физические характеристики и поведенческие особенности муравьёв.

 

Если бросить муравья в воду, он не утонет: его тело покрыто водоотталкивающим воскоподобным веществом, он весь окружён пузырьками воздуха, «прикреплёнными» к его экзоскелету, к тому же насекомое спасает поверхностное натяжение воды. Один муравей может свободно разгуливать по водной глади. Но что будет, если в воде окажется целый ком из тысяч муравьёв, сцепившихся друг с другом? Здравый смысл подсказывает, что колония пойдёт на дно — никакое поверхностное натяжение не сможет противостоять общему весу насекомых.

Между тем на протяжении многих лет людям удаётся наблюдать колонии огненных муравьёв, перемещающихся по рекам Южной Америки в сезон дождей. Исследователи из Технологического института Джорджии (США) попытались раскрыть секрет «водоплавающих» муравьиных колоний, использовав для этого огненного муравья Solenopsis invicta.

Попадая в воду, эти насекомые хватают друг друга за мандибулы и ноги, причём сила захвата в 400 раз превышает вес муравьиного тельца. Сцепившись так, муравьи удерживают множество маленьких пузырьков воздуха, «захваченных» отдельными особями и попавших между ними. В результате вода не может просочиться между муравьями. То есть воздух, «собранный» множеством насекомых, объединяется и переходит как бы в коллективное владение, удерживая на плаву всех.

Дальше — больше. Другие члены колонии взгромождаются на тех, кто лежит на воде. Когда конструкция начинает погружаться, муравьи синхронно напрягают мышцы, чтобы ещё сильнее уплотнить «дно» и воспрепятствовать всякой возможности «течи». Если вам захочется утопить колонию, то намного проще будет добавить в воду мыло — оно ослабит поверхностное натяжение, и муравьёв не спасут никакие воздушные пузыри и водоотталкивающее покрытие.

 

Поток муравьёв и муравьи как жидкость:

 

 

Но спасательная физика муравьиного плота подкреплена поведенческими механизмами. У колонии на воде поддерживается постоянная толщина, а значит, насекомые «с умом» распределяются по поверхности своего ковчега — так, чтобы не утонуть от перегруза. На плоту плывут все члены колонии, при этом матка и яйца находятся в центре, окружённые дополнительной плотной оболочкой из муравьёв-рабочих.

 

В то же время, как пишут исследователи в журнале PNAS, каждый муравей выполняет, в сущности, простую работу. Когда насекомое тонет, оно пытается выбраться наружу, когда видит над собой не другого муравья, а открытое пространство — стремится выползти в образовавшийся просвет. При попадании колонии в воду она ведёт себя, словно огромная капля масла (вернее, капля очень вязкого масла — см. видео!) — расползаясь по поверхности воды, но не смешиваясь с ней.

 

Поведенческие особенности муравьёв можно было бы взять на вооружение в робототехнике: скорее всего, конструкторам стоит сосредоточиться на создании не индивидуального супермозга, но на моделировании множества мелких, просто устроенных элементов, каждый из которых выполняет маленькую, элементарную задачу, но зато при их объединении получается сверзхумное устройство. Да, ни в чём не уступающее вот такой муравьиной колонии...