蚂蚁在地球上已经生活了1.4亿年,它们见证了恐龙的消亡,伴随着板块的变迁,看到了人类的出现,甚至很可能看到人类的灭绝......据统计,地球上有超过种蚂蚁,其中多种已经被分类。这些小东西究竟有什么特别之处?我们人类如何从它们身上收益呢?
虽然已经有许多关于蚂蚁的研究:大多数人都知道他们的结构,社交习惯和生活方式。但尽管世界上有多达22,种蚂蚁,我们却很少有人知道蚂蚁在举起负载时的重要性,如何利用触角挖洞,以及能够承受超过50C的温度。让我们重新仔细的观察蚂蚁,我们会发现可以从中学习到很多东西。
一只蚂蚁可以承受自身重量的5至20倍。科学家发现它的脖子在其中起着关键作用。
借助显微断层图像,可以创建蚂蚁结构的计算机模型,并模拟这种昆虫在负载时产生的力。还可以确定在蚂蚁的脖子上,有一层软组织与头部和躯干的硬组织相连,就像手指与手指之间一样。由于这种不寻常的结构,组织之间的协作更加有效,整个结构更加耐用,这使这种小虫子可以在其颚中举起巨大的负担。
除了巧妙制作的脖子,蚂蚁还配备了不寻常的触角。这些所谓的多余肢体具有各种功能,它们在跌倒时起到支撑作用,还有助于挖出一条隧道,以实现高效而安全的移动。
为了找出这个问题的答案,科学家们对集装箱进行了X光检查,并创建了三维隧道模型。事实证明,不管挖掘的地面是什么,它们的直径都相同。由于该直径大约是蚂蚁身体的长度,因此能够有效地阻止跌倒。此外,即使地面松动,被蚂蚁挖出的隧道也不会倒塌。
科学家从中得到启发,建造了可以应对复杂环境的搜索和救援机器人。它们将有助于寻找被房屋碎片和山体滑坡掩埋的受难者。
某些蚂蚁还有惊人的耐热系统。撒哈拉沙漠中的白天温度为50°C(°F)。大多数昆虫和其他动物在这种条件下无法生存,且迫切需要遮荫。但是,撒哈拉银蚁(Catagphiphisbombycina)却从巢中出来寻找食物。大多数时候,它们会吃掉其他被热死的昆虫尸体。
观察这些昆虫的科学家注意到,它们的背面和侧面都覆盖有一层特殊的毛发。它们实际上是一层层由三角形构成的小细管(仅在电子显微镜下可见),使该物种具有银色。与身体相邻的一侧很光滑,而另一侧则被细微的皱纹覆盖。由于这种结构,毛发能够反射太阳光线并将体内热量释放到外部,从而将蚂蚁身体恒温在5至10°C(41-50°F)。
此外,它们的腿又长又快,因此可以保护昆虫免受地面灼伤。而且它们体内也存在着一种特殊蛋白保护着,使可以承受高达53.6C(F)的温度。科学家们根据蚂蚁的这个特性,创造了纳米多孔聚乙烯(nanoPE),这种材料含有允许红外线自由通过的细孔,可以将人体气温降低1°-4°来降低空调使用。最多可以节省45%的能源消耗!
蚂蚁的速度其实很快,每秒可以跑8厘米。如果一个人有这样的能力,他可以在一小时内跑55公里!而且,它们甚至可以跳跃,滑行或使用不同的材料进行漂流。某些种类的蚂蚁会以搭人梯的形式越过障碍物或负载巨大物体。
这些昆虫也是伟大的园丁。他们可以种植和照料蘑菇,并与其他物种共享食物。工蚁的平均寿命为1-3岁,而女王的年龄可能高达30岁。
在某些国家,蚂蚁及其幼虫是当地的美食。例如在墨西哥,人们食用"escamole”,即蚂蚁卵。被认为是昆虫中的鱼子酱。
小小的身体却有着如此多的神秘,无论是设计出的救援机器人,还是正在研究的纳米多孔聚乙烯(nanoPE),都表明了人类可以从蚂蚁这种微小的生物上学到很多有用的东西。