Dobrodružní mravenci si stavějí důmyslné vory
Úspěšní a obávaní mravenci Solenopsis invicta dobývají svět. A vozí se přitom na vorech z vlastních živých těl, která dohromady představují aktivní materiál s unikátními vlastnostmi.
O mravencích Solenopsis invicta slýcháme tak často, že už by si vážně zasloužili pořádné české jméno. Je to vpravdě otravné psát o nich pořád jen latinsky kurzívou anebo se motat mezi „argentinskými“, „ohnivými“, „ohňovými“, „rezavými“, „červenými“, „invazními“ či kdovíjakými mravenci. Takže, kde to vázne? Anglicky komunikující vědci to vyřešili s pro ně příznačně delikátním citem pro nomenklaturu a říkají jim prostě RIFA (Red Imported Fire Ants). Nakonec proč ne, RIFA je krátké, úderné jako dvě rány pěstí a nezatěžuje skloňováním.
RIFA jsou velice úspěšní a agresivní, i když se nedávno fascinovaně psalo o ještě agresivnějších a bezpochyby šílených mravencích Nylanderia fulva, kteří právě leckde válcují i doposud nepřekonatelné mravence RIFA. Bez ohledu na šílené mravence jsou ale RIFA stále postrachem jižních států USA, Austrálie, Karibiku, jihovýchodní Asie i jižní Číny. Zdatně cestují na velké vzdálenosti a očividně se dokáží uchytit ve zcela novém prostředí, kde často způsobují rozsáhlé změny v ekosystémech. Jsou vybaveni mnoha triky, s jejichž pomocí se prosazují na obsazeném území. Je mezi nimi také schopnost stavět důmyslné plovoucí vory, které svojí konstrukcí zaujaly i fyziky.
Tým, jemuž šéfoval bioinženýr David Hu z Georgia Institute of Technology, prezentoval v příspěvku na konferenci Sekce pro dynamiku kapalin Americké fyzikální společnosti v Pittsburghu studii vorů, které si mravenci RIFA stavějí při překonávání vodní hladiny. Mravenci je sestavují z živých těl, přičemž se navzájem pospojují končetinami a čelistmi.
Ukázalo se, že vory RIFA jsou důmyslné a také velmi odolné, takže vydrží i působení vnějších sil. V pohodě čelí kapkám, stříkancům i vlnám. Mravenci se přitom v roli konstrukčního materiálu rozhodně jen tak pasivně nedrží jeden druhého. Je to přesně naopak. Nepotopitelné mravenčí vory se neustále dynamicky přestavují a jednotliví mravenci se uvolňují, aby se zase vzápětí stali součástí odolné konstrukce. Výsledkem je naprosto unikátní aktivní viskoelastický materiál, pružný a zároveň lepkavý. Vory z mrtvých mravenčích těl se naproti tomu chovají jako by byly z běžných viskoelastických materiálů tuhé konzistence.
K čemu by mělo být dobré studovat mravenčí vory? Kromě čirého žasnutí nad jejich schopnostmi se samozřejmě můžeme i důkladně poučit. Vědci jsou přesvědčeni, že po jejich datech bude sháňka mezi konstruktéry robotů a programátory umělé hejnové inteligence, jakož i mezi vývojáři nových materiálů.
O detailní komentář jsme požádali Petra Klimeše, vedoucího Laboratoř ekologie a evoluce sociálního hmyzu, Entomologického ústavu Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích:
Solenopsis invicta, neboli ohnivý mravenec, patří k jednomu z TOP 100 nejinvazivnějších druhů planety, podle žebříčku globální databáze invazních organismů. Pouze v USA stojí náklady spojené kontrolou tohoto druhu 6 miliard dolarů ročně. Není tedy divu, že jde o jednoho z nejstudovanějších druhů hmyzu vůbec. A jak to tak bývá, když výzkumníci světa zaměří své síly na jeden druh, objeví se věci i málo očekávané.
V předcházející práci vědců z Georgia Institute of Technology se ukázalo, že jedním ze znaků, který pomáhá k úspěšnému šíření tohoto druhu po světě, patří i jeho obdivuhodná schopnost plavat ve vodě v podobě živých ostrovů z masy mravenců. Jak ale mravenci drží pohromadě ve vlnách, aniž by se plovoucí ostrovy kolonií rozpadly a potopily, to bylo doposud záhadou. Navazující experimenty týmu amerických vědců ukazují, že se kolonie chovají jako "živá hmota", vyrovnávající automaticky tlak a měnící tvar, kdy jednotliví mravenci neustále mění svojí pozici v kontaktu s končetinami ostatních členů živého hroznu.
Spolupráce jedinců v kolonii mravenců nepřestává uchvacovat lidstvo již od dob starověku, a zde je dovedena k dokonalosti. Při jejich výzkumu jde o mimořádně zajímavé experimenty přesahující samotnou biologii. Spekuluje se o možnost okopírování mechanismu soudržnosti těchto mravenců k vývoji nového materiálu, který by samovolně vyrovnával tlaky a změny jeho tvaru. Možná tak přece jen ohniví mravenci budou k něčemu lidstvu i k užitku, když už jsme si tyto "bodavé bestie" roznesli po celém světě. Nebylo by to poprvé, kdy výzkum hmyzu přináší nové objevy i do světa technologií a materiálů. A nebylo by ani překvapením, kdyby podobné mechanismy koneckonců fungovaly i jinde u sociálního hmyzu, koneckonců i třeba u rojů včel nebo "živých bivaků" mravenců legionářů.
