02
Sep
2022

แพมดไฟลอยน้ำสร้างรูปร่างคล้ายอะมีบาที่ชวนให้หลงใหล

นักวิจัยกล่าวว่าอาณานิคมที่แปรเปลี่ยนช่วยให้มดรู้สึกถึงดินแดนที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำท่วมและอาจสร้างแรงบันดาลใจให้หุ่นยนต์จับกลุ่มในวันหนึ่ง

ฝูงนกขนนกมารวมกัน ปลาของโรงเรียนก็ปฏิบัติตามกฎนี้เช่นกัน ในธรรมชาติ สัตว์ที่ฝูง ไปโรงเรียน เบียดเสียด รัง ฝูงหรือรวมกันมักจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มที่แน่นแฟ้นเพื่อปกป้องสมาชิกที่อาศัยอยู่ภายใน แนวโน้มนี้ยังช่วยลดการเปิดรับองค์ประกอบภายนอกโดยรวมของกลุ่ม เช่น ความหนาวเย็นหรือสัตว์กินเนื้อ

มดไฟก็รุมเป็นฝูงเช่นกัน แต่มีรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย พวกเขาจะจับตัวเป็นแพลอยเมื่อเจอแหล่งน้ำ แต่ก็ไม่ได้เกาะติดกันเป็นก้อนกลมเสมอไป บางครั้งมดตัวหนึ่งจะเดินออกมาจากโซนปลอดภัยตรงกลางและเต็มใจที่จะโยนตัวเองออกจากขอบกระจุกของพวกมัน ก่อตัวเป็นนิ้วที่ยื่นออกมาเหนือน้ำ พฤติกรรมการสร้างการฉายภาพที่ไม่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้สามารถคงอยู่ได้นานหลายชั่วโมง ตามที่รายงานในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในJournal of the Royal Society Interface

กลุ่มสัตว์เป็นลูกแน่นด้วยเหตุผล David Hu วิศวกรเครื่องกลจากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าวว่า “สิ่งใดก็ตามที่โผล่ออกมาอาจถูกตัดออก เขาประหลาดใจกับบทความที่ค้นพบ เนื่องจากมดมักจะอยู่ใกล้กับราชินีของพวกมัน ผู้ที่ถูกตัดขาดจากแพของพวกเขาจะไม่รอด “ดังนั้นมันจึงดูเหมือนเสี่ยงต่อมด” หูกล่าว ทว่าดูเหมือนว่ามดกำลังขยับนิ้วเหล่านี้ ยาวถึงแปดนิ้ว โดยไม่ล้มเหลว นักวิจัยพบว่า

วิวัฒนาการฝูงมดไฟ
ฝูงมดไฟสามารถยืดและหดแขนได้ภายในเวลาหลายชั่วโมง Vernerey Research Group, มหาวิทยาลัยโคโลราโด, โบลเดอร์

แมลงหลายชนิดเป็นวิศวกรอย่างแท้จริง ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่แข็งแรง แต่มีเพียงไม่กี่ชนิดที่รวมกันเป็นมดไฟ พวกมันใช้ร่างกายของพวกเขาเป็นวัสดุก่อสร้างโดยง่ายๆ โดยใช้กราม กรงเล็บ และขาที่เหนียวเหนอะหนะจับ กัน ซึ่งเทียบเท่ากับมดที่จับมือกัน มดไฟเพียงอย่างเดียวก็ไม่มีอะไรน่าตื่นเต้น แต่จับรวมกันเป็นฝูง แล้วแมลงก็มีพฤติกรรมที่เรียกว่าปัญญาเป็นฝูง แต่ละคนทำงานเป็นทีมโดยปฏิบัติตามกฎง่ายๆ เพื่อก่อให้เกิดพฤติกรรมส่วนรวมที่ซับซ้อนมากขึ้น

“[ฝูง] เกือบจะเหมือนกับระบบที่ชาญฉลาด” Franck Vernerey นักฟิสิกส์เรื่องอ่อนที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษามดไฟกล่าว “มันไหลเอง ทำให้เกิดส่วนที่ยื่นออกมายาวๆ ขนาดใหญ่ และดึงกลับออกมา”

เพื่อศึกษาการก่อตัวที่ยื่นออกมาของมดไฟ นักวิจัยได้รวบรวมมดจากป่า แล้วนำไปใส่ในถังเก็บน้ำโดยคนนับพัน ในน้ำมีไม้เรียวโผล่ออกมาจากผิวน้ำ เพื่อที่มดจะเกาะติดกับมัน และแพของมันจะไม่ลอยไปที่ผนัง ตามที่นักวิจัยคาดไว้ ในตอนแรกมดจะรวมตัวกันรอบๆ ไม้เรียวในแพนเค้กทรงกลม ในอีกไม่กี่ชั่วโมงข้างหน้า เรือมดจะสุ่มสร้างลักษณะคล้ายหนวด ทำให้แพมีลักษณะเหมือนแพนเค้กน้อยลงและดูเหมือนอะมีบามากขึ้น ซึ่งเป็นรูปร่างที่พัฒนาขึ้นโดยมีความคิดเป็นของตัวเอง

การก่อตัวของส่วนที่ยื่นออกมาอาจช่วยให้มดไฟค้นหาสภาพแวดล้อมของพวกมันเพื่อหาพื้นที่ใหม่ในสภาพแวดล้อมที่ถูกน้ำท่วม คล้ายกับการทอดตาข่ายกว้างและหวังว่าจะมีบางสิ่งที่จับได้ ลินดา ฮูเปอร์-บุย นักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐลุยเซียนากล่าว “พวกเขาไม่เคยได้รับการอธิบายวิธีที่ [นักวิจัย] บรรยายถึงพวกเขา นั่นเป็นอะไรที่แปลกใหม่มาก” เธอกล่าว จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม เธอกล่าวว่าการศึกษานี้มีความสำคัญในการช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้ดีขึ้นว่ามดเหล่านี้เคลื่อนที่ไปรอบๆ และสร้างฐานรากใหม่ได้อย่างไรในป่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังเกิดอุทกภัย “ยิ่งเรารู้เรื่องพวกนี้มากเท่าไหร่ก็ยิ่งดี” เธอกล่าวเสริม

มีพื้นเพมาจากอเมริกาใต้ มดไฟได้รุกรานดินแดนของสหรัฐ และตอนนี้พวกมันกำลังเข้ายึดครองเอเชียตะวันออก พวกมันมีเหล็กไนที่ทรงพลังและสามารถเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ปศุสัตว์ และพืชผล รวมทั้งสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้เร่งการแพร่กระจายเท่านั้น “พวกเขาสามารถแก้ปัญหาที่น่าทึ่งเหล่านี้ได้” Hu กล่าว “โลกทั้งใบนี้จะถูกมดไฟปกคลุม”

เมื่อทีมของ Vernerey มองดูแพอย่างใกล้ชิด พวกเขาสังเกตเห็นว่าอวัยวะภายในของโครงสร้างกำลังปั่นป่วน แพดูเหมือนทำมาจากสองชั้นที่แตกต่างกัน: มดลอยแพด้านล่างและมดที่อยู่ด้านบนจะเหยียบย่ำเหนือสหายที่สนับสนุนของพวกมัน มดที่อยู่ด้านบนของแพจะเดินเตร่ออกจากขอบเพื่อเริ่มต้นหรือมีส่วนทำให้เกิดส่วนที่ยื่นออกมา มดในครึ่งที่จมอยู่ใต้น้ำจะคลานออกมาจากด้านล่างและผ่านกลางแพเพื่อเติมมดที่อยู่ด้านบน การหมุนเวียนของมดภายในแพเป็นสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า “ลู่วิ่ง”

โรเบิร์ต แวกเนอร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าวว่า “สิ่งทั้งหมดเป็นเหมือนสายพานลำเลียงรูปโดนัท” เขาเรียกฝูงมดว่า “ของเหลวในช่วงเวลาที่ยาวนานจริงๆ”

ยื่นออกมาอย่างใกล้ชิด
มดไฟบางตัวเดินเตร็ดเตร่ออกจากแพเพื่อเพิ่มการยื่นออกมา Vernerey Research Group, มหาวิทยาลัยโคโลราโด, โบลเดอร์

มดแต่ละตัวสามารถก่อให้เกิดพฤติกรรมที่เกิดขึ้นได้—เช่น ไหลเหมือนของเหลว—แม้จะไม่มีศูนย์บัญชาการก็ตาม Wagner กล่าวว่าการรวมตัวของมดไฟถือเป็นวัสดุที่เปลี่ยนรูปร่างได้ ในฐานะที่เป็นฝูง มดเหล่านี้สามารถมีรูปร่างใดๆ ก็ตามที่เหมาะสมกับจุดประสงค์ของอาณานิคมมากที่สุด โดยการแข็งตัวเป็นก้อนแข็งหรือมีน้ำมูกไหล เช่น สารที่หนา—สลายตัวหรือรวมกลุ่มใหม่เพื่อปรับให้เข้ากับการสู้รบในสภาพแวดล้อมของพวกมัน

มนุษยชาติยังไม่ได้ผลิตวัสดุประเภทนี้ แต่ธรรมชาติเต็มไปด้วยระบบประเภทนี้ตั้งแต่สัตว์ที่รวมตัวกันเป็นกลุ่มไปจนถึงฝูงจุลินทรีย์ที่เต้นเป็นจังหวะโดยมีจุดประสงค์ นักวิจัยหวังว่าจะศึกษามดไฟเพื่อสร้างวัสดุที่ “มีชีวิต” เทียมขึ้นมาใหม่ ซึ่งเลียนแบบกลุ่มสัตว์ร้ายกลุ่มนี้ แว็กเนอร์ยังกล่าวด้วยว่าวิธีที่มดไฟเหล่านี้รวมตัวกันสามารถส่งเสริมความพยายามของมนุษยชาติในการสร้างหุ่นยนต์จับกลุ่มอัจฉริยะ “คุณมีระบบแบบจำลองสำหรับแรงบันดาลใจ” เขากล่าว

แม้ว่ามดจะถูกต่อยอย่างรุนแรง แต่นักวิจัยในภาคสนามก็เต็มใจที่จะเสี่ยงสองสามตัวเพื่อศึกษาทักษะการทำงานเป็นทีมที่ไม่ธรรมดาของแมลงเหล่านี้ ฮูเปอร์-บุยกำลังเผชิญกับอันตรายจากการทำงานที่ใหญ่กว่านั้นอีก: เธอแพ้ฟีโรโมนของมดไฟอย่างมาก แต่เธอได้ศึกษามันมานานกว่าทศวรรษเพราะเธอบอกว่าเธอพบว่ามันน่าทึ่งมาก

มดไฟยังเป็นศิลปินที่มีฝีมือในการหลบหนี ส่วนหนึ่งต้องขอบคุณความสามารถของฝูงมดในการตรวจหาส่วนที่ยื่นออกมา หลังจากการทดลองข้ามคืน แว็กเนอร์กลับไปที่ห้องแล็บในเช้าวันรุ่งขึ้น เพียงพบว่าถังเก็บน้ำบนโต๊ะของเขาไม่มีมด ภาพวิดีโอของเขาแสดงให้เห็นว่าอาณานิคมที่มีรูปร่างคล้ายอะมีบาได้ยื่นแขนข้างหนึ่งออกไปไกลเกินกว่ากรอบกล้อง ซึ่งอาจพบเส้นทางหลบหนีที่มีแนวโน้มว่าจะไปตามผนังด้านข้างของรถถัง เขามองดูมดที่เล็ดลอดผ่านหน้าจอวิดีโอไปตามส่วนที่ยื่นออกมา ซึ่งในที่สุดก็หายไปจากกรอบทั้งหมด สิ่งต่อไปที่เขาเห็นคือเงาพร่ามัวของมดที่อยู่เบื้องหน้า เดินออกไปนอกตู้คอนเทนเนอร์ ฝูงสัตว์ที่เกาะอยู่ได้เลื้อยข้ามน้ำไปสู่อิสรภาพ—เพียงเพื่อพักอยู่ที่มุมหนึ่งของโต๊ะในกอที่เชื่อง

หน้าแรก

Share

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published.