Ameisen sind noch stärker, als Sie sich vorstellen

(ISNS) – während die ganzen Welt Olympioniken Skate Uhren, springen und fliegen durch die Luft in Sotschi, Forscher haben ihre Augen auf eine viel kleinere, aber ebenso beeindruckend Athlet verwandelt: die bescheidenen Bereich Ameise.

Neue Forschungsergebnisse, die letzten Monat veröffentlichten zeigte, dass das Gelenk Hals eines gemeinsamen Feld Ameise 5.000 Mal die Ameise Gewicht tragen kann. Zuvor hatte Ameisen fotografiert, Durchführung totes Baby Vögel, so geschätzt wird, dass sie rund 1.000 Mal ihr Gewicht tragen konnten. Aber die neuen Zahlen überrascht sogar die Forscher.

"Wir ahnen, dass die Ameisen etwa 1.000 Mal ihr Gewicht standhalten konnte, so dass wir dachten, wir würden dort starten", sagte Carlos Castro, eine mechanische und Luft-und Raumfahrt-Ingenieur an der Ohio State University in Columbus. "Zunächst dachten wir nicht diese Ameise hatte keine extremen Fähigkeiten, aber sie hat uns überrascht."

Prüfung der Ameisen Festigkeit extreme und destruktive Maßnahmen beteiligt.

Castro und seine Kollegen betäubt gemeinsamen Feld Ameisen und ihre Köpfe in eine Zentrifuge ungefähr die Größe einer CD geklebt. Die Scheibe immer schneller drehte, erhöht die Kräfte auf die Ameisen – bis ihre Hälse verformt, und ihre Köpfe von ihren Körpern in der winzigen Halsgelenk getrennt.

"Wir mussten eine Plexiglas-Sperre um die Zentrifuge, die Absolventkursteilnehmer zu schützen", sagte Castro, "weil die Ameise Körper im Moment des Bruches gehen fliegen würde." Die Ameisen Hals gebrochen, wenn die Zentrifuge Kräfte 3.400 bis 5.000 Mal ihres durchschnittlichen Körpergewichts aufgebracht.

Zusätzlich zu den zentrifugalen Studien verwendet Castro Microcomputed Tomographie, um ein 3D-Modell des die Ameise Halsgelenk zu rekonstruieren.

Er fand, dass die Oberfläche der Ameise Hals ein Gefüge von Beulen hatte und Falten, die die Ameisen geholfen große Lasten Schulter.

"Aus Sicht der Materialien, wir fanden, dass die Eigenschaften sich ähnlich wie bei anderen Insekten sind", sagte Castro. "Wir denken, es ist dieses Design als Material-Design, das die Ameisen hilft."

Die vollständige Forschung erschien Ende Januar in der Zeitschrift für Biomechanik.

Andere Forscher festgestellt, dass während Ameisen sicherlich stark sind, die Forschung unbedingt wieviel Gewicht zeigen, nicht als tatsächlich heben und tragen können.

Karin Moll, Biologe und Ameise Forscher am University College Freiburg in Deutschland, nicht in der Forschung beteiligt war, sagte, dass die 5.000 Mark ist beeindruckend, aber es nicht unbedingt bedeutet, dass die Ameisen diesen Betrag heben konnte. "Die Autoren zeigten, dass die Ameisen diesen Betrag halten können, aber diese Situation unterscheidet sich von einer Last... tragen Lasten, die tatsächlich durchgeführt werden sind in der Regel viel kleiner," Moll schrieb in einer e-Mail an innen Wissenschaft.

Thomas Endlein, ein Forscher an der University of Glasgow, die klebrig-Pads auf Ameisen Füße studiert hat, hinzugefügt, dass große Gewichte zu heben aus mehreren Gründen--einschließlich die Muskelkraft, die strukturelle Steifigkeit und Balance problematisch ist.

"Muskelkraft oft kein Problem ist da kleinere Tiere relativ mehr Muskelkraft, ihr Körpergewicht im Vergleich zu größeren Tieren," schrieb er in einer e-Mail an innen Wissenschaft. "Dennoch ist die Ausgleichsgewichte ein großes Problem. Erstens Ameisen haben... die Gewichte aus dem Boden ist eine heikle Angelegenheit, wenn Elemente sind seltsam geformten oder schweren Hebel dann Ausgleich den Element-Overhead beim gehen, [es] ist auch sehr schwierig zu vermeiden, umfallen."

Mike Kaspari, Biologe an der University of Oklahoma, sagte, dass Microbotics – Mischung aus Biologie und Technik um winzige semi-intelligente Animatrons bauen – eines der spannendsten neuen Technologien. "Die Hoffnung, dass diese billige Microbots können erkunden, zu überwachen, und unserer Umwelt zu beheben, sowie andere Aufgaben durch schiere Kraft der Zahlen", sagte er. "Dies ist ein weiteres schönes Beispiel für die Ameise, ihre Entwürfe zu begeistern wie Ingenieure freuen."

Castro sagte, dass die Forschung angewandt werden könnte, um Roboter, das Heben und tragen Sie effizienter, könnte eine Anspielung von den Ameisen Hybridkomponenten weich-hart. Forscher konnten auch bessere Verbundmaterialien mit dem Ansatz der Kombination von harten und weichen erstellen.

Er plant auch, mehr Ameisen aus mechanischer Sicht mit Blick auf ihre Muskulatur, und auch bei Ameisen mit unterschiedlichen Rollen innerhalb der gleichen Art zu studieren. "Wir haben wirklich eine alltägliche Ameise", sagte er. "Die optimierten Ameisen können von 10.000 Mal ihr Gewicht standhalten können."

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics. Katharine Gammon (@kategammon) ist ein freier Wissenschaftsjournalist mit Sitz in Santa Monica, Kalifornien, und schreibt für eine Vielzahl von Zeitschriften über Technologie, Gesellschaft und Tierwissenschaften.