Después de una serie de estudios sobre la fisiología y morfogénesis de los montículos de termitas durante la última década, los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard han desarrollado un modelo matemático para ayudar a explicar cómo las termitas construyen sus intrincados montículos.
La investigación se publica en Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
"Los montículos de termitas se encuentran entre los mejores ejemplos de arquitectura animal en nuestro planeta", dijo L. Mahadevan, profesor de Matemáticas Aplicadas, Biología Organísmica y Evolutiva y Física de Lola England de Valpine y autor principal del estudio ".¿Para qué son? ¿Cómo funcionan? ¿Cómo se construyen? Estas son las preguntas que han desconcertado a muchos científicos durante mucho tiempo ".
En investigaciones anteriores, Mahadevan y su equipo demostraron que las variaciones de temperatura de día a noche impulsan el flujo convectivo en el montículo que no solo ventila la colonia, sino que también mueve señales similares a feromonas, que desencadenan el comportamiento de construcción en las termitas.
Aquí, el equipo se acercó más para comprender cómo las termitas construyen los pisos intrincadamente conectados en montículos individuales sin un plan o un planificador. Con experimentadores de la Universidad de Toulouse, Francia, dirigidos por Guy Theraulaz, los investigadores mapearon las estructuras interiores de dosnidos mediante tomografías computarizadas y cuantificó el espacio y la disposición de los pisos y rampas. A la complejidad de los nidos se suma el hecho de que las termitas no solo construyen rampas simples para conectar pisos, sino que también construyen rampas en espiral, como las rampas en los estacionamientos, para conectar varios pisos.
Utilizando estas visualizaciones e incorporando los hallazgos anteriores sobre cómo factores como los cambios de temperatura diarios y los flujos de feromonas impulsan la construcción, el estudiante graduado de OEB Alexander Heyde y Mahadevan construyeron un marco matemático para explicar el diseño del montículo.
Heyde y Mahadevan pensaban en cada componente del montículo, el aire, el barro y las termitas, como fluidos entremezclados que varían en el espacio y el tiempo.
"Podemos pensar en la colección de cientos de miles de termitas como un fluido que puede sentir su entorno y actuar sobre él", dijo Heyde. "Entonces tienes un fluido real, aire, que transporta feromonas a través de ese entorno, lo que impulsanuevos comportamientos. Por último, tenemos el barro, que es movido por las termitas, cambiando la forma en que fluyen las feromonas. Nuestro marco matemático nos brindó predicciones claras para el espaciamiento entre las capas, y mostró la formación espontánea de lineales y helicoidalesrampas. "
"Aquí hay un ejemplo en el que vemos que la división habitual entre el estudio de la materia inanimada y la materia viva se rompe", dijo Mahadevan. "Los insectos crean un microambiente, un nicho, en respuesta a las concentraciones de feromonas. Este cambioen el entorno físico cambia el flujo de feromonas, que luego cambia el comportamiento de las termitas, uniendo la física y la biología a través de una arquitectura dinámica que modula y es modulada por el comportamiento ".
Además de resolver parcialmente el misterio de cómo funcionan y se construyen estos montículos, la investigación bien puede tener implicaciones para la inteligencia del enjambre en una variedad de otros sistemas e incluso comprender aspectos de la morfogénesis tisular.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=ngSLWpckhks&feature=emb_logo
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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