Вся экология | Реклама | Что такое экология? | О нас | Подписка | RSS

Вся экология | Экологические новости



Опубликовано 28/08/2017, в 14 ч. 46 мин., 406 просмотров

Ловушка муравьиного льва оказалась эффективной только для насекомых среднего веса

Путешествие муравья / Союзмультфильм, 1983

Коллектив физиков из нескольких французских университетов теоретически и экспериментально описал, почему только муравьи средней массы попадаются в ловушки муравьиного льва, тогда как более легкие или более тяжелые насекомые чаще выбираются из нее. Оказалось, что шансы муравьев на выживание зависят от того, хватает ли их веса, чтобы оставить след на склоне ловушки: совсем легкие муравьи не оставляют следов, поэтому склон не осыпается, а очень тяжелые насекомые оставляют слишком глубокий след, который служит для них ступенькой и не дает съезжать вниз. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Ловушки на муравьев, мелких насекомых и пауков строят личинки из семейства Myrmeleontidae — муравьиные львы. Для этого они вырывают воронку в песке, а сами закапывается в ее центре и ждут добычи, выставив наружу только челюсти. С точки зрения физики эта ловушка очень хитро устроена: ее склон сформирован под углом, близким к углу схода (avalanche angle), поэтому даже малейшее возмущение на поверхности приводит к осыпанию склона. Это возмущение и вызывают муравьи, когда попадают на склон воронки, это наглядно представлено в фильме BBC, отрывок из которого опубликован ниже. Атака на муравья начинается с 1:56.

Однако экспериментально известно, что вероятность попасть в ловушку сильно варьируется среди различных видов муравьев и других насекомых, причем существует явная и нелинейная зависимость между вероятностью скатиться вниз и массой. Такое поведение идет вразрез с законом Амонтона-Кулона, согласно которому сила трения (которая удерживает животное на склоне) и давление на поверхность связаны линейно.

В качестве опорной точки нового исследования французские ученые экспериментально построили диаграму устойчивости тел на склоне. Для этого авторы наклоняли коробку со стеклянными крупинками разного размера на угол, близкий к углу схода. После этого на склон помещали металлические диски разной массы и площади и в серии измерений оценивали вероятность того, что определенный диск скатится вниз по всей длине склона (около 30 сантиметров). 

Полученная диаграма вероятности схода от угла и давления диска на склон (отношение веса к площади) подтверждала зависимость, известную для муравьев. Чем меньше был угол наклона по сравнению с углом схода, тем меньше была общая вероятность соскальзывания. Однако для малых отклонений от угла схода наблюдалась та самая нелинейная картина: соскальзывали только диски среднего веса (со средним давлением на склон), тогда как легкие и тяжелые были устойчивыми.
 

Диаграма вероятности скатиться по склону от приведенного давления и разницы, показывающей, насколько угол наклона далек от угла схода. Jérôme Crassous et al./ Physical Review Letters

Авторы проанализировали поведение дисков на плоском песчаном грунте и пришли к выводу, что необычные данные объясняются следами, которые объекты разной массы оставляют на песке. Совсем легкие диски едва продавливали грунт, чего было недостаточно для того, чтобы вызвать осыпание склона. Тяжелые объекты же глубоко погружались в песок, поэтому даже в случае обвала они не скатывались в центр воронки: их удерживали собственные следы. Только диски средней массы почти гарантированно скатывались вниз: они были достаточно тяжелыми, чтобы вызвать обвал, но оставляли недостаточно глубокие следы, чтобы за них уцепиться.

Количественно диаграмму удалось описать при помощи теоретических оценок двух пороговых значений давлений: того, при котором начинался обвал, и того, при котором сопротивления получившегося «следа» достаточно, чтобы удержать объект от скатывания. Авторы отмечают, что подобные исследования проводились и раньше, однако предшественники использовали слишком большие соотношения весов, площадей и размера песчаных крупинок, чтобы уловить нелинейную зависимость. Ученые надеются, что новые данные помогут описать поведение животных на осыпающихся склонах, а также, возможно, пригодятся в робототехнике при изучении движения по песку. 




Комментарии:

На сайте (регистрация не требуется!):
Комментарии временно отключены
Вконтакте (необходима регистрация на сайте vk.com):

Популярные новости:

Архив новостей:

Экопортал не гарантирует достоверность материалов. Позиция Экопортала не всегда может совпадать с позицией, изложеной в материале. Экопортал не несет ответственности за какие-либо ошибки, также за какие-либо действия, предпринятые на основании этих материалов.

© ECOportal 2002-2012 гг.

Вся экология: Новости, Архив новостей, Пресс-релизы, Экспорт новостей, Каталог организациий, Экологические ссылки, Добавить ссылку, Календарь событий, Добавить событие в календарь, Статьи, Книги, Рефераты, Законы и документы, Составы отходов, Экологический словарь, Доска объявлений, Голосования, Реклама на сайте, Рассылка, RSS, Обучение

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где явно указан автор. При полном или частичном цитировании всех материалов ссылка на Всероссийский Экологический портал обязательна. Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик администратора.

RSS лента
Rambler's Top100
Rambler's Top100