アリを建築者と考えるとき、通常、地下コロニーの一部として複雑なトンネルネットワークを掘るアリを想像します。
しかし、David Hu、Nathan Mlot、およびジョージア工科大学の他の研究者チームは、1つのアリ種に特有の非常に異なるタイプの建物の挙動を研究しています： Solenopsis invictaの能力として素材。
「ファイアアリは、私たちが「自己集合体」と呼ぶものを構築することができます」と胡は言います。 「小さなボート、bivouacsと呼ばれる小さな家、さらには建築材料である彼らの体をつなぎ、強力なネットワークを形成することにより、川を渡る橋さえ建設することができます。」
アリは現在、アジアおよびオーストラリアの25州で侵入種と見なされていますが、その異常な行動は、ブラジル西部の頻繁に浸水する特定の湿地帯の固有の環境によって形作られた生存戦略です。 「アリは地下に住んでいますが、洪水が始まると、コロニーのメンバーを集めて地面から引き抜き、浮かぶいかだを作らなければなりません」と胡は言う。
ファイアアリはカップとティーポットの間に生きた橋を形成します。 写真提供：David HuおよびNathon Mlot / Georgia Tech
このいかだが土地に当たると、アリは建物を作り続けます。 その後の移動中に小さな河川を横断するために、彼らはコロニー全体が安全にスクランブルできる生きた橋を作ります。 その後、彼らは体を使って、一時的な地上の野営地を建設し、地下トンネルを再掘るのにかかる数日間の避難所を提供します。 その間、一時的なシェルターを形成するアリは絶えず動いていますが、それでも構造は維持されています。 「それは本当に生き生きとした建築物です。よく構築され、組織化されたトンネル、陰気な部屋があります」と胡主席は言います。 少なくとも内部のアリについては、これは敵対的な天候や捕食者に対する保護を提供します。
エンジニアである胡は、主に群がるアリを前例のない特徴を持つ新しい材料として研究することに興味があります。 彼のグループの最近の研究の一部として、昨日アメリカ物理学会の年次総会で発表された彼と同僚は、他の「活性材料」の文脈内でアリを検討しました。日光のエネルギーを使用して、自分の骨折を拡大し、埋めることができます。
「私たちは、それが流体であるか、それとも固体であるか、そしてそれがストレスにどのように反応するか、それがどんな種類の材料であるかを特徴づけたかったのです」と彼は言います。 「たとえば、自然界では、これらのいかだが川に流れ落ちて岩にぶつかったり、雨滴が当たったりすることがあります。」
これらの自己集合をテストするために、胡のチームはいくつかの手法を使用して、生きたアリの構造をコントロールとして塊になった死んだアリと比較しました。 レオメーター（応力応答と流体の流れを正確に測定でき、産業用の状況（新しいシャンプーの開発など）によく適用されるデバイス）を使用すると、アリは構造を継続的に再編成して安定性を維持することがわかりました。
多くの材料は、特定の速度で移動する力によって応力を受けると固体のように振る舞い、減速した材料によって応力を受けると流体のように振る舞います。 たとえば、水は手を入れると液体のように振る舞いますが、ダイビングボードから飛び降りる人体に当たったときは固体のように振る舞います。
しかし、アリの構造は、あらゆる速度で力が加えられると、固体と液体の組み合わせになります、と研究者は発見しました。 彼らは構造体を積極的に変形させて（流体のように）応力を吸収しますが、その後（固体のように）元の位置に戻ります。 たとえば、構造の1つがペトリ皿で圧縮されたときに何が起こるかを確認します。
David HuおよびNathon Mlot / Georgia Techの好意によるビデオより
「自然環境に基づいて、これは理にかなっています」とHu氏は言います。 「川を下るいかだに浮かんでいる場合、彼らはそれが浮かぶ場所を制御できません。そのため、たとえば小枝などの障害物がある場合、アメーバのように小枝の周りに反応して流れます。 」
アリの完全な弾力性と浮力も注目に値します。 研究者が水面下に浮かぶいかだを押し込もうとすると、彼らはかなりの力に抵抗して浮かぶことができることに気づきました。
David HuおよびNathon Mlot / Georgia Techの好意によるビデオより
これは、一部は、アリの外骨格によって可能になります。これは、自然に疎水性です（つまり、化学的に水をはじきます）。 多くのアリが集まって構造を形成するとき、水はその間の隙間に浸透しないため、水中に強制されると、これらの空洞に残っている空気が浮遊しやすくなります。
おそらく、これらのアリの驚くべき生きた構造の最大の謎は、生き物がどのようにコミュニケーションをとって構築するかです。 ほとんどのアリ通信は、地面に残されたフェロモンの軌跡に基づいていますが、そのような相互接続された形式では、そのタイプの通信はありそうにないようです。 顕微鏡検査により、アリは顎と足の端にある小さな爪の両方を使用してお互いを把握していることがわかります。 これに留意して、Hu氏は「彼らはタッチで通信していると思いますが、実際にはまだ理解していません。」
アリはあごで隣のアリの足をつかみます。 画像提供：David HuおよびNathon Mlot / Georgia Tech
