Khi thành phố bị ngập lụt, con người thường chất đống các bao cát và bồi đắp đê điều cao hơn. Khi một lãnh địa của kiến lửa ngập chìm trong biển nước, các con kiến sẽ liên kết với nhau để tạo thành một bè phao cứu sinh. Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Mỹ đã hé lộ cách chống lũ độc đáo của loài kiến này.
Theo tạp chí National Geographic, giáo sư David Hu và nghiên cứu sinh Nathan J. Mlot tại Viện Công nghệ Georgia (Mỹ) đã tiến hành thử nghiệm để kiểm chứng các báo cáo về việc các bè mảng kiến trong tự nhiên có thể tồn tại suốt nhiều tuần.
"Kiến lửa sẽ thu thập tất cảcác trứng trong lãnh địa và tìm đường thoát thông qua mạng lưới ngầm hầmngầm dưới đất. Và khi nước lũ dâng cao lên trên mặt đất, chúng sẽ liênkết với nhau thành các bè mảng lớn", ông Mlot nói. Cùng với hệ thốngcông nghệ Georgia-kỹ thuật giáo sư Craig Tovey chuyên ngành kỹ sư hệthống thuộc Viện Công nghệ Georgia, các nhà khoa học đã thu gom kiến lửavà nhúng các cành gỗ mục có kiến vào nước để xem chuyện gì sẽ xảy ra.
Trong vòng chưa đầy haiphút, các con kiến đã liên kết "các tay" để tạo thành một cấu trúc nổigiúp giữ tất cả chúng an toàn. Ngay cả những con kiến phía dưới cũng cóthể sống sót theo cách này, nhờ có các sợi lông nhỏ trên cơ thể củachúng thu giữ một lớp không khí mỏng.
Nỗ lực của cả nhóm
Một đống gồm 500 con kiến lửa nổi trên mặt nước trong một bức ảnh được chụp trong cuộc thử nghiệm tại phòng thí nghiệm. Khi một nhóm kiến được đặt trên mặt nước, các con kiến ở gần trên đỉnh cố gắng rời khỏi nhóm. Tuy nhiên, khi một con kiến đào tẩu tiến tới mép và nhận ra không thể tìm thấy một vùng đất khô ráo, nó thường sẽ hướng đầu quay trở về phía trung tâm.
"Vào thời điểm con kiến nhận ra giới hạn, đã có một con kiến khác leo lên trên đầu nó, buộc con kiến ban đầu trở thành một phần của lớp dưới cùng", chuyên gia Mlot nói. Theo cách này, các con kiến có thể từng cố gắng sống sót một mình thay vào đó bị mắc kẹt và trở thành một phần của bè mảng.
Bè không thể chìm
Nhóm nghiên cứu phát hiện, các bè kiến luôn nổi sau khi đã thử đánh chìm chúng nhiều lần bằng một cành cây như trong ảnh. Trong các cuộc "nhiễu loạn", các con kiến co rút cơ bắp của chúng. Điều này khiến bè kiến tạm thời ít khả năng nổi hơn nhưng thâu tóm không khí tốt hơn, ngăn ngừa việc chúng bị chết đuối.
Bong bóng không khí kiến
Khi các nhà nghiên cứu đặt lũ kiến vào một cái cốc khô và đổ nước vào đó, các con kiến lập tức cuộn tròn thành một quả bóng. Theo ông Mlot, rất dễ dùng nhíp tóm quả bóng kiến và nhấn chìm cả lũ kiến. Một lớp lung linh bên trong quả bóng dưới nước cho thấy các cạnh của một bong bóng khí bị "quả cầu kiến" nhốt giữ. Nếu quả bóng được đặt trên mặt nước, các con kiến thay vào đó sẽ hình thành một bè mảng.
Khả năng nổi tự nhiên
Ngay cả một con kiến đơn lẻ, chẳng hạn như con trong ảnh bị thả xuống nước, nó cũng nổi tự nhiên trong nước sạch nhờ các sợi lông thô, có kết cấu giống sáp, nhốt giữ không khí xung quanh cơ thể của nó. Xà phòng và các chất tẩy khác có thể làm giảm sức căng bề mặt của nước, do đó làm giảm sức nổi của một con kiến. "Cách duy nhất chúng ta có thể giữ một con kiến dưới nước là buộc một dải chất dẻo quanh cơ thể nó và gắn thêm vật nặng vào nó", nhà nghiên cứu Mlot khẳng định.
Đi bộ trên mặt nước
Một con kiến đơn độc di chuyển trên mặt nước. Bất chấp việc nặng hơn nước, một con kiến vẫn có thể đi bộ trên mặt nước nhờ sức căng bề mặt (của nước) và các chân không thấm nước. Tuy nhiên, sức căng bề mặt nước quá yếu để hỗ trợ các đối tượng lớn hơn, đó là lý do tại sao việc các bè kiến luôn nổi từng là một bí ẩn. Các nhà khoa học hiện đã tìm được câu trả lời cho bí mật. Họ phát hiện, tất cả phụ thuộc vào số lượng: khi liên kết với nhau thành bè mảng, khả năng không thấm nước tổng cộng của các con kiến thực sự đã tăng thêm 30% so với khả năng của một con kiến đơn lẻ.
Phao cứu sinh kiến
Kiến lửa là loài kiến duy nhất từng được quan sát thấy hình thành các bè mảng. Tuy nhiên, các nhà khoa học đều ghi nhận thực tế rằng, nhiều loài kiến có thể tụ thành đám để tạo ra các cấu trúc tương tự như tòa tháp hay cây cầu. Nhóm nghiên cứu thuộc Viện công nghệ Georgia phát hiện, các đám kiến lửa hành xử như chất lỏng với những đặc tính có thể dự đoán được: Một đám kiến có độ đậm đặc chỉ bằng 1/5 của nước nhưng tạo ra sức căng bề mặt gấp 10 lần và dẻo dính gấp 10 triệu lần. Ông Mlot cho biết: "Bạn có thể tóm lấy quả bóng kiến và nhận thấy nó có kết cấu tương tự như chất dẻo dính mềm. Bạn có thể bóp nặn, tung nó trong không khí nhưng các con kiến vẫn kết dính với nhau".
Liên kết siêu việt
Sau khi quan sát các con kiến hình thành bè mảng, nhóm nghiên cứu đã dùng nitơ lỏng đóng băng các bè kiến để nghiên cứu cấu trúc của chúng. Các con kiến liên kết với nhau bằng cách con này túm chân hoặc ngậm vào chân của con kia như trong bức ảnh chụp qua kính hiển vi ở trên. Dù bằng cách nào, sự hình thành các bè mảng kiến là một công việc tinh tế: Sức mạnh tối đa khi hai con kiến liên kết với nhau mà không gây hại cho nhau gấp khoảng 400 lần trọng lượng cơ thể của chúng.
"Chất lỏng" kiến
Khi các con kiến lửa được tập hợp thành một nhóm, chúng hoạt động như một chất lỏng dị thường. Theo dàn dựng cảnh của các nhà nghiên cứu, một nhóm kiến lửa được mô hình hóa như chất lỏng với mỗi con kiến đại diện cho một phân tử, khiến một bè kiến trông giống như một giọt dầu chảy tràn trên mặt nước. Tất nhiên, các "giọt chất lỏng" kiến không hoàn toàn tuân theo những quy tắc có thể dự đoán được vì mỗi con kiến di chuyển ngẫu nhiên trong bè mảng, không như các phân tử dầu đơn lẻ.
Theo tạp chí National Geographic, giáo sư David Hu và nghiên cứu sinh Nathan J. Mlot tại Viện Công nghệ Georgia (Mỹ) đã tiến hành thử nghiệm để kiểm chứng các báo cáo về việc các bè mảng kiến trong tự nhiên có thể tồn tại suốt nhiều tuần.
"Kiến lửa sẽ thu thập tất cảcác trứng trong lãnh địa và tìm đường thoát thông qua mạng lưới ngầm hầmngầm dưới đất. Và khi nước lũ dâng cao lên trên mặt đất, chúng sẽ liênkết với nhau thành các bè mảng lớn", ông Mlot nói. Cùng với hệ thốngcông nghệ Georgia-kỹ thuật giáo sư Craig Tovey chuyên ngành kỹ sư hệthống thuộc Viện Công nghệ Georgia, các nhà khoa học đã thu gom kiến lửavà nhúng các cành gỗ mục có kiến vào nước để xem chuyện gì sẽ xảy ra.
Trong vòng chưa đầy haiphút, các con kiến đã liên kết "các tay" để tạo thành một cấu trúc nổigiúp giữ tất cả chúng an toàn. Ngay cả những con kiến phía dưới cũng cóthể sống sót theo cách này, nhờ có các sợi lông nhỏ trên cơ thể củachúng thu giữ một lớp không khí mỏng.
Nỗ lực của cả nhóm
Một đống gồm 500 con kiến lửa nổi trên mặt nước trong một bức ảnh được chụp trong cuộc thử nghiệm tại phòng thí nghiệm. Khi một nhóm kiến được đặt trên mặt nước, các con kiến ở gần trên đỉnh cố gắng rời khỏi nhóm. Tuy nhiên, khi một con kiến đào tẩu tiến tới mép và nhận ra không thể tìm thấy một vùng đất khô ráo, nó thường sẽ hướng đầu quay trở về phía trung tâm.
"Vào thời điểm con kiến nhận ra giới hạn, đã có một con kiến khác leo lên trên đầu nó, buộc con kiến ban đầu trở thành một phần của lớp dưới cùng", chuyên gia Mlot nói. Theo cách này, các con kiến có thể từng cố gắng sống sót một mình thay vào đó bị mắc kẹt và trở thành một phần của bè mảng.
Bè không thể chìm
Nhóm nghiên cứu phát hiện, các bè kiến luôn nổi sau khi đã thử đánh chìm chúng nhiều lần bằng một cành cây như trong ảnh. Trong các cuộc "nhiễu loạn", các con kiến co rút cơ bắp của chúng. Điều này khiến bè kiến tạm thời ít khả năng nổi hơn nhưng thâu tóm không khí tốt hơn, ngăn ngừa việc chúng bị chết đuối.
Bong bóng không khí kiến
Khi các nhà nghiên cứu đặt lũ kiến vào một cái cốc khô và đổ nước vào đó, các con kiến lập tức cuộn tròn thành một quả bóng. Theo ông Mlot, rất dễ dùng nhíp tóm quả bóng kiến và nhấn chìm cả lũ kiến. Một lớp lung linh bên trong quả bóng dưới nước cho thấy các cạnh của một bong bóng khí bị "quả cầu kiến" nhốt giữ. Nếu quả bóng được đặt trên mặt nước, các con kiến thay vào đó sẽ hình thành một bè mảng.
Khả năng nổi tự nhiên
Ngay cả một con kiến đơn lẻ, chẳng hạn như con trong ảnh bị thả xuống nước, nó cũng nổi tự nhiên trong nước sạch nhờ các sợi lông thô, có kết cấu giống sáp, nhốt giữ không khí xung quanh cơ thể của nó. Xà phòng và các chất tẩy khác có thể làm giảm sức căng bề mặt của nước, do đó làm giảm sức nổi của một con kiến. "Cách duy nhất chúng ta có thể giữ một con kiến dưới nước là buộc một dải chất dẻo quanh cơ thể nó và gắn thêm vật nặng vào nó", nhà nghiên cứu Mlot khẳng định.
Đi bộ trên mặt nước
Một con kiến đơn độc di chuyển trên mặt nước. Bất chấp việc nặng hơn nước, một con kiến vẫn có thể đi bộ trên mặt nước nhờ sức căng bề mặt (của nước) và các chân không thấm nước. Tuy nhiên, sức căng bề mặt nước quá yếu để hỗ trợ các đối tượng lớn hơn, đó là lý do tại sao việc các bè kiến luôn nổi từng là một bí ẩn. Các nhà khoa học hiện đã tìm được câu trả lời cho bí mật. Họ phát hiện, tất cả phụ thuộc vào số lượng: khi liên kết với nhau thành bè mảng, khả năng không thấm nước tổng cộng của các con kiến thực sự đã tăng thêm 30% so với khả năng của một con kiến đơn lẻ.
Phao cứu sinh kiến
Kiến lửa là loài kiến duy nhất từng được quan sát thấy hình thành các bè mảng. Tuy nhiên, các nhà khoa học đều ghi nhận thực tế rằng, nhiều loài kiến có thể tụ thành đám để tạo ra các cấu trúc tương tự như tòa tháp hay cây cầu. Nhóm nghiên cứu thuộc Viện công nghệ Georgia phát hiện, các đám kiến lửa hành xử như chất lỏng với những đặc tính có thể dự đoán được: Một đám kiến có độ đậm đặc chỉ bằng 1/5 của nước nhưng tạo ra sức căng bề mặt gấp 10 lần và dẻo dính gấp 10 triệu lần. Ông Mlot cho biết: "Bạn có thể tóm lấy quả bóng kiến và nhận thấy nó có kết cấu tương tự như chất dẻo dính mềm. Bạn có thể bóp nặn, tung nó trong không khí nhưng các con kiến vẫn kết dính với nhau".
Liên kết siêu việt
Sau khi quan sát các con kiến hình thành bè mảng, nhóm nghiên cứu đã dùng nitơ lỏng đóng băng các bè kiến để nghiên cứu cấu trúc của chúng. Các con kiến liên kết với nhau bằng cách con này túm chân hoặc ngậm vào chân của con kia như trong bức ảnh chụp qua kính hiển vi ở trên. Dù bằng cách nào, sự hình thành các bè mảng kiến là một công việc tinh tế: Sức mạnh tối đa khi hai con kiến liên kết với nhau mà không gây hại cho nhau gấp khoảng 400 lần trọng lượng cơ thể của chúng.
"Chất lỏng" kiến
Khi các con kiến lửa được tập hợp thành một nhóm, chúng hoạt động như một chất lỏng dị thường. Theo dàn dựng cảnh của các nhà nghiên cứu, một nhóm kiến lửa được mô hình hóa như chất lỏng với mỗi con kiến đại diện cho một phân tử, khiến một bè kiến trông giống như một giọt dầu chảy tràn trên mặt nước. Tất nhiên, các "giọt chất lỏng" kiến không hoàn toàn tuân theo những quy tắc có thể dự đoán được vì mỗi con kiến di chuyển ngẫu nhiên trong bè mảng, không như các phân tử dầu đơn lẻ.
- Thanh Bình
.svg){kind=icon}
