النمل.. عالم الفيزياء وملك هندسة البناء

يعتبر النمل من أكثر الكائنات التي تحرك التربة، بما في ذلك ديدان الأرض. وعند حفر النمل العامل أنفاق المستعمرة، يتخلصون من الأرض النازحة عن طريق حملها مرة أخرى خارج المستعمرة ووضعها بالقرب من المدخل. كما يتخلصون من أي قمامة موجودة بداخلها بنفس الطريقة من خلال وضع هذه القطع الصغيرة في فكهم السفلي.

ويتم بناء مستعمرات النمل من التربة الناعمة أو الرمل أو الطين، وأحيانا من إبر الصنوبر. ولا تحتوي عادة على أن نوع من الصخور أو الحصى لأن النملة العاملة لا تستطيع حملها.

وتستخدم بعض أنواع النمل عصياً صغيرة ممزوجة بالأوساخ أو الرمل، مما يساعد على تكوين كومة قوية توفر لها الحماية من الطقس، وغالبا ما تحتوي التربة على بذور تنبت وتنمو فوق عش النمل، مما يخفي شكله ومظهره بشكل فعال.

تصاميم مختلفة

تتداخل جميع تلال النمل فيما بينها مشكلة العديد من الغرف المتصلة بواسطة الأنفاق. تستخدم هذه الغرف الصغيرة في دور الحضانة وتخزين الطعام وحتى كأماكن استراحة للنمل العامل.

وأثناء النهار، يقوم النمل العامل بنقل اليرقات إلى الغرف القريبة من قمة عش النمل لإبقائها أكثر دفئا. وفي الليل، يعيدونهم إلى الغرف السفلية من العش.

يختلف تصميم عش النمل باختلاف أنواع النمل، إذ يقوم بعض النمل بصنع تلال ناعمة ومنخفضة من الأوساخ أو الرمل، فيما يصنع آخرون إبداعات هندسية شاهقة من الطين.

مستعمرات النمل

وتتميز معظم أنواع النمل الأبيض، التيرمايت، ببناء عشوشها في جوف الأرض، أو في باطن الكتل الخشبية لتتجنب الضوء. وتتخلل العش ممرات وأنفاق تعمل كشوارع وطرق سريعة.

ويعتبر نمل “ويسترن هارفستر” من الأنواع الفريدة من نوعها من حيث أنه ينشئ كومة صغيرة في الأعلى مع نفق كبير في الأسفل يمكن أن ينزل بشكل مستقيم إلى ما يصل إلى 15 قدماً.

تم اكتشاف عش النمل المتصل مع المستعمرات المتعاونة على امتداد أكثر من 13 ميلا في اليابان، وتم العثور على مستعمرة تغطي 3600 ميل في أوروبا، حيث تمتد من الريفيرا الإيطالية إلى الزاوية الشمالية الغربية لإسبانيا.

تفوق النمل في الهندسة

كشفت دراسة حديثة نشرت في دورية “بانس” عن لغز تفوق النمل في حفر الأنفاق العميقة تحت سطح الأرض. واستعان فريق البحث بتقنية المحاكاة الحاسوبية والتصوير ثلاثي الأبعاد السينية.

وأنشأ خوسيه أندريد من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وزملاؤه مستعمرات مصغرة للنمل في حاوية تحتوي على تربة و15 من نوع نملة الحصاد الغربية. وبعد ذلك تم التقاط موضع كل نملة وكل حبة تربة بواسطة عمليات مسح عالية الدقة بالأشعة السينية كل 10 دقائق لمدة 20 ساعة.

ولاحظ العلماء أن النمل يميل إلى الالتفاف حول محور النفق أثناء عملية الحفر مشكلاً أقواساً في التربة يتجاوز قطرها قطر النفق نفسه. وتساعد هذه الأقواس في إزالة الجزيئات بسهولة لحفر النفق دون التسبب في أي انهيارات في التربة والحصول على أنفاق متينة وقوية.

وقال الباحث المشارك خوسيه أندريد: “طور النمل خوارزمية سلوكية بسيطة وتقنية للحفر تتماشى مع قوانين الفيزياء، لكنها فعالة بشكل لا يصدق”.

وفي الأخير، خلصت الدراسة إلى أن الآلية التي يستخدمها النمل في بناء مستعمراته يمكن استخدامها لتطوير آلات التعدين الروبوتية على الأرض أو على أجسام فضائية.

وكالات