גם נמלים מצייתות לעקרון פרמה בדרכן למקורות המזון

21/04/2013 ב- 11:41 | פורסם בהספרייה המדעית | סגור לתגובות על גם נמלים מצייתות לעקרון פרמה בדרכן למקורות המזון

מזה זמן רב ידוע כי נמלים יודעות לבחור את המסלול הקצר ביותר למקורות המזון. אבל מה קורה כשהמסלול הקצר ביותר הוא אינו המהיר ביותר?

לשם הדוגמה, מציל מבקש להציל מישהו טובע בים. אותו אומלל נמצא במרחק 45 מטרים מסוכת המציל בקו אלכסוני, אך במרחק של 35 מטרים בלבד מהחוף בקו ישר. נקודה זו מרוחקת 30 מטרים מסוכת המציל. הדרך המהירה ביותר עבורו כדי להגיע לטובע תהיה לרוץ תחילה לאורך החוף אל אותה נקודה, על מנת למזער את הזמן שהוא צריך לשחות, מפני שהשחייה איטית יותר מאשר ריצה. בדרכו עובר המציל 65 מטרים.

במסגרת עבודתם העבירו החוקרים לתוך תיבות פלסטיק שלוש מושבות של נמלת האש הקטנה (Wasmannia auropunctata) שמצאו באתרים שונים בישראל. כל מושבה הכילה כמה אלפי עמלות ומלכות אחדות. אחרי כן בחנו את משך הזמן שעוברת הנמלה על פני משטחים שונים. נמצא כי מהירותה הממוצעת על פוליאסטר מחוספס היא 1.73 מ"מ בשניה, על פוליאסטר מלוטש היא 2.97 מ"מ בשניה, ועל זכוכית אקרילית היא 4.89 מ"מ בשניה.

בשלב הבא חוברה כל תיבה לזירת שיחור מזון משלה, אשר בה הונחו תיקנים באחת הפינות. פני השטח של כל זירת שיחור היו מפוצלים לשני סוגים: זכוכית אקרילית ופוליאסטר מלוטש, זכוכית אקרילית ופוליאסטר מחוספס, פוליאסטר מלוטש ופוליאסטר מחוספס.

בהתחשב במהירויות הממוצעות של תנועת הנמלה על פני חומרים שונים, יחד עם המידע על המרחקים ברחבי זירת השיחור, יכלו החוקרים לדעת מראש מהו הנתיב הקצר ביותר אל התיקנים ומהו הנתיב המהיר ביותר. אז התברר כי כל נמלה העדיפה ללכת מרחק רב יותר על פני שטח שבו היא יכולה לנוע מהר יותר. הממצאים מלמדים כי עקרון פרמה חל גם על יצורים חיים.

לפי העיקרון (Fermat's principle), על שמו של פייר דה פרמה, קרן אור שנעה בין שתי נקודות נתונות, עוברת במסלול בו זמן תנועתה הוא הקצר ביותר, אפילו אם מסלול זה אינו הקצר ביותר מבחינת המרחק.

לקריאה נוספת:

Jan Oettler, Volker Schmid, Niko Zankl, Olivier Rey, Andreas Dress & Jürgen Heinze. 2013. Fermat’s Principle of Least Time Predicts Refraction of Ant Trails at Substrate Borders. PlosOne.

מודעות פרסומת

יצירה של אתר חינמי או בלוג ב־WordPress.com.
Entries וכן תגובות feeds.