Termitele mișcă un sfert dintr-o tonă metrică de murdărie pentru a construi movile care pot ajunge la 17 metri (5 metri) și mai mult.

Movilele de termite, ca aceasta din Namibia, conțin o serie de camere asemănătoare bulelor conectate prin pasaje ramificate.

movilă

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

În ultimii 26 de ani, J. Scott Turner a umplut movilele de termite cu propan, le-a scanat cu lasere și le-a umplut cu tencuială. El a hrănit margele microscopice către termite, având în vedere insectele cu apă verde fluorescentă și chiar a încercat să transforme comportamentul termitelor într-un joc video.

Profesor de fiziologie animală la SUNY College of Environmental Science and Forestry din Siracuza, acest intelectual de la distanță MacGyver face totul în căutarea unor indicii despre un mister biologic: Cum construiesc termitele mici structuri atât de spectaculoase?

O singură termită poate fi de-abia mai mare decât luna unei unghii, exoscheletul său semi-transparent fiind la fel de vulnerabil la lumina soarelui, precum și de a fi zdrobit de un copil în flip-flops. Însă, în grupuri de un milion sau două, termitele sunt arhitecți formidabili, construind movile care pot ajunge la 17 metri (5 metri) și mai sus. Cei 33 de kilograme (15 kilograme) aproximativ de termite dintr-o movilă tipică vor muta, într-un an mediu, o pătrime dintr-o tonă metrică (aproximativ 550 de kilograme) de sol și câteva tone de apă.

Termitele „cultivă”, de asemenea, o ciupercă simbiotică care ocupă de opt ori mai mult din cuib decât insectele. Și unele termite mănâncă la fel de multă iarbă în fiecare an ca o vacă de 880 de lire sterline (400 de lire sterline).

La fel ca furnicile, albinele și alte insecte sociale, termitele trăiesc în societăți în care puterea colectivă a coloniei depășește cu mult cea a individului. A face parte dintr-un super-organism oferă micilor superputeri termite. Dar o movilă de termite este ca un șantier fără maistru - nimeni nu este responsabil de proiect. Există un „plan colectiv” codificat în mintea colectivă a coloniei? Această întrebare l-a obsedat pe Turner de ani de zile.

Pe lângă experimentarea în movile, Turner proiectează simulări pe computer pentru a explora modele mai profunde în comportamentul termitelor. Nu ar fi greșit să spunem că a căutat psihicul superorganismului, dar nu ar ajunge pe deplin la bogăția tuturor celorlalte lucruri pe care le-a observat pe parcurs - inclusiv indicii despre modul în care oamenii ar putea construi mai mult clădiri eficiente din punct de vedere energetic, modul în care am putea proiecta roboți pentru a construi pe locuri precum Marte și chiar comportamente specifice termitelor care ne-ar putea ajuta să înțelegem cum funcționează propriile noastre creiere.

Termitele comunică între ele folosind atingerea și vibrațiile.

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

Întotdeauna gata de reconstruire

Turner își continuă munca pe teren în mijlocul savanelor semiaride din nordul Namibiei, pe o stație de cercetare guvernamentală numită Omatjenne - cuvântul pentru fulger în limba locală Herero. Destul de sigur, într-un tur de după-amiază al fermei, orizontul este încărcat cu nori grași și întunecați, care sunt curând spulberate de electricitate.

Viața termitelor este o cursă împotriva ploii, spune Turner. Movilele de termite pot dura patru până la cinci ani pentru a se construi, dar o ploaie cu adevărat puternică ar putea cauza prăbușirea unei treimi din movile. Deci, termitele se grăbesc întotdeauna să-și reconstruiască movilele la fel de repede pe măsură ce vremea le erodează.

Pentru a demonstra procesul de reconstrucție, Turner folosește un melc, un instrument care arată ca un tirbușon mare, pentru a tăia suprafața dură a unei movile. În timp ce scoate un dop de 15 centimetri de murdărie din lateral, termitele se revarsă din gaură. Soldații se scot cu mandibulele ciupitoare gata de luptă, iar muncitorii cu gurile pline de murdărie aleargă să înfundă gaura. De unde știu că există o gaură în movilă?

Termitele sunt „detectoare de noutate”, adaptate la entuziasm și mereu în alertă, spune Turner. (Când nu există stimulare externă, termitele stau uneori în grupuri mici, masându-se antenele celuilalt.) Experimentele din laboratorul lui Turner sugerează că acestea răspund la mișcări ușoare ale aerului și la modificări ale umidității și concentrațiilor de gaze precum dioxidul de carbon.

La primul semn al unei tulburări, un termit aleargă pentru a comunica știrile cu atingere și vibrații. Răsărite, mase de termite își umple gura cu murdărie și se îndreaptă spre sursa problemei. Agitația atrage mai multe termite cu mai multă murdărie și, în aproximativ o oră, gaura este patch-uri.

Scott Turner se uită într-o piesă de tencuială a unei movile de termite pentru a reflecta asupra arhitecturii sale.

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

Privind înăuntru

Singura modalitate de a arunca o privire asupra superorganismului de termite în acțiune este de a smulge latura de pe o movilă. Și astfel, într-o dimineață, Turner, alături de entomologul Eugene Marais de la Muzeul Național din Namibia, face un fundal în câmpurile de testare. Cu o singură lovitură, fundalul îndepărtează vârful unei movile și apoi demontează cu precizie restul, ca și cum ai trage pereții dintr-o casă de păpuși.

Termitele nu sunt fericite că zidurile lor au dispărut brusc și roiesc frenetic în jurul structurii expuse. Marais alungă o bucată de sol dens de dimensiunea unei mingi de fotbal zdrobite - camera reginei.

După lovituri repetate ale unei mâini, capsula se deschide brusc, dezvăluind o farfurie de aproximativ 5 centimetri (aproape 13 centimetri) care conține regina. Corpul ei transpirat este umflat la dimensiunea unui deget uman. O coterie de muncitori transportă ouăle pe care le produce - cu o viteză uimitoare de una la trei secunde - la creșele din apropiere, în timp ce alții o hrănesc și o curăță.

Regina însăși, cândva o dimensiune relativ normală, își păstrează picioarele originale, dar acum sunt aproape inutile. Corpul ei palid pulsează, grăsimile și lichidele de culoarea caramelului se învârteau sub piele.

Titlul de „regină” îi face pe oameni să-și imagineze că ea se ocupă de movilă, dar aceasta este o concepție greșită. „Regina nu este responsabilă”, spune Marais. - Este într-adevăr o sclavă. Regina este simbolul super-organismului: unul pentru toți și toate pentru unul. Ea este un ovar captiv, producând sute de milioane de ouă pe durata vieții sale de până la 15 ani pentru a popula movila.

Termitele își reconstruiesc movilele cu guri de murdărie atunci când sunt deteriorate sau vremea le erodează.

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

Ciuperci agricole

Sub camera reginei se află cel mai mare organ al superorganismului: grădina cu ciuperci. Într-o relație simbiotică datând de milioane de ani, termitele ies din movilă prin tuneluri lungi de hrănire și se întorc cu „intestinele pline de iarbă și lemn mestecat, pe care le defecează la întoarcere, iar alți muncitori asamblează aceste„ pseudo-fecale ”în mai mulți piepteni de ciuperci mazel ", explică Turner.

Termitele însămânțează apoi pieptenele cu spori de ciuperci, care încolțesc și dizolvă celuloza dură într-un amestec cu energie ridicată de lemn și iarbă parțial digerat. Pentru termite, ciuperca funcționează ca un fel de stomac extern, dar ciuperca devine mai bună. Înconjurat în faguri elaborate construiți de termite și îngrijit în mod constant, ciuperca primește mai multe beneficii, inclusiv hrană, apă, adăpost și protecție.

De fapt, acordul este atât de nepotrivit, încât pune sub semnul întrebării cine este responsabilul relației. Colectiv, ciuperca coloniei reprezintă aproape 85% din metabolismul total din movilă, iar Turner speculează că ciuperca poate trimite semnale chimice către termite care influențează - controlul? - Modul în care construiesc movila. „Îmi place să le spun oamenilor că este posibil să nu fie o structură construită de termite”, spune el. "Poate fi de fapt o structură construită cu ciuperci."

Puterea colectivă a coloniei de termite o depășește cu mult pe cea a individului.

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

Locuri de locuit

Ceea ce ne aduce la cel mai extraordinar organ: movila în sine. Contrar noțiunilor obișnuite, movilele de termite nu sunt reședințe înalte. Mai degrabă, acestea sunt „organe accesorii ale schimbului de gaze”, în cuvintele lui Turner, concepute pentru a satisface nevoile respiratorii ale coloniei subterane situate la câțiva picioare (un metru sau doi) sub movilă.

Mulți ani, cercetătorii s-au uitat la movilele de termite și au presupus că turlele funcționau ca niște coșuri de fum, atrăgând aerul fierbinte în sus și în afară. Dar Turner a descoperit că movilele funcționează mai mult ca plămânii, inspirând și expirând prin pereți care par impenetrabili, dar sunt de fapt destul de poroși.

În interiorul movilei, o serie de camere asemănătoare bulelor conectate la pasajele de ramificare absorb modificările presiunii exterioare sau ale vântului și le trec prin movilă. Pentru a regla amestecul de gaze și a menține un mediu de cuib stabil, termitele remodelează pentru totdeauna movila ca răspuns la condițiile în schimbare.

„O movilă de termite este ca o ființă vie”, spune Turner, „dinamică și întreținută constant”.

Regina (dreapta sus) produce sute de milioane de ouă de-a lungul vieții sale de până la 15 ani pentru a popula movila.

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

Pupici umede

În timp ce studia comportamentul de construcție a termitelor, Turner a observat că subiecții lui păreau să se sărute, gură în gură, după un ritual complicat care includea îngrijirea și cerșitul. Curios, a adăugat vopsea verde fluorescentă în apa lor și a descoperit că tot acest „sărut” era de fapt o brigadă de găleată, transferând cantități mari de apă pe movilă. Un termit poate bea jumătate din propria greutate în apă, se poate îndrepta către o parte mai uscată a movilei și îl poate distribui altor termite. Pe lângă reechilibrarea nivelului de umiditate al movilei, mișcarea întregii ape își schimbă dramatic forma.

Munca lui Turner cu termite a atras câțiva colaboratori notabili, printre care inginerul britanic Rupert Soar. Inspirat parțial de movilele de termite, Soar are planuri de a construi case eficiente din punct de vedere energetic, cu pereți poroși care folosesc energia eoliană pasivă. De asemenea, el a analizat utilizarea metodelor de construcție în stil termit pentru a ajuta roboții să construiască structuri în locații îndepărtate folosind doar materiale locale.

Turner a adăugat vopsea verde fluorescentă în apa termitelor pentru a ilumina modul în care acestea transferă cantități mari de apă pe movilă.

Fotografie de Frantisek Staud, National Geographic

Creierul de grup

Termitele pot chiar schimba modul în care gândim despre gândire. Un proiect de cercetare de la Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirată Biologic din Harvard i-a adus pe informaticieni și roboți pe site-ul lui Turner pentru a observa comportamentul termitelor cu o serie de scanere și software sofisticate.

Profesorul de robotică de la Harvard, Radhika Nagpal, face o analogie între comportamentul termitelor și creierul. Termitele individuale reacționează mai degrabă decât gândesc, dar la nivel de grup prezintă un fel de cunoaștere și conștientizare a mediului înconjurător. În mod similar, în creier, neuronii individuali nu gândesc, dar gândirea apare în legăturile dintre ei. (Neuronii singuri, de exemplu, pot recunoaște o bată de baseball și mirosul de hot dog, dar lucrând în concert vă anunță că sunteți la un joc de baseball.)

Echipa lui Nagpal a organizat zeci de experimente pentru a încerca să observe exact unde a apărut această cunoaștere colectivă. "Ce program rulează?" a meditat fizicianul de la Harvard, Justin Werfel, comparând termitele cu roboții. "Putem obține un model stochastic al unui automat fără stare care nu are memorie, dar reacționează la ceea ce întâlnește?"

Nagpal, Werfel și Kirstin Peterson, de asemenea de la Harvard, au folosit recent comportamentul termitelor ca model pentru a construi un mic roi de roboți (numit TERMES) care asamblează o structură fără nicio instrucțiune.

„Acesta este un sistem în care complexitatea este esențială”, spune Turner despre comportamentul termitelor. „Dacă nu surprinzi complexitatea, nu există nicio speranță de a o înțelege”. Și astfel căutarea continuă pentru mintea evazivă din movilă.

Lisa Margonelli este cercetător principal la New America Foundation și autorul cărții Oil on the Brain: Petroleum's Long, Strange Trip to Your Tank. Lucrează la o nouă carte despre termite.