红火蚁的蚁船,船底沉在水里的蚂蚁为什么不会被淹死?

红火蚁会被淹死吗?

单只会,蚁群不会。单只红火蚁掉到水里,坚持几分钟后会沉水被淹死。一群红火蚁掉到水里,3分钟内搭建一条蚁船,洪水里漂流几天都能安然无恙。强调重点:蚁船很安全,建船的红火蚁无论是在水上还是水下,一只都不会死。蚁船成功的秘密在于:无论成员多少,保持船厚为8毫米不变。

红火蚁的身体有适度疏水性,也就是说,火蚁接触到水后,会减小身体跟水的接触面积。如果水滴落到火蚁身上,自动缩成球型,而不是摊开浸润它的身体。虽然红火蚁身体的密度比水大,但它能利用表面张力在水面上站立不沉。不过,能利用的表面张力很弱,不能长期支撑蚂蚁立水不倒。红火蚁的身体也不是全能防水材料,在水面上站了几分钟后,身体被水浸湿,火蚁很快就沉水。

单只红火蚁会被淹死,但跟集体在一起安全有保证,火蚁群能搭建一艘诺亚方舟乘风破浪。红火蚁的蚁船不用树枝树叶做支撑,完全依靠自己的身体建造而成。蚁船浮水不沉,遇到树枝等外力冲击时有弹性扛得住,遭到破坏后也能立即修复。

上图A是500只红火蚁组成的蚁船,图B和C是显微镜下的连接细节。

红火蚁造船使用两种连接方式,一是用下颌咬住旁边火蚁的腿,这时的咬合力要控制好,不能把对方咬疼了。二是用腿勾住身边火蚁的腿,它们的腿上还有黏合垫,能加强拉力。两只蚂蚁之间的最大拉力是体重的400倍,这个拉力相对其它活动的拉力来说很小,平时红火蚁在爬树时抓住叶片的力量能够达到体重的5700倍。红火蚁之间的小拉力很容易被分开,你把蚁船拿出水面,用手拎起来抖抖就能把蚁船抖散。不过蚁船的小拉力在水里已经足够用了,能够抵抗掉落到蚁船上的树枝袭击。[知道日报-法兰西is培根-未经授权严禁转载]

低拉力的蚁船上,每只红火蚁之间保留松散的空间,空间里储存着大气泡。气泡把蚁船的密度降低了75%,整个蚁船的密度只有0.2g/mL,比水的密度小多了,能够轻松漂浮在水面上。气泡更重要的作用是让底部沉在水面下的红火蚁能够呼吸到空气。保证底层蚂蚁的生命安全,这才是蚁船航行多日不散的核心所在。

蚁船多日漂浮在河流上不松不散,还能抵抗暴雨袭击。

上图是水滴落到蚁船上,水滴跟蚁船的接触角度是133o,整个蚁船的防水性比单只红火蚁的防水性要强30% 。此时的防水是静态防水,蚁船还有更为强大的动态防水。下暴雨时,造船的红火蚁会自动收缩肌肉,压缩蚁船的空间。蚁船的密度有所增加,失去了部分浮力,但是防水性更强更有力了。

保命的蚁船是怎样建造而成的?

红火蚁群在岸上遇到危险时会团成球形,当这团有几千只红火蚁的球掉到水里,蚁球会像摊大饼一样迅速摊开,3分钟建成漂浮在水面上的蚁船


无论蚁群的数量有多少只,蚁船始终保持8毫米的厚度,保持在水面上的红火蚁数量占总数的40%。少于半数的火蚁在水面上,多于半数的火蚁在水面下。大家都不喜欢被水淹,可是为了集体,多数蚂蚁吃苦耐劳地泡在水里作底舱。水下的火蚁清楚地知道蚁船上层有多少火蚁,当你把上层的火蚁拿走后,水下火蚁会自动爬到上层来补充,保持蚁船8毫米的平均厚度不变。

上图是2017年德州哈维飓风过后的蚁船,红火蚁把蚁后和蚁卵保护在蚁船的中间,漂流在水上,等待着洪水过后搬个新家。


作者有话说:今天继续更新自然界的秘密系列文章,这是第13篇:蚁船