Symmetribrott av myror som rymmer

Symmetribrott av myror som rymmer är ett fenomen som observeras när myror tvingas in i en cell med två utgångar på lika avstånd och sedan besprutas med ett insektsmedel . Myrorna tenderar att trängas till en dörr mer (dvs. det finns en symmetri som bryter i flyktbeteendet), vilket minskar evakueringseffektiviteten.

Beskrivning

Detta fenomen uppstår i experiment där arbetsmyror är inneslutna i en cirkulär cell med ett glasskydd på ett sådant sätt att de bara kan röra sig i två dimensioner (dvs. myror kan inte passera över varandra). Cellen har två utgångar placerade symmetriskt i förhållande till dess centrum. Experimenten bestod av två olika uppsättningar försök. I den första uppsättningen av försök öppnades båda utgångarna samtidigt, vilket lät myrorna fly. Efter 30 repetitioner användes en dörr 13,666 % mer än den andra. I den andra uppsättningen försök var konfigurationen identisk, men några sekunder innan dörrarna öppnades injicerades en dos på 50 µL av ett insektsmedel i cellen i dess mitt genom ett litet hål i glashöljet. Efter 30 repetitioner användes en dörr 38,3 % mer än den andra.

Historia

Inspirerad av tidigare datorsimuleringar som förutspådde ett symmetribrytande fenomen när panikslagna människor flyr från ett rum med två likvärdiga utgångar, genomförde ett team av forskare under ledning av E. Altschuler de två experimenten som beskrivs ovan, som avslöjade den symmetribrytande effekten i lövskärarmyra Atta insularis i närvaro av insektsmedel.

Ett annat team av forskare ledda av Geng Li undersökte påverkan av myrgruppens täthet på symmetribrottet. De använde den röda importerade eldmyran för att upprepa experimentet med olika mängder myror. Resultaten visar att symmetribrytningen är hög vid låga tätheter av myror, men minskar bortom en viss punkt i myrornas täthet. Med andra ord, när densiteten är låg, producerar myrgruppen ett kollektivt flyktbeteende, medan deras beteende vid hög densitet är mer som slumpmässiga partiklar.

Förklaringar

Den vanliga tanken är att injicering av insektsmedlet framkallar flockbeteende hos myrorna. När myror är i "panik" upplever de en stark tendens att följa efter varandra. Som ett resultat, om en slumpmässig fluktuation i systemet producerar en lokalt stor mängd myror som försöker nå en av de två dörrarna, kan fluktuationen förstärkas eftersom myror tenderar att följa riktningen för majoriteten av individer, vilket resulterar i att den dörren får fullt med folk.

Altshuler och medarbetare kunde reproducera sina symmetribrytande experiment som tidigare gjorts på myror hos människor, med hjälp av en förenklad version av den teoretiska modellen som tidigare föreslagits av Helbing et al. baserat på det faktum att vandrare tenderar att följa sina grannars allmänna rörelseriktning (" Vicseks regel "), och ett sådant flockbeteende ökar när den så kallade "panikparametern" ökar. När det gäller myror antas panikparametern vara låg när inget repellent används och hög när repellent används.

En mer "biologiskt förnuftig" modell baserad på avsättning av ett larmferomon av myror under stress reproducerar också det symmetribrytande fenomenet, med fördelen att den även förutsäger den experimentella produktionen för olika koncentrationer av myror i cellen. Feromonmekanismen delar nyckelelementen i de tidigare modellerna: stressade myror tenderar att "följa folkmassan".