Как серебристые муравьи бегают по горячему песку

Серебристые муравьи Сахары сочетают быстрые согласованные движения ног с особенностями наружного покрова, помогающими уменьшать нагрев. Скорость передвижения и сохранение подходящей температуры тела — связанные, но разные задачи. Поэтому объяснить их поведение только длинными ногами или только блестящей окраской нельзя.

Длина ног не определяет всю скорость

В исследовании 2019 года движения серебристых муравьёв анализировали по видеозаписям и сравнивали с одним родственным пустынным видом. Неожиданным оказалось то, что у более быстрого серебристого муравья ноги были сравнительно короче. Его преимущество не сводилось к большему размеру конечностей.

Короткие ноги компенсировались высокой частотой шаговых циклов, превышавшей сорок в секунду. Это сопровождалось короткими периодами опоры и быстрым переносом ноги между опорами. В отдельных зарегистрированных движениях опорная фаза сокращалась до семи миллисекунд — тысячных долей секунды.

Особенно согласованно двигались ноги, образующие одну опорную тройку. Их отрыв от поверхности и возвращение на неё происходили почти одновременно. Авторы предположили, что такая согласованность может облегчать движение по податливому песку. Но возможную пользу для грунта не следует превращать в доказательство неизменной походки на любой поверхности.

Эти числа описывают исследованные движения. Они не означают, что каждый муравей непрерывно выполняет столько же шагов независимо от условий. Сравнение с одним родственным видом также не устанавливает одинакового преимущества перед всеми насекомыми.

Покров уменьшает приток и облегчает отдачу тепла

В работе 2015 года изучили плотные волоски, создающие серебристый внешний вид. Их поперечное сечение оказалось треугольным. Особая геометрия влияет на взаимодействие поверхности тела с излучением в нескольких частях спектра.

В видимом и ближнем инфракрасном диапазонах волоски усиливают отражение. Это помогает уменьшать поглощение солнечной энергии. Но отражение поступающего света объясняет лишь одну сторону теплового обмена: нагретое тело само испускает излучение.

В среднем инфракрасном диапазоне покров повышает способность отдавать энергию наружу через тепловое излучение. Поэтому сочетание двух эффектов важно: один ограничивает поступление энергии, второй помогает её рассеивать. Усиленное отражение солнечного света и облегчённая отдача собственного тепла не являются одним и тем же измерением.

Такой механизм не делает муравья невосприимчивым к перегреву. Работа показывает свойства покрова в изученных условиях, а не возможность бесконечно оставаться на любой горячей поверхности.

Откуда берётся сильный серебристый блеск

Другая группа в исследовании 2016 года уточнила оптический механизм. Учёные использовали микроскопию, расчёты хода лучей и оптические испытания. Две верхние грани волоска имеют мелкие бороздки, а нижняя грань устроена иначе.

При определённых направлениях падающего света луч, вошедший через верхнюю грань, полностью отражается внутри волоска от нижней поверхности. Это называют полным внутренним отражением. В исследованных образцах условия такого отражения выполнялись для широкого диапазона углов, а наружные бороздки дополнительно улучшали отражательные свойства.

Здесь важна геометрия отдельного волоска, а не наличие настоящего металлического покрытия. Слово «серебристый» описывает видимый эффект. Оно не означает, что тело покрыто слоем серебра или что каждый участок отражает весь свет при любом направлении освещения.

В отдельной проверке образцы с волосками и без них подвергали излучению, имитирующему солнечное. Результаты подтвердили меньшую температуру образцов при сохранённом покрове. Но это испытание теплового свойства, а не запись естественного бега живого муравья по дюне.

Что можно узнать по изображению

На иллюстрации показан целый серебристый муравей на песке. Можно рассмотреть шесть ног, усики и блеск покрова. Один неподвижный кадр не измеряет частоту движений, продолжительность опоры или температуру внутри тела.

Для объяснения нужны разные проверки: видеозапись описывает согласование ног, а оптические и тепловые опыты — свойства волосков. Вместе они показывают, почему необычное передвижение в жаркой среде нельзя свести к одному наружному признаку.