How Ants Survive and Choose Their Leader
Scientists have always been interested in the high level of organization in ant societies. American researchers have watched ants build life-saving rafts to keep afloat during floods. They also have documented how ant colonies choose their next queen – the female whose job is to produce eggs.
New technology is helping to improve researchers’ understanding of the insects. But there is still a lot to be learned.
Fire ants living in Brazilian forests are perfectly at home in an environment where flooding is common. To save themselves, the insects connect their legs together and create floating rafts. Some ant rafts can be up to 20 centimeters wide.
David Hu is a mechanical engineer with the Georgia Institute of Technology, also known as Georgia Tech. He says ants know how to join together tightly.
“If you have 100 ants, which means 600 legs, 99 percent of those legs will be connected to a neighbor. So they’re very, very good at maintaining this network.”
David Hu and other Georgia Tech researchers wanted to study ants and the secret of their engineering. They froze ant rafts and then look at them with the help of computed technology, or CT, images.
The pictures showed that larger ants serve in central positions to which smaller ants hold. The larger ants form pockets of air that keep the insects afloat.
Scientists say small robots or materials that can change shape could be programmed in a similar way, working towards a shared goal.
Researchers at North Carolina State University are also studying ants. They examined how Indian jumping ants choose the leader of the colony when they lose their top female or queen.
Researcher Clint Penick says all the worker ants in the colony are females. His team found that the work ants start a series of competitions or battles. The team found that some workers became physically larger and that led to the release of chemicals in the insects.
“Within a matter of days, we see changes in dopamine in the brain that we think are linked to the reproduction that starts in these workers.”
Soon, the winning ant starts developing ovaries, the organs required to produce eggs, while its brain decreases in size. The winning ant also begins standing taller and generally lives three times as long as the other ants.
Scientists say this behavior and the release of neural hormones are the result of genetic orders. Scientists say the new findings may help researchers better understand the link between hormones and genes in human beings.
New technology is helping to improve researchers’ understanding of the insects. But there is still a lot to be learned.
Fire ants living in Brazilian forests are perfectly at home in an environment where flooding is common. To save themselves, the insects connect their legs together and create floating rafts. Some ant rafts can be up to 20 centimeters wide.
David Hu is a mechanical engineer with the Georgia Institute of Technology, also known as Georgia Tech. He says ants know how to join together tightly.
“If you have 100 ants, which means 600 legs, 99 percent of those legs will be connected to a neighbor. So they’re very, very good at maintaining this network.”
David Hu and other Georgia Tech researchers wanted to study ants and the secret of their engineering. They froze ant rafts and then look at them with the help of computed technology, or CT, images.
The pictures showed that larger ants serve in central positions to which smaller ants hold. The larger ants form pockets of air that keep the insects afloat.
Scientists say small robots or materials that can change shape could be programmed in a similar way, working towards a shared goal.
Researchers at North Carolina State University are also studying ants. They examined how Indian jumping ants choose the leader of the colony when they lose their top female or queen.
Researcher Clint Penick says all the worker ants in the colony are females. His team found that the work ants start a series of competitions or battles. The team found that some workers became physically larger and that led to the release of chemicals in the insects.
“Within a matter of days, we see changes in dopamine in the brain that we think are linked to the reproduction that starts in these workers.”
Soon, the winning ant starts developing ovaries, the organs required to produce eggs, while its brain decreases in size. The winning ant also begins standing taller and generally lives three times as long as the other ants.
Scientists say this behavior and the release of neural hormones are the result of genetic orders. Scientists say the new findings may help researchers better understand the link between hormones and genes in human beings.
raft 뗏목 / colony (동일 지역에 서식하는 동, 식물의) 군집, 식민지 / afloat 물에 뜬 / dopamine 도파민(신경 전달 물질 등의 기능을 하는 체내 유기 화합물) / neural 신경의
개미가 생존하는 법과 우두머리를 택하는 법
과학자들은 개미 사회 안에 존재하는 높은 수준의 조직성에 대해 항상 관심을 가져왔었다. 미국 연구원들은 개미들이 홍수 상황에서 물에 떠 있기 위해 구조용 뗏목을 건설하는 것을 관찰했다. 이들은 또한 개미 집단이 자신들의 다음 여왕, 즉 알을 낳는 일을 하는 암컷을 어떻게 선택하는지에 대해서 기록했다.
새로운 기술은 곤충에 대한 과학자들의 이해도를 높이기 위해 도움을 주고 있다. 하지만 아직도 배워야 할 것들이 많이 남아있다.
브라질(Brazil) 삼림에 사는 불개미들은 홍수가 흔한 환경에서 지내기에 완벽하다. 자신들을 구하기 위해서, 이 곤충들은 자신들의 다리를 연결해서 수중에 뜨는 뗏목을 만든다. 몇몇 개미 뗏목은 그 넓이가 20cm까지도 될 수 있다.
데이비드 후(David Hu) 씨는 조지아텍(Georgia Tech)으로도 알려진 조지아공과대학(Georgia Institute of Technology)의 기계 공학자다. 그는 개미들이 어떻게 서로를 단단하게 묶을 수 있는지 알고 있다고 말한다.
“100마리의 개미가 있다면, 600개의 다리가 있다는 뜻인데, 이 중 99%가 옆 개미에게 연결됩니다. 그래서 그들은 이 조직망을 유지하는 데에 아주 뛰어납니다.”
데이비드 후 씨와 조지아텍의 다른 과학자들은 개미들과 그들 공학 기술의 비밀을 연구하고자 했다. 이들은 개미 뗏목들을 얼려서 컴퓨터화된 기술(computed technology), 또는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미지의 도움으로 뗏목을 관찰했다.
사진에는 몸집이 작은 개미들이 있는 중심부를 받치고 있는 몸집이 큰 개미의 모습이 보였다. 몸집이 더 큰 개미들은 곤충들이 물에 떠 있도록 유지해주는 공기주머니를 형성한다.
과학자들은 소형 로봇(robot)이나 형태를 바꿀 수 있는 자재가 공동 목표를 갖고 일할 수 있는 비슷한 방식으로 프로그램될 것이라고 말한다.
노스캐롤라이나주립대학교(North Carolina State University)의 과학자들 또한 개미를 연구 중이다. 이들은 인도 점핑 개미(Indian jumping ants)가 그들의 우두머리 암컷 또는 여왕을 잃을 경우 집단의 지도자를 어떻게 선택하는지 관찰했다.
연구원인 클린트 페닉(Clint Penick) 씨는 집단의 일개미들이 모두 암컷이라고 말한다. 그의 팀은 개미들이 일련의 시합이나 싸움을 하는 것을 보여주는 증거를 발견했다. 이 팀은 몇 일개미들이 육체적으로 커지고 이것이 곤충들에게 화학물질을 배출하도록 만들었음을 발견했다.
“불과 며칠 사이에, 저희는 뇌의 도파민(dopamine)에서 일어나는 변화를 볼 수 있었고, 이것이 이 일개미들에게 일어나는 번식력과 연결되어 있다고 봅니다.”
곧, 이 싸움에서 우승한 개미는 알을 생산하는 데 필요한 장기인 난소를 발달시키는데, 이는 이 개미의 뇌의 크기가 줄어들 때에 발생한다. 우승한 개미는 또한 키가 더 커지고, 보통 다른 개미들보다 3배 정도 더 오래 산다.
과학자들은 이러한 행동과 뇌 호르몬을 배출하는 것이 유전적 명령에 의한 결과라고 말한다. 또 새로운 발견은 연구원들이 인간의 유전자와 호르몬과의 관계를 더 잘 이해하는 데에 도움을 줄 것이라고 언급한다.
새로운 기술은 곤충에 대한 과학자들의 이해도를 높이기 위해 도움을 주고 있다. 하지만 아직도 배워야 할 것들이 많이 남아있다.
브라질(Brazil) 삼림에 사는 불개미들은 홍수가 흔한 환경에서 지내기에 완벽하다. 자신들을 구하기 위해서, 이 곤충들은 자신들의 다리를 연결해서 수중에 뜨는 뗏목을 만든다. 몇몇 개미 뗏목은 그 넓이가 20cm까지도 될 수 있다.
데이비드 후(David Hu) 씨는 조지아텍(Georgia Tech)으로도 알려진 조지아공과대학(Georgia Institute of Technology)의 기계 공학자다. 그는 개미들이 어떻게 서로를 단단하게 묶을 수 있는지 알고 있다고 말한다.
“100마리의 개미가 있다면, 600개의 다리가 있다는 뜻인데, 이 중 99%가 옆 개미에게 연결됩니다. 그래서 그들은 이 조직망을 유지하는 데에 아주 뛰어납니다.”
데이비드 후 씨와 조지아텍의 다른 과학자들은 개미들과 그들 공학 기술의 비밀을 연구하고자 했다. 이들은 개미 뗏목들을 얼려서 컴퓨터화된 기술(computed technology), 또는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미지의 도움으로 뗏목을 관찰했다.
사진에는 몸집이 작은 개미들이 있는 중심부를 받치고 있는 몸집이 큰 개미의 모습이 보였다. 몸집이 더 큰 개미들은 곤충들이 물에 떠 있도록 유지해주는 공기주머니를 형성한다.
과학자들은 소형 로봇(robot)이나 형태를 바꿀 수 있는 자재가 공동 목표를 갖고 일할 수 있는 비슷한 방식으로 프로그램될 것이라고 말한다.
노스캐롤라이나주립대학교(North Carolina State University)의 과학자들 또한 개미를 연구 중이다. 이들은 인도 점핑 개미(Indian jumping ants)가 그들의 우두머리 암컷 또는 여왕을 잃을 경우 집단의 지도자를 어떻게 선택하는지 관찰했다.
연구원인 클린트 페닉(Clint Penick) 씨는 집단의 일개미들이 모두 암컷이라고 말한다. 그의 팀은 개미들이 일련의 시합이나 싸움을 하는 것을 보여주는 증거를 발견했다. 이 팀은 몇 일개미들이 육체적으로 커지고 이것이 곤충들에게 화학물질을 배출하도록 만들었음을 발견했다.
“불과 며칠 사이에, 저희는 뇌의 도파민(dopamine)에서 일어나는 변화를 볼 수 있었고, 이것이 이 일개미들에게 일어나는 번식력과 연결되어 있다고 봅니다.”
곧, 이 싸움에서 우승한 개미는 알을 생산하는 데 필요한 장기인 난소를 발달시키는데, 이는 이 개미의 뇌의 크기가 줄어들 때에 발생한다. 우승한 개미는 또한 키가 더 커지고, 보통 다른 개미들보다 3배 정도 더 오래 산다.
과학자들은 이러한 행동과 뇌 호르몬을 배출하는 것이 유전적 명령에 의한 결과라고 말한다. 또 새로운 발견은 연구원들이 인간의 유전자와 호르몬과의 관계를 더 잘 이해하는 데에 도움을 줄 것이라고 언급한다.
