Kopce termitów ― miniaturowe miasta
Termity potrafią naprawdę dać się we znaki jako szkodniki. Przegryzają się przez drewno w domu i zjadają go od wewnątrz na wylot, upośledzając poważnie jego funkcje mieszkalne. Ironię tego wzmaga fakt, że termity potrafią budować nie tyle swoje mieszkania, co nawet istne miasta na własny użytek. Te „miasta” karmią je i chronią z wielką skutecznością i przy bardzo niewielkich stratach. Kopce termitów potrafią osiągnąć aż 9 m wysokości! Gdybyśmy to przełożyli na ludzką skalę, to budynek taki byłby wysoki na 2 km! I nie byłaby to pierwsza lepsza budowla – mieściłoby się tam przedszkole, farmy i potężny system wentylacyjny, zapewniający całości dobrą cyrkulację powietrza.
Kontrola temperatury
Kopce termitów można spotkać w klimatach o skrajnych temperaturach, gdzie w ciągu dnia może być nawet do 30 stopni Celsjusza1. Termity znają kilka sposobów radzenia sobie z takimi niedogodnościami.
W suchych klimatach termity stosują tę samą zasadę, co ludy Coober Pedy na obrzeżach Australii, które w większości żyją pod ziemią. Termity zakopują swoje gniazdo pod kopcem, głęboko pod powierzchnią ziemi. Pomimo wahań temperatury na zewnątrz, gleba działa jak ogromny izolator temperatury. Dzięki tej wielkiej „masie termalnej”, którą stanowi otaczająca ziemia, temperatura prawie się nie zmienia w ciągu dnia.
W dodatku, szpice tych kopców są tak skonstruowane, aby wskazywać w kierunku średniej pozycji słońca w południe. To minimalizuje obszar wystawiony na działanie promieni słonecznych w najgorętszej porze dnia, a dzięki temu możliwe jest utrzymanie dziennej temperatury w kopcu na stałym poziomie.
Jednak mieszkanie pod ziemią nie jest opcją dla niektórych gatunków, np. takich jak „termity magnetyczne” z północnej Australii. Żyją one w wilgotniejszym klimacie, dlatego podziemne gniazdo zostałoby zapewne zalane w porze deszczowej2. Aby tego uniknąć, mieszkają one w kopcach nad powierzchnią ziemi, jednak to wystawia ich kolonię na silniejsze oddziaływanie skrajnych temperatur, szczególnie w porze suchej.
Z tego powodu budują kopce zorientowane w kierunku wschodnio-zachodnim, ponieważ to najlepiej utrzymuje stałą temperaturę3. Wiele gatunków termitów buduje specjalne „farmy” grzyba, który jest źródłem pożywienia dla nich.
Robotnice dostarczają korę drzew do gniazda i na niej mnożą się grzyby, trawiąc ją, co powoduje, że kora staje się lepiej strawna i bardziej pożywna dla termitów4. Dla owadów żyjących pod ziemią w suchym klimacie istnieje inny problem. Jak długo są w stanie oddychać pod ziemią, szczególnie gdy kolonia się rozrasta?
Płuca kolonii
Badania pokazały, ze kopce termitów zachowują się jak płuca umożliwiające im oddychanie5. Kopiec jest zaprojektowany tak, aby łapał małe strumienie powietrza i wirowe powiewy wiatru, które wibrują z niską częstotliwością, podczas gdy powietrze wibrujące z wysoką częstotliwością nie może się przedostawać do kopca6. To powietrze o niskiej częstotliwości jest wpychane w głąb kopca, coraz dalej ku dołowi gniazda siłą samego wiatru uderzającego w kopiec. Podobnie nieświeże powietrze jest wysysane do góry i na zewnątrz kopca dzięki różnicy ciśnień spowodowanej zmianą kierunku strumienia wiatru uderzającego w kopiec. Jest to połączone ze strumieniem powietrza zmierzającym od wnętrza kopca ku górze a spowodowanym działalnością zarówno grzybów, jak i samych termitów, które razem tworzą skomplikowany schemat przepływu powietrza na podobieństwo ludzkich płuc – pozwalając na wymianę powietrza z zewnętrznym otoczeniem.
Kontrola wilgoci
Miasta termitów znajdowane w suchym klimacie utrzymują wewnątrz wilgoć przez cały rok7. Owady potrzebują wilgoci nie tylko do przeżycia dla siebie ale i dla grzybich farm. Termity konstruują długie tunele ― czasem na dziesiątki metrów ― które sięgają w głąb ziemi aż do lustra wody. Podczas pory deszczowej owady regulują wilgotność zarówno kopca, jak i podziemnego gniazda (przemieszczając nasączone wilgocią partie ziemi w dalsze miejsca). W porze suchej byłoby o wiele trudniej utrzymywać zarówno gniazdo, jak i kopiec w stanie optymalnego nawilżenia, więc koncentrują się tylko na samym gnieździe. Kopce budowane w cieniu, gdzie jest mniejsze parowanie, mają też mniejszy rozmiar niż te, budowane na otwartym terenie, ponieważ istnieje mniejsza potrzeba przemieszczania wilgotnych grudek spod ziemi i dodawania ich do kopca na powierzchni, co utrzymuje zarówno sam kopiec jak i gniazdo w stanie wilgotności. Tak więc rozmiar kopca pokazuje stopień regulacji wilgotności, który miał miejsce do tej pory.
Zbiorowa inteligencja
Pytanie brzmi: w jaki sposób termity dają radę wznosić takie majstersztyki budownictwa? Ludzie do tej pory nie zbudowali nic, co przewyższa skuteczność kopców termitów; chociaż przecież owady te nie posiadają inteligencji. Stanowią one jednak przykład samoorganizacji8. Jest to zjawisko, kiedy powstaje złożona struktura lub schemat w systemie pozbawionym centralnego zarządzania, planu czy władzy, która go organizuje. W takim przypadku globalnie spójny wzorzec wyłania się na drodze lokalnego działania i współdziałania wielu poszczególnych jednostek (np. owadów), pozbawionego jednak odgórnej koordynacji pomiędzy owymi jednostkami.
Pierwszorzędnym przykładem tego jest proces odbudowy lub naprawy kopca, który uległ zniszczeniu9.
Nie trzeba wiele czasu, aby kolonia zorientowała się, że coś jest nie tak z delikatnie wyważoną równowagą ciepła i wilgotności i wentylacji. W ciągu piętnastu minut po uszkodzeniu owady są już na miejscu, badając skalę zniszczeń.
W ciągu godziny zastępują ziemię w uszkodzonym miejscu. Termity instynktownie gromadzą grudki ziemi nasączone feromonami (hormonami zapachowymi), zapach przyciąga inne termity, które również dokładają jeszcze więcej podobnych grudek, dzięki czemu powstaje efekt kuli śnieżnej. Ostatecznym celem tego procesu jest zatrzymać gwałtowny prąd powietrza napływający przez wyrwę. Zazwyczaj wystarczy dzień lub dwa na odbudowę zniszczonej części kopca.
Jednak niepożądane blokady pojawiające się w tunelach w trakcie tej nieskoordynowanej akcji zdołały już zahamować dopływ powietrza. Wówczas termity ― nie wiadomo jeszcze dlaczego ― przechodzą do fazy przebudowy, w której ziemia jest stopniowo usuwana z zablokowanych tuneli do powierzchni kopca. Końcowy rezultat tej nieplanowanej akcji to przywrócenie kształtu kopca, działającego ponownie jako skuteczne „płuca” dla koloni. Owady potrafią zrekonstruować całkowicie kopiec „od zera” w ciągu trzech miesięcy!
To wszystko jest wykonywane bez jakiejkolwiek koncepcji czy języka ― żaden pojedynczy owad nie pracuje „celowo” dla dobra całej społeczności. Ale wymaga to jednak właściwego „algorytmu” po to, by mógł powstać tak złożony efekt końcowy.
Potrzebny jest odpowiedni program w DNA każdego owada, a programy wymagają przede wszystkim inteligentnego projektanta, który może je napisać10.
Mądrzy budowniczowie Boga
Termity, podobnie jak mrówki, nie posiadają władzy11. Jednak są zdolne do wznoszenia zdumiewających budowli, które między innymi pomagają im oddychać, utrzymywać ciepło, wilgotność, a także rozwijać uprawy grzybów. Dawno temu Biblia uznała niezwykłą pracowitość mrówek. Jej słowa odnoszą się w takim samym stopniu do termitów, ich kuzynów: Idź do mrówki, leniwcze, przypatrz się jej postępowaniu, abyś zmądrzał. Nie ma ona wodza ani nadzorcy, ani władcy, a jednak w lecie przygotowuje swój pokarm, w żniwa zgromadza swoją żywność (Prz 6,6-8). Termity oraz ich arcydzieła budownictwa są świadectwem istnienia mądrego Stwórcy. To On włożył w nie ten odpowiedni program, dzięki czemu, nie mając same w sobie inteligencji, potrafią spontanicznie wytwarzać tak skomplikowane cuda.
Przypisy
- Tego zakresu temperatur nie należy mylić z rzeczywistą temperaturą 30 stopni Celsjusza, co daje 86 stopni Farenheita (zero na skali Celsjusza odpowiada 32 stopniom na skali Farenheita, więc 32 + 54 = 86). Wróć do tekstu.
- Schmidt, A.M. and Korb, J., The biological significance of Magnetic Termite mounds, The IUSSI 2006 Congress, Washington, DC, iussi.confex.com/iussi/2006/ techprogram/P1435.HTM, accessed 30 September 2010. Wróć do tekstu.
- Turner, J.S., Termite mounds as organs of extended physiology, www.esf.edu/efb/ turner/termite/termhome.htm, accessed 23 August 2010. Wróć do tekstu.
- Aanen, D.K., As you reap, so shall you sow: coupling of harvesting and inoculating stabilizes the mutualism between termites and fungi, Biology Letters 2(2): 209-212, 22 June 2006. Wróć do tekstu.
- Turner, J.S., On the mound of Macrotermes michaelseni as an organ of respiratory gas exchange, Phsiological and Biochemical Zoology 74(6):798-822, 2001. Wróć do tekstu.
- Ball, P., For sustainable architecture, think bug, New Scientist 2748:35-37, 20 February 2010. Wróć do tekstu.
- Turner, J.S., Marais, E., Vinte, M., Mudengi, A. and Park, W.L., Termites, water and soils, Agricola 16:40-45, 2006. Wróć do tekstu.
- Theraulaz, G., Bonabeau, E. and Deneubourg, J. L., The origin of nest complexity in social insects, Complexity 3(6):15-25, 1998. Wróć do tekstu.
- Aby prześledzić proces odbudowy kopca, zob. Turner, J.S., Mound repair and mound structural homeostasis, www.esf.edu/efb/turner/termite/structural%20homeostasis.html, accessed 27 September 2010. Wróć do tekstu.
- Wielu ewolucjonistów, w tym również Richard Dawkins, przypisuje przykłady spontanicznego konstruowania ewolucji, zob. Sarfati, J., The Greatest Hoax on Earth? Ch. 5: Embryos and self-assembly, CBP, 2010. Wróć do tekstu.
- Rola królowej jest w większości reprodukcyjna ― nie sprawuje ona żadnego nadzoru nad funkcjami kolonii. Wróć do tekstu.
Readers’ comments
Comments are automatically closed 14 days after publication.