Термитник может быть выше человека, хотя каждый строитель короче спички. Внутри живут сотни тысяч насекомых, выделяются тепло, влага и углекислый газ, но колония не задыхается. Кто установил в этом доме вентиляцию, если чертежа ни у кого нет?
2. Дом, который больше своих жильцов
Надземная башня — лишь часть системы. Основное гнездо у многих видов находится у поверхности почвы или под землёй, а вокруг него располагаются камеры, галереи и ходы. Некоторые термиты выращивают там симбиотические грибы, которым нужны достаточно стабильные температура и влажность.
Насекомые смешивают частицы почвы со слюной и другими выделениями, получая прочную пористую массу. Наружная оболочка защищает от дождя и хищников, а микроскопические поры могут участвовать в обмене газов с атмосферой.
Но универсального термитника не существует. Одни виды строят открытые системы с заметными отверстиями, другие — почти герметичные башни, где газы проходят через пористые стенки. Форма зависит от климата, почвы, ветра и образа жизни конкретного вида.
3. Что заставляет воздух двигаться?
Внутри колонии постоянно выделяется тепло: его производят термиты и, у грибоводческих видов, их грибные сады. Тёплый воздух легче холодного, поэтому разница температур создаёт конвекцию — направленное движение воздуха. Днём солнце неодинаково нагревает части башни, а ночью направление температурного перепада меняется.
Помогает и ветер. Обтекая выступы и отверстия термитника, он создаёт небольшую разницу давления. В одном месте воздух втягивается, в другом выходит, подобно тяге в дымоходе.
В закрытых термитниках роль играет диффузия: молекулы кислорода и углекислого газа проходят через пористую стенку из области высокой концентрации в область низкой. Внутренняя сеть каналов подводит воздух к большой поверхности стенок. Такая система больше похожа на лёгкое, чем на трубу с вентилятором.
4. Термиты не знают физики, но управляют домом
Каждый рабочий реагирует на простые местные сигналы: влажность, температуру, поток воздуха, концентрацию углекислого газа и повреждение стены. Если условия изменились, насекомые переносят крошечные порции грунта, закрывают один проход и открывают другой.
Биологи называют такую организацию стигмергией. Это координация через изменения среды: результат работы одного насекомого становится сигналом для следующего. Свежий комочек грунта с химической меткой побуждает соседей продолжить строительство именно там.
Поэтому термитник нельзя считать неподвижным зданием. Это постоянно ремонтируемая часть колонии, или «расширенный фенотип» — сооружение, через которое проявляются наследственные особенности поведения насекомых.
5. Что говорит наука
Измерения температуры, концентрации углекислого газа и движения меченых газов подтверждают: термитники действительно обеспечивают воздухообмен и сглаживают внешние колебания среды. Исследования в Journal of Arid Environments и Journal of Thermal Biology показали, что механизмы различаются даже у близких групп.
Подтверждено также, что крупные активные термитники способны поддерживать более стабильную внутреннюю температуру, чем маленькие. Однако популярное утверждение, будто любая башня круглый год держит строго одну температуру, неверно. В некоторых гнёздах вентиляция прежде всего удаляет углекислый газ, а не работает как бытовой кондиционер.
Наиболее вероятная картина такова: воздух движут сразу несколько сил — ветер, суточный нагрев стен, внутреннее тепло и диффузия. Их вклад зависит от вида и времени суток. Учёные продолжают спорить о деталях потоков, потому что всё разнообразие термитников нельзя объяснить одним рисунком с центральной трубой.
6. Итог
Итак, термиты строят дома со встроенной вентиляцией, постепенно настраивая каналы и пористые стены по местным сигналам. Вентиляторов нет, зато физика работает круглосуточно и бесплатно.
Поделитесь мнением: хотели бы вы узнать, какие идеи архитекторы позаимствовали у термитников?
