Boyutları ve sınırlı beyin gücü göz önüne alındığında karıncalar, uzun süren yiyecek bulma gezilerinin sonrasında eve dönme alışkanlıklarıyla sıra dışı bir kabiliyete sahiptir. Alman bilim insanları, karıncaların bunu nasıl gerçekleştirdiklerini anlamak için yenilikçi ancak şaşırtıcı derecede basit bir küresel karınca koşu bandı geliştirdiler.
Cataglyphis çöl karıncaları, zorlu Sahra çölü tuz düzlüklerinde yaşıyorlar. Düz, çıplak ve düşmanca bir ortamda evlerine dönmek zorunda kalıyorlar. Bu karıncalar, inanılmaz derecede mümkün olan en kısa yolu seçerek bu görevi neredeyse hep başarmaktadır.
Almanya’daki Freiburg Üniversitesi’nden Dr. Matthias Wittlinger liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu esrarengiz yönlendirme becerilerini anlayıp, daha iyi robotlar inşa edilmesini sağlamak amacıyla karıncalar için özel olarak bir koşu bandı inşa etti. Küresel cihaz, basit bir strafor topu, bir üfleme havası akışı ile askıya alınır. Araştırmacılar, top üzerine yerleştirilen bir karınca için bu deneyimin doğal çöl çevrelerinden çok farklı olmadığını söylüyor.
Karınca cihaza bağlanmış olmasına rağmen küresel koşu bandı, hızlı bir şekilde hareket etmesi ve yön değiştirmesi durumunda bile karıncanın doğal yürüyüşünü kullanarak yürümesine olanak tanır. Sistem, bir bilgisayar faresinde kullanılan optik sensörlere benzer optik sensörler ile donatılmıştır. Araştırmacılar, Journal of Experimental Biology dergisinde çalışmalarını bir makale olarak yayınladılar. Bu makaleye göre, karıncalar her zamanki gibi seyrüsefer faaliyetlerini yürüterek bilim insanlarının yürüme hızını ve açısal yönlendirmeyi doğru bir şekilde ölçmelerini sağlıyor.
Wittlinger, çalışmayla ilgili olarak “Bu, model hayvanımızın mekansal yöneliminin ve laboratuvardaki navigasyonun mekanizmalarını ve sinirsel temelini test etmek için neredeyse sınırsız imkanlar sağlıyor. Karıncaları sanal dünyaya yerleştirebiliriz ve nasıl tepki vereceğini görmek için bazı değişiklikleri dahil edebiliriz” diyor.
Cataglyphis karıncaları yuvadan çıktığında, kaç adım attıklarına göre yolculuk ettikleri mesafeyi ölçen dahili bir navigasyon sistemi kullanıyorlar. Güneş, yönlendirme için kullanılır ve yerleşik bir saat zaman içindeki hareketleri hesaplar. Küresel koşu bandı, araştırmacıların insektoid (böceklerle ilgili) yönlendirme şemasını, vahşi doğada nasıl yaptıklarını bu benzetme yoluyla incelemelerine olanak sağladı.
Araştırmacılar, koşu bandı üzerine bir karınca yerleştirmeden önce, deneklerin yiyecek aramak için yuvalarını terk etmelerine -hem arazi hem de laboratuvar ortamlarında- izin verdiler. Cataglyphis çöl karıncaları, yaklaşık 10 metrelik bir mesafeye kadar gider, yol boyunca yaptıkları yolculuk hakkında kritik bilgileri saklar. Bir karınca, yem arama seferinin son noktasına ulaştığında, eve dönmeden hemen önce, bilim insanları onu yakaladı ve koşu bandına yerleştirdi. Karıncalar, komut dosyası kullanan otomatlar gibi inşa edilmiş iç haritalarına dayanarak eve gitmeye çalıştı.
Wittlinger ve araştırma grubu, karıncaların yuvalarına nasıl geri döndüğünü kaydetti ve yolculuğun geri adımının nasıl bu kadar hızlı bir şekilde tamamlandığını bulmak için bu bilgileri kullandı. Karınca, yuvanın yakın çevresine geldiğinde, arama moduna geçti ve normalde kendi evini bulmasına izin veren kıvrımlı bir yol izledi. En önemlisi, laboratuvarda gözlemlenen modeller, gerçek dünya koşullarıyla eşleşti. Bu da bilim insanlarının kendi özel koşu bandına ve uyguladıkları yönteme güven duymalarını sağlıyor.
Araştırmacılar ileriye dönük olarak baktığımızda karıncaların beyin sinyallerini ölçmek istiyorlar. Sonunda, bu tür araştırmalar yapay tozlayıcılar da dahil olmak üzere robotik böcekler için etkili navigasyon yazılımlarının önünü açabilir.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=PztO2h6pMzo
Burak Kesayak
Kuark Bilim Topluluğu Popüler Bilim Yayın Grubu
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği
Endüstri 4.0 Platformu
Takip: https://twitter.com/BurakKesayak
Referans:
George Dvorsky, For Science, Ants Have to Run on This Never-Ending Treadmill From Hell, Gizmodo, 02 Mart 2017.
Image: Hansjürgen Dahmen et al., 2017
