Наньфань Юй, из расположенного в Нью-Йорке Колумбийского университета, заинтересовался внешним видом серебряных муравьев Сахары, Cataglyphisbombycina, живущих в условиях крайне засушливой пустыни. В первый раз этих насекомых он увидел некогда в песках, решив при этом, что столкнулся с капельками ртути.

Совместно со своей командой он изучил этих крошечных насекомых, размером около десятка миллиметров. Как выяснили исследователи, терморегуляцию муравьи осуществляют при помощи расположенных на боках и спинке серебристых волосков. Основная часть света, падающего на муравьев, отражается именно ими.

У данных насекомых, оказывается, есть множество естественных приспособлений, помогающих их выживанию в пустыне. Речь идет о длинных конечностях, а также о присутствии в организме белков теплового шока.

Прерываясь на время в охоте, насекомые забираются на расположенные над горячим песком растительность и камни и так добираются до относительно прохладного места.

Самая же важная функция отдана как раз волоскам. Серебристый оттенок муравьев – следствие трехгранной уникальной формы волос. Благодаря ей и отражается свет, как видимый, так и инфракрасный ближний. Средней длины инфракрасные волны переизлучаются, уходит тепловой избыток, а тело муравья охлаждается достаточно эффективно.

Как продемонстрировало моделирование команды Юя, микронная толщина этих волосков обеспечивает насекомых дополнительной тепловой защитой. Размером волоски практически совпадают с длиной волны лучей Солнца, поэтому последние и отражаются от их граней.

При этом волоски гораздо меньше инфракрасных световых волн, иными словами средней длины, образуют для них матовую поверхность, способную светиться, излучать свет, не отражая его.

Юй поясняет, что, эволюционировав, животные развили различные алгоритмы восприятия и применения электромагнитных волн. Скажем, у глубоководных рыб глаза помогают маневрировать и даже охотиться в темных водах. Бабочки способны создавать из наноструктур собственных крыльев цвета. А светляки для общения применяют всполохи света. Животные довольно часто развивают органы для контроля или восприятия электромагнитных волн. Обычно результат превосходит рукотворные аналоги: как в эффективности, так и в сложности.

Ученые убедились в том, что волоски муравьев – ключевой элемент их термозащиты. Для этого они поймали несколько насекомых и «обрили» их. После этого на них воздействовали холодной пластиной и ксеноновой горячей лампой, моделирующими небо и солнце.

У муравьев, чье тело было по-прежнему покрыто волосами, температура оказалась на пять – десять градусов меньше, чем у «обритых» сородичей. Для Сахары, раскаленной добела, эта разница весьма существенна.

Таким образом, серебряные сахарские муравьи показали исследователям оригинальный способ приспособиться к экстремальным условиям. Насекомые эти проживают в одной из наиболее горячих пустынь планеты. Температура песчаной поверхности здесь может доходить до семи десятков градусов по Цельсию. А чтобы выжить, насекомым приходиться поддерживать температуру собственного тела на уровне менее критических 53,6 градуса.

Исследователи смогли выявить и иную уловку насекомых: волосками муравьи покрыты лишь с боков и сверху, но не снизу. Ведь там волосы поглощали бы исходящее от нагретого песка тепло, такое же инфракрасное излучение.

Энтомологи выяснили, что серебряные сахарские муравьи нередко выходят на охоту в жаркую погоду, когда в укрытие прячутся прочие животные и насекомые. В этом заключается дополнительное преимущество их термической суперспособности: пищу искать они могут без хищников и конкурентов, поскольку те в это время отсиживаются в теньке.

Питаются представители вида C. bombycina членистоногими и трупами менее удачливых насекомых. Работать муравьям приходится очень быстро: при подъеме температуры тела выше 53,6 градуса они быстро умирают.

После выхода из гнезда у серебряных муравьев есть около десяти минут на то, чтобы покушать. При полуденном полном солнце после этого у них есть риск перегрева.

Как надеются авторы данного исследования, открытие их приведет к созданию новейших материалов, отражающих солнечный свет и излучающих тепло подобно серебряным муравьям. Покрытия эти, установленные на крышах, смогут в жаркие дни сохранять в помещениях холод, а также – благодаря переизлучению инфракрасного излучения повышать эффективность солнечных батарей.

Адаптация описанных насекомых подобна качествам термостойкой поверхности. Как рассчитывают исследователи, изучив этот вид получше, можно будет получить новейшие материалы такого рода.

В планах команды Юя синтетическое воссоздание волосков. Так можно будет разобраться, насколько реально применять их для самоохлаждения поверхностей и прочих полезных приложений. Планирует группа изучать и другие организмы, живущих в экстремальных условиях.