Як це працює
Земля — це сітка клітин. Бурштинові агенти-терміти випадково блукають по ній, і кожен крок зміщений у бік сусідньої клітини з найвищим показником феромону, а не є абсолютно випадковим. Коли терміт межує з наявною глиною або підлогою землі, він може скинути там грудочку глини; ймовірність скидання зростає з локальною концентрацією феромону через логістичну порогову функцію, тож терміти переважно будують там, де запах уже сильний, а не на порожній, непозначеній землі.
Кожна скинута грудочка також відкладає свіжий феромон у цій клітині, і все поле феромону дифундує до сусідніх клітин і трохи випаровується щокадру. Це створює контур позитивного зворотного зв'язку: вдале раннє відкладення підвищує локальний феромон, що приваблює більше термітів для відкладення поблизу, що ще більше підвищує феромон — концентруючи глину у високі стовпи замість рівномірного шару. Коли два стовпи виростають достатньо близько, щоб їхні феромонні шлейфи перекрилися, проміжок між ними також перевищує поріг скидання, тож терміти з'єднують його мостом, і стовпи зливаються в арку — саме той механізм, який, як вважається, породжує стовпи й арки реальних мурашників Macrotermes.
Ймовірність скидання: P(скидання) = 1 / (1 + exp(-k · (феромон - поріг)))
Відкладення: феромон(x,y) += швидкістьВідкладення при успішному скиданні
Оновлення поля: феромон = розмиття3x3(феромон) · (1 - швидкістьВипаровування)
Поширені запитання
Що таке стигмергія в контексті будівництва термітів?
Стигмергія — це координація через середовище, а не через пряме спілкування. Терміт, що залишає грудочку глини, просякнуту феромоном, змінює локальне середовище, яке потім впливає на будівельні рішення інших термітів, що проходять повз пізніше.
Чому з'являються окремі стовпи замість суцільної стіни з глини?
Випадкові ранні відкладення створюють невеликі піки феромону. Оскільки ймовірність скидання зростає з локальним феромоном, ці піки притягують більше відкладень, що ще більше піднімає пік — контур позитивного зворотного зв'язку, що концентрує глину в кілька високих стовпів замість рівномірного розподілу.
Як два окремі стовпи зрештою з'єднуються в арку?
У міру того як стовп росте вище, його феромонний шлейф дифундує назовні. Коли два шлейфи від сусідніх стовпів починають перекриватися, сумарний феромон у проміжку між ними перевищує поріг скидання, тож термітів приваблює будувати і там, з'єднуючи проміжок в арку.
Що контролює швидкість випаровування феромону?
Швидкість випаровування визначає, наскільки швидко відкладений феромон згасає щокадру. Низьке випаровування дозволяє запаху затримуватися й поширюватися, сприяючи меншій кількості більших структур, тоді як високе випаровування утримує сигнали локалізованими й короткочасними, сприяючи багатьом малим, повільно зростаючим стовпам.
Чи так реальні терміти будують мурашники?
Так, у принципі. Польові й лабораторні дослідження видів на кшталт Macrotermes показують, що робітники відкладають позначені феромоном грудочки глини і надають перевагу будівництву поблизу вже наявних багатих на феромон структур — стигмергічний процес, що виробляє стовпи, арки і зрештою димарі без будь-якого централізованого плану.