Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1987. július-december (20. évfolyam, 26-51. szám)
1987-10-16 / 41. szám
szó X. 16. » TUDOMÁNY TECHNIKA Újdonság kerekezöknek A hangyák elterjedése a Földön olyan általános, hogy a legszélsőségesebb helyeket kivéve minden szárazföldi környezetben megtalálhatók. Az önmagukban esendő rovarok bolyba szerveződve tekintélyt parancsoló helyet foglalnak el az élővilágban. Sajátos életmódjuk kialakulásával sikerült ledönteniük a rovarlét fizikai korlátáit. A rovarok kültakarója (kutikulája) és a gázcserét végző légcsőrendszere (trachea) ugyanis nem kedvez a túlságosan nagy testméretek kialakulásának. A hangyaállam lakói viszont szinte egyetlen nagy testet alkotnak. Ennek sejtjei (az egyedek) ugyan rövid életűek, de az egész test (a boly) élettartama sokszor hosszú, cselekvési képessége és szaporodása pedig elképesztő. Genetikai szempontból a hangyaboly lakói valamennyien egy anyától származó testvérek vagy féltestvérek. A korszerű viselkedésbiológia ezen az alapon magyarázza a dolgozóknak a bolyért és egymásért végzett önfeláldozó munkáját, hiszen ez a viselkedés szolgálja legbiztonságosabban a testükben hordozott genetikai anyag tovább-“ adását. A hangyaboly szerveződése a legtöbb fajnál hasonló: egy vagy néhány peterakó nőstény (királynő) és ivarmúködést nem végző nőstények tömege alkotja. Szárnyas hímek és nőstények évente legfeljebb egyszer születnek, de csak akkor, ha a bolyban már elegendő dolgozó él az ivaros alakok eltartására. A hímek élete rövidre szabott: a kirajzás után elpusztulnak, a megtermékenyült nőstény pedig a talajba ásva magát új bolyt alapít. Az első dolgozók kikeléséig a királynő maga gondozza útódait. Utána már nincs más dolga, mint a peterakás és a boly életét szabályozó feromonok termelése. Ezt a szerepet viszont akár több évtizeden át is betöltheti, miközben a boly a fajra jellemző módon és mértékben fejlődik. Amikor már elég nagy a dolgozók száma, a hangyacsalád két jól elkülönült részre oszlik: a királynő a kíséretével, valamint a petéket, lárvákat, bábokat dajkáló hangyák lakják a „szaporodási övezetet“, míg az „ellátó övezetben“ élő dolgozók gyűjtik és szállítják a táplálékot, építik és védelmezik a bolyt. Az ilyen egyszerű, két övezetből álló hangyacsaládot klánnak nevezik. A klán tagjai pontosan ismerik feladatukat. A frissen kikelt egyedek egy darabig a bolyban maradnak, de ha már teljesen kifejlődnek, rögtön a család territóriumának külső szélére kerülnek. Itt kezdenek táplálékot gyűjteni. A fészek közelében a legaktívabb egyedek csoportosulnak, új tag csak akkor kerülhet közéjük, ha valamelyik hely fhegüresedik. A gyújtögetök tevékenysége fajtól függően vadászatot, fosztogatást, vagy betakarítást jelenthet. Ezt a tevékenységet a dolgozók szigorú dominancia törvények által szabályozott munkacsoportokban végzik. Egy családon belül több munkacsoport lehet és mindegyiket a ranglétra csúcsán álló egyed vezeti. Ha ezt a vezetőt eltávolítják, a csoportban elkeseredett versengés indul meg a vezető pozíció betöltésére. Ha az egyik csoport vezetőjét egy másik csoportba helyezik, akkor az eddig domináns egyed a ranglétra legaljára kerül. A boly közös, egységes életét feromonok szabályozzák. Ezek olyan hormonszerű anyagok, amelyek az egyes egyedekben képződnek, de a család többi tagján fejtik ki hatásukat. Kis mennyiségük elegendő a hangyák viselkedésének megváltoztatásához, vagy az utódok fejlődésének szabályozásához. A királynő peterakási ciklusainak hatását figyelték meg egyes délamerikai vándorhangyáknál. Ezek életében nomád és helybenlakó szakaszok váltják egymást. A nomád szakaszban a csapat napkeltétől napnyugtáig vándorol, útközben minden élőt megtámad és elpusztít. Sötétedés után egymásba kapaszkodó testükből élő szálláshelyet készítenek a királynő és a lárvák számára. Vándorlás közben az éhes lárvák ösztönzik a felnőtt egyedeket a táplálékszerzésre. Amikor a lárvák egyszerre bebábozódnak, ez a hatás megszűnik, és a boly helybenlakó életformára tér át. Ugyanekkor a királynő potroha óriásira duzzad és rövid idő alatt több tízezer petét rak. Ezekből hamarosan kis lárvák kelnek ki, de eközben a bebábozó- dott előző lárvanemzedékekből is „megszületnek“ a fiatal hangyák, s éhes seregük elözönli a közösséget. Az újoncok és a gyorsan fejlődő kis lárvák hatására újra megkezdődik a vándorlási szakasz, az örökké éhes utódok jóllakatása érdekében. Szovjet kutatók munkája nyomán még bonyolultabb családformák életéről is napvilágra kerültek ismeretek a közelmúltban. Az újonnan megismert családformák mintegy fejlődési sort alkotnak, amelynek legalsó foka a klán. A kláncsalád túlnépesedése következtében a hangyák kezdik zavarni egymás tevékenységét. Ekkor, a család - sokszor néhány óra alatt - kettéosztódik. Egyes fajoknál csak az „ellátó övezet“ oszlik független részekre, ezt a családformát osztott családnak nevezték el. Az egyes ellátó klánoknak külön vadászterületük van. A frissen kikelt dolgozók kezdetben nem tartoznak egyik csapathoz sem, később „munkába állnak“ valamelyiknél. Fészektestvéreikkel főként csak a „szaporodási .övezet“ tagjain keresztül érintkeznek. Ezt a családformát „osztott“ családnak nevezik. Az osztott családnál fejlettebb forma a „többlaki“ család, s ezen a fejlettségi szinten a populáció önszabályozásának újabb fokozata is kialakulhat. Néhány fajban a királynő feromontermelése úgy megnő, hogy már a lárvák fejlődését gátolja. A dajkák válaszképpen a központi fészektől távolabb újabb nevelőfészket építenek. Ennek önálló övezete van, de peterakó királynő nem él benne. Itt a lárvák - most már távol a túl aktív királynőtől - rendes ütemben fejlődhetnek. Néhány fajnál az előzőektől eltérő diffúz-többlakiság jön létre. Ennek igénye, hogy a hangyák kisebb fészket építenek, és néhány naponként másikba költöznek. Nem állandó a család népessége. Ez az életmód kiválóan alkalmas a szűkösebb táplálékforrások hasznosítására. A diffúztöbblaki család kiváló példája a fáraóhangya, amelyet az egyiptomi királysírokban fedeztek fel és napjainkban már az egész világon elterjedt kártevő. Még bonyolultabb közösségeket alakít ki néhány föld alatt élő faj. Ezek a hangyák egymástól független aknarendszereket építenek, amelyeknek mindegyike egy-egy önálló családnak (oszlopnak) ad otthont. Ezeket az aknákat vízszintes folyosók kötik össze egymással és az egyes oszlopok között lárvák, bábok, sőt, fiatal királynők cseréje folyik. Minden más tekintetben viszont ezek az oszlopok önállóak, nincs például információcsere közöttük a vadászterület eseményeit illetően. Ha valamelyik oszlop esetleg túlnépesedik, ez önállóvá válhat és . külön bolyt hoz létre. A hangyák jól ismerik birodalmuk határait és azt tiszteletben is tartják. Ám ha egy család kinövi a területét, és a szomszédok akadályozzák terjeszkedését, valóságos háború törhet ki a rivális bolyok között, amely feldúlja a fészkek normális életét. Ezzel kapcsolatban érdekes dolgot figyeltek meg a szovjet kutatók. A helyszűke következtében fokozatosan békésebb magatartásformák kerülnek előtérbe. Az eddig szigorúan őrzött határok elmosódnak és a harcban álló bolyok között nagyjából a régi határok vonalában összekötő fészkek alakulnak ki, amelyeken át utódokat cserélnek. Ez a kapcsolat olyan stabil, hogy szinte korlátlan számú kolónia szövetségét és békés együttélést teszi lehetővé. Egy sok éven át megfigyelt vöröshangya szövetségben például a szokásos hektáronkénti 4-6 milliós egyedszám helyett 11,5 milliót is meghaladó „népsűrűség“ jött létre. (Ez körülbelül hektáronként 90 kilogramm élőanyagot jelent.) Sok faj családjai szerződnek ilyen család fölötti egységekbe. Az is gyakori, hogy a többlaki családokat alkotó fajoknál - mint a nálunk is élő gyepi hangyánál - a nevelő- vagy ellátó fészkek válnak összekötő kapoccsá a szövetséges bolyok között. Másoknál a családszövetség létrejötte nem a túlnépesedés következménye, hanem a fejlődés természetes velejárója. A családszerkezetek tanulmányozásával megismerhetjük a hangyaállamok életét, megérthetjük a néha hasznos rovarok viselkedését. S jóllehet a hangyaállam és az emberi társadalom összehasonlítása legfeljebb költői allegóriaként engedhető meg, az apró rovarok szorgalma, önfeláldozása, harcaik és kibéküléseik, szövetségük és békés együttélésük az ember számára is tanulságos lehet. (D) Digitális sebességmérőt ajánl a Fichtel és Sachs cég a szenvedélyes kerékpározóknak. A műszert, amely napi és összesítő kilométerszámlálóval is rendelkezik, egyszerűen csak az elsőkerék villájára kell erősíteni. A sebességről és ennek alapján a megtett távolságról úgy szerei tudomást a műszer, hogy indukciós érzékelője megszámolja az előtte villámgyorsan elsuhanó kerék-küllőket. Ebből következtet arra, hányat fordult a kerék, s utána már gyerekjáték kiszámítania, milyen gyorsan halad a pedált taposó kerékpáros. (Szöveg és felvétel: Motor) Mitől folyadék a kristály? Mindennapos tapasztalat, hogy a jég a hőmérséklet-emelkedés hatására megolvad és víz lesz belőle. A szilárd fázisú vízből nulla Celsius-fokon folyadékfázisú lesz. Vannak azonban olyan anyagok, amelyeknél a szilárd és a folyadékfázis között több közbülső állapot jelenik meg. Ezek a folyadékkristályok. A folyadékkristályos tulajdonsággal először Reinitzer osztrák botanikus találkozott, még 1888-ban. Észrevette, hogy a szilárd koleszteril benzonát 145 Celsius-fokón zavaros folyadékká olvad meg, és csak 179 Celsius-foknál válik tiszta, átlátszó folyadékká. Reinitzer azt hitte, hogy az anyag mintájának kettős az olvadáspontja. Azóta mintegy 3000 folyadékkristályos tulajdonságú anyagot ismertek meg. A folyadékkristályok két nagy csoportra oszthatók. A termotróp folyadékkristályok a hőmérséklet-változás hatására kerülnek a folyadékkristályos állapotba. Ezeket a kristályos, por alakú anyagokat használják az elektro-optikai kijelzőkben, a hőmérséklet- és nyomásérzékelőkben. A liotróp folyadékkristályok oldatként mutatnak folya- dékristályos tulajdonságot. Ezek jól használhatók a biológiai membránok vizsgálatánál, a membránmodellek készítésénél. Az elektrooptikai kijelzőkben a folyadékkristály vékony rétege két üveglemez között van, és aszerint világít, hogy áthalad-e villamos áram rajta. Az autók műszerfala is készülhet folyadékkristályos kijelzőkkel, mert erős napsütésben jobban láthatók, mint a világítódiódák. A folyadékkristályok a hőmérséklet-változás hatására megváltoztatják színüket, és így kiválóan alkalmasak hőmérésre is. Ilyenkor műanyag fóliára viszik fel a folyadékkristályt (amelyet például a bőrfelülethez érintve megtudhatjuk testünk hőmérsékletét). Kisgyermekeknél nagyon jól bevált az ilyen lázmérés, hiszen semmiféle veszéllyel nem jár, ellentétben a higanyos üveg lázmérővel. A folyadékkristályos fóliák alkalmazása az állatgyógyászatban még a hőmérőnél is nagyobb jelentőségű, hiszen az állat nem tud nyilatkozni panaszairól, viszont ez a módszer objektív felvilágosítást ad a gyulladásokról, törésekről. A folyadékkristály-fóliát csupán a gyanús testrészre kell helyezni, és a fényjelből következtetni lehet az állat bajára. Az állattenyésztésben is bevált a folyadékkristály-hőmérő használata. Ilyen hőmérőt használnak a baromfitenyésztésben a tojáshozam növelésére. A folyadékkristály nagyon érzékenyen jelzi a huzatot, s így a légnyomás még azelőtt megszüntethető, mielőtt a tojók megéreznék. A folyadékkristályok a nyomásváltozásra is reagálnak, ezt a szerkezeti anyagok diagnosztikájában hasznosítják. Ha például a repülőgépek szárnyán, a helikopterek propellerén már kialakult a törést megelőző feszültség, a folyadékkristály színváltozást mutat. De a szélcsatorna-kísérletnél is beváltak, mert az optimális forma kialakítása megkönnyíthető használatukkal. Az integrált áramkörök is el- kristállyal. Az élő szervezetekben lejátszódó folyamatok általában membránfolyamatok, így nem közömbös minél alaposabb megismerésük. Ebben lehetnek segítségünkre a liotróp folyadékkristályok. Vannak olyan vélemények, melyek szerint az agy a legérdekesebb folyadékkristály-szerkezet, és a földi élet kialakulása során a plazma első csomócskái is folyadékkristály-szerkezetúek voltak. A membránmö- dellek segítségével vizsgálják a velő működését. A szürkeállomány cereboidokból, foszfátokból és gliceridekböl álló folyadékkristály. A vörösvértest alakváltozásait folyadékkristályokkal foglalkozó fizikus írta le először. (IMP) Megmunkálólézer száloptikával Az első ipari célú lézerfény-átvitel kísérlet 1973-ban volt száloptika segítségével, mindösz- sze 3 m távolságra. Ma már 100 méter távolságra is lehetséges a lézerfény továbbítása. Ez történhet akár 8 kábelen is, egymást követő impulzusokban, vagy egyidejűleg, azaz „time share mode“ vagy „energy share mode“ szerint. így egy alkatrészt ugyanabban az időben több ponton, vagy több alkatrészt azonos vagy különböző pontokon lehet megmunkálni, például hegeszteni. E rendszernek sok előnye van: sugárvédelem, könnyű elhelyezhetőség (mert a lézergenerátor külön, védett helyet foglal el), a megmunkálófejek kis méretüknél fogva könnyebben közelítik meg a munkaterületet. Nem szólva arról a gazdasági előnyről, hogy több lézer helyett csak egy szükséges. A lézerimpulzusok elosztófejen keresztül jutnak a megmunkálási ponthoz, hasonlóan a robbanómotorok gyújtáselosztójához, de azzal a különbséggel, hogy sem az impulzusok sorrendje, sem időtartamuk nem kötött, hanem a feladat szerint szabályozható. A folyamatot mikroprocesszor vezérli, amely a szükséges szüneteket is figyelembe veszi. Az optikai szálak átlag 100 W teljesítményt tudnak átvinni 600 mikrométer szálátméró esetén. Ez a teljesítmény két munkapont esetén is tartható. Több munkapont kiszolgálásakor egy 250 W-os lézer természetesen csak 60-80 W-ot képes kiadni az egyes munkapontokra. A száloptikás lézerhegesztés éppen a több munkapont révén új megoldásokat tesz lehetővé, mert a műveletek zökkenőmentesen beilleszkednek a folyamatos gyártásba. E tekintetben az is a rendszer előnyéül szolgál, hogy óránként 90 000 impulzust is le tud adni, ami messze meghaladja a 0,2 mp-es ütemidóhöz szükséges impulzusszámot. Ezért a munkapontok számát s ezáltal a sor összteljesítményét is emelni lehet. A gyártás megbízhatósága fokozódik, a minőség egyenletesebb. Az eljárást mintegy két éve vezették be az elektronikai iparban. A fentiekben elsősorban a lézerhegesztés szempontjából tárgyaltuk a rendszert, de hasonlóképpen lehet a megmunkálás tárgya a fúrás, a marás, vagy a vágás is, az eszköz mindenre alkalmas. Egyes vándorhangya fajok saját testükből építenek hidat a kisebb természeti akadályok leküzdésére, esténként pedig a dolgozók ugyanígy képeznek fészket a királynő és a lárvák védelmére. t I Hangyák szövetsége
