Джо, это штаб.

Скорее всего, муравьи на самом деле не плавят стекло.

В 20-м веке некоторые ученые-материаловеды на Земле разработали своего рода фоторезист (называемый навинчиваемым стеклом ), который после воздействия УФ или электронного луча и отверждения станет тем, что во всех смыслах и целях является стеклом: случайно расположенным SiO.$_2$цепи.

Принцип очень похож на принцип эпоксидных смол, при условии, что атомы Si присутствуют в молекулах предшественника.

Мы полагаем, что эти умные муравьи, должно быть, развили способность выделять такие предшественники и запускать лечение с помощью какого-то фермента. Подобно земным осам, которые жуют древесные волокна, чтобы произвести бумагу для своего гнезда, эти муравьи жуют эти предшественники и используют их для покрытия стен своего туннеля, инициируя затем отверждение.

В качестве бонуса для них H$_2$Молекулы O высвобождаются во время отверждения, что является несомненным плюсом, учитывая сухую среду, в которой они живут.

Это не совсем муравьи, это

Термиты .

Ваши муравьи кладут линию термита в новый туннель, а затем поджигают его (бонусные очки, если они используют для этого стеклянную линзу и солнечный свет) после того, как убрались подальше от досягаемости.

Я не настолько химик, чтобы сказать, как они производят термит, но природа найдет свой путь. (Может быть, они используют какие-то симбиотические бактерии?)

Уже есть организмы, выделяющие стекло без высоких температур.

В этой статье обсуждается широкий спектр способов, которыми организмы справляются с этим:

• Стеклянные губки отращивают скелет из стеклянных спикул;

• Многие растения выделяют крошечные стеклянные кристаллы, называемые фитолитами, чтобы отпугнуть травоядных;

• Диатомовые водоросли и радиолярии выделяют стеклянный защитный скелет.

Вам просто нужны правильные ферменты или органические кислоты, чтобы растворить кремнезем в песке. Многие муравьи используют симбиотические бактерии или грибы, поэтому муравьи могут распространять другой организм, выделяющий стеклянный скелет. Или муравьи могли бы справиться с этим сами; это не было бы блестящее прозрачное стекло, но и от плавления песка его не получится ни из-за всех примесей — см. фульгуриты, ни молниеносное стекло. С другой стороны, секретируемое стекло может быть блестящим и прозрачным, если оно выделяется медленно.

Стеклянная губка:

Фульгурит:

Джо: Некоторые люди в штаб-квартире сомневаются в том, что Стеклянные Муравьи строят эти туннели. Вместо этого они могут раскапывать их.

Пустынное стекло - это естественное стекло, которое образуется, когда молния ударяет в пустынные насаждения. Молния сплавляет кремнезем вместе, образуя стекло. Ваши стеклянные муравьи могут находить естественные залежи этого стекла, а затем закапываться в него. Эта теория кажется правдоподобной, особенно если учесть, что вместо глубоких гнезд вы отмечаете широкие гнезда.

Натуральное пустынное стекло не образует длинных цепочек из стекла. Вы получаете много отдельных самородков на пути молнии. Итак, если эта теория верна, вы сможете проверить туннели на наличие швов, где муравьи соединили два самородка вместе, а затем просверлили их.

С другой стороны, муравьи могут сами плавить стекло, откладывая естественные отложения алюминия и ожидая удара молнии. Это создаст длинные цепочки из стекла, которые муравьи смогут просверлить без швов. Учтите, что во время сезона дождей в пустыне у муравьев есть вода, поэтому им может понадобиться более обычное гнездо, а влажный песок обеспечивает достаточную структуру для временных гнезд. Вдали от этой временной конструкции проложены алюминиевые дорожки. Молния в этой пустыне во время сезона дождей может быть достаточно обычным явлением, чтобы муравьи могли рассчитывать на это как на строительный метод. Как только ударяет молния, они бурят, чтобы создать постоянное гнездо, которое поможет им пережить засушливые времена.

Стеклянные муравьи используют симбиоз с местными видами растений (с полыми корнями), которые уже естественным образом использовали кремнезем (и не нуждались в высоких температурах).

Три факта помогают объяснить стеклянных муравьев:

1. Виды муравьев неоднократно формировали симбиотические отношения с растениями (и грибами) для получения пищи, убежища и защиты. Примеры включают: https://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140115113243.htm https://en.wikipedia.org/wiki/Leafcutter_ant#Ant-fungus_mutualism

2. Некоторые растения естественным образом используют — и создают/осаждают — кремнезем. Примеры включают:
   http://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2229-11-112

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2759229/

Обратите также внимание на распространенность полых структур растений, таких как бамбук.

3. Муравьи уже эволюционировали, чтобы быть хорошими в создании/выделении органических кислот и других активных химических веществ (как в муравьиной кислоте, в научном названии муравьёв, Formicidae. Таким образом, кремниевая кислота и ферменты для манипулирования ею (небольшой ручной удар здесь, я признаю) не слишком большой мост:
   https://en.wikipedia.org/wiki/Silicic_acid От кремниевой кислоты до «жидкого стекла» рукой подать: https://en.wikipedia.org/wiki/Силикат натрия , из которого можно сделать стекло.

Растения накапливают кремнезем (и при этом), производят богатые кремнеземом промежуточные продукты (например, силикат натрия), которые муравьи концентрируют и хранят .

Муравьи проникают в корневую систему, поедают узлы (места, которые блокируют полые места) и концентрируют / хранят «жидкое стекло» в специализированных «водяных горшках» муравьев до тех пор, пока оно не понадобится для гидроизоляции / герметизации / ремонта.

Затем, используя ферментный перенос генов (эволюционировавший от растений к муравьям), они превращают жидкое стекло в однородное водонепроницаемое стекло, чтобы выровнять / сделать водонепроницаемыми полые стебли. Органическое вещество в этих стеблях остается (за пределами полого и стеклянного покрытия) во многих случаях, смягчая хрупкое стекло. В свою очередь, муравьи очищают землю и приносят редкие, необходимые минеральные зерна для удобрения растений, а также стимулируют рост корней в направлениях, которые предпочитают муравьи (например, к источникам воды, обнаруженным муравьями).

Моей первой мыслью было что-то вроде ответа от ths

Муравьи не могут производить температуру, необходимую для их собственных тел, но могут построить что-то, используя материалы, которые горят при высокой температуре.

Моя первая мысль была

Термит

Но это проблематично. Не существует известной биологической системы, которая могла бы производить чистый алюминий. Алюминий практически отсутствует в биологии Земли, несмотря на то, что он является третьим по распространенности элементом на Земле. Таким образом, производство алюминиевой пудры проблематично с биологической точки зрения.

У нас тоже проблема с зажиганием. Вам нужен горящий магний или аналог светового термита.

Альтернативы

К сожалению, создать чистый алюминий практически невозможно, но есть альтернатива, которая может быть смутно правдоподобной с биологической точки зрения.

Перманганат калия + глицерин

Это также решает проблему зажигания.

Эти 2 реагируют при любой температуре, близкой или выше комнатной.

Смутное правдоподобие

Глицерин уже легко производится рядом растений. Симбиотический гриб может действовать как источник глицерина для колоний, который также может действовать как запас пищи, как мед.

Это также помогает нам придумать своего рода последовательный путь эволюции.

Сначала муравьи развивают класс хранения пищи, очень похожий на муравьев -приманок .

Затем они разрабатывают систему для подавления роста каких-то бактерий или плесени в стенах пещеры. Каста муравьев производит или потребляет и отрыгивает (возможно, снова с помощью какого-нибудь грибка) слабый разбавленный раствор перманганата калия в песок в стенах своих туннелей, чтобы поддерживать их стерильность.

Остался только один последний шаг: объединить их.

В конце концов у муравьев развивается поведение, при котором они покрывают внутреннюю часть новой камеры густым перманганатом. В самые холодные ночи кладовые муравьи проникают или переносятся и выплевывают толстый слой глицерина на стены, а затем отступают. Реакция не начинается, пока температура очень низкая. Приходите утренний свет начинает согревать песок. Вокруг новой камеры он проходит критическую точку, и начинается реакция. Стены начинают светиться, а из незаблокированных выходов вырываются клубы дыма. Через несколько мгновений реакция заканчивается, и стены начинают превращаться в стекло.

Обратите внимание, что это будет очень грязное стекло, не совсем прозрачное, так как к нему прилипнет лишь частично расплавленный песок.

Диатомеи – это водоросли, образующие кремнеземные раковины. Конечно, они не используют тепло; они откладывают гидратированный растворимый кремнезем (в виде кремниевой кислоты) вместе с органической матрицей для образования своих раковин. Раковины служат очень долго.

http://www.pnas.org/content/113/8/2017.full.pdf

Обретение муравьем способности манипулировать кремнеземом — это настоящий эволюционный скачок. Это должно быть нелегко, учитывая, что ни одно другое существо, образующее панцири, не делает свои раковины из кремнезема, за исключением диатомовых водорослей. Но известно, что муравьиные колонии приобретают других существ и включают их в свои общества — примером может служить грибок, используемый муравьями-листорезами, который был связан с муравьями так долго, что не существует никаких диких версий. Другим примером являются тли, за которыми ухаживают и защищают муравьи в обмен на их сладкие выделения.

У ваших стеклянных муравьев могут быть прирученные диатомовые водоросли, которые они выращивают в колонии диатомовых водорослей. Я представляю камеру с диатомовыми водорослями, где за ними ухаживают. Возможно, у него полупрозрачная крыша, пропускающая свет, что может объяснить частично надземные гнезда. Диатомовые водоросли выделяют липкую смесь гидратированного кремнезема и органического шмуца, которую муравьи используют для склеивания песчинок при строительстве своей колонии. Это похоже на то, что делают термиты, за исключением того, что сами термиты выделяют слизь, которая представляет собой просто органический клей и поэтому не так прочна, как диатомовая слизь.

Поскольку это научная фантастика, можно даже заставить эту диатомовую слизь затвердеть в опал, драгоценный камень, состоящий из осажденного растворимого кремнезема. Из них получится красивое гнездышко.

В качестве запоздалой мысли я думаю, что муравьи, затыкающие камеры своими телами, - это нестартер. Муравей умирает, сохнет, камера отключена. Термиты тоже закупоривают свои камеры по той же причине, что и эти стеклянные муравьи. Термиты используют грязь и камни.

В дополнение к отличным ответам, которые обеспечивают нетермический метод, вы можете рассмотреть тепловой удар, вызванный щелчком, который используется при щелчке креветки .

Животное захлопывает специальную клешню, чтобы создать кавитационный пузырь, создающий акустическое давление до 80 кПа.

...

Когда он схлопывается, кавитационный пузырь достигает температуры более 5000 К (4700 ° C).

Я полагаю, что, поскольку насекомые и ракообразные имеют в чем-то схожую конструкцию, не исключено, что муравей эволюционировал и использовал свои нижние челюсти сходным образом, возможно, сливая одно зерно за раз с быстрой последовательностью щелчков, подобных маленький сварщик МИГ.

Витражные муравьи

Некоторые предполагают, что муравьи на самом деле не создают стекло и не зарываются в стекло, а на самом деле собирают его. Пустыни этого мира могут естественным образом содержать большое количество стекла (объясняющего некоторые интересные особенности местности), и муравьи выслеживают осколки этого материала и выстилают свои туннели. Чтобы добавить структурной целостности, они сплавляют кусочки с секретируемой смолой, в результате чего их туннели при выкапывании имеют вид скульптуры из витража. Это намного эффективнее для муравьев, чем облицовка их туннелей чистой смолой, поскольку она не поглощает столько их драгоценной влаги.

Местным жителям, стремящимся заселить новые районы засушливой планеты, рекомендуется выкопать небольшие участки холма стеклянных муравьев (пожалуйста, используйте надлежащее защитное снаряжение). Соотношение стекла и смолы обычно является хорошим индикатором того, сколько влаги получает участок.

Если вы видите тонкие тонкие трещины, это, вероятно, паршивая область для заселения. Если швы широкие, как будто витраж сделал человек с плохой зрительно-моторной координацией? Вы находитесь на идеальной территории (или в пойме в сезон дождей).

Муравьи-молнии

Чтение некоторых комментариев и ответов здесь дало мне другое представление о том, как они это делают, и объясняет, почему колонии стеклянных муравьев, взятые в неволю, кажется, никогда не воссоздают свои уникальные стеклянные туннели даже в достаточно больших песочницах (простите за каламбур): громоотводы.

Поиск места, которое можно назвать домом

Когда новая королева собирается построить колонию, она берет с собой пару сотен (может быть, тысячу или две?) рабочих муравьев. Они покидают гнездо при первых признаках осадков; это имеет тройное преимущество:

1. Предстоящие дожди обеспечат королеве и ее «одолженным» рабочим воду, пока они ищут подходящее место для гнезда.

2. Дожди часто сопровождаются грозами... и именно так они заводят новое гнездо.

3. После того, как гнездо сформировано, осадки собираются в резервуарах на дне гнезда, чтобы обеспечить источник влаги, а также поддерживать влажность окружающей среды в гнезде.

Когда начинают падать первые капли дождя, муравьи используют поток воды, чтобы найти возвышенность (что также помогает не утонуть, пока они роют свои туннели). Как только идеальное место найдено, некоторые рабочие начинают копать песок, периодически нанося тонкий слой смолистых выделений, чтобы он не разрушился во время копания. Хотя этой смолы самой по себе недостаточно для полной герметизации туннеля для длительного использования, она улучшает структуру и обеспечивает ключевую характеристику для «затвердевания» туннелей...

Благоприятная атмосфера

Как только туннели будут готовы, рабочие начинают взбираться друг на друга у входа, образуя башню; эти башни, по оценкам, достигают почти трех метров в высоту* и являются самыми высокими объектами в близлежащем ландшафте. После свежего увлажнения их тела обладают хорошей проводимостью и, таким образом, «притягивают» молнии. Хитрость заключается в том, что смолистые выделения также являются проводящими, поэтому, как только молния ударяет в «муравьиный стержень», она переносит выделения вдоль стен туннеля и сплавляет кварц в стекло, пользуясь природным явлением, чтобы помочь укрепить и запечатать их дом. .

Конечно, муравьи, образующие муравьиный стержень, при этом погибают, но это обеспечивает удобный источник пищи для оставшихся муравьев. Он может быть не самым питательным, но дает колонии время, чтобы обосноваться. Остальные муравьи будут нести обгоревшие останки в туннели, а также разведывать их на предмет любых щелей, которые могли не слиться. Для заполнения зазоров будет использоваться больше выделений смолы, и после отверждения он становится почти таким же прозрачным и непористым, как стекло, придавая дополнительную прочность структуре.

Укупорщик

Подобно родам муравьёв Cephalotes , на которые указал @LoneBoat, в колонии есть каста большеголовых рабочих, единственной целью которых является заблокировать вход(ы) в туннель. Помимо обеспечения защиты и герметизации влаги, «блокаторы» также служат для регулирования поступления воды во время дождей в пустыне. Большая часть поверхности их головы представляет собой непористый хитиновый материал, который служит в качестве брони, а также влагозащитного барьера; у большинства блокаторов есть от двух до трех небольших углублений в этом барьере, и каждое углубление содержит в своем центре крошечный сенсорный рецептор диаметром около 100-200 мкм.

Этот рецептор позволяет им обнаруживать влагу, и они открывают отверстие, когда идут дожди, чтобы вода могла пополнять резервуары. По мере того, как вода прибывает, обычные рабочие сбегаются к резервуарам, чтобы следить за ними; как только резервуары почти заполнены, рабочие направляются к входам в туннели и осторожно кусают блокировщиков, которые быстро возвращаются на свои позиции и перекрывают входы, чтобы туннели не затоплялись.

Вернувшись на место, блокираторы откажутся двигаться, пока их рецепторы не сообщат им, что снаружи сухо. В то время как колония будет пытаться разместиться на возвышенности (улучшая вероятность ударов молнии и сводя к минимуму риск наводнения), локальное затопление все еще может представлять угрозу, поэтому рабочие останутся на месте, сохраняя туннели закрытыми.

* Отдельные рабочие муравьи имеют длину около 15-20 мм, и первоначальные оценки экспедиции предполагают, что башни состоят из 500-800 муравьев, а высота и диаметр примерно зависят от того, сколько всего муравьев смогла завербовать новая королева. Естественно, чем больше рекрутов, тем выше и крепче башня, что увеличивает шансы башни на успешное попадание молнии в новый дом и, таким образом, увеличивает шансы колонии на выживание.

Они могут преломлять свет внутри своих тел и концентрировать его в луч, способный плавить стекло и позволяющий им работать на безопасном расстоянии.

PS Я чувствую себя немного неуважительно. Разве этот сайт не посвящен мозговому штурму или есть разница в различии? Я новичок и хочу услышать мнение других. Я попросил кого-нибудь дать мне ответ о том, как жизнь будет развиваться на песчаной пустынной планете, и я получил «ЗАКРЫТО! МОЗГОВОЙ ШТУРМ?! НЕ СОСРЕДОТОЧЕН ДОСТАТОЧНО!» Дверь только что закрылась перед моим носом.

Следуя другому ответу о диатомовых водорослях: диатомовая земля, наряду с другими типами аморфного кремнезема, например, из геотермальных источников, растворяется при высоком pH (13+). Затем он застывает в чрезвычайно твердое (но малорастворимое) тело силиката натрия при замораживании или сушке или полностью в силикаты кальция/магния, если присутствуют растворимые соли кальция или магния (включая гидроксиды). Вы можете купить жидкое стекло в гончарном магазине и попробовать его.

Существует также растворитель под названием катехол, который образует комплексы с аморфным кремнеземом. Возможно, есть фермент с аналогичной комплексообразующей группой, который также транспортирует кремний по телу муравья, очищая его от нерастворимых компонентов. Это объясняет, почему переосажденные силикаты кремнезема/силикатов натрия/кальция получаются красивыми и стекловидными, несмотря на то, что они сделаны из грязно-желтой диатомовой земли.