Joe, este es el cuartel general.

Es probable que las hormigas realmente no derritan el vidrio.

En el siglo XX, algunos científicos de materiales en la Tierra desarrollaron un tipo de fotoprotector (llamado vidrio giratorio ) que, después de la exposición a los rayos UV o al haz de electrones y el curado, se convertiría en lo que es, para todos los efectos, vidrio: SiO dispuesto al azar.$_2$cadenas

El principio es bastante similar al de las resinas epoxi, siempre que los átomos de Si estén presentes en las moléculas precursoras.

Creemos que estas hormigas inteligentes deben haber desarrollado la capacidad de secretar dichos precursores y desencadenar el curado a través de alguna enzima. Al igual que las avispas terrestres que mastican fibras de madera para producir papel para su nido, estas hormigas mastican estos precursores y los utilizan para cubrir las paredes de su túnel, iniciando luego el curado.

Como bono para ellos, H$_2$Las moléculas de O se liberan durante el curado, lo cual es definitivamente una ventaja dado el ambiente seco en el que viven.

En realidad no son hormigas, son

Termitas .

Tus hormigas depositan una línea de termita en un nuevo túnel, luego la encienden (puntos de bonificación si usan una lente de vidrio y la luz del sol para ello) después de salir de su alcance.

No soy lo suficientemente químico para decir cómo producirían la termita, pero la naturaleza encontrará su camino. (¿Tal vez usan algunas bacterias simbióticas?)

Ya existen organismos que segregan vidrio sin altas temperaturas.

Este documento analiza una amplia variedad de formas en que los organismos lo manejan:

• A las esponjas de vidrio les crece un esqueleto de espículas de vidrio;

• Muchas plantas secretan diminutos cristales de vidrio llamados fitolitos para disuadir a los herbívoros;

• Las diatomeas y los radiolarios secretan un esqueleto protector de vidrio.

Solo necesita las enzimas adecuadas o los ácidos orgánicos para disolver la sílice en la arena. Muchas hormigas usan bacterias u hongos simbióticos, por lo que las hormigas podrían estar propagando un organismo diferente que secreta un esqueleto de vidrio. O las hormigas podrían manejarlo ellas mismas; no sería un vidrio transparente y brillante, pero tampoco lo obtendrías al derretir la arena debido a todas las impurezas, como las fulguritas o el vidrio relámpago. El vidrio secretado, por otro lado, puede ser brillante y claro si se secreta lentamente.

esponja de vidrio:

Fulgurita:

Joe: Algunas personas en el cuartel general tienen algunas dudas sobre la construcción de estos túneles por parte de las hormigas de cristal. En cambio, pueden estar excavándolos.

El vidrio del desierto es un vidrio natural que se produce cuando un rayo cae sobre los puestos del desierto. El rayo fusiona la sílice para formar vidrio. Sus hormigas de cristal pueden estar encontrando depósitos naturales de este cristal y luego excavando en él. Esta teoría parece plausible, especialmente porque notas nidos anchos en lugar de nidos profundos.

Ahora bien, el vidrio del desierto natural no forma largas cadenas de vidrio. Obtienes muchas pepitas individuales a lo largo del camino del rayo. Entonces, si esta teoría es correcta, debería poder verificar los túneles en busca de costuras donde las hormigas unieron dos pepitas y luego las perforaron.

Por otro lado, las hormigas podrían estar fusionando el vidrio depositando depósitos de aluminio naturales y esperando la caída de un rayo. Esto crearía largas cadenas de vidrio por sí solas en las que las hormigas podrían perforar, sin costuras. Considere que durante la temporada del monzón en el desierto, las hormigas tienen agua, por lo que es posible que solo necesiten un nido más convencional, y la arena húmeda proporciona suficiente estructura para nidos temporales. Lejos de esa estructura temporal, trazan los caminos de aluminio. Los relámpagos en este desierto durante un monzón pueden ser lo suficientemente comunes como para que las hormigas puedan contar con esto como técnica de construcción. Una vez que cae el rayo, perforan para crear el nido permanente que los ayudará a superar los tiempos secos.

Las hormigas de cristal usan la simbiosis con una especie de planta nativa (con raíces huecas) que ya usaba sílice de forma natural (y sin necesidad de altas temperaturas).

Tres hechos ayudan a explicar las hormigas de cristal:

1. Las especies de hormigas han formado repetidamente relaciones simbióticas con plantas (y hongos) para alimento, refugio y defensa. Los ejemplos incluyen: https://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140115113243.htm https://en.wikipedia.org/wiki/Leafcutter_ant#Ant-fungus_mutualism

2. Algunas plantas usan naturalmente, y crean/depositan, sílice. Los ejemplos incluyen:
   http://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2229-11-112

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

Tenga en cuenta también que las estructuras de plantas huecas son comunes, como el bambú.

3. Las hormigas ya han evolucionado para ser buenas en la creación/excreción de ácidos orgánicos y otras sustancias químicas activas (como en el ácido fórmico, en el nombre científico de las hormigas, Formicidae. El ácido silícico y las enzimas para manipularlo son así (un poco de handwavium aquí, lo admito) no es un puente demasiado grande para cruzar:
   https://en.wikipedia.org/wiki/Silicic_acid Del ácido silícico, es un paso corto al 'vaso de agua': https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_silicate del cual se puede hacer vidrio.

Las plantas acumulan sílice (y al hacerlo), producen intermediarios ricos en sílice (como silicato de sodio) que las hormigas concentran y almacenan. Vea las hormigas 'honeypot': https://en.wikipedia.org/wiki/Honeypot_ant

Las hormigas ingresan al sistema de raíces, comen los nodos (lugares que bloquean los lugares huecos) y concentran/almacenan el 'vaso de agua' en hormigas especializadas en 'vasos de agua', hasta que se necesiten para impermeabilización/sellado/reparación.

Luego, utilizando una transferencia de genes enzimática (evolucionada de planta a hormiga), convierten el vaso de agua en un vidrio homogéneo e impermeable para revestir/impermeabilizar los tallos huecos. La materia orgánica de esos tallos permanece (fuera del hueco y del revestimiento del vidrio) en muchos casos, amortiguando el vidrio quebradizo. A cambio, las hormigas limpian el terreno y traen granos minerales raros y necesarios para fertilizar las plantas, y fomentan un mayor crecimiento de las raíces en las direcciones que prefieren las hormigas (como hacia las fuentes de agua que las hormigas han descubierto).

Mi primer pensamiento fue algo así como la respuesta de ths

Las hormigas no pueden producir las temperaturas requeridas de sus propios cuerpos, pero podrían construir algo utilizando materiales que se queman a altas temperaturas.

Mi primer pensamiento fue

termita

Pero eso es problemático. No se conoce ningún sistema biológico que pueda producir aluminio puro. El aluminio está prácticamente ausente de la biología terrestre a pesar de ser el tercer elemento más común en la tierra. Entonces, hacer polvo de aluminio es biológicamente problemático.

También tenemos un problema con el encendido. Necesita magnesio ardiente o similar a la termita ligera.

Alternativas

Desafortunadamente, crear aluminio puro es aparentemente casi imposible, pero existe una alternativa que podría ser vagamente biológicamente plausible.

Permanganato de potasio + Glicerina

Esto también resuelve el problema de la ignición.

Estos 2 reaccionan a cualquier temperatura cercana o superior a la temperatura ambiente.

Plausibilidad vaga

Varias plantas ya producen fácilmente glicerina. Un hongo simbiótico podría actuar como fuente de colonias de glicerina, que también podría actuar como una tienda de alimentos como la miel.

Esto también nos ayuda a idear una especie de camino coherente para la evolución.

Primero, las hormigas desarrollan una clase de almacenamiento de alimentos, muy parecida a las hormigas Honeypot .

A continuación, desarrollan un sistema para suprimir el crecimiento de algún tipo de bacteria o moho en las paredes de su caverna. Una casta de hormigas produce o consume y regurgita (quizás de nuevo con la ayuda de algún hongo) una solución débilmente diluida de permanganato de potasio en la arena de las paredes de sus túneles para mantenerlos estériles.

Ahora solo queda un último paso: combinarlos.

Eventualmente, las hormigas desarrollan un comportamiento en el que cubren el interior de una nueva cámara con permanganato espeso. Durante las noches más frías, las hormigas despensa entran o son transportadas y arrojan una gruesa capa de glicerina en las paredes y luego se retiran. La reacción no comienza mientras la temperatura es muy baja. Ven la luz de la mañana comienza a calentar la arena. Alrededor de la nueva cámara pasa el punto crítico y comienza la reacción. Las paredes comienzan a brillar y los humos salen de las salidas desbloqueadas. Unos momentos después, la reacción termina y las paredes comienzan a enfriarse hasta convertirse en vidrio.

Tenga en cuenta que sería un vidrio muy sucio, no perfectamente transparente ya que se le pegaría algo de arena parcialmente fundida.

Las diatomeas son algas que forman conchas de sílice. No utilizan calor, por supuesto; depositan sílice soluble hidratada (como ácido silícico) junto con matriz orgánica para producir sus caparazones. Las conchas duran mucho, mucho tiempo.

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

Hacer que una hormiga adquiera habilidades de manipulación de sílice es un gran salto evolutivo. No debe ser fácil dado que ninguna otra criatura formadora de caparazones hace sus caparazones de sílice a excepción de las diatomeas. Pero se sabe que las colonias de hormigas adquieren otras criaturas y las incorporan a sus sociedades; un ejemplo es el hongo utilizado por las hormigas cortadoras de hojas, que se ha asociado con las hormigas durante tanto tiempo que no se sabe que existan versiones salvajes. Otro ejemplo son los pulgones que las hormigas cuidan y protegen a cambio de sus dulces secreciones.

Tus hormigas de cristal podrían tener diatomeas domesticadas que cultivan en una colonia de diatomeas. Me imagino una cámara de diatomeas donde se cuidan. Tal vez tenga un techo semitransparente para dejar pasar la luz, lo que podría explicar los nidos parcialmente sobre el suelo. Las diatomeas secretan una amalgama pegajosa de sílice hidratada y schmutz orgánico que las hormigas usan para unir granos de arena en la construcción de su colonia. Esto es similar a lo que hacen las termitas, excepto que las propias termitas secretan la sustancia pegajosa, que es solo pegamento orgánico y, por lo tanto, no es tan duradera como podría ser la sustancia pegajosa de diatomeas.

Dado que esto es ciencia ficción, incluso se podría hacer que esta sustancia pegajosa de diatomeas se endureciera hasta convertirse en ópalo, una gema compuesta de sílice soluble precipitada. Eso haría bonitos nidos.

Como una ocurrencia tardía, creo que las hormigas que tapan las cámaras con sus cuerpos no son un comienzo. La hormiga muere, se seca, la cámara se desconecta. Las termitas también tapan sus cámaras, por la misma razón que estas hormigas de cristal. Las termitas usan tierra y rocas.

Además de las excelentes respuestas que proporcionan un método no térmico, puede considerar una ráfaga de calor inducida por chasquidos como la que usan los camarones .

El animal cierra una garra especializada para crear una burbuja de cavitación que genera presiones acústicas de hasta 80 kPa.

...

A medida que colapsa, la burbuja de cavitación alcanza temperaturas de más de 5000 K (4700 °C).

Me imagino que, dado que los insectos y los crustáceos tienen una construcción algo similar, no estaría totalmente fuera de discusión que una hormiga evolucione para usar sus mandíbulas de manera similar, posiblemente fusionando un grano a la vez con una rápida sucesión de chasquidos como un pequeño soldador MIG.

hormigas de vidrieras

Algunos plantean la hipótesis de que las hormigas en realidad no crean el vidrio, ni excavan en el vidrio, sino que en realidad lo ensamblan . Los desiertos de este mundo pueden contener naturalmente un alto contenido de vidrio (lo que explica algún aspecto interesante del terreno), y las hormigas cazan fragmentos de este material y recubren sus túneles. Para agregar la integridad estructural, fusionan las piezas con resinas secretadas, lo que da como resultado que sus túneles, cuando se excavan, tengan el aspecto de una escultura hecha de una vidriera. Esto es mucho más eficiente para las hormigas que revestir sus túneles con resina pura, ya que no absorbe tanta humedad.

Se alienta a los lugareños, cuando buscan asentarse en nuevas áreas del árido planeta, a desenterrar pequeñas porciones de una colina de hormigas de cristal (utilice el equipo de protección adecuado). La proporción de vidrio a resina suele ser un buen indicador de la cantidad de humedad que recibe el área.

Si ve grietas finas y delgadas, es probable que sea un área pésima para asentarse. ¿Si las uniones son anchas como si la vidriera fuera hecha por alguien con mala coordinación ojo-mano? Estás en un territorio ideal (o en una llanura aluvial en temporada de lluvias).

hormigas relámpago

Leer algunos comentarios y respuestas aquí me dio otra idea sobre cómo lo hacen, y explica por qué las colonias de hormigas de cristal llevadas en cautiverio nunca parecen recrear sus túneles de cristal únicos, incluso en cajas de arena de gran tamaño (perdón por el juego de palabras): pararrayos.

Encontrar un lugar al que llamar hogar

Cuando una nueva reina busca construir una colonia, se lleva un par de cientos (¿quizás mil o dos?) de hormigas obreras con ella. Abandonan el nido a la primera señal de precipitación; esto tiene un triple beneficio:

1. Las próximas lluvias asegurarán que la reina y sus trabajadores "prestados" se mantengan hidratados mientras buscan un lugar adecuado para un nido.

2. Las lluvias suelen ir acompañadas de tormentas eléctricas... y así empiezan su nuevo nido.

3. Una vez que se ha formado el nido, la lluvia se acumula en depósitos en el fondo del nido para proporcionar una fuente de humedad y mantener la humedad ambiental en el nido.

A medida que las primeras gotas de lluvia comienzan a caer, las hormigas usan el flujo de agua para encontrar terreno elevado (lo que también ayuda a evitar ahogarse mientras excavan sus túneles). Una vez que se encuentra un lugar ideal, algunos trabajadores comienzan a cavar en la arena, aplicando periódicamente una fina capa de secreciones resinosas para ayudar a evitar que se derrumbe mientras cavan. Si bien esta resina no es suficiente por sí sola para sellar completamente el túnel para un uso a largo plazo, agrega una mejora estructural y proporciona una característica clave para la "solidificación" de los túneles...

Un ambiente propicio

Una vez que tienen los túneles en su lugar, los trabajadores comienzan a trepar unos encima de otros en la entrada, formando una torre; Se estima que estas torres alcanzan casi los tres metros de altura* y son fácilmente los objetos más altos en el paisaje cercano. Habiendo sido hidratados recientemente, sus cuerpos son bastante conductores y, por lo tanto, "atraen" los rayos. El truco es que las secreciones resinosas también son conductoras, por lo que una vez que el rayo golpea la "vara de hormiga", transporta las secreciones a lo largo de las paredes del túnel y fusiona la sílice en vidrio, aprovechando un fenómeno natural para ayudar a fortalecer y sellar su hogar. .

Por supuesto, las hormigas que forman la vara de la hormiga mueren en el proceso, pero esto proporciona una fuente útil de alimento para las hormigas restantes. Puede que no sea el más nutritivo, pero gana tiempo para que la colonia se establezca. Las hormigas restantes llevarán los restos quemados a los túneles y también los buscarán en busca de huecos que no se hayan fusionado. Se utilizarán más secreciones de resina para llenar los huecos y, una vez curado, es casi tan transparente y no poroso como el vidrio, al mismo tiempo que otorga una mayor resistencia a la estructura.

el corcho

Al igual que los géneros de hormigas Cephalotes señalados por @LoneBoat, la colonia tiene una casta de obreras de cabeza grande cuyo único propósito es bloquear la(s) entrada(s) al túnel. Además de brindar defensa y sellar la humedad, los "bloqueadores" también sirven para regular la ingesta de agua durante las lluvias del desierto. La mayor parte de la superficie de su cabeza es un material quitinoso no poroso que sirve como armadura y como barrera contra la humedad; la mayoría de los bloqueadores tienen de dos a tres pequeños hoyuelos en esta barrera, y cada hoyuelo contiene un pequeño receptor sensorial en su centro de aproximadamente 100-200 µm de diámetro.

Este receptor les permite detectar la humedad y desbloquearán el agujero cuando llueva para que el agua pueda entrar para reponer los depósitos. A medida que entra el agua, los trabajadores regulares se apresuran a bajar a los embalses para monitorearlos; una vez que los depósitos están casi llenos, los trabajadores se dirigen a las entradas de los túneles y cortan suavemente a los bloqueadores que regresarán rápidamente a su posición y sellarán las entradas para que los túneles no se inunden.

Una vez de vuelta en su posición, los bloqueadores se negarán a moverse hasta que sus receptores les digan que afuera está seco. Si bien la colonia intentará ubicarse en un terreno elevado (mejorando la probabilidad de caída de rayos y minimizando el riesgo de inundaciones), las inundaciones localizadas aún pueden representar una amenaza, por lo que los trabajadores permanecerán en el lugar manteniendo los túneles sellados.

* Las hormigas obreras individuales miden entre 15 y 20 mm de largo, y las estimaciones iniciales de la expedición sugieren que las torres están compuestas por 500 a 800 hormigas y que la altura y el diámetro son aproximadamente proporcionales a la cantidad total de hormigas que la nueva reina pudo reclutar. Naturalmente, más reclutas significa una torre más alta y más fuerte, lo que mejora las posibilidades de que la torre sea alcanzada por un rayo para formar su nuevo hogar y, por lo tanto, mejora las posibilidades de supervivencia de la colonia.

Pueden refractar la luz dentro de sus cuerpos y concentrarla en un rayo capaz de derretir vidrio y permitirles trabajar a una distancia segura.

PD: me siento un poco irrespetado. ¿No es este sitio todo acerca de la lluvia de ideas, o hay una diferencia en la distinción? Soy nuevo y quiero escuchar algunas opiniones de otros. Le pedí a alguien que me diera una respuesta sobre cómo evolucionaría la vida en un planeta desértico arenoso, y obtuve "¡CERRADO! ¡¿LLUVIA DE IDEAS?! ¡NO ESTABA LO SUFICIENTEMENTE ENFOCADO!” Una puerta se acaba de cerrar en mi cara.

A raíz de otra respuesta sobre las diatomeas: la tierra de diatomeas, junto con otros tipos de sílice amorfa, como la de los manantiales geotérmicos, se disuelve a un pH alto (13+). Luego se congela en un cuerpo de silicato de sodio extremadamente duro (pero ligeramente soluble) cuando se congela o se seca, o en silicatos de calcio/magnesio completos si hay sales solubles de calcio o magnesio (incluidos los hidróxidos). Puedes comprar un vaso de agua en una tienda de cerámica y probarlo.

También hay un solvente llamado catecol que compleja la sílice amorfa. Tal vez haya una enzima con un grupo complejo similar que también transporta la sílice alrededor del cuerpo de las hormigas, purificándola de componentes no solubles. Eso explica por qué la sílice / silicatos de Na / silicatos de Ca reprecipitados resultan agradables y vidriosos a pesar de estar hechos de tierra de diatomeas amarilla sucia.