எறும்பின் ஒரு ஃபெரமோன் துளி மீது முதல் பார்வை

ஒரு Lasius niger எறும்பு உணவைக் கண்டதும், கூட்டுக்குத் திரும்புகிறது; பின்னால் ஒரு மணத் தடத்தை விட்டுச் செல்கிறது. அது தன் வயிற்றுப் பகுதியைத் தரையை நோக்கித் தாழ்த்தி, ஃபெரமோனின் (pheromone) சின்னஞ்சிறு துளிகளை இடுகிறது — கூட்டுத் தோழிகளை உணவு இருக்கும் இடத்துக்கு வழிநடத்தும் ஒரு வேதிச் செய்தி. இத்தகைய தடங்கள் 1779-இலேயே விவரிக்கப்பட்டன. அவை சுய ஒழுங்கமைவின் (self-organisation) பாடநூல் உதாரணமாக மாறின; கணினி முறைகளின் ஒரு முழுக் குடும்பத்துக்கும் — எறும்புக் கூட்ட உகப்பாக்க அல்காரிதங்களுக்கு (ant colony optimisation) — உந்துதல் தந்தன.

யாரும் பார்க்காத துளி

ஆனாலும் தடத்தின் அடிப்படை அலகு ஒருபோதும் கவனிக்கப்படவில்லை. ஆய்வாளர்கள் ஒரு தடத்தின் வலிமையை எறும்புப் போக்குவரத்திலிருந்தோ, துளியிடும் நடத்தையிலிருந்தோ ஊகிக்கின்றனர்; ஒவ்வொரு துளியும் ஒன்றேபோல் இருப்பதாகக் கருதுகின்றனர். ஒரு துளியின் கனஅளவு, அது எவ்வளவு வேகமாக ஆவியாகிறது, இயற்கைத் தடத்தின் உண்மையான செறிவு: எதுவும் தெரியாது. ஒரு துளியின் பெரும்பகுதியை உருவாக்கும் கரைப்பான்கூட ஒருபோதும் அடையாளம் காணப்படவில்லை.

Laure-Anne Poissonnier, Pierre Bon மற்றும் XLIM நிறுவனத்தில் (CNRS மற்றும் Limoges பல்கலைக்கழகம்) உள்ள அவர்களின் சக ஆய்வாளர்கள் இந்தத் துளிகளை நேரடியாகப் பார்க்கப் புறப்பட்டனர்.

ஒளியால் ஒரு துளியை எடைபோடுதல்

Lasius niger எறும்புகள், 2020-இல் Toulouse-இல் சேகரிக்கப்பட்ட ஒரு ராணி நிறுவிய கூட்டத்திலிருந்து வந்தவை. சில நாட்கள் உணவின்றி வைக்கப்பட்ட பின், வேலைக்கார எறும்புகள் 57 மில்லிமீட்டர் நீளமுள்ள, மறுமுனையில் சர்க்கரை நீர் வைக்கப்பட்ட தொங்கும் கண்ணாடிப் பாலத்தில் விடப்பட்டன.

துளிகள் ஒளி ஊடுருவக்கூடியவை என்பதால், குழு அளவுசார் கட்டப் படமாக்கலைப் (quantitative phase imaging) பயன்படுத்தியது: ஒளி ஊடுருவும் ஒரு பொருள் தன் வழியே செல்லும் ஒளியை எவ்வளவு தாமதப்படுத்துகிறது என்பதை அளக்கும் ஒரு குறுக்கீட்டு அளவியல் நுட்பம். ஒரு ஒளிவிலகல் எண்ணைக் கருதினால், அந்தத் தாமதம் அந்த இடத்தின் தடிமனைச் சுமார் 20% துல்லியத்தில் தருகிறது. சாயம் இல்லை, தொடுதல் இல்லை. முதல் கேமரா பாலத்தின் ஒரு நிலையான பகுதியை விநாடிக்கு 250 படங்கள் வரை படம்பிடித்தது; பின்னர் மோட்டார் மேடை கொண்ட ஒரு நுண்ணோக்கி பாலம் முழுவதையும் வருடியது.

மறையும் ஒரு திரவம், நீடிக்கும் ஒரு திடம்

முதல் துளிகள், வயிற்றிலிருந்து வெளியேறும்போதே நேரடியாகப் பதிவாகின. அவை திரவமாக இருந்தன. ஒன்று சுமார் 120 மில்லிவிநாடிகளில் 0.4-இலிருந்து 0.15 பிகோலிட்டராகக் குறைந்தது. நான்கு மடங்கு பெரிய இன்னொன்று, 11 விநாடி கால மாறிலியுடன் 1.7-இலிருந்து 0.4 பிகோலிட்டராகக் குறைந்தது. ஒரு பிகோலிட்டர் என்பது ஒரு லிட்டரின் டிரில்லியனில் ஒரு பங்கு.

எஞ்சுவது, சுமார் 80 மைக்ரோமீட்டர் அகலமும், பத்துகள் முதல் நூறுகள் நானோமீட்டர் தடிமனும் மட்டுமே கொண்ட ஒரு தட்டையான திடக் கறை. ஒரு மணி நேரத்துக்கும் மேலாக நுண்ணோக்கியின் கீழ் பின்தொடரப்பட்ட அத்தகைய ஒரு கறை, 63 நிமிட கால மாறிலியுடன் தன் கனஅளவில் சுமார் 10%-ஐ மெதுவாக இழந்தது — Lasius niger தடங்கள் செயலில் இருக்கும் என அறியப்பட்ட காலத்துக்கு அருகில். 24 மணி நேரத்துக்குப் பின்னும் ஒரு திட எச்சம் அங்கே இருந்தது.

ஆசிரியர்கள் இதை மூன்று கூறுகளாகப் புரிந்துகொள்கின்றனர்:

• துளியின் பெரும்பகுதியான, விநாடிகளில் ஆவியாகும் ஒரு கரைப்பான் — தடத்தைப் பின்னர் சேகரிக்கும் வழக்கமான வேதிப் பகுப்பாய்வுகள் இதைத் தவறவிடுகின்றன;
• மெதுவாக பதங்கமாகும், அதாவது நேரடியாக வாயுவாக மாறும் ஒரு திடப்பொருள். இந்த எறும்புகளைத் தடத்தைப் பின்தொடரச் செய்வதாக அறியப்பட்ட isocoumarin என்ற மூலக்கூறை அவர்கள் முன்மொழிகின்றனர்;
• ஒரு பிடிப்பு அணியாகச் செயல்பட்டு மணத்தை அதே இடத்தில் வைத்திருக்கக்கூடிய ஒரு நிலையான எச்சம்.

ஒரு துளியில் பதங்கமாகும் பொருள் முழுவதும் isocoumarin என்றால், அது சுமார் 26 பிகோகிராம் — அதாவது காற்றில் வெளியிடப்படும் 110 பில்லியன் மூலக்கூறுகள்.

எறும்பைப் பார்ப்பது மட்டும் போதாது

ஆய்வாளர்கள் வழக்கமாக, வயிற்றுப் பகுதியின் சிறப்பியல்பான வளைவைக் கவனித்துத் துளிகளை எண்ணுகின்றனர். குழு எறும்புகளை மேலிருந்தும் பக்கவாட்டிலிருந்தும் படம்பிடித்து, பின்னர் பாலத்தை வருடியது. ஒரு பிரதிநிதி எறும்பில் 7 துளியிடும் நிலைகள் காணப்பட்டன: 6 உண்மையான துளியுடன் பொருந்தின; ஒன்று, அதிக உணர்திறனுடன் தேடியபோதும், எதனுடனும் பொருந்தவில்லை. நடத்தை ஒரு பயனுள்ள, ஆனால் முழுமையற்ற குறிகாட்டி.

இரண்டு துளிகள் ஒன்றேபோல் இல்லை

பின்னர் மிகப் பெரிய வியப்பு வந்தது. ஐந்து எறும்புகளிலும் துளிகள் வடிவம், பரப்பு, கனஅளவு ஆகியவற்றில் வேறுபட்டன:

• இடைநிலைப் (median) பரப்பு: 4,300 சதுர மைக்ரோமீட்டர், பத்து மடங்கு வேறுபாட்டுடன்;
• இடைநிலைக் கனஅளவு: 0.68 பிகோலிட்டர், 0.2-க்குக் கீழிருந்து 4-க்கு மேல் வரை — 20 மடங்குக்கும் மேல்;
• எறும்பு தன் வயிற்றை எப்படி இழுத்தது என்பதைப் பொறுத்து, உருண்டையாகவோ பேரிக்காய் வடிவிலோ.

ஒரு புள்ளியியல் மாதிரி, வேறுபாட்டின் சுமார் 90%-ஐத் தனித்தனி எறும்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகளுக்குக் காரணமாக்கியது. துளிகள் அனைத்தும் ஒன்றேபோல் என்ற பொதுவான அனுமானம் தவறு — குறைந்தபட்சம் இந்த இனத்தில்.

தட நிபுணர்களா?

இந்தத் தனிநபர் வேறுபாடுகள் காலப்போக்கில் நிலையாக இருந்தால், சில வேலைக்கார எறும்புகள் தடங்களை உருவாக்குவதில் மிகப் பெரிய பங்கு வகிக்கலாம். அளக்கப்பட்ட இந்த மதிப்புகளைக் கூட்டு நடத்தை மாதிரிகளிலும் உகப்பாக்க அல்காரிதங்களிலும் சேர்க்கவும், ஓர் எறும்பு உணரக்கூடிய மிகக் குறைந்த அளவைக் கண்டறியவும் ஆசிரியர்கள் விரும்புகின்றனர். தூய உயிரியலுக்கு அப்பால், நடைமுறை முக்கியத்துவத்தையும் சுட்டுகின்றனர்: ஆக்கிரமிப்பு எறும்புகளுக்கு எதிரான இரைகள், தடங்கள் தூண்டும் அணிதிரட்டலைப் பயன்படுத்துகின்றன; பூச்சிக்கொல்லிகளுக்கு இலக்கு வைத்த மாற்றுகளாக ஃபெரமோன்கள் வேளாண்மையில் மேலும் மேலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.