白蚁丘利用昼夜温度振荡实现通风

许多毫米级采真菌白蚁物种集体建造无人居住的巨大丘体结构，其包围着宽阔隧道网络，这些隧道从地面突出数米高于其地下巢穴。广泛认为这些丘体的目的是通过管理热量、湿度和呼吸气体交换，为蚁群提供受控微气候以养育真菌和幼蚁。尽管已提出不同假设如稳态和波动的外风以及内部代谢热来为丘体通风，但缺乏内部气流的直接原位测量阻碍了这一关键生理功能的确定机制。通过测量黄翅大白蚁(Odontotermes obesus)丘体表面管道中的流昼夜变化，我们表明几何形状、异质热质量和孔隙度的简单组合使丘体能利用昼夜环境温度振荡进行通风。具体而言，薄的外层长笛状管道在白天相对于较深的烟囱快速升温，在封闭对流单元中将空气推上长笛管道并下至烟囱，夜间情况相反。丘体中这些循环流冲刷掉巢穴的$\text{CO}_2$并为蚁群通风，这是从热振荡中获取有用功的新颖实例。