〖20200503〗〖科普交流〗蚂蚁:因为认路能力过于优秀,

〖20200503〗〖科普交流〗蚂蚁:因为认路能力过于优秀,科学家给我回家路上挖了坑


楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:06:00 +0800 CST  
作者 | 源的天空
编辑 | 悲催的铊宝宝
来源 | 我是科学家iScientist
楼主已获得转载权


楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:07:00 +0800 CST  
蚂蚁有个令路痴们非常羡慕的能力:不会迷路。
不同于那些到处流浪的昆虫,过群体生活的蚂蚁有着固定的巢穴,需要频繁去未知区域寻找食物并带回家。因此,对蚂蚁来说,认路能力是刚需。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:09:00 +0800 CST  


楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:09:00 +0800 CST  
蚂蚁是如何认路的?

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:10:00 +0800 CST  
人类以空间想象或文字编码的形式记忆路线,而蚂蚁则通过一种叫路径积分(path integration)的过程来实现路线记忆。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:10:00 +0800 CST  
路径积分和数学上的向量加法计算有点类似。当蚂蚁从一个起点(比如巢穴)开始移动时,每过一小段距离,就会通过视觉等感官信息(比如太阳位置)来判断当前位置相对于上一个位置的方向和距离,并在脑中将这段路径以“向量”的形式储存起来。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:10:00 +0800 CST  
通过叠加这些向量,蚂蚁能估算出当前位置与起点的关系。因此,无论外出路线如何曲折,蚂蚁在返程时都能抄比较直的那条近道回去。


楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:10:00 +0800 CST  
于是问题来了:路径积分虽然可以使蚂蚁找到回家的路,但周围的环境有时候会非常复杂多变——

那么,如果在计算好的返程路线上曾经遇见过障碍物或者天敌,再次经过时,蚂蚁是会继续走这条近路,还是选择新的道路绕开?

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:11:00 +0800 CST  
答案是:分情况

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:11:00 +0800 CST  
法国国家科研中心动物认知研究中心的安托因·维斯查奇(Antoine Wystrach)团队研究了这个问题,并把研究结果发表在2020年4月 《当代生物学》上。在这项研究中,他们发现:沙漠蚁可以把路线记忆和负面记忆相结合,通过学习过程优化它们的行走路线——

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:12:00 +0800 CST  
具体一点说:有的蚂蚁绕开了陷阱;有的掉落在陷阱出口附近的蚂蚁,觉得掉陷阱直接从出口出来也不费事,所以继续走陷阱。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:12:00 +0800 CST  
我们给蚂蚁挖个坑

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:13:00 +0800 CST  
为了给蚂蚁制造负面记忆,研究人员们精心布下了一个局——

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:13:00 +0800 CST  
他们在距离蚂蚁巢穴5米远的地方,放了一个塞满饼干碎屑的喂食器。当蚂蚁从蚁巢向喂食器行进的时候,需要通过一条离地面15厘米高的、直接通到喂食器上方的细长通道。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:13:00 +0800 CST  
由于通道在上方且没有接触到喂食器,所以当蚂蚁从通道下来,在喂食器取到食物后,只能从沙子铺成的地面走回巢(地面上有灌木等参照物来定位)。因为蚂蚁出巢时走的是路面上方的通道,所以回巢路线不会受到出巢路线的影响。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:13:00 +0800 CST  
在这段回巢的地面路途中间,研究者设置了一个长2米、宽10厘米、深10厘米的陷阱。陷阱内壁光滑,蚂蚁爬不上去,只能从朝向蚁巢方向的出口出去。实验一开始,陷阱隐藏在路面的沙子底下,蚂蚁不会掉进去。




楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:13:00 +0800 CST  
实验一共分为了四个阶段:

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:14:00 +0800 CST  
第一阶段:



澳大利亚沙漠蚁(Melophorus bagoti)可以自由地往返于喂食器和蚁巢之间。蚂蚁们很快形成了自己的路线,并且路线都经过了陷阱所在的位置。

楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:14:00 +0800 CST  


楼主 穆灵2381  发布于 2020-05-03 13:14:00 +0800 CST  

楼主:穆灵2381

字数:2972

发表时间:2020-05-03 21:06:00 +0800 CST

更新时间:2020-08-22 08:27:39 +0800 CST

评论数:104条评论

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