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向后走的蚂蚁如何找到回家的路

更新时间:2020-09-15 08:26点击:

  每天,被称为西班牙沙漠蚂蚁的红色小昆虫从巢穴中觅食数次。当他们发现诸如种子或面包屑的小点心时,可以将其高高地抱在小颚中,然后将其带回家。但是,当他们遇到一顿大餐时,例如死了的a或一块爆米花,他们常常不得不将其拖动,向后走,才能到达巢穴。

向后走的蚂蚁如何找到回家的路

  科学家曾经认为昆虫需要从正面看到一些东西才能识别出熟悉的位置。现在,一个研究团队已经证明,蚂蚁使用多种方法来寻找自己的路,即使它们向后走,它们也可以识别出熟悉的风景-这种小动物的视觉高度复杂。

  “这是美丽的行为实验,”维尔茨堡朱利叶斯·马克西米利安大学的Pauline Fleischmann说,他是研究蚂蚁运动但未参与当前工作的神经伦理学家。“当您目睹蚂蚁如何在其自然栖息地中航行时,他们的技能给您留下了深刻的印象。”

  向前走时,西班牙沙漠蚂蚁(Catagphiphis velox)使用一种称为“路径整合”的策略:他们记得自己走过的曲折感觉以及它们从巢穴走了几步,用于计算最快的返回路线家。他们还依靠太阳的角度来获取方位,他们环顾四周的景色,并记住某些可以帮助他们返回的地标。

  但是,他们如何知道在向后走时要去哪里。有时,蚂蚁放下食物然后转身看前方的道路-一种被称为“偷看”的行为,然后再次捡起面包屑并向后退缩。保罗·萨巴蒂尔大学(Paul Sabatier University)的民族学家塞巴斯蒂安·施瓦茨(Sebastian Schwarz)说:“我们想弄清楚他们在向后走时是否能在视觉上识别出任何东西。”

  Schwarz及其同事选择了已经从沙漠中的巢穴走向饲养者的蚂蚁,以便他们知道它们在哪里。(换句话说,他们已经有了路径整合信息。)科学家还从巢穴外面蚂蚁抓了一些昆虫以为它们是家。他们用巨大的经蚂蚁认可的饼干屑将蚂蚁放置在离巢一定距离的位置。(制作正确的曲奇是很棘手的,施瓦茨说:“黄油和糖含量越高越好。”

  当蚂蚁开始将曲奇拖回巢穴时,研究人员有时会改变它们周围的景色,通过在路径旁边添加黑色塑料袋和防水布来模仿奇特的山脉。当面对这样的新地标时,蚂蚁沿着8米长的路径只走了3.2米,然后就偷看了,而熟悉路径上的蚂蚁可能会走近6米而不回头。观察结果表明,昆虫向后走时,它们正在周围环境中,并利用它们进行导航并决定何时窥视。

  正如预期的那样,无论风景如何,已经知道自己在哪里的蚂蚁都做得更好,该小组在本月的预印服务器bioRxiv上进行了报道。他们可以走更长的距离,然后再向后偷看,更多的人拿着饼干回家了。少数“笨拙”的蚂蚁迷路了,但是令人惊讶的是,即使以前没有使用路径整合来跟踪它们走过的地方,其他蚂蚁也能够找到返回巢穴的路,这意味着它们一定只是在使用它们的视觉记忆周围的环境,可能还有太阳的角度。

  蚂蚁的眼睛视野开阔-它们具有近360°的视野,而人类在不转动头的情况下只能看到大约三分之一的周围环境。施瓦兹说,当昆虫离开巢穴时,它们很可能会从它们的旁边和后面获取信息,然后在拖动食物时利用它们引导它们回来。在分析了蚂蚁的行为之后,施瓦茨能够创建一个模型,显示昆虫在何种环境下依靠昆虫的视觉周围环境以及其他信息源(如太阳的角度或内部步数计数器)找到返回的方式。

  弗莱希曼(Fleischmann)表示,这项研究的发现令人兴奋,尽管还有更多关于蚂蚁导航的知识。她指出,研究中的蚂蚁在直线路上来回走动,因此施瓦茨关于它们如何导航的模型没有考虑到“在自然条件下,蚂蚁可能会向各个方向行走并且可以灵活地组合不同的观点。”


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