如果你给蚂蚁一块饼干,它会把它带回巢穴,因为蚂蚁可以携带比自己体重多很多倍的东西。如果你给蚂蚁一块更大的饼干,它会干脆把它拖回巢穴,然后悲惨地走错方向。 欢迎收看“科学家对蚂蚁做了些什么”的另一期。前几期包括“如果我们在蚂蚁身上粘上小高跷会怎么样?”和“如果我们给它们戴上小小的黄色眼罩会怎么样?”今天的期末:“如果我们让它们转 90 度回家,但由于一块巨大的饼干屑,它们不得不向后转,会怎么样?” 简单的答案是它们迷路了(如下面的视频所示)。蚂蚁在行走时会记住周围的视觉环境,因此当它们回家时,它们会根据视觉导航。但蚂蚁并不总是向前走。如果它们试图带回一块太大而无法放在前面的食物,它们就会转身向后走。这使得它们的视觉线索毫无用处,但在自然栖息地中,蚂蚁仍然可以找到回家的路。问题是:如何找到回家的路? 一个国际科学家小组通过研究西班牙塞维利亚附近一种名为Cataglyphis velox的沙漠蚂蚁来调查这个问题。他们于周四在《当代生物学》杂志上发表了他们的研究结果。像人类一样,蚂蚁也会受饼干的驱使——因此为了训练它们沿着特定的路径行走,你只需在距离蚂蚁巢穴几米远的地方放置饼干,并使用障碍物迫使它们沿着你希望它们走的路线行走。一旦它们到达饼干,科学家就会强迫它们沿着不同的路线回家,形成一个从巢穴到饼干再返回的单向环路。关键是它们回家的路线需要急转弯 90 度,所以这不是一条直线——它们必须在行进过程中调整路径。 带着小块饼干的蚂蚁可以像往常一样向前走,所以它们可以顺利完成 90 度转弯。但是当它们必须向后走才能拖走更大的饼干时,它们就会错过转弯,继续沿着它们出发的方向走下去。向后的蚂蚁无法识别它们周围的环境,所以它们没有意识到它们必须转弯才能回家。如果你把蚂蚁放在一个新的地方,情况也是一样。向前移动的蚂蚁可以利用视觉提示回到巢穴,但向后移动的蚂蚁会走错方向。 但它们确实有一招妙招:偷看。在这些实验中,大约三分之一的向后移动的蚂蚁会扔下饼干碎片四处张望。它们走了几步,回到饼干那里,然后离开——这次是朝着正确的方向。一旦它们这样做了,它们就会保持一条直线——向后走——使用太阳的位置作为天体罗盘。蜣螂使用同样的技巧将它们的便球向后滚动。 当研究人员用镜子模拟来自不同方向的太阳光线(同时用木板挡住直射光线)时,蚂蚁会立即改变方向以适应太阳的替代位置。 所以,一旦它们看了一眼(如上方视频所示),蚂蚁就确切地知道它们要去哪里,并且可以像面朝前方的蚂蚁一样回家。这似乎并不是那么具有革命性。当然,转身可以帮助它们弄清楚要走哪里。事情是这样的:蚂蚁可以向前看,识别要去哪里,转身取回饼干,然后将其拖向正确的方向,这实际上是一个相当复杂的过程。这意味着它们将对要走哪条路的简单感觉转化为对它们在世界上的位置的更整体的感觉。这有点像知道你必须向右转两次和向左转一次才能回家,和了解你和你的家在空间中的位置并能够在没有既定路线的情况下在它们之间导航之间的区别。 这不是一个完美的类比,但你明白了:蚂蚁似乎对自己在宇宙中的位置有着复杂的理解,这有点令人惊奇。更令人惊奇的是:科学家不仅知道蚂蚁喜欢哪种饼干,而且他们还确切地知道要把饼干碎做成多小才能让蚂蚁把它带回家。研究人员对蚂蚁搬饼干能力的了解比我对自己的了解还多。不过我至少知道我喜欢哪种饼干。 |
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