听说你是路痴?那你可能需要一只导航蚂蚁

蚂蚁本就是出色的导航员,但科学家的近期的发现足以让每个人目瞪口呆。根据来自英国爱丁堡大学的研究人员和巴黎的法国科学研究中心的说法,通过对比视觉范围内的事物,昆虫可以对天空中的太阳进行定位,并因此保持直线移动。这有点像是通过倒着走来试着找寻回家的路。

“我们的主要发现是,蚂蚁能够把它们行走的方向和身体的方向区分开,”爱丁堡大学的Antoine Wystrach博士说道。“它们能够保持一个行走中的方向,比如说向南,而这个方向和它们当前的身体方向是不一样的。”

虽然蚂蚁身板娇小,但实际上,他们脑袋的容量却很大。若把体型和脑袋对比起来,它们就算是动物王国中脑袋最大的动物了。对于某些蚂蚁品种,它们的脑重量占总体重的比例高达15%,而人类的脑重量比例仅有微薄的2%。这至少局部地解释了蚂蚁寻家的诀窍,几乎在任何觅食的路途中,它们都能找到回家的路。

科学家在以前就知道蚂蚁会根据信息素和太阳的位置计算距离和方向,但他们忽略了其中的复杂性。

英国和法国的研究人员研究了沙漠蚂蚁(Cataglyphis velox)。首先,研究人员让蚂蚁熟悉了一段路线,这段路包含了一个90°的转弯。接着,研究人员给了蚂蚁一个小小的曲奇饼屑,蚂蚁就扛着、毫无障碍地走在路上。然而,扛着较大饼屑的蚂蚁就要倒着走,以支撑饼屑的重量;与其他蚂蚁不同的是,它们会保持着这个方位而不会选择转向。

事情还不只是这么简单呢!扛着大饼屑的蚂蚁会时不时地放下食物,在周围转转以观察周围的景物,整个过程中它们的身体始终指向正确的方向。然后,它们就会回到饼屑放置的地点、重新拖着食物倒着走。它们的这种行为似乎暗示了直线的身体移动路径对于导航来说是至关重要的。这些发现也表明了蚂蚁在观察一段路径后能够记忆这段路径,而且它们还能回想起它们丢下的饼屑和饼屑的位置。对路线的视觉记忆、接下来的新方向的记忆、取回饼屑的记忆——这三种记忆相互配合地发挥作用。对于这种头比针头还小的动物,这已经很不错了。

在一个试验中,研究人员用镜子使得太阳模糊不清,这致使蚂蚁从错误的方向出发。这证实了蚂蚁使用天空中的线索来保持它们在倒着走时的方位。另外,无论是向前走、向后走还是向侧边走,蚂蚁都能够保持直线移动。

这些发现已发表于《当代生物学》中(Current Biology)。人们可以把这些发现应用于指引机器人的特殊计算机算法的设计中。更重要的是,这些发现说明了世界上的蚂蚁比我们先前想象的要复杂许多。

蝌蚪五线谱编译自zmescience,译者 李二宝,转载须授权