“千丈之堤,潰于蟻穴。”螞蟻是衆所周知的社會性昆蟲,它們的合作配合天衣無縫,創造了許多人類想象不到的“名場面”,比如搭橋、抱團等。
除了強大的團體合作能力,螞蟻個體的技能也是非常突出的,它可以向後行走。我們經常在操場上看到向後行走的大爺大媽,一開始我們可能覺得很容易,但當自己去試的時候,才會覺得有些頭暈眼花,經過一段時間的訓練才能達到正面行走的水平。那麼螞蟻是憑借什麼能夠具備向後行走的先天優勢的呢?
螞蟻其實看不見
雖然螞蟻有複眼,由成百上千隻眼睛構成,但即使這樣,它們眼睛的視野和分辨率也遠遠比人類差。
下面的三張圖是人類眼中的世界,以及650隻眼睛、150隻眼睛構成的複眼所看到的景象。可以發現即使是650隻眼睛構成的複眼,它看到的景象也是非常的模糊,輪廓都沒有勾勒出來。與人眼相比,就好像座機和數碼相機拍出來的照片一樣。
生物學家通過計算螞蟻眼睛的數量和直徑,得出估計:螞蟻的視力隻有人類平均視力的十分之一。
不得不說,這種視力近乎于盲人。除此之外,體型的大小會影響眼睛的數量。體型越小的螞蟻,它的眼睛數量一般也越少,空間視敏度更低,視力也更差。
有研究者曾經在螞蟻的回家路徑上設置障礙物,結果發現體型稍大的螞蟻在距離障礙物17厘米遠的地方就開始繞道,而“小不點”的螞蟻快要接近障礙物(距離障礙物5厘米)的時候才發現障礙物。
人們常說“站得高,看得遠”,對于螞蟻而言,則是長得大,看得遠啊!
螞蟻的觸角既是拐杖,也是嗅探器螞蟻群體中的氣味交流是非常重要的,而且群體中承擔不同工作的個體還會散發出帶有細微不同氣味的碳氫化合物。而識别這些氣味的重要工具就是觸角了。
由于螞蟻的視力很差,它們走路的時候也需要一根拐杖,每走一步,都需要兩個觸角不斷地敲打地面,來确定路況。可别小瞧了這一對觸角,它們比盲人的竹竿還管用。這是因為這對觸角的功能有以下兩種功能:
通過觸角相互碰觸
科學家肯定,化學信息在螞蟻識途中發揮着重要作用。當螞蟻覓食或回巢的途中,它們都會釋放特殊的信息素氣味來标示行進的軌迹。
前面有食物!
螞蟻的信息素是一種多種成分混雜的物質,不僅包括了自身的氣味和塗抹在獵物身上的氣味,還有和同伴交流的氣味。每一種氣息可能就像不同的詞語一樣,傳遞出不一樣的信息,比如“搬回家去”的氣味是附着在獵物身上的,那麼其它同伴聞到之後,就會不假思索地把它搬回去了。
在行進路線出現轉彎的時候,和人類道路一樣,螞蟻也需要路标。它們不僅釋放出微量的特殊氣味作為路标,同時這種路标的角度還會暗示該處的食物信息:有食物存在,或者隻是普通的路口。
當偵察兵出去勘探食物時,一路上都會留下信息,好像地圖的制作商一樣。當工蟻們出洞尋找食物的時候,隻要按着信息素的指示走,就能找到食物。
螞蟻的反向軌迹雖然氣味标記挺有效的,但是研究專家卻認為這種方法比較浪費時間。後來科學家在觀察一種名為法老蟻的小型螞蟻搬運草料時發現,螞蟻還有更好的識路方法——反向軌迹。
反向軌迹是指滿載而歸的螞蟻在返回蟻巢時,隻要按照與出來時相反的角度便能循路而歸。
研究小組稱,過去執着于螞蟻信息素軌迹的研究并未發現這種方向标志。但研究小組預想,螞蟻可能還将幾何學運用到了路徑上。
他們将單隻螞蟻分别在直線軌迹和55的°軌迹上的辨别方向的能力進行了對比,結果發現,直線軌迹上的螞蟻并不能很好地确定方向,而在分岔軌迹的情況下,有45%的螞蟻都能夠在第一個分岔口準确地辨别方向。這也說明了,有角度的路口為法老蟻提供了它所需要的反向性。
法老蟻
之後,他們又把螞蟻放置在不同角度的軌迹上進行了研究,最後确定螞蟻定位的最理想的軌迹分岔角度是60°左右。接着,他們繼續研究了其它種類的螞蟻,發現螞蟻有相似的軌迹規律。
想象一個Y型路口,洞口爬出來的螞蟻會看到兩條呈30°的軌迹,之後它隻需要事先标好的角度前進,找到食物資源後,再按照相反的角度行走,就一定能夠循路而歸。這套螞蟻家族自創的“60度最佳法則”,隻要嚴格遵守,就不會迷路了。
螞蟻的天文路标
如果氣味揮發了,螞蟻也可能會迷路,那麼它是用什麼辦法重建新路标的呢?這時候就要靠天了,就是利用太陽的位置,用天空偏振光來導航,被稱為天文路标。
偏振光指的是在某個方向上振動或者振動最大的光。太陽光本身并不是偏振光,但當它透過大氣層,受到分子或塵埃等顆粒的散射後,就變成了偏振光。
沙漠中有一種螞蟻,當外出尋找食物的時候,走的路徑歪歪扭扭,但是回家的時候,卻是沿着直線返回原地的。
科學家讓螞蟻在回巢的時候被動地戴上“有色眼鏡”——通過各種顔色的濾光片擋住自然光。結果發現,螞蟻看到波長為400納米以上的天空光時,就會突然迷失方向,忘記回家的路;而給它呈現400納米以下的光時,螞蟻一下子就清醒了,找到了前進的方向。一下子便找到了前進的方向。
而紫外線的波長正是小于400納米的,所以螞蟻是用紫外線來導航的。而如果踢太陽光去掉偏振後,螞蟻也不能夠準确地判斷方向。由此可見,螞蟻是利用偏振的紫外線進行導航的。
螞蟻為什麼能夠向後行走?科學家發現,當螞蟻搬運小餅幹屑的時候突然放置一塊大餅幹屑,它們能夠立即偏離原來路線,跑去拖運沉重食物,并在倒着走的情況下,精準找到巢穴。那麼為什麼螞蟻在倒行時也能“重新辨别并找到正确的方向”呢?
值得一提的是,偷看行為後,螞蟻向後運動的速度也增加了,這可能不僅僅是從拖動食物的活動中得到短暫休息、恢複體力的結果,而且也是航行确定性的提高。當我們在比較迷茫的情況下,看到熟悉的風景時,我們前進的速度也會增加,或許是出于對路線的肯定,或許是因為找到路而開心,從而加快了步伐。
總而言之,螞蟻向後行走的能力巧妙地将自身能力和環境信息相結合,讓我們看到了除了螞蟻群體具有令人驚歎的智慧外,螞蟻個體的智慧也是閃閃發光的。
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文 | 小實
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