自白垩纪以来,1亿年的时间里,蚂蚁一直在四处活动,种群不断繁荣壮大着。它们从热带森林蔓延到几乎整个世界,今天,约有10万亿的蚂蚁生活在地球上,它们的总生物量大约和74亿个人类聚集在一起一样多。它们几乎无处不在,除了南极洲外几乎遍布全球。


即使在这么长时间之后,我们仍然在挖掘关于蚂蚁的新秘密。它们有许多“古怪的行为,下面就是最令人感到惊奇的部分!


1
蚁群是“超个体”

蚂蚁被认为是“超个体,每个蚂蚁的行为就是像一个细胞


每个蚂蚁个体都相当于人脑中的一个神经元,可以相互配合完成很多工作。蚂蚁经常被认为是“超个体”,所有个体聚集起来,组成强大的团体!


在2015年的一项研究中,研究人员通过将蚁群中的“侦查员”和“工人”分别去掉之后,观察蚁群的反应来验证这一观点。在两种情况下,蚁群都表现出了不适,但是它们不同的反应却说明了许多问题。当研究人员把圆周的“侦查员”去掉后,蚁群中搜寻食物的“工人会撤回到巢穴中;而当研究人员把蚁群中心的“工人”去掉后,所有的蚂蚁都会逃走,去寻找新的地方以得到庇护。


这代表了什么?如果一个蚁群是一个超个体,实验中的第一个场景就像是你在火炉边烤手被火烫到而把手缩回去一样;而第二个场景则类似于你从一个着火的房子中逃跑。这表明了蚁群在对待不同情况的反应差异,但都是以协调的方式进行处理的。这项研究支持了“超个体”的概念,整个蚂蚁社会的反应,就像一个单一的有机组织对身体的不同部位的反应。


2
蚂蚁可以秒变“桥”

蚂蚁除了是建造专家外,一些蚂蚁本身也是优秀的“建筑材料”。成群结队的勇猛军蚁以搭建身体桥梁著称,可以在数秒钟内快速拆桥和搭桥,这使得它们可以跨越很远的地方,极大地平衡了成本和效益问题。根据2015年的一项研究,它们甚至会监测“桥”上的人员数量,随时调整“桥”的大小和形状,以最大限度地提高效率。例如,如果有太多的蚂蚁同时过桥,就意味着它们携带的食物数量会相应减少。


3
蚂蚁变“诺亚方舟”


在突发的山洪中,大多数水生昆虫一旦被洪水困住,会有超过90%的昆虫死亡。但是巴西火蚁或红火蚁却有紧急逃生的兵器,它们能在极短的时间内大约100秒左右合体完毕,并可以承载几千乃至上百万“乘客”在水上漂浮长达数星期之久,这就是大自然的壮举火蚁版诺亚方舟!这强大的诺亚方舟是如何打造出来的?进入水中的火蚁们会立即向四周扩散,并依靠爪及下颚紧紧相连。之后,每个火蚁个体爪间的黏性吸附垫上会分泌油性液体,这使得它们能漂浮在相对平静的水面上。


4
蚂蚁如液态金属


蚂蚁群有根据环境需要改变形状和任务的非凡能力,当洪水袭来,它们自组装形成筏子求生,它们也可以利用身体搭建桥梁跨过缺口。是什么特性给了蚂蚁聚集这么大范围的能力?乔治亚理工学院的一项研究指出,这是因为蚂蚁实际上同时类似于液体和固体状态。该研究小组将数千只火蚁放进流变仪中来探索蚂蚁聚集的力学性能,以每分钟约0.0001转到100转的恒定转速剪切,发现当你越用力挤时,它们就越容易流动。也就是说你用刀切一堆蚂蚁,它们就会让刀通过,然后在另一边重新成形,就像是电影《终结者》中的液态金属一样。


5
蚂蚁用气味交流


蚂蚁找到食物不能独自搬运回去时,就会很快地返回蚁巢,纠集许多同伴来共同搬运。这个现象说明,蚂蚁是能够互相交流信息的。蚂蚁不会发声,那么,它们是怎样互通消息的呢?当一只蚂蚁发现一块食物,它在奔回蚁巢时的行动就会很匆忙,与另一只蚂蚁碰到一起时,就用两根触角互相触碰一下,刺激同伴去找食。这样一个传一个,使更多的同伴受到刺激出来找食。第一个发现食物者,在返回蚁巢时,已经在沿途留下了一些气味,这是从腹尖的肛门和足上腺体分泌出一种叫做路标信息素的分泌物。被动员出来的蚂蚁闻到这种气味就会顺着这个特殊的路标找到食物,并把食物搬运回巢。


6
蚂蚁也用声音交流

蚂蚁可能没有声带,但这并不意味着它们是沉默的。同蟋蟀和蚱蜢一样,一些蚂蚁能够通过摩擦身体的某些部位制造声音。例如红蚁属的一些蚂蚁,可以用脚尖摩擦腹部发出声音。2013年的一项研究发现,蚂蚁摩擦发声似乎是一种求助的信号,因为其他蚂蚁对声音的反应通常都是会对发声的蚂蚁伸出援手。蚂蚁没有耳朵,但仍然能通过用腿和触角感知地面的振动来“听到”声音。


7
蚂蚁的触角可以发送或接收信号


2016年3月,墨尔本大学的研究人员发现,蚂蚁不仅通过触角接收信息,还能利用它们发出信号。研究人员 Qike Wang 称:“蚂蚁的触角是主要的感觉器官,但直到现在我们才知道它们也可以用来发送信息。和其他人一样,我们假设蚂蚁的触角只是接收器,但大自然总会让我们吃惊”


8
蚂蚁比人类更早开始耕作


有些蚂蚁能种菌类来供养蚁群,但你知道蚂蚁还能种植物吗?南太平洋斐济群岛上的一些蚂蚁,可以像真正的耕种者一样播撒6种植物的种子并给其施肥,等这些植物长大之后做自己的容身之所。蚂蚁们采集6种附生植物的种子,然后把它们放入树干的细小裂缝中。当幼苗长出来形成一些空房子后,蚂蚁会经常光顾排便给幼苗施肥。这些空房子逐渐变大,给蚁群带来了栖息空间并能提供保护。这种蚂蚁和这些植物相互依存,谁离开谁都活不下去。这种协作早在300万年前就已形成,比人类学会耕种更早。


9
“移民蚂蚁”几乎遍布世界各地


一只阿根廷蚂蚁在百慕大群岛汉密尔顿区的芙蓉花上探险


科学家们发现了一种古怪的蚂蚁,根据记载它们原本属于南美洲阿根廷,但是现在除了南极洲之外,人们几乎在所有的大陆都发现了它们的身影。并且由于同种族的关系,他们并不会相互发生冲突厮杀。这种蚂蚁叫阿根廷蚂蚁,由于强大的繁殖和攻击能力,在当地已经被视为害虫,它们会成群结对地袭击动物、啃食农作物。除了这样凶悍的民风之外,它们还有移民的习惯。在欧洲、地中海地区、美国和日本都有他们大量的兄弟姐妹。并且某些国家还有属于不同家族的移民蚂蚁。


10
蚂蚁可以举起自己体重5000倍的物体


你可能听说过蚂蚁可以承受它们自己体重10、 50到100倍的物体。但是根据2014年的一项研究,蚂蚁实际上能举起比我们想象的更多的东西:它们可以举起是自己体重3400到5000倍的物体!为了评估蚂蚁的力量,研究人员用微型CT机对蚂蚁的颈部进行成像,并将它们放入特制的离心机中。而离心模拟负重的压力,微型CT扫描显示蚂蚁在承受体重5000倍的重量时,头部的颈胸关节各部分具有不同的结构,这些微小的结构类似于鸡皮疙瘩和毛发。这些微小的结构也许可以调节软组织和坚硬的外骨骼的结合方式,最大限度地减少压力和优化机械功能。


11
蚂蚁可以帮助农民保护作物


编织蚁不仅能保护树木免受虫害的侵害,而且能优化农作物的品质


人们经常把蚂蚁当作是一种害虫,但是根据2015年的一项研究,某些种类的蚂蚁能像合成杀虫剂一样有效地控制农业有害生物——具有更高的成本效益和更普遍的安全性。比如一种生活在热带、树栖的编织蚁,它们生活在寄主树的树冠上,在需要保护的水果和花朵附近,编织蚁具有控制果园害虫种群的自然倾向。一项研究发现,被蚂蚁保护的腰果树的产量比杀虫剂处理过的腰果树产量高出49%。对超过50种害虫的研究表明,蚂蚁能有效地保护作物,包括可可、柑橘和棕榈树,至少和使用了杀虫剂的效果一样有效。



蚂蚁的优点和缺点因种类和环境的不同而有很大区别。例如,阿根廷蚂蚁在许多地方都是入侵性害虫,但在一些南美森林中是重要的本地物种。大多数蚂蚁在它们的自然栖息地中间接地造福于人类,比如搅动土壤和传播植物种子等。观察蚂蚁,还有利于提高我们的仿生学技术,比如从它们的集体行为中研究群体机器人技术,从它们强大的颈部关节研究出更强大的宇宙飞船等。


无论我们从蚂蚁身上学到了什么,有一点是可以肯定的:小小的蚂蚁不容忽视!


原文:RUSSELL MCLENDON

编译:阿米


(下载iPhone或Android应用“经理人分享”,一个只为职业精英人群提供优质知识服务的分享平台。不做单纯的资讯推送,致力于成为你的私人智库。)

作者:佚名
来源:少年科学画报