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天空app·一只蚂蚁走丢后的8种可能结局|睡前科学故事

时间:2020-01-09 08:26:23 点击:2746次

天空app·一只蚂蚁走丢后的8种可能结局|睡前科学故事

天空app,本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

大朋友小朋友,你观察过蚂蚁行军吗?

蚂蚁似乎都是集体活动的。如果有一天一只蚂蚁走丢了?它会发生什么事呢?

生物老师也许会告诉你,蚂蚁在行军的时候会在路上留下化学痕迹,如果把这些痕迹擦掉,蚂蚁就会变成瞎子,再也找不到回家的路了。真的是这样的吗?

其实蚂蚁也分很多种类,一些蚂蚁用外激素交流,一些蚂蚁则是用别的手段交流。一些蚂蚁的确会在行军的路线上留下外激素。但是也有许多蚂蚁并不是用这种方法。

实际上,虽然许多蚂蚁会在行军的路上留下化学痕迹,但是外激素在自然条件下会慢慢分解,不适合在长长的道路上当路标用。

而且许多蚂蚁是在找到食物后的回家途中才留下外激素痕迹。这说明了2件事,首先,外激素的用处可能是用来标记食物的方位,而不是用来标记家的方向。第二,蚂蚁用外激素标记之前就已经知道回家的路。

如果外激素不是唯一的路标,那么蚂蚁怎么回家呢?

如果你是一只迷路的蚂蚁,除了被掠食者吃掉以外,等待你的有哪几种结局呢?

结局1 蚂蚁鬼打墙

如果你和一簇小伙伴在行军的过程中走丢了,有时候带头的蚂蚁会迷迷糊糊地撞到队伍的尾巴那里,而且还自以为找到了大部队。

这么一来,你们这群迷路的蚂蚁就会变成一个闭合的圆圈,就会一直在这个圈圈里绕啊绕啊,直到大家最后都身体被掏空、精疲力竭而死。

这种迷路的蚂蚁形成的圈圈,就叫做蚂蚁鬼打墙(ant mill)。

转圈圈的蚂蚁好惨对不对,你的心里可能一直在呼喊:

怎么还没走到家啊啊啊!!!为什么这里的风景和1分钟之前是一样的啊啊啊!!!

这可能就是蚂蚁世界里最恐怖的噩梦了吧!

结局2 改名换姓加入其他家族

鬼针游蚁

别担心,最恐怖的事情不一定每次都发生。

如果你是鬼针游蚁(eciton)一类的行军蚁,有时你会和其他蚁群融合到一起。比如,如果你所在蚁群的蚁后没有了,或者在外出觅食的时候走丢了,别的蚁群可能会接纳你们。

所以你或许可以改个姓,加入别的蚁群,投靠另一个女王大人。

不过这种情况还是挺少见的,因为迷路的蚂蚁和新蚁群的基因得比较相似,这件事才能办成。非我族类,其心必异嘛。下面我们会讲这个问题。

结局3 摸到姐妹屁股成功回家

切胸蚁跟踪跑

刚刚我们说了,许多蚂蚁并不是靠外激素路标认路的。

如果你是切胸蚁(temnothorax ),你会被一个姐妹带着去食物所在地,你们这一前一后的样子叫做蚂蚁跟踪跑(tandem run)。

具体地说,你的姐妹走在你前头,走走停停,等你过去摸她屁股,摸到了她就继续往前走,直到食物所在地。通过这种方式,你也知道了去食物在什么地方。

为了研究方便,被涂成五颜六色的切胸蚁

不过,如果你跟丢了,那么领头的姐妹就会绕一个大圈四处找你。要是找不到,你们就会各自分散开来找回家的路,当有蚂蚁找到回家的路以后就会去通知别的蚂蚁。所以你八成会被其他姐妹们带回家——用摸屁股的方式。

结局4 和人一样认路回家

大眼蚁gigantiops destructor

一些蚂蚁有非常强大的视觉,比如一种眼睛长得像螳螂一样的大眼蚁(gigantiops destructor)就能看见远处的东西。它们主要靠视觉来导航,也就是说,它们和人类差不多,靠眼睛来认路。

所以如果你是这种蚂蚁,只要你能看见家在哪儿,就能找回家。

结局5 数步数走回家

双色箭蚁

如果你是撒哈拉沙漠的双色箭蚁(cataglyphis bicolor desert ant),你的的方向感会让很多路痴人类两脚兽脸红。

众所周知撒哈拉沙漠很热,外激素在沙漠上一烤就都蒸发了,所以你肯定有特别的导航技巧,不只靠外激素导航。

当你觅食时,你会绕一大圈。但是奇怪的是,你回家的时候就像数学老师附体一般,可以直接走直线回到蚁穴。

眼睛上被涂了黄色颜料的长脚沙漠蚂蚁

如果你是生活在突尼斯沙漠里的长脚沙漠蚂蚁(cataglyphis fortis),你可以在空无一物的沙漠里行军100米也不会迷路。这就相当于人类两脚兽不用任何导航工具,全凭直觉去沙漠里走上20千米,然后直线原路返回。而且还要考虑到,回程的时候,沙子里的足迹恐怕早就被风吹散了。

这些沙漠里的蚂蚁并不是靠视觉才找到回家的路的。因为科学家们曾经(丧心病狂地)把它们的眼睛上涂了颜料,但是它们还是成功地回到了家。

最合理的解释是,它们会记步数。

证明长脚沙漠蚂蚁会记步数的(丧心病狂的)实验

当这些蚂蚁要回家的时候,科学家们用猪毛给一些长脚沙漠蚂蚁加了一套高跷,又把另一些蚂蚁的腿给锯短了。科学家们猜测,如果蚂蚁靠计算步数回家,那么改变它们的腿长,它们就会走过头或者走不到家。

被截短腿的(左,好心疼)、被加了高跷的(中),和正常的长脚沙漠蚂蚁

结果那些加了高跷的蚂蚁果然走过了,而腿被截短的蚂蚁却没走到家。这就完美地证明了这些蚂蚁是靠数步数回家的。

结局6 你家里人不认识你了

你妈不要你了!

蚂蚁的身体上涂着一种叫做chc(碳氢化合物)的油性物质,相当于你们家族的体臭族徽。

当然,这种chc体臭是你的基因和你所在的蚁巢共同决定的,所以你的家里人就是靠这种体臭分辨你是不是自己人。

如果你为了找回家的路在外面游荡了太久,身上的“家的味道”可能就会完全丢失了,这时候老家的蚂蚁可能会把你当成外人而把你赶出家门...

想象一下,好不容易找到家的你因为身上没有了“家的味道”而被老妈赶出门的样子,还真有点惨呢。

×××

所以,蚂蚁要走丢还是比较难的。你看到的走丢的蚂蚁,可能只是在寻找其他的伙伴,或是在寻找食物而已。

假设以上的结局都不成立,一只蚂蚁真的走丢了的话该怎么办呢?

终极结局-1 继续工作——直到生命尽头

其实作为一只孤零零的蚂蚁,你可能并不需要很多能量和食物生存。你也不可能靠自己的力量产生一个蚁群。所以你很可能会扛着食物走走停停,向着你认为是家的方向前进,一直那么走下去…

听起来好伤感,但是这就是你作为一只工蚁存在的意义不是?

曾经就有人发现这样的事情。

下面被挖出大坑的蚁丘

一些林蚁(wood ants)打通了一条通往废弃的地下军事地堡的地道,然后就有大量工蚁接连不断地掉了进去。掉了进去之后,这些工蚁依然勤勤恳恳地工作,盖出了一个和地面上一样的蚁丘。不过在这个地下密室里又黑又冷,而且几乎没有食物,也没有蚁后繁殖出新的工蚁,所以在那里的工蚁最后都饿死了。

终极结局-2 被抬到蚂蚁公墓

别怕,如果你死了,会有专门从事蚂蚁殡仪业的姐妹通过你的味道找到你。

因为作为社会性昆虫,蚂蚁有把同类尸体运到指定地点的习惯。

但别开心太早,你的姐妹们可不是要为你举行葬礼,而是把你丢到一个类似垃圾填埋场的地方,或者直接把你抬进食物储藏间。

以后你的胳膊可能就会被拿来当建筑材料使,或者你的姐妹会把你的大腿拿来当晚饭,这可省去了她们外出觅食的麻烦。到底你的尸体会遭遇哪一种结局,科学家们也还在继续研究。

下去吧,皮卡丘!

不过有一件事比较确定,你的姐妹是通过你的气味发现你已经不在“蚁”世了。

有人说你闻起来有“油酸”的味道——一般蜜蜂、蚂蚁死了、烂了就会发出这种味道。

也有人说,死掉的你和以前闻起来味道不太一样了。比如,如果你是阿根廷虹臭蚁的话,你的姐妹会发现你不再有体臭了——你不臭了就说明你死期到了。

蚂蚁尸臭——油酸的发现

昆虫学泰斗艾德华•威尔森(edward osborne wilson)在50年代的时候观察到一个奇特的现象。

刚刚死去的蚂蚁并不会立即被附近的同伴发现。直到过了2天后,同伴才会发现它们,并且把它们抬走。

威尔森猜测应该是腐烂的蚂蚁发出了独特的气味,这才吸引了其他蚂蚁。

经过了一些实验,威尔森认为油酸就是死掉的蚂蚁发出的气味,蚂蚁就是靠这种化学物质判断同伴有没有挂掉。为了验证他的猜想,他做了一个丧心病狂Х2的实验。

他把油酸涂到了一只活蚂蚁的身上,然后观察到这只六脚乱踢的蚂蚁被同伴强行抬走丢进了蚂蚁公墓。

真是太惨了,它的同伴只认味道不认人嘛。威尔森通过这个“活死人”实验证明了油酸就是蚂蚁们用来判断同伴死活的关键化学物质。

“放开我,我还没死!”

事后,好奇心不死的威尔森继续观察了这只“僵尸”蚂蚁。这个可怜的家伙大概花了1~2个小时终于把自己打扫干净回家了。

幸好你只是个普通的人类,走丢的你还可以打妖妖灵!

★ 点击 阅读原文 里面有可以听的睡前故事哟 ★

不过瘾,请戳

把科学带回家id:bringsciencehome

给孩子最好的科学教育

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参考资料:

parpinelli, r.s., lopes, h.s. and freitas, a.a. (2002). data mining with an ant colony optimization algorithm. ieee trans. evol. comput. 6: 321-332.

www.pnas.org/content/106/20/8251.abstract

researchblogging/dave munger, forbes, gizmodo, npr.org, wikipedia

图片来源:clipart panda, wojciech stephan, phys.org, giphy, 4gif, quora, reddit, gifsoup, pinterest, wikipedia 等