西班牙沙漠蚂蚁可以在拖着食物倒走的同时找到回家的路。图片来源:CHEW CHUN HIAN/ALAMY
每一天,被称为西班牙沙漠蚁的红色小昆虫都会从巢穴中出来“溜达”几次,寻找食物。当发现像种子或面包屑这样的小零食时,它们可以把食物叼在嘴里带回家。但当遇到一顿大餐,比如一只死蟋蟀或一块爆米花,这些蚂蚁常常不得不拖着食物,倒着走回巢穴。
科学家过去认为,昆虫需要从前方看到一些东西,才能识别出熟悉的位置。现在,一个研究小组发现,蚂蚁使用多种方法来寻找自己的路,即使在后退时,它们也能识别熟悉的风景。对于这样的小昆虫来说,这是一种高度复杂的视觉。
“这些是很好的行为实验。”研究蚂蚁移动行为的德国维尔茨堡大学神经行为学家Pauline Fleischmann评价说,“当你目睹蚂蚁如何在自然栖息地中‘导航’,你会对它们的技能印象深刻。”她并未参与此项研究。
在向前移动时,西班牙沙漠蚁采用了一种叫做“路径整合”的策略:它们会记住自己走过的弯路及其与巢穴的距离,并以此计算出回家的最快线路。这些蚂蚁也依靠太阳的角度来确定方位,它们会环顾周围的风景,记住一些可以帮助自己返程的地标。
但是,当它们后退时如何知道自己要去哪里,就不清楚了。有时,蚂蚁会扔下食物,回头看看前面的路——这种行为叫做“偷看”;然后再捡起食物艰难地往回走。“我们想弄清楚它们在倒着走时,是否能在视觉上辨认出什么。”法国图卢兹第三大学动物行为学家Sebastian Schwarz说。
Schwarz及其同事选择了一些蚂蚁,这些蚂蚁已经从它们在沙漠中的巢穴中走到喂食器处,所以它们知道自己在哪里(已经生成了路径整合信息)。科学家还从巢穴外选择了一些打盹的蚂蚁,这些蚂蚁认为自己在家。科学家将这些蚂蚁放置在距巢穴有一定距离的地方,并提供了一块蚂蚁喜欢的大饼干屑。
在蚂蚁将饼干拖回巢穴时,研究人员通过在路径边添加黑色塑料袋和防水布来模仿奇怪的山脉,从而改变其路径上的风景。当面对新地标时,蚂蚁在8米长的道路上走了3.2米后就“偷看”了,而在熟悉的道路上,蚂蚁可以走近6米而不回头。
观察结果显示,西班牙蚂蚁在后退的过程中会观察周围的环境,以此来导航并决定什么时候“偷看”。
研究人员在12月的预印服务器bioRxiv上报告说,正如预期的那样,无论环境如何,那些已经知道自己在哪里的蚂蚁表现得更好——它们可以在移动更长距离后再回头看,它们的FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧伙伴把饼干带回了家。
一些“笨”蚂蚁迷路了,但令人惊讶的是,别的蚂蚁能够找到回家的路,即使它们之前没有使用路径集成跟踪它们行走的位置。这意味着蚂蚁一定使用了对周围环境的视觉记忆,可能还使用了太阳的角度。
蚂蚁的眼睛有很宽的视角——有近360度的视野,而人类不转头时,只能看到它们视野的1/3。Schwarz说,当蚂蚁离开巢穴时,它们很可能会从身旁和身后获取信息,然后在拖拽食物时利用这些信息“导航”。
在分析了这些蚂蚁的行为后,Schwarz建立了一个模型,显示了依靠视觉环境和其他信息来源(如太阳的角度或它们内部的步距计数器)“导航”回家的情况。
Fleischmann说, 尽管还有FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧关于蚂蚁“导航”的知识需要研究,但这项研究的发现是“令人兴奋的”。她同时指出,在这项研究中,蚂蚁在笔直的道路上来回行走,因此研究人员的蚂蚁导航模型没有考虑到“在自然条件下,蚂蚁可能会朝各个方向行走,并可能灵活地组合不同的视野”。
Schwarz说,未来的实验将包括用颜料覆盖一只蚂蚁的眼睛,以观察它的导航策略是如何变化的。他和合作者还在创建一个小型的“蚂蚁电影院”,在那里,蚂蚁在虚拟世界的走步机上行走,以便研究人员更好地操纵场景。未来这个装置可能会提供FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧的关于蚂蚁如何吸收周围视觉环境的信息,从而使研究人员不必花费数小时在沙漠中盯着蚂蚁的一举一动。
相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1101/2019.12.16.877704
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