[生物学]蚂蚁是靠什么来认路的?
蚂蚁比较普遍的识路方式是气味路标。蚂蚁走路的样子很像盲人,它们的触角跟盲人手里的竹竿一样,每走一步,都要用两根“竹竿”不断地敲地,这也是在探路。蚂蚁的触角比盲人的竹竿还灵。因为这对触角有两种功能:一种是触觉作用,通过触角接触外界,就能探明前面物体的轮廓、形态和硬度,以及前进道路的地形起伏等情况。这种作用跟盲人的竹竿完全相同。另一种是嗅觉作用,通过闻味进行识别。
这是盲人的竹竿所没有的。蚂蚁一边走路,一边从腹部末端的肛门和腿上的腺体里不断分泌出少量的、带有特殊气味的化学物质,叫做标记物质,沾染在路上,留下痕迹。远离蚁巢的同窝蚂蚁,回巢的时候,就用它的特殊鼻子———触角,来闻着这条气味路标前进,这叫做“气味导航”。
蚂蚁是用什么办法重建新路标的呢?一般是采用另一种定位手段。那就是靠太阳的位置,用天空偏振光来导航,又叫天文路标。这个秘密,在很早以前就被法国昆虫学家法布尔发现了。偏振光是指只在某个方向上振动,或者某个方向的振动占优势的光。太阳光本身并不是偏振光,但当它穿过大气层,受到大气分子或尘埃等颗粒的散射后,便变成了偏振光。沙漠中有一种蚂蚁,在离开自己的巢穴时,总是弯弯曲曲地前进,到处寻找食物,可是一旦得到食物后,即使在离巢很远的地方,也会沿直线返回原地。科学家让蚂蚁在回巢的路上,戴上“有色眼镜”———使它通过各色滤光片观察天空。结果发现,让蚂蚁看波长为410 纳米以上的天空光,会使蚂蚁像迷了路一样,忘记回家的方向;如果给它看波长在400 纳米以下的光,蚂蚁一下子便找到了前进的方向。而紫外线的波长正是在400 纳米以下,也就是说,蚂蚁是用紫外线导航的。但是,如果使天空光去掉偏振,变为非偏振光,蚂蚁的正常行动也会被打乱。由此可见,蚂蚁是利用偏振紫外线导航的,它们的眼睛是天然的偏光导航仪。
靠气味呗!
蚂蚁这种相互依赖的组织系统在执行具体任务中过程又是怎样实施的呢?科学家通过研究后对此作出解释说,蚂蚁在所到之处都会留下一种被称为外激素的化学物质,其他蚂蚁可以利用这些化学物质判断自己的路线是否正确,因为这种物质的浓度越大就表明走过的蚂蚁越多,也就说明是一条比较合理的路线。
再形象一点,蚁群寻找食物时会派出一些蚂蚁分头在四周游荡,如果一只蚂蚁找到食物,它就返回巢中通知同伴并沿途留下“信息素”作为蚁群前往食物所在地的标记。信息素会逐渐挥发,如果两只蚂蚁同时找到同一食物,又采取不同路线回到巢中,那么比较绕弯的一条路上信息素的气味会比较淡,蚁群将倾向于沿另一条更近的路线前往食物所在地。
其实蚂蚁并不仅仅依靠释放信息激素作为路标,最近科学家又有新的发现。蚂蚁在释放激素不能奏效的情况又是怎样利用几何学识途的呢。在蚂蚁社会中,工蚁负责采集食物,在一个险要的环境中,蚂蚁必须懂得给自己定位。毫无疑问,蚂蚁是靠释放信息素来布局食物和路线网的,可是研究者继续发现,在信息素网中,两条信息素的岔路的角度都是介于50度到60度之间。科学家猜测这就是蚂蚁识途的真正秘密。科学家通过实验得出结论,如果岔道角度在0度和120度之间时,蚂蚁就不能够正确识别路线了。看来50-60度之间,就是蚂蚁识途的几何角度。
在“交通”方面,蚂蚁总是能够为它们的货物运输找到最近的路线,即使在道路被意外阻断以后也能够迅速找到另一条最合适的线路。这让启发了科学家是不是可以为人类解决目前所面临的一些问题呢。
于是美国科学家立即想到说,他们可以根据蚂蚁找食的方式开发出新的电脑计算方法。瑞士人则认为可以根据这种算法,去安排运油车的行进路线;英国电信公司又据此为通信网络内的信号传输安排最佳路线,提高通信效率。
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