solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。

蚂蚁以类似人类摆积木的方法在巢穴中挖隧道

科学
wanwan (42055)发表于 2021年08月24日 18时46分 星期二

来自
蚂蚁以挖掘能力著称,它能建造出由复杂隧道网络连通的多层复杂巢穴,有时甚至深达近 8 米。来自加州理工学院的一组科学家使用 X 射线成像捕捉蚂蚁建造隧道的过程。科学家发现,蚂蚁已经进化至能够直观判断需要去除哪些颗粒,同时继续保持结构稳定性,整个过程类似于人类在摆弄抽积木(Jenga)时去掉非必要承重件。该团队的工作成果发表在《美国国家科学院院刊》上。
对集体行为抱有兴趣的科学家几十年来一直在研究蚂蚁。这是因为作为一个群体,蚂蚁的个体行为如同一种颗粒状介质。有些相距很远的蚂蚁,仍然能像单个生物体那样保持高度协同。而在将大量个体紧密汇聚起来之后,蚁群又表现出精密的分工合作能力,甚至拥有固态及液态等特性。蚂蚁会如水银泻地般列队前进,也可以彼此相连建造蚁墙或浮筏。蚂蚁的大脑很小,但这些群居生物成功将自己的集合组织成一个高效社区,借以保证群体生存。
几年前,法国图卢兹高级研究所的行为生物学家 Guy Theraulaz 和几位同事在实验室实验中将阿根廷蚂蚁与计算机建模相结合,确定了蚂蚁挖掘隧道时的三项基本规则:(1)蚂蚁会以恒定的速度(每分钟约2粒)拾取沙石颗粒;(2)蚂蚁会优先将自己的颗粒扔到其它颗粒附近以形成承重柱;(3)蚂蚁通常会选择那些被其他蚂蚁以化学信息素处理过的颗粒。Theraulaz 等人根据这三项规则建立起计算机模拟模型,并在一周之后成功获得了一个与真实蚂蚁巢穴非常相似的模拟结构。他们由此得出结论,即这些规则来自个体蚂蚁之间的局部相互作用,并不需要中央协调机制的介入。