螞蟻找到食物後如何找到回窩的路

2021-05-26 22:04:43 字數 3207 閱讀 9406

1樓:匿名使用者

群體生活的螞蟻經常獨自外出尋找食物,有時走很遠的路。從很遠的地方回到蟻穴,不是一件簡單的事情。但小小的螞蟻卻有一套傑出的認路本領,即使濃雲密佈,或者地面上被破壞,它們仍舊會找到蟻巢,只不過要多走些彎路而已。

為什麼螞蟻能夠準確尋找歸途,這個問題像謎團一樣,長久吸引著動物學家的興趣。在探索過程中,研究者也找到了螞蟻用來辨別方向的、行之有效的方法。比方說,發揮超常的記憶力,利用氣味資訊等。

不過,最新的研究發現令人意想不到———螞蟻能夠將「幾何資訊學」有效地「應用」在認路上。螞蟻的這個特點是由英國科學家發現的,而相關研究成果發表在最新一期的《自然》雜誌上。

科學家肯定,化學資訊在螞蟻識途中發揮著重要作用。

研究結果顯示,當螞蟻外出覓食或在回家的途中,一般情況下它們都會釋放特殊的資訊素氣味來標示行進的軌跡———當行進路線出現一定角度的轉彎,它們便會釋放這種微量的特殊氣味作為路口路標,同時標示出來的路口角度還會暗示是否有食物源存在,或僅僅就是一條普通的岔路口。

研究人員在文章中介紹稱,在對野外螞蟻活動的研究過程中研究者發現,當專職負責偵察任務的偵察螞蟻從蟻穴出發後,它們會運用一種有特殊氣味的資訊激素全面標示出其行進的軌跡,而後續出洞的工蟻們將依照這些資訊素的指示向有食物的目的地不斷進發。

假如上述方法不能奏效,螞蟻該怎麼辦?

法老蟻最初生長在南非,如今已成為常見的家庭害蟲。一般情況下法老蟻會通過釋放稱為資訊素的特殊化學物質來標示各自行進的軌跡。從理論上講,迷路的法老蟻可以通過資訊素軌跡,根據資訊素氣味尋找食物或者回家的路。

但據拉特尼克斯教授和其他兩位研究人員、謝菲爾德大學計算機學系教授鄧肯傑克遜和邁克·霍爾克姆表示,這種方法相對而言比較浪費時間。

英國謝菲爾德大學的科學家在觀察一種名為法老蟻的小型螞蟻搬運草料時發現,螞蟻辨別方向時更好的辦法是利用反向軌跡。

反向軌跡是指滿載而歸的螞蟻在返回蟻巢時,只要按照與出來時相反的角度便能循路而歸。

謝菲爾德大學的研究小組稱,過去一直研究螞蟻資訊素軌跡的研究人員並未發現這種方向標誌或者反向性。正如他們所預想的那樣,螞蟻不僅僅通過軌跡路線上資訊素濃度的不同尋找食物或者巢穴,而且還通過幾何學。

為了驗證他們的理論,科學家將單個螞蟻在直線軌跡和55度的軌跡分別方向的能力進行了比較。科學家發現,在直線軌跡上的螞蟻無法準確地確定它們的方向,而它們處於分岔軌跡時,大約45%的螞蟻都能夠在第一個岔路口準確分清它們的方向。科學家的實驗證明,幾何形岔路口向法老蟻提供了所需要的反向性。

螞蟻準確定位的軌跡交叉的最理想角度是60度左右。

研究小組接著又對呈30度和120度等各種不同角度的軌跡進行了研究,結果發現,螞蟻準確定位的軌跡交叉的最理想角度是60度左右。他們發現,不僅法老蟻在處於這個角度的岔路口時定向最為準確,而且其它種類的螞蟻也有同樣的規律。

英國謝菲爾德大學植物動物學教授弗朗西斯·拉特尼克斯表示,通過幾何學(想象一個大寫的y),迷路的螞蟻能夠重新找到回家的方向。在軌跡的交叉點,從洞中出來的螞蟻會發現兩條大約呈30度角(相對於目前前進軌跡)的軌跡(想象一隻螞蟻從巢穴———y的下部———向外爬行)。這就意味著當螞蟻們從蟻穴出發時,只要沿著這些事先標好角度的特殊路徑行進,就一定能夠找到食物資源,而當滿載而歸的勞動者要返回蟻巢時,只要根據這一螞蟻家族自創的「60度法則」,按照相反的角度循路而歸。

由此一來,只要嚴格遵循這些路標的指示,外出的螞蟻就絕對不會錯過回家的路。

幾何學方法定向的發現讓科學家大感吃驚。

美國堪薩斯大學生態學和進化生物學系的教授魯道夫·傑德爾表示,螞蟻利用軌跡幾何學方法定向的發現讓他們大感吃驚。

已知植物樹根、動物心臟血管系統等自然分岔網路經過進化,可以使分配資源所需的能量降至最低水平,謝菲爾德大學的研究人員總結說,螞蟻軌跡網路可能出於同樣原因進行進化:將食物最為有效地運進它們的洞穴。螞蟻利用這種專門幾何學確定方向可能只是給它們帶來次要利益。

拉特尼克斯教授說:「它們可能出於這樣一個原因,那就是從中『免費』獲取好處。」

傑德爾教授表示,軌跡幾何學只有在螞蟻迷了路、缺少可選擇的方向線索以及沒有其它螞蟻跟隨的自然情況下才會對它們有幫助。他說:「目前研究人員還不瞭解軌跡幾何學使用的頻率……螞蟻為了增加覓食的效率,便需要使用這種被科學家新發現的技能。

」「羅馬人說,條條大道通羅馬。而對螞蟻來說,則是條條道路通往蟻巢。」弗朗西斯·拉特尼克斯教授說。

螞蟻比較普遍的識路方式是氣味路標。螞蟻走路的樣子很像盲人,它們的觸角跟盲人手裡的竹竿一樣,每走一步,都要用兩根「竹竿」不斷地敲地,這也是在探路。螞蟻的觸角比盲人的竹竿還靈。

因為這對觸角有兩種功能:一種是觸覺作用,通過觸角接觸外界,就能探明前面物體的輪廓、形態和硬度,以及前進道路的地形起伏等情況。這種作用跟盲人的竹竿完全相同。

另一種是嗅覺作用,通過聞味進行識別。

這是盲人的竹竿所沒有的。螞蟻一邊走路,一邊從腹部末端的**和腿上的腺體裡不斷分泌出少量的、帶有特殊氣味的化學物質,叫做標記物質,沾染在路上,留下痕跡。遠離蟻巢的同窩螞蟻,回巢的時候,就用它的特殊鼻子———觸角,來聞著這條氣味路標前進,這叫做「氣味導航」。

氣味導航與天文路標

螞蟻是用什麼辦法重建新路標的呢?一般是採用另一種定位手段。那就是靠太陽的位置,用天空偏振光來導航,又叫天文路標。

這個祕密,在很早以前就被法國昆蟲學家法布林發現了。偏振光是指只在某個方向上振動,或者某個方向的振動佔優勢的光。太陽光本身並不是偏振光,但當它穿過大氣層,受到大氣分子或塵埃等顆粒的散射後,便變成了偏振光。

沙漠中有一種螞蟻,在離開自己的巢穴時,總是彎彎曲曲地前進,到處尋找食物,可是一旦得到食物後,即使在離巢很遠的地方,也會沿直線返回原地。科學家讓螞蟻在回巢的路上,戴上「有色眼鏡」———使它通過各色濾光片觀察天空。結果發現,讓螞蟻看波長為410 奈米以上的天空光,會使螞蟻像迷了路一樣,忘記回家的方向;如果給它看波長在400 奈米以下的光,螞蟻一下子便找到了前進的方向。

而紫外線的波長正是在400 奈米以下,也就是說,螞蟻是用紫外線導航的。但是,如果使天空光去掉偏振,變為非偏振光,螞蟻的正常行動也會被打亂。由此可見,螞蟻是利用偏振紫外線導航的,它們的眼睛是天然的偏光導航儀

2樓:匿名使用者

根據遺留下來的氣味.你在它必經之路上,用水衝下它就找不到了- -不過最好別這麼搞...人家是勞模.確實很勤奮的說

仔細觀察過螞蟻的同學都知道,一隻螞蟻發現食物後,會迅速返回巢穴.不一會兒,一大群螞蟻排著長長的隊伍

3樓:匿名使用者

提出問題:「螞蟻是靠什麼傳遞資訊的呢?」(2)假設是對提出問題作出肯定或否定的回答.作出假設:

螞蟻是靠氣味傳遞資訊的. (4)根據上述實驗步驟,預計將會發現大批工蟻覓食時會沿著挪動後的紙片行進,不能順利找到食物

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