这里是科学美国人——60秒科学
沿着这条路走,在大约一英里处的大橡树那里左拐 。这种导航方向在有视觉线索的地形非常常见 。但是撒哈拉沙漠是一个很难导航的地方 。即使你留下脚印也会被风沙覆盖 。然而,在沙漠中的蚂蚁却能够继续寻找食物,一旦它们发现食物,它们可以直接把食物搬回巢穴中 。
上世纪80年代后期,研究人员发现蚂蚁可以实现这一了不起的壮举,这被称为路径整合 。蚂蚁跟踪太阳在天空中的运动情况来判断回家的方向,就像过去水手们做的一样 。它们通过计算步数来计算距离 。
“这是一个非常恶劣的环境 。它们在一天最热的时间觅食,沙漠的表面温度高达60到70摄氏度 。”
德国乌尔姆大学的神经生物学家马蒂亚斯·威特林格在本周《科学》期刊的播客上发表了这项研究成果 。
“它们要快速找到食物,还要快速把食物带回巢穴……它们的动作要非常快,基本上它们每秒的速度要达到身长的100倍 。”
威特林格指出,有时沙漠蚂蚁会互相背着前进 。
“我们有这个独特的机会来测试那些没有走路的觅食蚂蚁 。”
如果它们不走路,那它们就不能计算步数 。那这些蚂蚁能找到回家的路吗?
蜜蜂和黄蜂不能数步数,因为它们靠飞行移动 。所以,它们依靠光流来计算距离,它们会根据飞行过程中的视觉信息流来估算距离 。那被抬着的蚂蚁也用光流来计算距离吗?
为了弄清楚这点,研究人员等待一只蚂蚁背着另一只蚂蚁从它的巢里出现 。在它们走了十米以后,研究人员把它们分开了 。令人印象深刻地是,如果视野受阻,那被背着的蚂蚁会径直返回巢穴中 。
“如果它们在被背着时眼睛被蒙住,那它们就没有机会获得任何有关距离的信息 。”
这证明它们需要视力,也就是要它们需要光流 。
这些生物生活在地球最恶劣的环境中,所以进化赋予它们路径整合和光流的能力是有道理的 。
“在沙漠蚂蚁的例子中,获得导航能力是非常重要的……如果一个系统失败,它们还有一个备份系统 。”
因为如果要在沙漠中生活,你必须要非常聪明,这样才能找到路而避免死在沙漠中 。
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是杰森·古德曼 。
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