下雨前螞蟻搬食物進洞的時候為什么去的和來的路過都要接觸下

答案優(yōu)選群體生活的螞蟻經(jīng)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杰出的認路本領，即使?jié)庠泼懿?，或者地面上被破壞，它們?nèi)耘f會找到蟻巢，只不過要多走些彎路而已。 為什么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(fā)揮超常的記憶力，利用氣味信息等。 不過，最新的研究發(fā)現(xiàn)令人意想不到———螞蟻能夠?qū)ⅰ皫缀涡畔W”有效地“應用”在認路上。螞蟻的這個特點是由英國科學家發(fā)現(xiàn)的，而相關研究成果發(fā)表在最新一期的《自然》雜志上。 科學家肯定，化學信息在螞蟻識途中發(fā)揮著重要作用。 研究結(jié)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信息素氣味來標示行進的軌跡———當行進路線出現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)，當專職負責偵察任務的偵察螞蟻從蟻穴出發(fā)后，它們會運用一種有特殊氣味的信息激素全面標示出其行進的軌跡，而后續(xù)出洞的工蟻們將依照這些信息素的指示向有食物的目的地不斷進發(fā)。 假如上述方法不能奏效，螞蟻該怎么辦？ 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信息素的特殊化學物質(zhì)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信息素軌跡，根據(jù)信息素氣味尋找食物或者回家的路。 但據(jù)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杰克遜和邁克·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(fā)現(xiàn)，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，過去一直研究螞蟻信息素軌跡的研究人員并未發(fā)現(xiàn)這種方向標志或者反向性。正如他們所預想的那樣，螞蟻不僅僅通過軌跡路線上信息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?？茖W家發(fā)現(xiàn)，在直線軌跡上的螞蟻無法準確地確定它們的方向，而它們處于分岔軌跡時，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(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)，不僅法老蟻在處于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(guī)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(fā)現(xiàn)兩條大約呈30度角(相對于目前前進軌跡)的軌跡(想象一只螞蟻從巢穴———Y的下部———向外爬行)。這就意味著當螞蟻們從蟻穴出發(fā)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(jù)這一螞蟻家族自創(chuàng)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(fā)現(xiàn)讓科學家大感吃驚。 美國堪薩斯大學生態(tài)學和進化生物學系的教授魯?shù)婪颉そ艿聽柋硎?，螞蟻利用軌跡幾何學方法定向的發(fā)現(xiàn)讓他們大感吃驚。 已知植物樹根、動物心臟血管系統(tǒng)等自然分岔網(wǎng)絡經(jīng)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(jié)說，螞蟻軌跡網(wǎng)絡可能出于同樣原因進行進化：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：“它們可能出于這樣一個原因，那就是從中‘免費’獲取好處?！?杰德爾教授表示，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：“目前研究人員還不了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(fā)現(xiàn)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?！备ダ饰魉埂だ啬峥怂菇淌谡f。 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里的竹竿一樣，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(tài)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，一邊從腹部末端的肛門和腿上的腺體里不斷分泌出少量的、帶有特殊氣味的化學物質(zhì)，叫做標記物質(zhì)，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 螞蟻是用什么辦法重建新路標的呢？一般是采用另一種定位手段。那就是靠太陽的位置，用天空偏振光來導航，又叫天文路標。這個秘密，在很早以前就被法國昆蟲學家法布爾發(fā)現(xiàn)了。偏振光是指只在某個方向上振動，或者某個方向的振動占優(yōu)勢的光。太陽光本身并不是偏振光，但當它穿過大氣層，受到大氣分子或塵埃等顆粒的散射后，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，可是一旦得到食物后，即使在離巢很遠的地方，也會沿直線返回原地?？茖W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(jié)果發(fā)現(xiàn)，讓螞蟻看波長為410 納米以上的天空光，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 納米以下的光，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 納米以下，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?yōu)榉瞧窆?，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。