最近,为了更好地理解沙漠蚂蚁回家的机制,研究人员使用定制的跑步机来研究它们的行走模式。

这不是你经常在健身房看到的跑步机的缩小版。蚂蚁被绑在一个光球的顶端。当昆虫向前奔跑时,它们有时会停下来,有时会改变方向,球在下面转动,传感器记录下每一步。

使用这种设备,研究人员可以再现蚂蚁第一次返回家园时的行为,极其详细地分析它们的轨迹,并评估它们在寻找巢穴时的行走速度和步伐变化。

球形跑步机在20世纪60年代被用来研究小动物,但是它对蚂蚁的脚不够敏感。为了这项研究,科学家们专门为蚂蚁改造了跑步机,这种跑步机由中空的聚苯乙烯制成,可以悬浮在空气中,对蚂蚁的运动特别敏感。

研究人员设计的跑步机对蚂蚁微弱的步伐很敏感。来源;马提亚斯·威特林格

当蚂蚁移动时,跑步机也会旋转。为了跟随蚂蚁的方向并让它自由移动,科学家们在蚂蚁的背上绑了一根由棉线丝制成的线,线的另一端与挂在球体上方的指针相连。虽然这个过程听起来很困难,但实际上只需要几秒钟就能把蚂蚁粘到绳子上。

蚂蚁在离巢穴入口10米的地方被抓住,所以它们已经决定了一条返回巢穴的路线。一旦它们被放置在球体上,它们将依靠该机制并沿着假定的路线返回巢穴。以前的研究表明,这种归巢机制对蚂蚁导航非常重要:利用太阳的位置和天空的偏振模式作为罗盘,用自己的脚步测量距离。

通过这台跑步机,科学家们记录了蚂蚁行走时的方向和速度。柔性绳索使动物能够以更自然的姿势移动,而不是像过去的研究那样被牢牢固定。

科学家说,这些蚂蚁几乎都在跑步机上走了很多米,就像它们在户外一样。

沙漠蚂蚁在跑步机上行走,帮助科学家研究筑巢行为。资料来源:马蒂亚斯·威特林格

研究人员表示,蚂蚁首先会径直奔向巢穴,一旦在预期的地方找不到巢穴,它们会采取不同的定向模式,研究人员称之为“搜索模式”。

这项研究的发现首次揭示,当蚂蚁意识到自己迷路了,它们会打开“搜索模式”,放慢速度,以圆形模式移动。

为了更好地理解这种机制以及与导航相关的神经信号,科学家们可以在人工创造的环境中控制和调整参数,并通过反复设置条件来测试这种复杂的蚁巢搜索行为。

这项研究发表在2月15日的《实验生物学杂志》上。

蝌蚪工作人员从现场科学,翻译小昭编译,转载必须授权

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