日本科研团队首次“看见”蚂蚁如何分饭:小群体协作机制有望用于灭蚁和物流研究
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(亚太快讯消息)日本量子科学技术研究开发机构高崎量子技术基础研究所等团队宣布,他们首次把蚂蚁群体内部“分食物、互相接力传递营养”的过程做到了实时、定量可视化。这项成果的价值不只是“拍到了蚂蚁喂食”,而是把过去主要依赖肉眼观察的群体协作行为,变成了可以测量、比较和分析的数据问题。
研究团队这次使用的是带有极微量放射性钠的糖类饵料,再配合高灵敏度的放射性同位素成像系统,追踪食物在单只蚂蚁体内、个体之间以及整个群体中的流动路径。相比过去给食物加色素、最后还要破坏虫体才能确认分配情况的新方法,这种技术能在不打断群体活动的情况下连续观察,并且知道“谁给了谁、给了多少”。
从实验结果看,研究人员在3个百只规模的蚂蚁群体中完成了追踪,其中2组大约20分钟内就让食物扩散到整个群体,另1组则没有做到全面覆盖。这说明同样都是蚂蚁群体,内部“采食者”和“照料者”等角色比例不同,就可能明显影响资源分发效率,所谓集体协作并不是天然平均,而是和组织结构直接相关。
这项研究最让人联想到的应用,并不只在昆虫学本身。因为一旦搞清楚蚂蚁群体里的食物流通路线,就有机会更精准设计诱饵传播和根除策略,尤其对红火蚁这类外来入侵物种的治理具有现实意义;同时,这种“用生物群体做资源流动实验”的方法,也可能反过来帮助人类理解复杂网络中的物流分配与节点阻断问题。
据量子科学技术研究开发机构3月26日发布的消息和同期发表于《科学报告》的论文介绍,这套方法由该机构与琉球大学合作完成,论文题为《高灵敏度正电子成像揭示蚂蚁群体内短时食物分配》,核心突破正在于把蚂蚁群体中的营养交换首次做成了实时且可量化的图像证据。读卖新闻的报道则指出,研究团队下一步还准备更换不同类型的饵料继续实验,看看不同食物是否会改变群体内部的分配方式,这意味着未来它既可能服务农业和生态防治,也可能成为观察“社会协作系统”运作逻辑的一把新尺子。
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