为什么白蚁有蚁王/蚁后 蚂蚁只有蚁后？

为什么白蚁有蚁王/蚁后蚂蚁只有蚁后？巢穴中有3个蚁后1个蚁王，蚁后体长约5cm，体型肥硕，目测已经存活10年以上，其他成员预估数量可能超过百万。大自然中，像白蚁这样社会性动物有很多，例如蚂蚁和蜜蜂。然而，仔细比较就会发现蚂蚁家族中，只有蚁后没有蚁王，且单后制多，多后制少。为什么白蚁家族如此特殊，不仅有多位蚁后，还有蚁王呢？蚁后又是如何从几毫米长到几厘米的呢？它又是如何建立整个白蚁王国呢？蚁王、蚁后、一级备选蚁后、二级备选蚁后、兵蚁、工蚁白蚁的家族成员有哪些？它们是如何形成的？在大多数蚂蚁家族中，典型的角色是：蚁后、雄蚁、工蚁和兵蚁（部分种类才有兵蚁），而白蚁家族比蚂蚁家族要复杂得多，主要有蚁后、蚁王、工蚁、兵蚁和若蚁。白蚁家族的原始创始人是蚁后和蚁王，而它们的选拔则需要经历“婚飞”仪式。那时候雌蚁和雄蚁长着2对发达的翅膀，每年4-6月之间，这些长着翅膀的白蚁就会离开巢穴去寻找另一半。婚飞，和我们常说的“相亲大会”差不多，看对眼的雌蚁和雄蚁就会找一个合适的地方，然后挖一个足够大的坑，作为婚房，等把所有出口都关闭后才开始交配。此时，身上的翅膀已经去掉了，之后它们的一生都将在这个地方度过，也不会再挪窝了。从这里就可以看出，蚂蚁和白蚁的不同之处。蚂蚁家族中，蚁后交配一次，就可以终身繁殖，因此雄蚁交配后就会死亡，而白蚁中的蚁王寿命长达1-4年，它和蚁后一起常埋地下巢穴，多次交配，才建立了庞大的王国。婚飞后，蚁后开始产卵。早期整个王国就只有蚁王和蚁后，怕照顾不过来，首次产卵一般只有10-20个。在它们长大之前，蚁王保卫蚁后照顾。长大后，这些小卵就会发育成工蚁和兵蚁。两者各司其职，工蚁负责巢穴里所有劳作，例如寻找食物、挖穴、喂养蚁后蚁王、打扫、照顾卵等等，而兵蚁则是接替蚁王，负责保卫整个巢穴的安全。不同的职能，外形差异也很大。常看到那些白色的小小的白蚁是工蚁，也是巢穴中成员数量最多的，至少在80%以上，其次是兵蚁，大约占5%。兵蚁也可以分为两种，一种是上颚兵，头非常大，上颚发达，像一把大叉子，可以和入侵者对抗；另一种是象鼻兵，上颚特化成一个类似吸管的孔，可以分泌出一些有害物质来击退入侵者。最初的3-5年，为了快速壮大，蚁后产的卵几乎都只发育成兵蚁和工蚁。一般来说，兵蚁和工蚁是不能繁殖的，为了应对突发情况，等巢穴发展稳定后，蚁王和蚁后就会储备备用的“王和后”。和蚂蚁不同的是，白蚁的发育需要经历卵、若虫和成虫。若虫就是未成年的白蚁，它有很强的发展潜力，可以发育成有翅膀的繁殖蚁，也可以发育成兵蚁和工蚁，这都是由蚁王和蚁后通过信息素来控制的。蚁王蚁后死亡，下一代的王和后如何选拔？一般来说，蚁后会比蚁王长寿很多，蚁王寿命在1-4年，蚁后最长可达30-50年。为了长远考虑每个发展成熟的白蚁家族是会配备繁殖型白蚁，而且不止一个。白蚁家族中，蚁后、蚁王、若虫、工蚁和兵蚁，其中只有兵蚁完全不育，其他几种白蚁都有繁殖能力。若虫可以发育成2种繁殖者，有翅和无翅。有翅膀的就是要飞出去婚飞自己建立巢穴的，无翅膀的，则可以在不经过婚飞阶段的情况下成为繁殖型白蚁，直接待在巢穴中以备后用。工蚁中也有真工蚁和伪工蚁之分，白蚁的后代都是通过交配产生的，有雌雄之分，因此在特定情况下，伪工蚁也是可以发育成繁殖型白蚁的。总的来说，当蚁后或者蚁王死亡后，另一半会分泌信息素，备用的繁殖型白蚁就会发育成初级繁殖体，接替蚁王或蚁后继续繁殖。值得一提的是，有的白蚁蚁后还可以通过孤雌生殖的方式，产生备用蚁后。蚂蚁和白蚁有什么不同？虽然都叫“蚁”，但本质上存在很大差距。蚂蚁是有翅亚纲膜翅目蚁科，而白蚁是有翅亚纲等翅目白蚁科。科学家认为，在亲缘关系上，白蚁和蟑螂更为相近，蚂蚁更像蜜蜂。在种群的发展中，也有很多不同之处：1、白蚁是不完全变态类昆虫，有若虫阶段，而若虫有很大的发展潜力，而蚂蚁属于完全变态昆虫；2、蚂蚁中蚁后和雄蚁交配后，雄蚁立马死亡，接下来都是靠蚁后单方面繁殖壮大，发展的后代中，工蚁都是雌性，雄性则是未受精的单倍体直接发育而来；而白蚁，初代创始人是蚁王和蚁后，两者形成了终生的一夫一妻制（种群比较大的，是多后制），一起繁育后代，后代性别有雌性和雄性，条件合适，就可以发育成备用的繁殖型白蚁。蚁后，荣耀背后的悲哀很多人羡慕蚁后的幸福生活，饭来张口，不用干家务，还能统领整个家族。事实上，蚁后这个职务并不好当，风光的背后是无尽的辛酸。首先，选拔蚁后非常残酷。去年差不多也是这个时候，上海出现很多飞蚁，大量飞蚁聚集在灯光下，扰乱了人们的正常生活，当时还上了热搜。实际上，这就是大型婚飞现场。婚飞是一个非常残酷的过程，常年在地底下的白蚁，非常脆弱，飞出巢穴后，一方面要面对捕食者的捕食，另一方面要应对外界的各种不良因素，例如当时的温度湿度。这意味着很大一部分婚飞白蚁死亡告终，找不到另一半。能留下来的，都是经过考验的白蚁，好不容易配对成功，它们还要面临创立家园的艰辛。白蚁家族，初代创始人只有蚁后和蚁王，封闭式地繁育后代，不吃不喝，稍有不慎，就有可能第一代还没孵化，蚁王或者蚁后就已经饿死了。蚂蚁的情况还更严重，因为蚂蚁家族中雄蚁交配后就死亡，只剩下蚁后独自奋战，饿死的风险更大。其次，为了生育，不得不忍受“身材走形”。普通工蚁4-15毫米，蚁后能长到5厘米，有的甚至能长到10厘米以上，蚁王也能长到2厘米多，这样的身体变化，纯粹是为了多产。去掉翅膀后，蚁王蚁后就失去了人生自由，为了生育，蚁后不断延展腹部的表皮层，进而增大自己的体型，就像是吹气球一样，这是为以后多产卵准备的空间。最重要的是，稍有懈怠就会被取代。成熟的蚁后，腹部非常膨胀，一天可产4万个卵，这样的身体构造，是以失去生活自理为代价的。若有一天，其他白蚁发现蚁后的繁殖能力下降，那么就会立马培育备用繁殖者来替代，有的白蚁种群，备用蚁后多达200个。至于老的蚁后，可能会被杀死或者饿死，因为其他工蚁不会再给退役的蚁后提供任何服务。换个角度来想，如果是在职场中，有上百个实习生紧盯着你的职位，压力该有多大啊！...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357105.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357105.htm

蚂蚁山的恐慌：蚂蚁大脑中的特殊信息素反应

蚂蚁山的恐慌：蚂蚁大脑中的特殊信息素反应一项新的研究显示，蚂蚁通过特定的信息素传达危险，这些信息素激活了它们大脑的一个特定部分，引发了复杂的反应，如撤离巢穴和保护后代。这种反应因蚁群大小而异，未来的研究旨在深入研究不同的蚂蚁群体如何处理相同的信号。“人类并不是唯一具有复杂社会和交流系统的动物，”洛克菲勒大学的主要作者泰勒·哈特说。“在进化过程中，与其他昆虫相比，蚂蚁进化出了极其复杂的嗅觉系统，这使得它们能够使用许多不同类型的信息素进行交流，这些信息素可能意味着不同的事情。”这项研究表明，蚂蚁的大脑中有自己负责沟通和交流中心，这有点类似于人类。该中心可以解释来自其他蚂蚁的警报信息素或“危险信号”。它们大脑的这一部分可能比蜜蜂等其他昆虫的大脑更先进，之前的研究表明，蜜蜂依赖大脑的许多不同部分来协调对单一信息素的反应。“蚂蚁大脑中似乎有一个感觉中枢，所有引起恐慌的警报信息素都流入其中，”洛克菲勒大学的通讯作者丹尼尔·克罗瑙尔说。研究人员使用一种名为GCaMP的工程蛋白来扫描暴露于危险信号的克隆掠食蚁的大脑活动。GCaMP的工作原理是将自身附着在钙离子上，钙离子会随着大脑活动而爆发，产生的荧光化合物可以在适合观察它们的高分辨率显微镜上看到。在进行扫描时，研究人员注意到，蚂蚁大脑中只有一小部分会因危险信号而发光，但蚂蚁仍然表现出即时而复杂的反应行为。这些行为被称为“恐慌反应”，因为它们涉及逃跑、撤离巢穴以及将后代从巢穴转移到更安全的地方等行为。具有不同群体大小的蚂蚁种类也使用不同的信息素来传达各种信息。哈特说：“我们认为，在野外，克隆掠夺蚁的蚁群规模通常只有数十到数百只，就蚁群而言，这个规模相当小。通常，这些小群体往往会出现恐慌反应作为他们的警报行为，因为他们的主要目标是逃跑和生存。他们不能让很多人冒险。行军蚁是克隆掠夺蚁的近亲，拥有庞大的蚁群——数十万或数百万个体——而且它们的攻击性更强。”无论哪种物种，蚁群中的蚂蚁都会根据品种和角色进行划分，不同品种和角色的蚂蚁的解剖结构略有不同。为了这项研究的目的，研究人员选择克隆掠夺蚁作为一个物种，因为它们很容易控制。他们使用一种品种和角色中的一种性别的蚂蚁（雌性工蚁）来确保一致性，从而更容易观察广泛的模式。一旦研究人员对品种、性别和角色之间的神经差异有更清晰的了解，他们可能就能更好地理解不同蚂蚁大脑如何处理相同的信号。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368267.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368267.htm

旋转再旋转 最后死亡 美国多种生物陷入死亡漩涡

旋转再旋转最后死亡美国多种生物陷入死亡漩涡近日，类似的事情发生在了美国多种动物上，参与的海洋生物至少有44种，集体表现出怪异的“死亡旋转”，最后神秘死亡，科学家至今没有找到原因！最早发现的是潜水运动员GreggFurstenwerth，2023年11月，他在佛罗里达群岛的海底发现了一条异常的鱼：倒立着，且正在不停旋转游泳，先是顺时针转圈，过一会又是逆时针转圈。他觉得这条鱼“很搞笑”，于是用相机记录了下来。随后在和其他朋友交谈时，发现类似的转圈事件越来越多，他意识到，这可能是集体行为，开始认真记录这些海洋动物的旋转行为。结果发现受神秘转圈影响的生物范围很广，包括：针鱼、沙丁鱼、沙鲈、石斑鱼、鳐鱼和鲨鱼等多种海洋生物，其中还有极其濒危的小齿锯鳐。前段时间，他还看到了一只转圈的乌贼。发生的地点也有蔓延的趋势。截止到2024年3月24日，总共接到几百例目击事件。起初神转圈的主要集中在下群岛（佛罗里达群岛的一部分）35英里长的海岸，随后在迈阿密等地区也接到了目击报告。据统计涉及的物种至少有44种，具体死亡数字不详。事态最严重的是极度濒危的小齿锯鳐，发现转圈行为的有109只，已经死亡的至少有28只，大多是体型较大的个体，身长在2.1-4.3米之间。和蚂蚁的死亡漩涡不一样的是，同样是旋转，蚂蚁是转圈累死的，但这些海洋生物大多是旋转后行为异常，冲上岸搁浅死亡的，有的在上岸前就已经死亡了。转圈死亡的罪魁祸首是什么？在研究的时候，科学家发现这些鱼在转圈的时候，动作很诡异，会将头伸出水面，时而上浮动，时而下沉，给人的感觉像是失去了方向，平衡有问题。因此，推测这些动物是因为无法保持平衡才会倒立和侧泳，最终导致一圈一圈地旋转。针对这种症状，研究人员列出了一堆有可能造成的原因，例如有毒藻华、疾病、寄生虫、环境气候因素（低氧或高温）、海洋污染物......科学家表示：“排查原因是一个非常困难的事情，但为了减少动物死亡损失，只能和时间竞赛。尤其是小齿锯鳐，本身就是濒危物种，小齿锯鳐死亡十几只，就有可能影响该物种的发展和恢复，如今已经死了快30只了，已经非常紧迫！”首先，科学家对这些死亡个体进行尸检，排除了这些动物有传染性疾病的可能；其次，排除了水面藻华、缺氧、温度、ph值等环境因素；某些藻类在沿海大量生长，确实会产生一些毒素，但在发现转圈动物的水域，没有出现藻华现象，水中也没有检测到毒素。同时，科学家认为低氧、高温、寄生虫等因素也不在考虑范围里内。于是，科学家调查的方向瞄准了海洋深处。目前嫌疑最大的是一种海底栖的单细胞藻类冈比亚藻。科学家在转圈鱼出现的海域采集了水样，然后进行检测，结果发现水里冈比亚藻含量很高，一升海水含有大约1000个，而其他正常的海域这种藻类每升中含量也就30-40个。这一类藻含有雪卡毒素，一般来说，鱼和海洋生物摄入这种毒素是无害的，但人对这种毒素是比较敏感的。当珊瑚鱼吃了这种藻，雪卡毒素作为获得性毒素，进入鱼的体内，然后跟着食物链传递，并在捕食者体内富集。毒素在鱼体内的分布是不均匀的，肝脏的含量最高，肌肉和骨骼中含量最低。雪卡毒素是一种神经毒素，据说毒性比河豚毒素还要强100倍，高温不易分解，因此即使经过烹煮，也无法去除毒素，胃酸也不容易将其破坏。人一旦食用含有毒素的鱼肉，轻者恶心呕吐，有轻度的运动知觉麻痹症状，重则无法站立保持平衡，甚至会因为呼吸肌麻痹而窒息死亡。目前生病死亡的动物表现出神经系统类症状，多动，无法保持平衡，也不能辨别方向，是不是也是因为雪卡毒素导致的呢？为了验证这个猜想，科学家也是大费周章。因为这种毒素无色无味，肉眼不可辨别，目前也没有快速、有效、标准的检测方法，直接尸检这种毒素有困难。好不容易检测出来了，也无法说明问题，本身很多鱼体内就有这种毒素。后来，科学家选择从疾病爆发的区域收集海水，然后将正常的鱼放入里面饲养，看看是否会出现转圈的行为，以这种方式来检测藻类和转圈生物之间的关系。目前，还未出任何结果。最后美国人现在最担心的还是小齿锯鳐，科学家认为，对小齿锯鳐的影响远比想象中要严重，有灭绝的风险。小齿锯鳐死亡后，尸体有很大概率会下沉，这就意味着很难统计小齿锯鳐真实的死亡数量。现在美国多个机构联合开展了首次拯救小齿锯鳐的行动，遇到的野生小齿锯鳐会被暂时安置在人工设施中，直至找到疾病原因为止。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427155.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427155.htm

浙江发现罕见3后1王白蚁巢 数量多达百万：蚁后有多能生？

浙江发现罕见3后1王白蚁巢数量多达百万：蚁后有多能生？大自然中，像白蚁这样社会性动物有很多，例如蚂蚁和蜜蜂。然而，仔细比较就会发现蚂蚁家族中，只有蚁后没有蚁王，且单后制多，多后制少。为什么白蚁家族如此特殊，不仅有多位蚁后，还有蚁王呢？蚁后又是如何从几毫米长到几厘米的呢？它又是如何建立整个白蚁王国呢？白蚁的家族成员有哪些？它们是如何形成的？在大多数蚂蚁家族中，典型的角色是：蚁后、雄蚁、工蚁和兵蚁（部分种类才有兵蚁），而白蚁家族比蚂蚁家族要复杂得多，主要有蚁后、蚁王、工蚁、兵蚁和若蚁。白蚁家族的原始创始人是蚁后和蚁王，而它们的选拔则需要经历“婚飞”仪式。那时候雌蚁和雄蚁长着2对发达的翅膀，每年4-6月之间，这些长着翅膀的白蚁就会离开巢穴去寻找另一半。婚飞，和我们常说的“相亲大会”差不多，看对眼的雌蚁和雄蚁就会找一个合适的地方，然后挖一个足够大的坑，作为婚房，等把所有出口都关闭后才开始交配。此时，身上的翅膀已经去掉了，之后它们的一生都将在这个地方度过，也不会再挪窝了。从这里就可以看出，蚂蚁和白蚁的不同之处。蚂蚁家族中，蚁后交配一次，就可以终身繁殖，因此雄蚁交配后就会死亡，而白蚁中的蚁王寿命长达1-4年，它和蚁后一起常埋地下巢穴，多次交配，才建立了庞大的王国。婚飞后，蚁后开始产卵。早期整个王国就只有蚁王和蚁后，怕照顾不过来，首次产卵一般只有10-20个。在它们长大之前，蚁王保卫蚁后照顾。长大后，这些小卵就会发育成工蚁和兵蚁。两者各司其职，工蚁负责巢穴里所有劳作，例如寻找食物、挖穴、喂养蚁后蚁王、打扫、照顾卵等等，而兵蚁则是接替蚁王，负责保卫整个巢穴的安全。不同的职能，外形差异也很大。常看到那些白色的小小的白蚁是工蚁，也是巢穴中成员数量最多的，至少在80%以上，其次是兵蚁，大约占5%。兵蚁也可以分为两种，一种是上颚兵，头非常大，上颚发达，像一把大叉子，可以和入侵者对抗；另一种是象鼻兵，上颚特化成一个类似吸管的孔，可以分泌出一些有害物质来击退入侵者。最初的3-5年，为了快速壮大，蚁后产的卵几乎都只发育成兵蚁和工蚁。一般来说，兵蚁和工蚁是不能繁殖的，为了应对突发情况，等巢穴发展稳定后，蚁王和蚁后就会储备备用的“王和后”。和蚂蚁不同的是，白蚁的发育需要经历卵、若虫和成虫。若虫就是未成年的白蚁，它有很强的发展潜力，可以发育成有翅膀的繁殖蚁，也可以发育成兵蚁和工蚁，这都是由蚁王和蚁后通过信息素来控制的。蚁王蚁后死亡，下一代的王和后如何选拔？一般来说，蚁后会比蚁王长寿很多，蚁王寿命在1-4年，蚁后最长可达30-50年。为了长远考虑每个发展成熟的白蚁家族是会配备繁殖型白蚁，而且不止一个。白蚁家族中，蚁后、蚁王、若虫、工蚁和兵蚁，其中只有兵蚁完全不育，其他几种白蚁都有繁殖能力。若虫可以发育成2种繁殖者，有翅和无翅。有翅膀的就是要飞出去婚飞自己建立巢穴的，无翅膀的，则可以在不经过婚飞阶段的情况下成为繁殖型白蚁，直接待在巢穴中以备后用。工蚁中也有真工蚁和伪工蚁之分，白蚁的后代都是通过交配产生的，有雌雄之分，因此在特定情况下，伪工蚁也是可以发育成繁殖型白蚁的。总的来说，当蚁后或者蚁王死亡后，另一半会分泌信息素，备用的繁殖型白蚁就会发育成初级繁殖体，接替蚁王或蚁后继续繁殖。值得一提的是，有的白蚁蚁后还可以通过孤雌生殖的方式，产生备用蚁后。蚂蚁和白蚁有什么不同？虽然都叫“蚁”，但本质上存在很大差距。蚂蚁是有翅亚纲膜翅目蚁科，而白蚁是有翅亚纲等翅目白蚁科，科学家认为，在亲缘关系上，白蚁和蟑螂更为相近，蚂蚁更像蜜蜂。在种群的发展中，也有很多不同之处：1、白蚁是不完全变态类昆虫，有若虫阶段，而若虫有很大的发展潜力，而蚂蚁属于完全变态昆虫；2、蚂蚁中蚁后和雄蚁交配后，雄蚁立马死亡，接下来都是靠蚁后单方面繁殖壮大，发展的后代中，工蚁都是雌性，雄性则是未受精的单倍体直接发育而来；而白蚁，初代创始人是蚁王和蚁后，两者形成了终生的一夫一妻制（种群比较大的，是多后制），一起繁育后代，后代性别有雌性和雄性，条件合适，就可以发育成备用的繁殖型白蚁。蚁后，荣耀背后的悲哀很多人羡慕蚁后的幸福生活，饭来张口，不用干家务，还能统领整个家族。事实上，蚁后这个职务并不好当，风光的背后是无尽的辛酸。首先，选拔蚁后非常残酷。去年差不多也是这个时候，上海出现很多飞蚁，大量飞蚁聚集在灯光下，扰乱了人们的正常生活，当时还上了热搜。实际上，这就是大型婚飞现场。婚飞是一个非常残酷的过程，常年在地底下的白蚁，非常脆弱，飞出巢穴后，一方面要面对捕食者的捕食，另一方面要应对外界的各种不良因素，例如当时的温度湿度。这意味着很大一部分婚飞白蚁死亡告终，找不到另一半。能留下来的，都是经过考验的白蚁，好不容易配对成功，它们还要面临创立家园的艰辛。白蚁家族，初代创始人只有蚁后和蚁王，封闭式地繁育后代，不吃不喝，稍有不慎，就有可能第一代还没孵化，蚁王或者蚁后就已经饿死了。蚂蚁的情况还更严重，因为蚂蚁家族中雄蚁交配后就死亡，只剩下蚁后独自奋战，饿死的风险更大。其次，为了生育，不得不忍受“身材走形”。普通工蚁4-15毫米，蚁后能长到5厘米，有的甚至能长到10厘米以上，蚁王也能长到2厘米多，这样的身体变化，纯粹是为了多产。去掉翅膀后，蚁王蚁后就失去了人生自由，为了生育，蚁后不断延展腹部的表皮层，进而增大自己的体型，就像是吹气球一样，这是为以后多产卵准备的空间。最重要的是，稍有懈怠就会被取代。成熟的蚁后，腹部非常膨胀，一天可产4万个卵，这样的身体构造，是以失去生活自理为代价的。若有一天，其他白蚁发现蚁后的繁殖能力下降，那么就会立马培育备用繁殖者来替代，有的白蚁种群，备用蚁后多达200个。至于老的蚁后，可能会被杀死或者饿死，因为其他工蚁不会再给退役的蚁后提供任何服务。换个角度来想，如果是在职场中，有上百个实习生紧盯着你的职位，压力该有多大啊！...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357045.htm

蚂蚁启发的仿生机器人群可齐心协力冲出“监狱”

蚂蚁启发的仿生机器人群可齐心协力冲出“监狱”从某种意义上说，蚁群是在算法上运行的--单个蚂蚁不会专门思考一项任务，但它们遵循一套本能的规则，指导它们完成复杂的工程壮举，如挖掘隧道网络或建造桥梁。它们利用触角和信息素轨迹相互交流。哈佛大学的研究小组首先进行了一项实验，将一小群蚂蚁放在一个特别设计的栏里，这是一个由柔软的沙墙包围的圆形陷阱，以观察它们如何合作逃生。起初，这些蚂蚁都是随意地四处游荡，但很快一些蚂蚁就开始在分散的地方挖掘墙壁。随着时间的推移，研究小组发现，这些蚂蚁放弃了单独的挖掘，而是聚集在一起，更有效地在一条隧道上工作，直到它们最终成功突围。根据他们的观察，研究人员对正在发生的事情建立了数学模型。当蚂蚁们相互碰撞时，它们会通过它们的触角进行交流。随着时间的推移，它们会开始偏爱那些它们更经常互动的区域，从而形成一个反馈回路，使它们越来越多地聚集在这些地方。这带动它们集中精力在一个地方挖掘，直到它们突破，而不是每只蚂蚁都挖自己的隧道。有了这个模型，该团队随后着手建造遵循类似规则的机器人。他们的机器人蚂蚁，他们称之为RAnts，没有发出化学信息素，但留下了光场，或"光激素"，机器人经过的次数越多，光场就越亮。RAnts被编程为遵循三个简单的规则：它们必须遵循光场的梯度，在光场密度高的地方避开其他机器人，在密度高的地方捡起障碍物并将它们移到密度低的地方。果然，这些规则允许RAnts以与蚂蚁实验大致相同的方式进行合作。当把它们放在自己的畜栏里，周围有几圈小障碍物时，这些机器人很快就发现最好的逃跑计划是一起合作，集中在一个地方。这种技术对于设计能够通过合作完成复杂任务的简单机器人群来说可能是至关重要的，而且还有很多其他受蚂蚁启发的机器人的例子在那里。该团队表示，这有可能被扩展到几十个或几百个机器人，用于一系列的使用案例，还有一个额外的好处是，即使有几个机器人坏掉了，整个团队仍然可以完成工作。"我们展示了合作完成任务是如何从简单的规则中产生的，类似的这种行为规则可以应用于解决其他复杂的问题，如建筑、搜救和防御，"该研究的共同主要作者SGangaPrasath说。这项研究发表在《eLife》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335985.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335985.htm

研究人员观察到白蚁相互协调工作以建造巨型巢穴的方式

研究人员观察到白蚁相互协调工作以建造巨型巢穴的方式最近的研究发现，白蚁是通过感知和响应湿度水平而不是使用信息素来建造它们复杂的巢穴的，这揭示了白蚁建造复杂结构的一种简单而有效的机制。自然环境中的白蚁巢穴（澳大利亚新南威尔士州的一个白蚁丘）。图片来源：AndreaPerna由卢卡国际高级研究学院（IMTSchoolforAdvancedStudiesLucca）复杂系统教授安德烈娅-佩尔纳（AndreaPerna）负责协调的一项新研究发表在《电子生命》（eLife）杂志上，现已查明白蚁完成这种非凡任务的独特机制。白蚁已基本完成拱形结构的建造。红灯是3D扫描仪用来量化施工进度的光束。图片来源：GiulioFacchini在对Coptotermesgestroi白蚁（原产于南亚，现已扩散到美国东海岸）进行实验室实验时，研究人员使用湿粘土建造了具有不同高度和形状的人工结构的小台子。然后，他们从一个较大的白蚁群中收集了小群白蚁，并通过视频跟踪白蚁群中所有白蚁的活动，同时描述三维结构的变化，量化它们对这些结构的建筑行为。通过这种方法，可以对各种假设进行检验，从而发现白蚁筑巢时所使用的协调机制。白蚁（Coptotermesgestroi）在实验场自发地建造了几根柱子。图片来源：GiulioFacchini比较观察和实验除了白蚁之外，蚂蚁是能够建造大型复杂建筑的另一大昆虫类群，以蚂蚁为例，人们认为，蚂蚁在建筑材料中浸渍了一种信息素，这种化学物质能够吸引其他蚂蚁来到建筑工地，并"告诉"它们在哪里建造。这样，一只工蚁的活动就会引发其他蚂蚁的活动，这是一个自我强化的过程。如果白蚁也像蚂蚁一样依靠信息素来指导它们的建筑活动，那么它们就不应该表现出偏好把建筑材料颗粒堆放在任何特定的位置，因为在实验人员准备的人工舞台上没有任何信息素。但事实并非如此：虽然场内到处都在收集颗粒，但沉积物都集中在已有建筑的顶部。也许他们可以评估地面上的小柱子和异质物的高度，这样，他们就会在已有结构的顶部不断添加建筑材料。但事实并非如此：事实上，白蚁在高低支柱上堆积建筑材料的概率是相同的。一小群Coptotermesgestroi白蚁在实验人员放置的人工支柱顶部添加粘土颗粒。图片来源：GiulioFacchini另一个假设是，白蚁可能能够感知建筑基质的曲率，因为之前的一些建模显示，在曲率最高的位置不断添加颗粒足以产生非常复杂的结构，类似于某些物种的白蚁巢穴。这项研究的第一作者、法国巴黎国家科学研究中心复合材料与系统研究所研究员朱利奥-法奇尼（GiulioFacchini）说："在我们的模拟中，我们观察到，表面的小异质具有比周围平坦基质更高的曲率，因此它们会膨胀形成支柱，支柱的尖端反过来又会吸引建筑材料进一步沉积并继续生长，直到它们分裂或与另一个支柱合并，以此类推；利用这一简单规则可以形成非常复杂的结构。"事实上，当白蚁面对实验中提供的人工刺激时，它们总是喜欢在曲率最大的地方建造，在柱子的顶端添加颗粒（与柱子的高度无关）；当提供一个小的墙壁刺激时，它们最常在墙壁的两个角落添加颗粒，也就是曲率达到最大的两个点。了解白蚁的感知能力问题是：白蚁怎么能如此可靠地感知到它们正在建造的建筑物的弧度？研究人员发现，这可能与水分蒸发和湿度有关。佩尔纳解释说："白蚁对湿度浓度非常敏感：与大多数其他昆虫不同，白蚁的外骨骼很薄，皮肤也很柔软，这意味着即使长时间暴露在低于70%的湿度水平下，也会对它们造成致命伤害。它们能够感知这些湿度梯度，并通过行为对其做出反应，这并不太令人惊讶。"但如何证明这一点呢？"我们找到了一种被《eLife》杂志的一位匿名审稿人称为'非常巧妙的低技术解决方案'的解决方案：我们准备了与白蚁相同的实验场地，但这次用碳酸氢钠盐溶液浸渍粘土。当盐溶液中的水分蒸发时，会留下微小的盐晶体，这些晶体的生长标志着蒸发量最大的区域：这些区域就是柱子的顶端和墙壁的角落：这正是白蚁选择进行建筑活动的区域！"Facchini解释道。佩尔纳评论说："真正让我们感到惊讶的是，我们发现白蚁用如此简单的方法解决了一个非常复杂的问题。在我们的实验中，巢穴的复杂性仅仅产生于一个简单的机制：白蚁只需要根据当地的湿度添加颗粒材料，但它们添加的颗粒材料反过来又会改变所有的蒸发和湿度模式，诱使其他白蚁在不同的位置建造巢穴，以此类推，直到产生非常复杂的结构"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427113.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427113.htm