蚂蚁是怎么找到路的?
实验方法:
你知道蚂蚁是如何找到回家的路的吗?通过多次实验,科学家发现蚂蚁有几种活动路标。比较常见的是气味路标。你看,蚂蚁走路像盲人。蚂蚁的触角和盲人手里的竹竿是一样的。它每走一步,都要不断地用两根“竹竿”敲着地面,这也是在探路。
蚂蚁的触角比盲人的竹竿更有灵性。因为这对触须有两个作用:一个是触觉作用,通过触须与外界的接触,我们可以发现前方物体的轮廓、形状、硬度,以及前方道路的地形起伏。这个效果和盲杖的效果一模一样。另一种是嗅觉,通过嗅觉来识别。这是盲人竹竿所没有的。原来,蚂蚁在行走的过程中,不断从腹部末端的肛门和腿上的腺体分泌出少量带有特殊气味的化学物质,称为标记物质,在路上被污染,留下痕迹。同窝的蚂蚁,离窝很远,回窝的时候就用它们特殊的鼻-触须去嗅这种气味路标。这就是所谓的“嗅觉导航”。
请做一个小实验:在回家的路上用手指摩擦几次,破坏它原有的化学气味指路牌,或者放一个卫生球,让卫生球的气味盖住被贴标签物质的气味。这时候你会看到很多蚂蚁爬到这个地方,马上停止前进,当场乱成一团。因为一时闻不到原来的味道,他们暂时迷失了方向。如果你继续观察,你会发现,没过多久,它们就用触角互相触碰,仿佛在互相耳语:“前方的路标被破坏了,我们必须赶快做点什么。”他们走走停停,绕着圈子。最后,它们会尝试绕过气味线,重新建立一条新的路线回到巢穴。
那么,蚂蚁如何重建新地标呢?一般采用另一种定位方式。
那就是靠太阳的位置来导航,也叫天文路标。这个秘密很久以前就被法国昆虫学家法布尔斯发现了。好的,请尝试一下:找一只蚂蚁把食物拖回窝里,用不透光的纸箱子(火柴盒也行)固定。这时候请在地上画一个箭头,沿着它原来的方向作为标记。
三个小时后,当你再次打开这个纸箱子,你会看到蚂蚁们不是在朝着原来的方向前进,而是奔向另一个新的方向。这时,你在这条新路上又画了一个箭头。最后你用量角器量了一下,发现新路和老路形成的角度大约是45度,正好是蚂蚁合上时太阳划过天空的角度。可以看出,蚂蚁是根据太阳的位置来定向的。
需要注意的是,它原来道路上的气味路标可能还存在,也可能消失,因为不同种类的蚂蚁分泌标记物质的时间长短不同。这个时候,不管原始气味路标有没有,它都可能利用太阳来定向。
知识扩展:
有许多昆虫利用太阳来确定自己的方向。除了蚂蚁,还有蜜蜂、苍蝇和圣甲虫。
在其他动物中,如鲎和水蚤,太阳也用于定向。这些利用太阳位置来确定自己方位的动物主要对太阳的偏振光敏感。因为阴雨天气,当云层密布时,太阳的偏振光仍然可以透过云层到达地面。所以这些对偏振光敏感的动物仍然可以在恶劣天气下利用太阳来定位它们。
这是蚂蚁认路最常用的两个路标。科学家认为,当蚂蚁认路时,这两种路标交替使用。但一般来说,蚂蚁首先使用气味标记的物质来认路。
美国科学家发现了一种叫做信息素的蚂蚁标记物质。这种物质有一种特殊的气味,很难消失,蚂蚁依靠这种物质进食和返回巢穴。科学家们人工合成了这种物质,并用它来杀死蚂蚁。美国东南部经常受到“利黑特尔”蚂蚁的袭击和破坏。如果你大量使用杀虫剂杀死它们,就会伤害你周围的有益生物。如果在农药中加入人工信息素,蚂蚁会被成群吸引,集中消灭。这样,只要使用少量的农药,就能达到超常的灭蚁效果,减少对周围环境的污染。
据报道,哈佛大学生物学家Hotbler在研究非洲臭蚂蚁时发现,蚂蚁也可以用图像作为路标。这种方法被称为“地图导航”。当时,特布勒在非洲的森林中发现了这一现象,然后他将蚂蚁带回了实验室。他在实验室的天花板上粘贴了一个巨大的非洲森林阴影的透明图像,图像后面有一个照明灯。实验室一片漆黑,蚂蚁分不清回巢的方向;但是灯一亮,蚂蚁们就顺利回窝了。这说明非洲臭蚁真的是利用森林阴影的影像作为路标来进行活动的。