蚂蚁是如何分辨敌友的?科学家用化学试剂激怒它们 得到新的发现
对于大多数社会动物,甚至对于人类来说,分辨敌友的能力非常重要,可能是一个挑战,往往会导致下意识地攻击。分辨敌和友,对于我们人类或其他高级动物来说是一件简单的事,但是对于蚂蚁这种大脑简单的动物来说,却没那么简单。科学家通过一种复杂的方法来控制它们的攻击性,来了解它们分辨敌友的机制。
在本月发表在《实验生物学杂志》上的一项新研究中,范德比尔特生物科学系的科学家报告了蚂蚁体内一种特定机制的明确证据,这种机制负责触发对其他蚂蚁的攻击行为。这项首次明确指出这一机制及其在蚂蚁生物学中的确切作用的研究,报告了一个有助于解释蚂蚁进化成功的社会特征。
该论文的主要作者、生物科学家劳伦斯·于茨韦伯(Laurence Zwiebel)指出:“在进化生物学领域,蚁族是最大的成功案例之一,这在很大程度上要归功于它们先进的组织行为和复杂的社会互动。”
多年来,研究人员一直假设蚂蚁有特殊的化学标记,它们在相互作用中起着关键作用。令我们惊讶的是,蚂蚁不仅拥有这些标记,而且还要求这些信号被特定受体非常精确地解码,从而引发攻击。简单来说就是,蚂蚁不仅会释放特殊的化学标记,而且它们小小的身躯内还集成以一套“解码系统”来处理这些信号。
蚂蚁是社会性动物,它们必须具备区分巢友和通常扮演坏角色的非巢友的能力。为了做到这一点,它们依靠身体上由特定气味物质组成的化学标记,于茨韦伯称之为“多种气味的外壳”,来发出复杂的混合气味,作为其他蚂蚁的一种个人识别物。
在研究中研究人员发现,蚂蚁必须闻到这些特定的化合物,并将其正确地解码,此后这些化学信号将会决定是否触发它们的攻击行为并保卫它们的巢穴。这意味着蚂蚁只有在被特别触发时才会把对方当朋友或选择攻击。为了研究这种精确的机制,于茨韦伯和他的同事们从美国佛罗里达州收集了9只来自不同的蚁群中的金针蚁。
在测试之前,他们使用了实验室之前发现的一种特殊的化学试剂,来阻断或过度刺激蚂蚁身上的气味受体。他们多次为两只蚂蚁(有些来自同一个蚁群,有些来自不同蚁群)建立了小型决斗场,来观察它们是否选择攻击对方。在每一次竞技场测试中,他们都会根据蚂蚁的攻击性行为(最常见的是猛扑、咬或拖拽)来拍摄蚂蚁的动作。
当受体正常的蚂蚁继续识别和对抗来自其他蚁群的蚂蚁时,受体被阻断或过度激活的蚂蚁表现出显著的攻击行为减少。
“接受朋友和拒绝敌人是蚂蚁必须做出的最重要的决定之一,”研究发现,除非有一个明确的威胁,蚂蚁很少会对另一只蚂蚁发起攻击(即使它来自不同的蚁群)。这一过程可能有助于这些昆虫在进化上取得成功,对于人类等其他社会生物来说也如此,保持和谐比发起攻击更重要。