筑巢时， 蚂蚁 在运输效率和建筑限制之间取得平衡。 研究人员表示，观察可以帮助人类设计适合特定需求的更高效的交通系统。
蚂蚁巢是否蕴藏着减少 405 号高速公路交通拥堵的秘密？
在一项新的研究中，加州大学洛杉矶分校的生物学家发现了有关蚂蚁如何筑巢的见解，这可能有助于设计更高效的人类交通系统。
蚂蚁路——说明性照片。 图片来源：Pixabay（免费Pixabay许可）
科学家们有兴趣了解蚂蚁筑巢的方式是否更多地受到每个物种的进化历史或当前生态条件的影响。
他们发现进化无法解释他们在不同物种巢穴中观察到的差异。 相反，他们发现，蚂蚁觅食的环境和运输食物的方式是决定每个物种如何筑巢的主要因素。
给人类的教训？ 如果道路能够更好地适应货物和人员在城市中移动的方式，交通网络就会更加高效。
例如，如果有专门的车道或道路供卡车往返港口、仓库和配送中心等主要物流中心，南加州高速公路的拥堵情况可能会得到改善。
根据这项研究，蚂蚁觅食的环境以及它们运输食物的方式是决定每个物种如何筑巢的主要因素。 图片来源：Jorge Coromina/Unsplash
该研究的第一作者、加州大学洛杉矶分校生态学和进化生物学博士生肖恩·奥法伦 (Sean O'Fallon) 表示：“蚂蚁在拥挤的空间中生活时会遇到与我们相同的问题。”
“我们密集地分布在城市中，理想情况下我们应该紧密相连，但我们的紧密程度受到限制。 建造建筑物和道路的空间有限。”
在研究中， 在《皇家学会哲学汇刊 B》上发表的文章中，科学家们分析了两个来源的信息——有关 397 个蚂蚁巢穴的详细信息来自之前发表的数据和图像，作者对其他 42 个巢穴进行了新的研究，这些巢穴均位于金星附近的阿奇博尔德生物保护区，佛罗里达州。 总共 439 个巢穴代表了 31 种不同的蚂蚁。
他们发现，巢穴结构很大程度上取决于蚂蚁是单独觅食还是成群觅食，以及它们用来招募其他蚂蚁来帮助寻找和携带食物的方法等因素。 简而言之，动物的活动和行为在筑巢过程中比任何先天进化模板发挥着更大的作用。
加州大学洛杉矶分校生态学和进化生物学教授诺亚·品特-沃尔曼（Noa Pinter-Wollman）说：“你可以把巢穴本身想象成一个交通网络——它是蚂蚁居住的地方，但它也是一种它们将东西运进运出的高速公路网络。”论文的通讯作者。
研究人员研究了蚂蚁使用的四种常见的觅食策略。 在某些物种中，个体蚂蚁会寻找食物。 在其他情况下，蚂蚁将食物带到巢穴，作为招募其他蚂蚁陪伴其前往食物源的一种手段。
蚂蚁还可以在食物源和巢穴之间形成一条连续的踪迹，这种踪迹可以持续数月。 或者，它们可以留下信息素踪迹，供群体成员大量追踪——研究人员将这种现象称为“大规模招募”。
蚂蚁的巢由一条通向入口室的隧道组成，蚂蚁在那里招募蚁群的其他成员来帮助它们寻找或运输食物。 隧道从入口室通向其他房间，这些房间通过隧道连接到更深的房间。 房间有不同的用途，例如食物和废物储存以及抚养幼崽。
研究人员预计，在采用大规模招募方式觅食的蚂蚁物种中，巢穴的入口室将比其他物种的巢穴中的入口室更大，因为这些空间需要允许更多数量的蚂蚁互动。 事实上，他们发现情况确实如此。
然而，科学家们还预计，与其他物种建造的巢穴相比，大规模招募觅食者的巢穴将具有更大的“网络密度”——这意味着巢穴之间的连接数量更多。 科学家们推断，更大的网络密度将有助于促进蚂蚁和资源在整个巢穴中的更多移动。
但研究表明，对于代表所有四种觅食策略的蚂蚁来说，网络密度相对较低——即使对于拥有数百个室的大型巢穴也是如此。 事实上，研究表明，在所有觅食策略中，拥有最多巢室的巢穴往往具有最低的网络密度。
研究人员在论文中写道，这一发现可能只是建筑的一个功能：房间之间的隧道太多可能会削弱巢穴的结构完整性，从而导致整个系统崩溃。
“蚂蚁必须在高度连接的巢穴的效率与建筑稳定性之间取得平衡，”平特-沃尔曼说。 “一方面，他们希望交通更快，但如果他们开始建立太多联系，巢穴就会崩溃。
作者
Sumber: 加州大学洛杉矶分校
