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博主胡德良:邢台学院外语系英语教授,中国译协专家会员,河北省译协常务理事,邢台市译协副会长。爱好翻译,内容涉及宇宙探秘、医疗卫生、家庭保健、生命科学、能源科学、地球科学、环境科学、散文小说和纪实文学等领域。所译文章曾见于《光明日报》、《科技日报》、《健康时报》、《健康报》、《英语世界》、《英语知识》、《科技英语学习》、《科学之友》、《科学与文化》、《世界科学》、《生命世界》等全国各大报刊。博客特色:英汉对照、图文并茂,融趣味性、科学性、知识性为一体。

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蚂蚁有领导:搬运较大物体需统一掌舵协调(图)   

2015-08-04 07:05:58|  分类: 精品转载 |  标签: |举报 |字号 订阅

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蚂蚁有领导:搬运较大物体需统一掌舵协调(图) - 月亮飞船 - 欢迎光临月亮飞船的博客
 移动较大物体时,需要蚁群众多蚂蚁的通力协作。
蚂蚁有领导:搬运较大物体需统一掌舵协调(图) - 月亮飞船 - 欢迎光临月亮飞船的博客
 蚂蚁在搬运直径为16厘米的物体,但它们无法避开障碍。
蚂蚁有领导:搬运较大物体需统一掌舵协调(图) - 月亮飞船 - 欢迎光临月亮飞船的博客
 新蚂蚁加入到运输队伍中,可以带来新的信息。

  据国外媒体报道,“蚂蚁搬泰山”一词,用作褒义时通常用来比喻人多力量大,可以创造奇迹。字面上,该词固然有些夸张,但实际上众多蚂蚁齐心协力搬回体积较大食物的现象确实很常见。不过,一群蚂蚁虽然可以举起远超出自己体重的物体,但它们没有方向感。以色列科学家近日研究发现,蚁群之所以能够运回大块食物而没有迷失方向,关键在于它们拥有优秀的领导者掌控着前进的方向,协调蚁群实现完美的合作。

  以色列雷霍沃特威兹曼科学院物理学家奥费尔-费内尔曼研究团队选择了长角癫狂蚂蚁作为研究对象。长角癫狂蚂蚁是一种非常常见的蚂蚁物种,它们的名称来源于它们的前进方式,因为长角癫狂蚂蚁在前进过程中会频繁改变方向,而且明显是毫无目的地放弃原有路线。研究人员在蚁穴附近拍摄蚂蚁集体运回超大体积食物的过程,通过对视频内容的分析发现,蚁群中有一小部分成员负责侦察和指挥,并不时短暂地干预和掌控队伍的前进方向。研究人员表示,这些负责侦察和指挥的蚂蚁,拥有极佳的方向感和平衡能力,能够有效地协调整个蚁群的协作。科学家们的发现成果发表于《自然通讯》杂志之上。

  研究人员认为,长角癫狂蚂蚁的行为看起来毫无目的性,实际上它们拥有很好的协调性。费内尔曼解释说,“这个蚁群的协调性,来自于它们的领导者最大限度的敏感度。”这些蚂蚁中,有相当数量的个体自由散漫、行为古怪、飘忽不定。但是,在大约90%的时间里,它们都能够紧跟队伍,与其它蚂蚁一起向同一方向前进;而在剩下的10%时间里,它们的行为方式就如同其名字一样,四处癫狂。

  总体上来说,在蚂蚁运输队伍中,每一只蚂蚁都能够团结协作;但是,它们的古怪性格也让运输队伍存在一定的不稳定性。个别蚂蚁可能会离开队伍,也会有新的蚂蚁加入队伍。对于队伍方向的改变,领导者至关重要。费内尔曼认为,“领导者不需要自我介绍,也不需要比其它蚂蚁更强壮,它只需要引导正确的方向。在整个队伍中唯一的通讯方式就是它们通过搬运的物体感知力量。”“侦察兵”引导队伍的前进方向,掌舵者决定队伍前进的速度。

  费内尔曼研究团队选择了某些极端的环境来验证他们的发现成果,比如让蚁群搬运比它们通常所搬运物体大得多的物体。“如果要移动某个非常巨大的物体,可能需要更多的蚂蚁。每一只蚂蚁感知到的力量也越强大,因此所有蚂蚁都会有更加强烈的责任感,自己的行为必须要守规矩。”

在实验中,当蚂蚁面对直径8厘米甚至更大的16厘米硅盘时,它们放弃了自由散漫的方式,每一只蚂蚁都在向同一方向努力推动目标。硅盘在沿着笔直的线路顺畅地前进,除了遇到障碍物。费内尔曼解释说,当搬运目标大小适中时,如直径大约1厘米或刚好能够挤过蚁穴入口,蚂蚁运输队协作最顺畅。

  费内尔曼研究团队进行此项研究已有4年。“4年前,我的一名同事搬到了新寓所,发现那里有蚂蚁。有一次他发现猫食正在移动,原来蚂蚁在偷猫食。第二次,他将蚂蚁搬运食物的过程拍摄了下来,他的视频引起了我们的兴趣,开始了对蚂蚁搬运食物的研究。”

  英国布里斯托大学蚂蚁实验室负责人尼格尔-弗兰克斯教授表示,“当蚂蚁搬运巨大物体时,人们可能注意到,它们的秩序很乱,许多蚂蚁随机地加入到队伍中,也很自由地随时离开。此项研究表明,那些随机加入到队伍中的蚂蚁可能是被通知来的,而且指挥者知道物体运送的方向。它们的不断加入似乎也形成了一定程度的掌舵效果,保证物体大致保持着一定的方向。我认为,这一非常美好的发现可能有助于对自然历史的进一步认识。”(彬彬)

转自:http://tech.sina.com.cn/d/a/2015-08-03/doc-ifxfpcyu5026546.shtml

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