[文章轉貼]蟻群大追蹤:工蟻會隨年齡轉換職涯

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■ 學者大量標記蟻群中的螞蟻,結果發現螞蟻會隨著年齡增長而負責不同的工作。

科學家在螞蟻身上標記後以電腦追蹤,發現工蟻會分成三類,分別負責不同職務,且職務會隨著年齡改變。 圖片來源:ALESSANDRO CRESPI

編譯 | 汪芃

蟻群中的工蟻外表看起來都一樣,因此想以肉眼追蹤牠們的移動和互動情形非常困難。有鑑於此,學者丹妮兒.莫爾許(Danielle Mersch)便率領研究同仁標記數個蟻群的全體工蟻,再以電腦追蹤監測。據研究團隊表示,他們已蒐集到史上最多的螞蟻互動資料。

這群瑞士洛桑大學(University of Lausanne)的生物學者發現,工蟻分成三個社會群體,專司不同職務,分別是照顧蟻后和新生螞蟻、清潔蟻窩以及覓食。三種工蟻在蟻窩中的活動範圍不同,且會隨著年齡增長,依序從一個群體進入下一個群體。這份研究成果已於四月十八日發表在《科學》(Science)雜誌中

亞利桑那大學(University of Arizona)的昆蟲學者安娜.多恩豪斯(Anna Dornhaus)表示:「這是劃時代的研究,他們蒐集的資料數量和詳細程度前所未有。最近已有不少學者開發各種自動追蹤動物行為的技術,而莫爾許的研究是頭幾個運用這些技術的實證研究。」

莫爾許的研究團隊在實驗室中飼養六個大黑蟻(Camponotus fellah)蟻群,並以紙標籤標記所有工蟻,標籤上都標有類似條碼的符號。每個蟻群由一百隻以上的螞蟻組成,棲息在扁平狀的空間中,上方有攝影機監測。電腦可自動辨識工蟻身上的標籤,並以每秒兩次的頻率記錄每隻工蟻的位置(見影片)。在四十一天的實驗期間,研究人員蒐集到超過二十四億次的讀數,並記錄了工蟻間的九百四十億次互動。

學者發現工蟻中約有百分之四十是養護蟻,幾乎一直待在蟻后和幼蟻身邊,而約百分之三十是覓食蟻,負責採集整個蟻窩所需的大部分食物,活動範圍集中在蟻窩入口處,至於剩下的則是清潔蟻,多在蟻窩的垃圾堆活動。

工蟻的職責依年齡改變,大致上最年輕的是養護蟻,再來是清潔蟻,覓食蟻則最老。蜜蜂中的工蜂也會依年齡調整職務,但這是第一份證實螞蟻也有類似現象的研究。

然而工蟻的職涯轉換並非涇渭分明。莫爾許說:「例如也會有一些比較老的養護蟻或比較年輕的覓食蟻。」

社會混合
研究團隊繪製出工蟻活動的熱區圖,顯示養護蟻和覓食蟻會緊守自己的團體成員,不會主動與其他類的工蟻互動,就算蟻窩入口和育幼室緊緊相鄰也一樣,相較之下,清潔蟻的活動範圍則大很多,遍及蟻窩四處,也會與另外兩種工蟻互動。莫爾許說:「大黑蟻其實可以在不到一分鐘的時間內穿越蟻窩,但即使在這麼簡化的空間中,牠們卻還是會在各自的地盤活動。」

這樣的組織或許大有好處,例如返巢的覓食蟻可以快速把食物位置告知其他覓食蟻,而不會打擾到整個蟻群,此外,覓食蟻少跟其他工蟻互動,也就不會把寄生蟲和疾病傳染給最重要的蟻后及幼蟻。

莫爾許接下來的計畫是研究上述假說是否為真,以及了解工蟻轉換職涯的原因。她指出:「說不定利用我們蒐集的工蟻活動和空間結構資料,就能根據工蟻當下的狀態推算出牠們未來的職務?」

麻州波士頓大學(Boston University)的行為生物學者詹姆斯.傳尼艾洛(James Traniello)則表示這份分析「傑出而縝密」,但他也指出,這份研究成果是否適用其他螞蟻品種還有待檢驗,另外在自然環境中情況也可能不同,因為年老的工蟻會在覓食過程中死在蟻窩外。然而傳尼艾洛也表示,莫爾許的監測技術也能觀察這些問題,此外他也希望莫爾許的技術能廣受採用。

蟻群的電腦追蹤影片
各色線條代表螞蟻一分鐘內的移動途徑(沒有線條則代表螞蟻未移動)。影片以五倍速度播放。

 

 影片請點我

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Ray:

由於體型大小的關係,螞蟻研究因此受限許多,但科技路續發展,對於螞蟻的研究能夠越來越仔細,透過這套攝影監控系統,能更仔細記錄並分析出看似無規律的螞蟻的行為,事實是它們並不會做出過度浪費體力的行為,並且一切都是非常有邏輯性的,每個個體都以同一目標去完成自己本分的工作,而那個目標就是存活下去、繁衍下去。

我希望更多人能夠投入於螞蟻研究,因為我深信著人類有太多需要向它們學習的地方。

 

文章出處:http://case.ntu.edu.tw/blog/?p=13100

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