誰說螞蟻是二維生物?螞蟻是如何找到食物的?

有人說螞蟻生活在三維世界的二維生物,有感知二維世界的能力,這樣是在嘲諷這種小生靈渺小,完全是荒謬的,如果把一隻螞蟻放在紙上它也不會從邊緣掉下去,它們具有空間感知能力,二維生物是不存在的,因為它們不能具備生命基礎結構,人類在茫茫宇宙之中何嘗不是渺小的存在呢?視覺感知能力決定了你的世界觀。

地球萬物的生存都是極其不易的,對於人類和大型動物來說尋找食物很簡單,我們擁有巨大的頭腦,同時還有非常複雜的視覺系統,我們大腦的25%專註於視覺感知處理,並且人類在地形中擁有更高的視野來跨越障礙物。

而渺小的螞蟻在這個巨大的世界尋找食物卻十分困難,它們處在一個到處都是障礙的世界,簡單的大腦,尋找通往食物的有效路線是十分不易的,這也是螞蟻群體的智慧,通過它們擁有自己特殊的語言和溝通能力。其中的科學原理十分有趣,螞蟻是如何尋找食物的呢?

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螞蟻群在四處擴張尋覓食物,一開始它們並沒有獲得食物的位置信息。如果是人的話會偵查環境然後把這些信息帶回去,告訴其他人食物在哪裡。螞蟻隨機四處尋覓食物並標記路徑,這和人類有些相似。螞蟻「偵察兵」如何在發現食物回巢呢?回去然後怎麼通知其他螞蟻呢?這與一種叫「費洛蒙」(動物分泌的通過嗅覺傳遞的信息素)的化學物質有關。

為了不迷失家的方向,每一隻螞蟻在出發尋覓食物的時候都會在行走路徑下留下一條費洛蒙信息素,如圖所示淡紅色路徑。

當一隻螞蟻找到食物時,它可以沿著自己充滿信息素的足跡回到巢穴,這回去的途中它會釋放更多的費洛蒙信息素,這意思是告訴其他螞蟻它通過這條路徑尋找到了食物,大家快去搬回來。而其他尋找食物的螞蟻還在不斷徘徊。

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當其他螞蟻碰巧路過這條充滿費洛蒙的路徑時,會放棄自己的搜索行動,加入到這個路線,如果一隻螞蟻看到另一隻螞蟻的下顎是空的,它會沿著相反方向去尋找食物,然後叼著一小塊食物回巢。沿著這條路徑上繼續釋放費洛蒙,鋪設更多的信息素來加強路線。

但是如何決定最佳路徑呢?當然選擇最近的路,螞蟻喜歡追蹤信息素氣味最強的路徑,越短的距離被重複釋放費洛蒙的次數愈多,其他發現食物而繞遠路的螞蟻也會加入到這條捷徑上來。

隨著時間的推移,巢穴與食物之間的許多路徑都被探索,但是最短路徑上的氣味比其他路徑更加濃烈,因此它很快成為最流行的路徑,很快所有螞蟻都沿著這條路徑工作。

另外一個關於螞蟻的有趣設想:把一隻螞蟻放置在周長1米的圓上,它將一隻試圖把這個圓走一圈,每秒鐘這隻螞蟻繞著圓圈走1厘米,但同時圓周每秒增加1米,而這個螞蟻永遠不停的走,直到完成圓的第一個循環。

這隻螞蟻需要317 Decillion(Decillion在美國的用法中指1後面跟著33個0)年的時間才能走完這個不斷增長的圓圈!而這個圓比我們觀測到的宇宙大萬億億倍。

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