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蚂蚁集体携带大型物体其方式类似于在流体中移动的自驱动粒子

2023-10-11 16:12:16 来源: 用户: 

以色列魏茨曼科学研究所的一组物理学家发现,当某种物种的蚂蚁集体携带一个大物体时,它们会模仿在液体中移动的自驱动粒子。在他们发表在开放获取期刊《PRXLife》上的论文中,该小组描述了他们对长角副足蚁(Paratrechinalongicornis)行为的研究,这种蚂蚁以集体携带大型食物到巢穴而闻名。

当合作物种的蚂蚁遇到食物时,它们会通过产生信息素痕迹来寻求帮助。其他蚂蚁沿着踪迹在该地点汇合。一旦足够多的蚂蚁到达,它们就会用嘴抓住物品(通常是一片叶子)。前面的蚂蚁拉着,带领着其他蚂蚁朝巢穴的方向走去。后面的人不仅会推动,还会举起,以减少摩擦,从而减少团队浪费的能量。

先前的研究还表明,在这样的旅程开始时,每只蚂蚁都会开始拉动它们认为是巢穴的方向,其中许多蚂蚁都是错误的。于是,他们就进行了几秒钟的拔河比赛。最终,群体心态盛行,蚂蚁们都跟随领导者,把食物一路带回巢穴。人们还注意到,在旅途中,蚂蚁会因为疲倦而消失,并被更新鲜的蚂蚁所取代。

在这项新的研究中,研究小组对蚂蚁搬运货物时进行了更集体的观察。他们在不同大小的齿轮上涂上猫粮作为食物来源,然后拍摄所研究的蚂蚁聚集在食物来源周围、捡起食物然后带回家的动作。

在多次旅行中,研究人员发现,蚂蚁的行为与朗之万方程所描述的自驱动粒子在液体中移动时的行为非常相似。他们认为反之亦然——自驱动粒子的行为可以作为表征相互作用的个体系统的行为的模型。

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