编辑推荐:
研究人员探究入侵黄疯蚁(Anoplolepis gracilipes)协作运输行为,发现其受多种因素影响,该成果意义重大。
在奇妙的昆虫世界里,蚂蚁虽小,却蕴含着巨大的奥秘。觅食行为对所有动物而言都至关重要,它关乎生存与繁衍,而蚂蚁作为社会性昆虫,在觅食策略上更是独具匠心。一些蚂蚁进化出了协作运输(cooperative transport)行为,即多个个体共同努力搬运单个物品,这一行为能让它们更高效地获取资源,减少被竞争对手抢夺食物的风险。然而,目前仍有诸多谜团尚未解开。比如,为何有些蚂蚁物种会进行协作运输,且不同物种间协作运输的效率差异显著;蚂蚁在协作运输过程中,是如何决策和协调的;种间竞争的压力是否会影响蚂蚁的觅食和协作运输行为等。
为了深入探索这些问题,来自德国美因茨约翰内斯?古腾堡大学(Johannes Gutenberg University)和西班牙马德里自治大学(Universidad Autónoma de Madrid)的研究人员,对入侵物种黄疯蚁(Anoplolepis gracilipes)展开了研究。相关成果发表在《Insectes Sociaux》杂志上。
研究人员主要采用了 Y 迷宫实验、行为观察和统计分析等技术方法。他们从泰国采集黄疯蚁的亲代群体,在实验室条件下饲养子代群体。实验中,利用 Y 迷宫模拟黄疯蚁的树栖环境,在迷宫不同臂设置不同的化学线索(同窝蚂蚁足迹、竞争物种长足捷蚁 Diacamma rugosum 足迹或无足迹),并提供不同重量的蟑螂作为食物奖励,通过视频记录和数据统计分析蚂蚁的行为。
研究结果如下:
- 协作运输行为描述:黄疯蚁成功将蟑螂从 Y 迷宫臂端运输到巢穴的成功率为 66.7%,失败原因多为导航失误。参与运输的蚂蚁数量随猎物重量和群体大小增加而增多,但启动运输的决策不受群体大小影响。进一步分析发现,参与协作运输的蚂蚁数量与运输群体大小呈非线性关系,当运输群体达到 4 只蚂蚁时,似乎达到饱和点。运输过程中,蚂蚁参与率逐渐上升,运输群体动态性增强,且在较大群体中更明显,但与运输结果无关。蚂蚁在运输时,多沿蟑螂体长方向拖拽,且头部朝向巢穴,第一只蚂蚁多从蟑螂头部或触角处开始拖拽,第二只蚂蚁优先在头部或第一胸节位置加入,且多数情况下,第一只蚂蚁负载静止时第二只蚂蚁加入。运输速度随负载重量增加而降低,随参与蚂蚁数量增加而加快,群体大小对运输速度影响不显著。运输成功概率随参与蚂蚁数量增加而增加,随负载重量增加而降低。
- 种间足迹对觅食的影响:黄疯蚁在有长足捷蚁足迹的 Y 迷宫中,未表现出对特定气味臂的偏好,在不同化学线索条件下,访问各臂的蚂蚁数量和搬运物品数量均无显著差异,这表明黄疯蚁不会根据这些化学线索调节觅食行为。
研究结论与讨论:本研究首次详细阐述了黄疯蚁的协作运输行为。蚂蚁能根据负载重量调整参与运输的工蚁数量,体现了基于任务难度的适应性劳动分配。较大的运输群体更高效,成功运输概率更高、速度更快,但无法完全抵消猎物重量的负面影响。黄疯蚁的协作运输属于协调环绕运输类别,运输失败多因导航失败,而非劳动力不足。此外,黄疯蚁在面对种间竞争线索时,未改变觅食或运输行为,这可能与它们未感知到足迹或感知到但未产生反应有关。未来研究可聚焦于运输群体稳定性的机制,探究蚂蚁加入或离开运输群体的规则,以及如何克服导航失败等问题。同时,还需进一步研究黄疯蚁在更高浓度化学线索或真实竞争环境下的行为反应,以揭示其作为入侵物种的资源垄断和排挤本地物种的机制。这一研究为深入理解蚂蚁的社会行为和入侵物种的生态适应性提供了重要依据,有助于制定更有效的入侵物种管理策略。