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研究发现蚂蚁觅食路径遵守光线折射定律

科普小知识2022-07-10 21:44:31
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一项新的研究发现,当火蚁穿越不同的表面时,它们会选择时间最短而不是距离最短的路线。在两点之间传播的光束会选择损失时间最短的路线,即使它不是最短的距离,这个原理也被称为费马原理(或最短时间原理)。例如,想象一名救生员在离海岸一段距离的地方匆忙救人。最快的方法是先沿着海岸跑,这样可以减少她游泳的时间。

一项新的研究发现,蚂蚁在穿越不同的表面时会选择最短的路线,而不是最短的路线。研究人员在以色列收集了小火蚁的巢穴,以色列是世界上100个最具侵略性的物种之一。每一个巢穴都有成千上万的工蚁和蚁后。这些蚂蚁被放在墙的角落,蟑螂被放在对面的角落作为食物来源。为了接近蟑螂,蚂蚁必须穿过覆盖着不同材料的觅食区域。研究人员发现,蚂蚁穿过玻璃材料的速度比穿过其他材料的速度快,在光滑表面上爬行的速度比在粗糙表面上快。

研究发现蚂蚁在寻找蟑螂食物的过程中并没有遵循最直接的路线。相反,它们会在更光滑的材料上蜿蜒爬行,以便在最短的时间内到达食物。研究人员得出结论,这些发现表明费马原理解释了光的传播,也适用于生物。这项研究的主要作者,雷根斯堡大学的简·奥特勒说:“我们发现这一普遍规律适用于依赖信息素交流和社会合作的生物。”

蚂蚁依靠信息素痕迹来确定它们的路线。研究人员声称,这种化学痕迹起初可能是随机的,但随着时间的推移,它会集中形成最佳路线。科学家早就知道,蚂蚁选择最短的路线到达食物来源,以减少爬行时间或节省能源。然而,蚂蚁也有它们的局限性。在短距离内,蚂蚁不能很好地选择最快的路线,也许是因为每个区域都有更多的信息素。(路人/编译器)

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