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蚂蚁也"懂"物理学 其觅食路径遵守光线折射定律

http://www.kexue.com 2013-04-19 11:56:35 腾讯科学  发表评论

蚂蚁懂物理学?其觅食路径遵守光线折射定律
一项最新的研究发现,蚂蚁穿过不同的表面时会选择耗时最短的路线,而不是距离最短的路线

  一项最新的研究发现,当火蚁穿过不同的表面时,它们会选择消耗时间最短的路线,而不是距离最短的路线。一束光线在两点之间传播会选择损耗时间最短的路线,即使它不是最短的距离,这一原理也被称作费马原理(或者最短时间原理)。比如说,设想一下一名救生员匆忙去拯救距离海岸一段距离的某个人,最快的方式就是先沿着海岸奔跑,以此来使她游泳所耗费的时间最短。

  研究中研究人在以色列收集了小火蚁的巢穴,它们是世界上最具侵略性到的100个物种之一。每一个巢穴都含有几千只工蚁和几只蚁后。这些蚂蚁被放置在围墙的角落中,蟑螂被作为食物源放置在对面的角落。为了到达蟑螂那里,蚂蚁们必须穿过一个被不同材料覆盖的觅食区域。研究人员发现,蚂蚁通过玻璃质材料的速度比通过其它材料更加迅速,而且在光滑表面爬行的速度也比粗糙表面更快。

  研究发现,在前往蟑螂食物的途中,蚂蚁们并未按照最直接的路线行进。相反的是它们曲折前进,更多的在更光滑的材料上爬行以此在最短的时间里到达食物处。研究人员得到结论,这些发现表明解释光传播的费马原理也适用于活体生物。研究的首席作者,雷根斯堡大学的Jan Oettler说道:“我们发现这项通则适用于那些依靠信息素交流而且进行社会合作的活体生物。”

  蚂蚁们依靠信息素的痕迹确定路线。研究人员声称,这种化学痕迹最初或许是随意的,但是久而久之就会集中形成最佳路线。长期以来科学家们都知道蚂蚁选择最短的几条路线到达食物源,以此来使爬行时间最小化或者节省能量。然而蚂蚁也有它们的局限性,在较短的距离上,蚂蚁在选择最快速的路线上做的并不好,这或许是因为在每个区域都有着更多信息素的原因。

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