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没有协调的建设:蚂蚁如何建造大型项目

发布于2019年2月2日晚上9:30
更新于2019年2月2日晚上10点

工程师。切叶蚂蚁在工作。 Shutterstock照片

工程师。 切叶蚂蚁在工作。 Shutterstock照片

法国巴黎 - 科学家于1月23日星期三声称,切叶蚂蚁建造了超高速公路,将食物和建筑材料转移数百米而没有相互通信,其结果可能会促使人们重新思考一些昆虫社区如何组织起来。

每个砍叶殖民地每年可以从森林地面开辟近3公里的小径,平均每小时投入11,000小时建造和维护它们。

人们一直认为,原产于南美洲和中美洲的蚂蚁通过相互沟通来组织大型项目,指派专家去除碎片并找回叶子物质。

但是,一个国际研究团队在调查自然界最令人印象深刻的工程师之一的行为时发现了惊人的发现。

作为整体计划的一部分,蚂蚁不仅没有将个别任务交流,而且似乎根本没有协调地管理大型基础设施项目。

换句话说:每只蚂蚁似乎都独自行动,解决环境问题,例如在遇到障碍物时将其排除。

西北大学电气工程和计算机科学系的Thomas Bochynek表示:“尽管有数千人参与基础设施的建设,但他们之间没有沟通或组织 - 大规模的觅食路径是觅食行为的副产品。”

“这是令人惊讶的,因为许多集体行为都是通过沟通来组织的,”他告诉法新社。

蚂蚁,蜜蜂和白蚁等社会性昆虫的行为通常被认为是由耻辱 - 自我组织通过个人之间的直接或间接交流来控制。

例如,蚂蚁长期以来一直被认为通过每只昆虫留下的信息素组织建筑项目,作为其他殖民地成员的一套指示。 但是后来有几项研究对这一理论产生了怀疑。

Bochynek和他的团队在实验室和自然界中监测了切叶蚂蚁的殖民地,看他们清除通过碎片的过境路径的速度以及在给定时间投入了多少蚂蚁。

他们还建立了一个计算机模型来假设一个典型的,随机的清除率,这是基于每个蚂蚁偶然遇到障碍物然后清除它的可能性。

如果蚂蚁在它们之间传达特定命令以清除特定阻塞,则移除速率会加快或减慢,这取决于它们是在聊天还是在一起工作。

但事实恰恰相反:随着时间的推移,团队发现被移除物体的数量几乎呈线性增长,这是蚂蚁协调的“莫名其妙”。

'最低复杂度'

一些集体行为 - 即使是长达一公里的蚂蚁公路 - 可以在没有任何沟通的情况下实现的观念相对较新,周三在英国皇家学会会刊B期刊上的研究给予了重视。

Bochynek说,这项研究可以指出简单,进化的节能原则:“如果你不需要沟通,不要!”

“它节省了执行行为的能量消耗,并减少了个体动物所需的复杂性,”他说。

尽管在时间上成本高昂,但清除路径已被证明对蚂蚁而言“能源便宜”,因为它大大降低了获取食物的未来成本。

Bochynek希望进一步探讨昆虫如何在没有任何明显指示的情况下最大化能源并开展大规模项目。

“生物学家和计算机科学家对这样一个事实印象深刻,即一个群体的复杂性可能来自简单的个体,因为它与我们自己的社会有很大不同,”他说。

“显示我们可以进一步降低个人所需的最低复杂程度,以便仍能看到复杂的群体行为,因此令人兴奋,并且我们认为这种线索清理示例更令人印象深刻。” - Rappler.com