军蚁探秘：自杀螺旋的秘密

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据澳大利亚《悉尼先驱晨报》日报道，军蚁善于用身体搭建临时桥梁，极大地平衡了成本和效益问题，而科学家可以借鉴军蚁这项“集体智慧”，仿造特种机器人。
据报道，成群结队的勇猛军蚁以搭建身体桥梁著称，可以在数秒钟内快速拆桥和搭桥，这使得它们可以跨越很远的地方。悉尼大学里德教授（Chris Reid）与美国和德国的科学家们正在新泽西理工学院进行一项有关军蚁的合作研究。他们通过视频拍摄捕捉到和分析了军蚁搭桥画面。
报道说，他们的研究可以帮助工程师开发机器人系统，仿造特种机器人，在人类无法触及或危险地方，进行探索和救援工作。
参与研究的里德教授表示，军蚁可以用它们最快的速度通过未知或有潜在危险的地形。之前大家错误认为军蚁搭桥后保持相对静态的结构，其实军蚁会因地制宜调整它们的“桥梁”，改变位置寻找最佳捷径，随时扩大“桥面”，适应更大的蚂蚁交通流量。
据报道，11月24日，里德教授发表在《美国国家科学院院刊》的研究成果，详细描述了蚂蚁迁移身体桥梁的过程。他称，在藤条和树枝交叉地方游走的蚂蚁，通过搭桥缓缓向其他地方移动，创建捷径，逐渐增加“桥梁”的长度，不断添加新蚂蚁，在完成搭桥之前都保持悬挂半空的状态。他表示，尽管军蚁可以通过生物桥梁缩短游走时间，但是它们也要保证有足够数量的蚂蚁完成其他重要任务。当它们搭桥时，必须平衡成本和收益问题。
据悉，科学家的这系列发现对自组装系统的研发有所影响，如研发可变形的特殊材料和自调控的机器人族群等。这些系统都依赖于群体智能，一种建立在自组织系统集体行动上的人工智能。这些自组织系统是小型独立集合体自建的结构或模式，不存在中心控制体。自然界中的昆虫如蚂蚁和蜜蜂都是没有一致的中心控制体，整体的行动不是由个体决定。里德教授表示，这样使得群体比个体获得更大的信息量，科学家可以这些行为中获得很多灵感。
里德教授表示，过去大家总是使用单个又昂贵的机器人，而这些机器人团队行动却无法紧密结合，如果没有事先程序设定，就不能应对复杂多变的环境。目前蚂蚁的团队合作能力远超过最好的机器人。里德教授认为，成群的机器人执行类似于蚂蚁行动的命令，或将更好地适应复杂多变的环境。他称，一群仿造蚂蚁的机器人可以偶尔适当损失几个，对整体几乎无任何影响。曾经让单个又昂贵的机器人束手无策的损失，仿造的特种机器人都可以应对
行军蚁造桥的秘密
俗话说，逢山开路，遇水搭桥。亚马孙河流域的行军蚁特别善长在遇到障碍时用自己的身体搭桥。一个国际科研小组最近发现，这种蚂蚁桥的秘密可能会为开发未来智能机器人提供思路。
　　行军蚁喜欢群体生活，一般一个群体就有一二百万只。它们喜欢迁移，没有固定居所，习惯在行动中发现猎物。在遇到水洼等障碍物时，行军蚁能够将彼此的身体连接在一起，搭造一座桥梁，供蚂蚁大部队通过，以节省爬行距离。这种桥的搭建和拆解速度极快，可以按秒计算。
     
  
        
　　参与此次研究的悉尼大学昆虫行为与生态实验室的克里斯托弗·里德说，在研究蚁桥时，起初假定蚁桥一旦搭成，桥的两个终点位置会固定不变，而且桥本身相对静止。但观察后发现，蚁桥会根据行军蚁对外界情况的了解不断变化。蚁桥能够从最初搭建的位置缓慢移动，通过增加蚁桥中行军蚁的数量，延长桥的长度，不断缩短蚁群距目标地的距离。
　　但是，研究人员又发现，动态蚁桥并不总是能够实现最短路程，往往蚁桥延长到一定程度，参与搭建蚁桥的蚂蚁数量就不会继续增加了，桥的长度也停止增长。
　　研究人员认为，行军蚁在建桥过程中运用了运筹学方法。由于参与建桥的蚂蚁无法参与其他工作，当蚁群一旦发现延长桥梁所投入的蚂蚁数量与其他工作所需的蚂蚁数量失去平衡，它们就会停止投入更多的蚂蚁。
　　里德说，借鉴行军蚁的决策机制，研究人员可以设计出一套简易的智能机器人控制程序，未来能让机器人完成在危险环境下搭建移动桥梁等工作
凶猛军蚁“自杀螺旋”舞蹈之谜 天生没有视力
据国外媒体报道，研究人员近日发现大多数的蚂蚁可以使用眼睛进行导航，但是一些凶猛的军蚁则完全是没有视力，这会导致它们可能会迷惘而没有目的地一直绕圈子，陷入“自杀螺旋”，最后它们会筋疲力竭而死亡。这种现象被生物学家称为循环磨(circular mill)，是自然界中的最奇特的生物奇观之一，其作用机理非常简单，由于军蚁几乎不能用视力，那么就会寻找前面一只蚂蚁留下的气味等信息，这样越来越多的蚂蚁加入到这个队伍中，并形成一个巨大的螺旋形状。




陷入“自杀螺旋”的军蚁队伍





凶猛的军蚁

更重要的是，蚂蚁陷入“自杀螺旋”后并不会意识到这是一条不归路，一直打圈直到没力气走下去。自然界中存在的这个现象显然是比较残忍的，“强迫”着蚂蚁一直进行这种怪异的行为。而进行这样的实验只需要一个封闭的空间，比如一个植物盆栽就能让蚂蚁们进行没有目的地的“自杀螺旋”。
而世界上最大蚂蚁“循环磨”是美国科学家在南美森林中发现了一个直径达1200英尺的大圆圈，陷入如此大“自杀螺旋”的蚂蚁要在两个半小时的时间内完成。但是，当蚂蚁没有陷入“自杀螺旋”时，它们是动物世界中最有效的杀戮机器之一。在南美洲发现的巨大昆虫集群，每天捕食的猎物数量是巨大的。它们基本上可以吃掉任何没有防护能力、可移动的生物，这是因为它们的攻击能力是巨大的。
根据康奈尔大学昆虫学家肖恩·布雷迪（Sean Brady）介绍：通过对非洲生存的凶悍军蚁的研究，研究人员发现这些昆虫还有存在着一种奇怪的现象，它们在“行军”途中可以完全保持沉默。我们也可以通过丛林中其他生物的反应来判断军蚁的攻击性，当落入军蚁陷阱中的生物一旦能逃离出来，那么它们就会发出恐惧的叫声。而蚂蚁鸟则是从空中跟踪地面上蚂蚁的痕迹，并吃掉队伍后面残余的蚂蚁
     
  
        
行军蚁真的是大杀器吗
   流言： 行军蚁是最为可怕的昆虫，它们结成数以万计的大群，遇人杀人，遇佛杀佛，连豹子和蟒蛇都会被它们啃为白骨。
    首先，传说里的行军蚁是个什么样子？
    行军蚁的传说由来已久，1986年的《读者》（当时名为《读者文摘》）就登载过亚马孙河农场被“长达10千米，宽达5千米的褐色蚁群”袭击的故事，这个故事是摘选自1983年的《风采》杂志。该传说的衍生版本不计其数，盗墓小说鼻祖，天下霸唱的《鬼吹灯》中也有行军蚁的出场。载于1998年《奥秘》杂志上的故事，甚至讲到行军蚁生活在沙漠中，以黄金为食。
    首先声明，生物当然不能靠重金属单质获得能量，蚂蚁吃不了黄金，但关于蚂蚁、沙漠和黄金的传说古而有之。早在古希腊，作家希罗多德（Herodotus）在他的《历史》（The Histories）上，就记载了掘金蚁的传说。传说这种蚂蚁体型比狐狸还大，能挖出地下埋藏的金矿，印度人会骑着骆驼来偷它们的金子。然后掉头就跑，因为掘金蚁的速度之快举世无双。
    真相： 一些定居的蚂蚁（不是行军蚁，行军蚁的生活习性是很独特的，这一点下面还会讲到）会在蚁冢（土堆状的蚁窝）外面铺一些小石子，因为石子的导热效果比泥土好，可以起到取暖的作用，有时候蚂蚁的“石子太阳能取暖器”里会混着砂金。研究蚂蚁的泰斗级人物，美国生物学家威尔逊（Edward O. Wilson）认为，这可能就是掘金蚁传说的来源。也有人认为掘金蚁的原型是土拨鼠，它们挖洞时偶尔会带出地下的砂金。
    那么，真正的行军蚁又是个什么样子？
    昆虫学上的行军蚁（Army Ant）一词，是指多种集群觅食，没有固定巢穴的蚂蚁，它们分属蚁科（Formicidae）的三个家族：行军蚁亚科（Dorylinae）、双节行军蚁亚科（Aenictinae）和游蚁亚科（Ecitoninae）。
    美国昆虫学家戈特瓦尔（William Gotwald）认为这三类行军蚁虽然习性相似，却是条条大路通罗马，各有各自的祖先。行军蚁起源在非洲，双节行军蚁在亚洲，游蚁在美洲。
    然而2003年，另一名美国昆虫学家布拉迪（Sean G. Brady）研究了行军蚁的基因、形态和近期发现的蚂蚁化石，认为这三类行军蚁有一个共同的祖先，它们之间不是殊途同归，而是同路人的关系。行军蚁共同的老祖先可以追溯到白垩纪，那时美洲大陆与非洲大陆还是相连的，在1亿年前，随着两块陆地的分离，身在美洲的游蚁家族，就和其他两类同胞分开了。
    所有行军蚁都生活在热带。行军蚁和双节行军蚁在亚洲、非洲都有，游蚁则在美洲。它们最喜欢的栖息地是热带雨林，食物匮乏的沙漠里是没有行军蚁的。
    一种典型的行军蚁：布氏游蚁
     
  
        
    南美洲的布氏游蚁（学名 Eciton burchelli ），可能是我们了解最多的一种行军蚁。正如其名，行军蚁是一支总是在“行进”的“大军”，布氏游蚁没有固定的家，只在一个地方定居两三个星期，然后再花两三个星期迁往下一个地方。布氏游蚁的临时“军营”通常扎在树干上，蚂蚁们抱成团，把幼虫和蚁后保护在内。
    【图片1：布氏游蚁。较大的个体是兵蚁，图中其恐怖的大牙清晰可见。】
    天亮之后，布氏游蚁的大军就开始巡视森林了，它们排成几十米长的纵队离开巢穴，然后在纵队前端成树冠状散开，形成宽达15米的巨大扇形，像镰刀般收割丛林地面上的一切小动物。昆虫、蜘蛛、蝎子和蜈蚣都不能幸免，有时蜥蜴、蛇和雏鸟也会成为牺牲品。这些猎物不是当场吃掉，而是运回到“大后方”的“军营”里去。在干燥的天气里，这支大军行走和屠戮的声音人耳都听得见。
    许多种的蚂蚁都会派出单独的“侦察兵”来寻食，找到食物后再搬大部队来帮忙。但行军蚁无论侦察觅食，捕捉食物，还是带食回巢，总是结成浩浩荡荡的庞大军队。它们从来不会单独行动。
    一般来说，食肉动物的猎物都比自己小，但一群食肉动物集合起来，就可以制服比自己强大的猎物，狼和逆戟鲸（别名虎鲸，杀人鲸，英文名Killer Whale，学名 Orcinus orca ）都是如此，但狼群绝不会像布氏游蚁那样，形成如此恐怖的规模，每群布氏游蚁的“蚁口”在15-70万只之间，总重可达1千克。
    蚁后是蚁群的生殖器。一般蚂蚁的蚁后总在持续不停的产卵，可谓细水长流，但布氏游蚁的蚁后产起卵来像是钱塘江大潮。大军一旦在一个地方“驻扎”下来，她的卵巢就开始飞快地发育，膨胀得大腹便便，一周之后，她一口气产下10-30万粒卵，等这些卵孵化成幼虫，军队就拔营前往下一个地方。蚁后也停止产卵，恢复“产后辣妈”体型，去追随大部队，她有强健的腿，能走长路。
所有三个亚科的行军蚁，都具备布氏游蚁的三个特征：没有定居，集群觅食，蚁后拥有短时间大批产卵的能力和适于迁徙的体格；无一例外。其他一些种类的蚂蚁，可能会在某些方面类似行军蚁，但三个特征兼备的只有行军蚁。如切叶蚁亚科（Myrmicinae）的全异巨首蚁（学名 Pheidologeton diversus ），也会成群结队地剿杀昆虫，但全异巨首蚁经常在一个地方定居很久。
    那行军蚁到底有多可怕？
    这个世界上最强大的行军蚁，可能是生活在西非的威氏行军蚁（学名 Dorylus wilverthi ），它的蚁群规模可达200万-2000万只，蚁后一个月能产卵400万粒，这支大军的总重量达到20千克，觅食大军的纵队出发时，绵延近百米--没有像传说里那样长达10千米，不过也够可怕的了。
    【图片2：威氏行军蚁标本，最大的是兵蚁，其余是工蚁】
     
  
        
    美国传教士兼博物学家赛威芝（Thomas S. Savage，1804-1880）在1847年，发表过一篇恐怖而精彩的论文，描述威氏行军蚁是如何袭击民居的。它们长驱直入，与屋子里的“原住民”--老鼠、甲虫、蟑螂等--发动大战，也不放过人储藏的鲜肉和油脂，有时甚至关起来的家禽、猴子，圈里的猪，都会被活活咬死。
    哇噢！既然威氏行军蚁如此牛叉，吃个人应该没问题吧？但2007年的一次研究显示，威氏行军蚁90%的食物都是昆虫。原因很简单，虽然体型小可以靠数量来弥补，但步子小是没有办法的。单只蚂蚁每小时可以前进约100米，但整个蚁群要慢得多。威氏行军蚁大队的前进速度是每小时20米，相比之下，连树懒的时速都有1.9千米……你还害怕它们吗？
    虽然对昆虫甚至蜥蜴来说，行军蚁无异于死神下发的死刑令，但被行军蚁干掉的大型动物，多半是被人类关了禁闭，无路可逃的倒霉蛋。步子够大，或者速度够快的动物，都可以跟行军蚁泰然相处。在布氏游蚁大军前进时，蚁鸟科（Formicariidae）的多种小鸟，都会停栖在树干上，等着捕食被蚂蚁大部队惊飞的昆虫，有的蚁鸟甚至会以行军蚁为食。
    正如威尔逊在其著作《昆虫的社会》（The Insect Societies）中所说：“森林里任何一只能干的鼠类，更不用说人或大象，完全可以站在一旁，从容不迫地观察思考贴近地面发生的暴烈的行为--不是一种威胁，而是一种惊奇，这是世界上能够想象的，与哺乳动物不同的生物进化的最高境界！”
    结论：谣言破解 行军蚁并不是人挡杀人，佛挡杀佛的大杀器，虽然数量众多，但它们并不像传闻中所说的，能覆盖几公里，而且移动速度太慢，对于腿脚健全的人类和其它行动较快的动物来说，并没有杀伤力。