摘要: 一隊隊的小不點(diǎn)螞蟻有條不紊地爬動，偶爾單獨(dú)的一只會充滿信心地從一個地方走到另一個地方，常常引得蹲在一旁的孩童靜靜觀看。 往往最吸引小孩子的，就是成群結(jié)隊的螞蟻有組織有紀(jì)律的搬家。螞蟻種類千差萬別，有的成幾十萬只住在一起，也有數(shù)百只就自成體系的。學(xué)名叫做Lep...
一隊隊的小不點(diǎn)螞蟻有條不紊地爬動，偶爾單獨(dú)的一只會充滿信心地從一個地方走到另一個地方，常常引得蹲在一旁的孩童靜靜觀看。
往往最吸引小孩子的，就是成群結(jié)隊的螞蟻有組織有紀(jì)律的搬家。螞蟻種類千差萬別，有的成幾十萬只住在一起，也有數(shù)百只就自成體系的。學(xué)名叫做Leptothorax albipennis（下文簡稱L. albipennis）就是小規(guī)模群體螞蟻的代表，而這篇小文，則著重介紹這種螞蟻搬家的方式。
雖然社會結(jié)構(gòu)很原始，但是這個螞蟻群體也有著驚人的能力，比如它們常常能夠在幾個新的居住地點(diǎn)中選出質(zhì)量好的一個，然后全體螞蟻都搬到這個“新家”。它們是如何有這種驚人的能力的呢？
科學(xué)家先在實驗室中觀察了這種螞蟻搬家過程。畢竟這種過程在實驗室中容易精確控制，雖然在這種環(huán)境中，螞蟻的表現(xiàn)可能與在自然環(huán)境中表現(xiàn)不一樣了。不過，生物學(xué)家仍可以通過野外實驗（field experiments）來進(jìn)一步搞清楚動物的行為規(guī)律。
因為L. albipennis群體規(guī)模小，研究人員可以用一個下午的“愉快時光”把一個群體中的上百個螞蟻逐個地標(biāo)記，以此看清每個個體在這場表演中的行為。
科學(xué)家們在實驗臺上對稱的兩個地方設(shè)置了兩個居住地點(diǎn)，一個好，一個差，然后毀壞掉螞蟻們的“老家”，看他們?nèi)绾芜x擇新的居住點(diǎn)。
觀察結(jié)果顯示，整個搬家過程經(jīng)過了四個階段，首先是所謂的“搜索”階段，在這個階段中，會有幾只或十幾只負(fù)責(zé)偵察的螞蟻開始在環(huán)境四周搜尋合適的居住點(diǎn)。
其次是“評估”階段，當(dāng)偵察的螞蟻發(fā)現(xiàn)了一個新的居住點(diǎn)，會根據(jù)其質(zhì)量對其評估?？梢杂^察到好的居住點(diǎn)所花費(fèi)的評估時間較短，而且在接下來的階段中，這些螞蟻會更賣力地宣傳這個點(diǎn)。對于較差的居住點(diǎn)，螞蟻的評估時間較長，而且其后的宣傳中，也沒有那么賣力。
下一個階段則是被稱為“跟從”的階段，即發(fā)現(xiàn)了某一個新居住點(diǎn)的螞蟻會返回老巢中，吸引另外一只螞蟻，讓其緊緊地跟在后面，這樣一直跟隨到新的居住點(diǎn)。這只被招募的螞蟻也會對新家作一個評估，然后開始它自己的招募過程。在上述過程中，大概只有占整個群體1/3的活躍螞蟻外出活動，還有2/3的螞蟻是不活躍的螞蟻，在老巢中坐等。
最后一個階段被稱為輸運(yùn)階段，活躍的螞蟻開始把這些不活躍的螞蟻直接背到某一個新家中，相比“跟從”的招募方法來說，效率大大提高，很快就可以完成搬家的過程。
然而，這些過程階段的劃分并非對所有螞蟻都一致，比如有的螞蟻進(jìn)入第四個輸運(yùn)階段了，有的螞蟻還處于第三個或者第二個階段。而且，在第四個階段，還有部分螞蟻出現(xiàn)了反向的“跟從”行為，即這些螞蟻會招募到某一個巢穴中的螞蟻，把它們引到老巢中。
不過令研究人員不理解的是，這些螞蟻群體往往可以作出一個正確的選擇，大約5次里面有4次，群體全部最終選擇了條件好的新家。這是為什么呢？
事實上，研究進(jìn)行到這個階段，科學(xué)家就需要提出一些假說、理論或者模型來幫助他們理解這種行為了。
研究人員針對這個過程提出了一個“閾值響應(yīng)”的機(jī)制（Quorum response）：即在跟從階段，螞蟻不斷地衡量在某一個新家中同伴的數(shù)量，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)量超過了某個值，這些活躍的螞蟻馬上開始了高效率的輸運(yùn)過程，開始把蟻群中其他不活躍的同伴直接搬運(yùn)到這個巢穴。
正因為在好的巢穴中往往會有更多的被招募的螞蟻，所以螞蟻群體根據(jù)這個機(jī)制，最終會選擇較好的巢穴。
根據(jù)這個模型，可以在計算機(jī)上繪制出螞蟻搬家的圖像。通過與實驗中描繪的螞蟻搬家圖像比較，研究人員發(fā)現(xiàn)這兩幅圖像非?！跋嗨啤薄Ｑ芯咳藛T推測這種閾值響應(yīng)機(jī)制大概在螞蟻搬家過程中起了重要的作用。
在這里，確實有主觀的因素進(jìn)入到了科學(xué)研究中，理論與實驗的吻合在很大程度上是定性的，依靠人判斷的相似性。
畢竟，螞蟻搬家是一個比較復(fù)雜的過程。而要描述這個復(fù)雜的過程，雖然理論上可以提出一些關(guān)鍵的機(jī)制，然后根據(jù)這個機(jī)制建立模型，但理論或者模型與實驗的比較卻再不能像簡單體系的物理實驗?zāi)菢?，達(dá)到“小數(shù)點(diǎn)后的十幾位”。
也許，螞蟻搬家的時候，它們不會料到，有那么多小孩子，甚至許許多多研究人員正在如此關(guān)注它們，思考它們。
作者：胡鋒
