准确区分敌友对于蚂蚁来说至关重要:将入侵者误认为巢穴同伴——或反之——可能导致致命的混乱。
科学家长期以来观察到蚂蚁灵巧地穿梭于蚁群中,只攻击可能具有敌意的个体。新的研究证实了昆虫触角上的气味受体是如何成为这种选择性暴力的关键:没有它们,蚂蚁就会变成社交盲,并且不会攻击。
“目前的共识是蚂蚁之间的攻击行为遵循一个简单的规则:如果[一只蚂蚁]闻到与巢穴群体不同的气味,就会攻击,”这项新研究的共同作者、范德堡大学的生物学家劳伦斯·茨维贝尔说。但新的研究表明,事情并非那么简单。如果蚂蚁闻不到任何气味——甚至是不识别某种气味,它们也不会攻击。“相反,必须正确解码非巢穴同伴身上存在的精确信号,攻击行为才会发生,”茨维贝尔说。
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他和他的同事们在前人研究的基础上,确定了蚂蚁外骨骼上气味的混合物,以及从其他蚂蚁身上接收这些气味的嗅觉受体。新的研究发现,如果受体受到损害,蚂蚁将无法区分巢穴同伴和它们通常会攻击的入侵者;相反,它们变得温顺。研究人员在1月份的《实验生物学杂志》上报告了他们的发现。
在设计了一个微型决斗竞技场——一个带有塑料隔板的盘子——之后,科学家们化学操纵了来自相同和相邻蚁群的佛罗里达木匠蚁的嗅觉受体,要么阻断受体,要么过度刺激受体。当蚂蚁被放入竞技场并抬起隔板时,即使面对陌生者,受体受到破坏的蚂蚁也很温顺。“我们的研究清楚地表明,无论是缺乏任何气味,还是存在令人困惑的气味,都不足以引发蚂蚁的攻击性,”茨维贝尔说。
蚂蚁有超过 400 种嗅觉受体,茨维贝尔说,下一步是确定其中哪些受体必须正常工作才能解码敌人的气味。(对于这项研究,研究人员抑制或刺激了所有受体。)
德国弗莱堡大学的生物学家沃尔克·内林没有参与这项研究,他说这项研究也可能为其他关于动物如何相互识别的研究铺平道路。“我们几乎不了解蚂蚁最初是如何知道自己巢穴的气味的,”他说,“暂时干扰受体可能是一个解决这个问题的好方法。”