你是否曾經(jīng)注意到這個(gè)現(xiàn)象？家里出現(xiàn)一只螞蟻，很快整群螞蟻都搬進(jìn)來了；你設(shè)置了陷阱只捕獲了幾只螞蟻，但很快剩下的螞蟻就神秘地消失了。

現(xiàn)在，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了其背后的秘密：某些信號(hào)信息素，即螞蟻相互交流時(shí)發(fā)出的氣味標(biāo)記，會(huì)激活螞蟻大腦的特定部分并改變整個(gè)蟻群行為。相關(guān)研究6月14日發(fā)表于《細(xì)胞》。

(資料圖片僅供參考)

“人類并不是唯一擁有復(fù)雜社會(huì)和交流系統(tǒng)的動(dòng)物?！闭撐牡谝蛔髡摺⒙蹇朔评沾髮W(xué)的Taylor Hart說，“在進(jìn)化過程中，與其他昆蟲相比，螞蟻進(jìn)化出了極其復(fù)雜的嗅覺系統(tǒng)，這使得它們能夠使用許多不同類型的信息素進(jìn)行交流，這些信息素可能代表著不同的事情?！?/p>

這項(xiàng)研究表明，螞蟻大腦中有一個(gè)交流中心，與人腦相似。這個(gè)中心可以解讀來自其他螞蟻的報(bào)警信息素，或“危險(xiǎn)信號(hào)”。它們大腦的這一部分可能比蜜蜂等其他昆蟲更先進(jìn)。之前有研究表明，蜜蜂依靠大腦的許多不同部分來協(xié)調(diào)對(duì)單一信息素的反應(yīng)。

“螞蟻大腦中似乎有一個(gè)感覺中樞，所有能引起恐慌的警報(bào)信息素都會(huì)被輸入?！蓖ㄓ嵶髡摺⒙蹇朔评沾髮W(xué)的Daniel Kronauer說。

研究人員使用一種叫做GCaMP的工程蛋白掃描了暴露在危險(xiǎn)信號(hào)下的無性繁殖螞蟻的大腦活動(dòng)。GCaMP的工作原理是將自身附著在鈣離子上，鈣離子會(huì)隨著大腦活動(dòng)而爆發(fā)，由此產(chǎn)生的熒光化合物可以在高分辨率顯微鏡下被觀察到。

在進(jìn)行掃描時(shí)，研究人員注意到，只有一小部分螞蟻的大腦會(huì)對(duì)危險(xiǎn)信號(hào)做出反應(yīng)，但螞蟻仍然表現(xiàn)出即時(shí)和復(fù)雜的反應(yīng)行為。這些行為被稱為“恐慌反應(yīng)”，因?yàn)樗鼈儼ㄌ优?、撤離巢穴、將后代從巢穴轉(zhuǎn)移到更安全的地方等行為。

來自不同規(guī)模蟻群的螞蟻也使用不同的信息素來傳遞各種信息?！拔覀冋J(rèn)為，在野外，無性繁殖的螞蟻通常只有幾十到幾百只，通常情況下，這些小群體傾向于將恐慌反應(yīng)作為它們的警報(bào)行為，因?yàn)樗鼈兊闹饕繕?biāo)是逃跑和生存?！盚art說。

不管是什么蟻種，蟻群中的螞蟻都是根據(jù)等級(jí)和分工來劃分的，不同螞蟻的解剖結(jié)構(gòu)也略有不同。為此，研究人員選擇了畢氏粗角猛蟻，因?yàn)樗鼈円子诳刂?。他們使用雌性工蟻來確保一致性，以便更容易觀察到廣泛的模式。一旦研究人員對(duì)螞蟻等級(jí)、性別和分工之間的神經(jīng)差異有了更清晰了解，他們就能更好地理解不同螞蟻的大腦是如何處理同樣信號(hào)的。

“我們正在研究螞蟻勞動(dòng)分工，以便弄清為什么基因相同的個(gè)體在群體中承擔(dān)不同的任務(wù)，這種分工是如何進(jìn)行的?！盞ronauer說。

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http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.05.025

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