沙漠蚂蚁是怎样导航的?
| 信鸽爱好者常常为赛鸽怎样找回家的，而犯难。因为人不会飞，也就无法跟踪天上的鸽子。我们研究信鸽的导航系统，必备的科学手段在哪里？如果借助飞机侦察飞鸽的行踪，其代价一般科研机构是承担不起的。更何况，科研部门不会考虑为研究鸽子导航而立项。那么，千里之外的鸽子是凭什么功能搜索飞行方向的呢？我认为，拿不出科学实验的资料，而确有某些人日夜地猜想，我们暂时称其为“空想主义者”。 德国当代最负盛名的动物行为学家和动物题材作家维托思.德吕舍尔，他的《死亡地带的余生--沙漠蚂蚁对炼狱般高温的适应性》这篇纪实文章，给了我们很大的启发。最起码，他那忠实的科学态度和严谨的科学方法值得我们去好好学习。在这里，我摘引了《死亡地带的余生》的主要段落，并转载如下： “一个沙漠蚂蚁的社会有几百个成员，它们生活在一个地下迷宫般的巢穴里。蚁穴通向地面的出口是一个仅米粒大小的小眼。从这个小眼里每天有300多只‘拣破烂’的蚂蚁向各个方向出发。每只蚂蚁搜寻的范围大约以穴口为圆心，角度为1度，长度为200米的扇形空间，日复一日，年复一年，每天走的都是同一线路。由此计算，一个蚂蚁大家庭每天搜寻的范围大约是10万平方米，如此大的地域每天都被它们仔细地‘侦察’一遍，无论什么样的昆虫尸体也不会错漏了。如果找到的食物在200毫克以下，一只蚂蚁可以在没有同伴的帮助之下扛起就跑。要知道，这个重量可是它们体重的10倍啊！大一些的猎物就只能靠大家共同努力了。蚂蚁最大的本领是在没有任何地标的沙漠里将毫不耽搁地找回家。如没有这一专长，那它们也只能在被烤干了体内的水份之后暴尸野外了。一只蚂蚁的视野大约是她身长的两倍，也就是2厘米左右，但这并不影响它们认路回家，尽管它们无法像其它‘非沙漠居民’总是排放一些自己的体味作为识别的标记，也无法以任何外界目标作为路标。那我们就研究一下沙漠蚂蚁是如何在200米以外的地方总能找回家的路的吧。” “苏黎世大学感官生理学教授威纳尔的研究成果表明，沙漠蚂蚁的体内有一部矢量导航仪。简单来说，蚂蚁是这样确定方向的：虽然表面上蚂蚁以极快的速度随意向前运动，但仔细观察下，发现它们的行进线路是一个‘之’字形的曲线。就像航船中的导航设备在每一个航向变更之后都需要重新确定方位一样。蚂蚁也必须做同样的事情，才不至于迷失方向。蚂蚁的复眼实际上担负着接受阳光、确定方位的任务。每一次运动，每一次方向的变更之后，光线都被复眼中的许多单眼接收。这时，蚂蚁针头大的脑袋里，一台‘微电脑’开始启动，精确地按矢量计算规则计算着方向与时间带来的信息，这些信息包含了蚂蚁刚刚走过的路程中的所有数据。就这样，蚂蚁可以每时每刻确切地知道它们所处的方位，知道它们是否已经越过了自己的搜索范围，是否到了同事的工作场地上。在转身回头时，蚂蚁体内的‘计算机’只需将所有的方向变化180度。于是，蚁穴在哪里，对它们来说不再是一个问题，它们甚至于不用再像去的时候那样走‘之’字路，而是径直向家里奔去。这一切的计算是不经过任何思考的，因为蚂蚁没有在学校里学习过这些复杂的计算方法。这项特殊本领完全是本能的反应。尽管有这么‘先进’的导航系统，蚂蚁也有找不着蚁穴的可能性，这种情况一般是发生在有狂风或路上出现障碍物的情况下。这时，它们往往与穴眼仅仅一毫厘之差擦肩而过，它们体内的一个以厘米为单位的‘里程表’，也许是‘体能损耗监视器’或是‘计步器’之类，会马上发出警告，它们便立即停下脚步。像我们人类在迷路时那样，朝每个方向去碰运气，就会消耗太多的时间。体力是决定性的因素。这时蚂蚁并不束手待毙，而是启动‘大脑’中的另一部‘电脑’，按概率计算方法结合当时的风向与风速或障碍物的状况细微地更正先前的误算，最后给出向左或向右变更路线的命令。蚂蚁也十分驯服地按照‘计算结果’，调整路线，这样常常一下子找到了‘家门’。按同样原理设计出来的计算机控制系统，自1985年起就已被美国海岸护卫队在搜索沉船的救援飞机上投入使用。” 读完这两大段文字后，朋友你是怎么想的？请给我留言，好吗？ |