人不如蚁,蚂蚁修建数百米“高速公路”原来完全不需要协调管理

蚂蚁是一种很神奇的生物,曾经有科学家断言,人类如果从地球上灭绝,最有可能统治地球的便是这些小玩意儿。相比而言,蟑螂和老鼠只能成为某些肉食蚂蚁的食物而已。

人不如蚁,蚂蚁修建数百米“高速公路”原来完全不需要协调管理

有一种特殊的蚂蚁叫做切叶蚁,每个切叶蚁群每年可以在森林地面上划出近3公里的小径,并且平均花费1.1万小时来建造和维护这些小径。科学家于本周三称,切叶蚁能在数百米的距离内修建高速公路,在不与其他蚂蚁交流的情况下运送食物和建筑材料。这一发现可能会促使人们重新思考某些昆虫群落是如何组织起来的。

长期以来,人们一直认为,这种原产于南美洲和中美洲的蚂蚁,通过相互沟通、指派专家清除残骸和回收树叶物质,来组织大型项目。但是一个由国际研究人员组成的团队在调查他们的行为时,却有了一个惊人的发现。

人不如蚁,蚂蚁修建数百米“高速公路”原来完全不需要协调管理

与将单个任务作为整体计划的一部分进行通信不同,蚂蚁似乎根本不需要协调就可以管理大型基础设施项目。

换句话说:每只蚂蚁似乎都是单独行动,解决遇到的环境问题,比如清除障碍物。

美国西北大学电子工程与计算机科学系的托马斯•波切尼克说:“尽管有成千上万的人参与了基础设施的建设,但他们之间既没有交流,也没有组织。这是令人惊讶的,因为许多集体行为都是通过交流来组织的,”

例如,长期以来,人们一直认为蚂蚁通过每只昆虫留下的信息来组织建筑项目,作为对其他蚁群成员的一套指令。但此后的几项研究对这一理论提出了质疑。

博奇尼克和他的团队在实验室和自然界中对切叶蚁群进行了监测,以了解它们在碎片中清除过境路径的速度,以及在给定的时间内有多少只蚂蚁进入。

他们还建立了一个计算机模型,根据每只蚂蚁偶然遇到障碍物并清除障碍物的可能性,来假设一个典型的随机清除率。

人不如蚁,蚂蚁修建数百米“高速公路”原来完全不需要协调管理

如果蚂蚁是用特定的命令来清除特定的障碍物,清除速度会加快。但事实正好相反:研究小组发现,随着时间的推移,蚂蚁在不进行交流的情况下,被移走的物体数量几乎呈线性增长。

一些集体行为在没有任何交流的情况下也能实现的想法是相对较新的,周三发表在《英国皇家学会学报B辑》上的研究也为这种想法提供了支持。博奇尼克说,这项研究可以指出一个简单的、渐进的节能原则:“如果你不需要交流,就不要!”

他说:“这种方法节省了动物完成这种行为的能量消耗,降低了个体所需的复杂性。”

除此以外,博奇尼克该还希望进一步研究昆虫如何在没有任何明显指示的情况下将能量最大化和进行大型项目。

他说:“生物学家和计算机科学家对这样一个事实印象深刻:一个群体的复杂性可以来自简单的个体,因为它与我们自己的社会如此不同。因此,证明我们可以进一步降低个体观察复杂群体行为所需的最低复杂性,这是令人兴奋的。”

人不如蚁,蚂蚁修建数百米“高速公路”原来完全不需要协调管理


分享到:


相關文章: