螞蟻的交流

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引言

與獨居昆蟲相比，群居昆蟲在許多方面更具優勢。群體中的眾多個體增強了系統的運作，使工作更有條理和效率，並透過專門的交流方式分享食物資源的資訊。這有助於整個群體的覓食，在許多情況下，還能保留之前獎勵來源的記憶並選擇有利可圖的位置。

螞蟻的交流

群居昆蟲的覓食交流長期以來一直是研究的課題。在1880年代，**維多利亞時代的約翰·盧伯克**發現螞蟻利用氣味進行路線網路構建和覓食。他的同時代人**瓦斯曼**認為，螞蟻擁有一種複雜的語言，透過觸角敲擊進行編碼，類似於莫爾斯電碼。**卡爾·馮·弗裡施**因發現擺動舞作為交流旅行方向和食物來源距離的方法而於1973年獲得諾貝爾獎。

對螞蟻物種的研究發現，它們透過不同的腺體分泌化學物質，稱為**“資訊素”**。1962年，**威爾遜**在他的研究中發表，資訊素痕跡為組織工蟻覓食提供了正反饋和負反饋。一群螞蟻形成資訊素痕跡，並帶著採集的食物返回巢穴，隨著越來越多的工蟻參與到這個網路中，痕跡變得越來越強。當食物來源腐爛時，痕跡就會變弱。

專門從事此功能的螞蟻使用多個腺體分泌的多條資訊素痕跡，這提供了獎勵來源的長期記憶，併發出無獎勵或食物供應不足區域的禁止進入訊號。

螞蟻交流的型別

覓食交流

如果交流有助於巢穴夥伴高效覓食，那麼這種交流就會受到自然選擇的青睞。如果工蟻 A 幫助工蟻 B 採集更多食物，這與 A 為自己採集食物一樣好，因為食物將被餵給同一個巢穴的幼蟲。在某些情況下，許多群居昆蟲在沙漠螞蟻中沒有覓食資訊可以分享，它們採集死去的昆蟲，幾乎沒有或根本沒有資訊可以與它們的巢穴夥伴分享。

當食物資源體積較大，需要多個覓食者開採和取食時，交流非常有用。可再生的覓食地點，例如一群蚜蟲棲息並分泌蜜露的地點或花卉斑塊，可以成為向巢穴夥伴傳遞資訊的良好資訊。大多數螞蟻物種依賴於瞬態食物來源，這是一個動態且競爭激烈的環境，為群體快速獲取最佳食物提供了優勢。

螞蟻採用各種交流方法來幫助巢穴夥伴覓食，最簡單的方法是串聯奔跑，覓食者帶領一群招募的工蟻。招募的工蟻透過與首領的肢體接觸或資訊素訊號跟隨。利用資訊素痕跡進行移動被稱為群體覓食。這是透過以不同數量的資訊素形式向所有潛在覓食者廣播引導資訊來實現的。

多條資訊素痕跡

資訊素可以由不同的腺體分泌，例如杜氏腺、毒腺、胸腺、肛腺和足腺。與單一資訊素痕跡相比，單個螞蟻物種利用資訊素分泌進行路線網路構建非常複雜。

由於多資訊素在多次覓食中的作用，可以建立跟蹤記憶，並返回資源地點進行開採。非揮發性資訊素可以增強長期記憶，而揮發性資訊素僅允許快速做出食物選擇，並且可以快速忘記資源位置。據瞭解，突襲軍蟻使用快速作用、短暫的資訊素痕跡來協調它們的閃電突襲。

有時，資訊素會同時從毒腺和尾板腺分泌。螞蟻在攻擊獵物時會脫離路線，尾板腺的資訊素將其引導迴路線，有助於空間組織和系統的單向移動。

在**法老蟻**中，常見於人類居住區，發現了短期和長期資訊素痕跡。短期痕跡用於引導覓食者到達食物來源，而長期痕跡有助於組織覓食。

種姓特異性交流

勞動分工是群居昆蟲的一個顯著特徵。研究表明，螞蟻個體的專門化與資訊素痕跡有關。在法老蟻中，與食物基質接觸的工蟻可以檢測到長期資訊素。這些螞蟻被稱為尋路者，是覓食者群體中專門的亞種姓，有助於重建現有路線，將長期記憶轉化為易於檢測的訊號。這些覓食螞蟻的大小相同，但在某些情況下，資訊素痕跡的差異涉及不同的螞蟻大小。

在切葉蟻屬的 embolopyx 中，小型工蟻專門負責從毒腺鋪設路線，大型和小型工蟻都會跟隨覓食的資訊素痕跡。大型工蟻不分泌資訊素，但有助於運輸和防禦食物。

小型工蟻咬競爭對手的腿，而大型工蟻攻擊頭部。切葉蟻會分泌警報資訊素來嚇跑捕食者。不同大小的切葉蟻會分泌不同混合的警報資訊素，但工蟻種姓對其他工蟻的混合物反應不同。

多模態交流

除了化學交流外，覓食螞蟻還使用其他方式進行交流，並結合不同方式的訊號來促進覓食系統的組織和防禦。**切葉蟻**在沿著資訊素痕跡將樹葉運回巢穴時，會形成防禦覓食隊伍，透過基質傳播的振動或直接接觸。直接接觸是交流的儀式化動作，例如跳舞、擺動和抽搐。最常見的觸覺交流形式是相互觸角，在螞蟻沿路線相反方向通行時經常觀察到。

**聲音的使用**也可以用來發出警報，例如生活在大型樹棲巢穴中的 Camponotus senex，在輕微的物理干擾或二氧化碳的影響下，會透過在巢穴基質上敲擊腹部發出警報反應。這種警報會刺激其他螞蟻跟隨整個巢穴的群體。

為了傳達重複的資訊，多種資訊素、接觸、展示和聲音結合使用，例如在 Aphaenogaster albisetosus 中，透過摩擦腹部背板發出聲音來控制招募資訊素。當個體工蟻找到大型獵物（如死昆蟲）時，它會從毒腺釋放資訊素併發出聲音以吸引其他工蟻到該地點，其他工蟻進一步釋放資訊素，並形成反饋迴路，快速招募工蟻到獵物地點。

結論

螞蟻是群居昆蟲，擁有多種交流方式。一個螞蟻群體由成千上萬甚至數百萬只螞蟻生活在一個群體中組成；因此，一個協調的系統來尋找食物並保護自己免受入侵者和捕食者的侵害至關重要。因此，交流作為一種重要的工具，以同步的方式交換資訊，以減少不確定性並解決群體的營養需求。

常見問題

問題 1. 螞蟻之間會互相交流嗎？

答案。是的，它們透過分泌化學物質進行交流。

問題 2. 螞蟻能交流多長時間？

答案。它們可以透過超過一米長的資訊素痕跡進行交流。

問題 3. 螞蟻之間交流什麼？

答案。螞蟻之間會互相交流食物的位置。