序 ?言

螞蟻在我們的日常生活中隨處可見，路邊的草叢里、樹林里甚至是房間里，隨處可見螞蟻成群結(jié)對(duì)，忙忙碌碌、懵懵懂懂的嬌小身影。對(duì)于步入中年的大多數(shù)80后的小伙伴們來(lái)說(shuō)，童年時(shí)光里肯定少不了螞蟻的陪伴——螞蟻洞里灌水、破壞螞蟻巢穴或者靜靜的觀察螞蟻來(lái)來(lái)回回搬運(yùn)食物等，都給童年生活平添了無(wú)窮的樂(lè)趣。

在這個(gè)過(guò)程中，不知道大家有沒有注意到螞蟻行為的特征，比如：走路會(huì)東張西望、搖頭晃腦的，如果將手指靜止放在它的面前，它有時(shí)會(huì)順著手指爬行，而不是繞路而行。那螞蟻這種行為特征的表現(xiàn)原因是什么呢？今天小編就帶大家一起來(lái)看看螞蟻的世界~

一、螞蟻樣品的選擇

小編和小伙伴在實(shí)驗(yàn)室外面的草叢里捉到了幾只勤勞、活潑的螞蟻，然后將其放在裝有酒精的EP管里，不到2分鐘螞蟻就蜷縮、醉倒了。將醉倒的螞蟻取出，用濾紙將酒精吸干，然后利用導(dǎo)電膠將螞蟻粘在樣品樁上。

二、掃描電鏡下的螞蟻

采用蔡司EVO MA系列的低真空模式，我們對(duì)多只螞蟻進(jìn)行了觀察?？梢钥闯霰M管大小有所差異，其結(jié)構(gòu)都是類似的，由頭、胸、腹三部分組成，頭部有兩個(gè)觸角，眼睛長(zhǎng)在頭顱兩側(cè)，下方有兩顆彎曲的牙齒。共有6條腿，每條腿由粗細(xì)不同的四節(jié)組成，同時(shí)身體表面有大量柔毛。接下來(lái)，小編就帶領(lǐng)大家依次來(lái)細(xì)致觀察螞蟻的功能部位——眼睛和觸角~

三、掃描電鏡下螞蟻的眼睛

對(duì)眼睛進(jìn)行放大，我們可以看到它是由大量單眼組成的復(fù)眼，且其表面含有一些細(xì)長(zhǎng)的絨毛，稱為感應(yīng)毛（sensory hair），對(duì)于雌雄螞蟻來(lái)說(shuō)，其感應(yīng)毛的長(zhǎng)度是不同的，雄性螞蟻的感應(yīng)毛比較短，大約為17-25μm，而雌性螞蟻的感應(yīng)毛大約為17-90μm，以此為依據(jù)，我們可以辨別雌、雄螞蟻，不幸的是，小編此次捕獲的螞蟻均為雄性。盡管螞蟻的復(fù)眼由大量單眼組成，但是螞蟻的視野卻只有3度，視力也只有人類平均視力的十分之一。原因是人類的眼睛是長(zhǎng)在頭顱內(nèi)的，但是螞蟻的眼睛卻被自然界放在了頭部的突出部分，幾乎不能移動(dòng)，有點(diǎn)類似于車燈。所以對(duì)于螞蟻來(lái)說(shuō)，面對(duì)物體時(shí)，只存在面對(duì)面看到或者視而不見。但是如果物體靜止不動(dòng)的話，它的眼睛依然接收不到刺激，所以這就解釋了為什么當(dāng)我們長(zhǎng)時(shí)間靜止不動(dòng)時(shí)，螞蟻會(huì)沒有目的性的跑到身上來(lái)。

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四、掃描電鏡下螞蟻的觸角

看完了眼睛以及如何分辨雌雄之后呢，接下來(lái)，小編帶領(lǐng)大家一起探究螞蟻的觸角。大家應(yīng)該都觀察過(guò)，螞蟻?zhàn)呗返臉幼宇愃朴诿と耍|角就相當(dāng)于盲人手里的竹竿，每走一步，都要像盲人一樣，用觸角不斷敲擊地面，來(lái)探究前面的道路。螞蟻的觸角除了有觸覺作用外——探明前面物體的輪廓、形態(tài)以及硬度等，還有一個(gè)重要作用——嗅覺，即通過(guò)聞味道來(lái)記路，其表面的軟毛及孔洞含有吸收氣味的細(xì)胞，可以幫助吸收氣味。同時(shí)螞蟻在走路時(shí)，會(huì)從腹部和腿上分泌帶有特殊氣味的化學(xué)物質(zhì)——信息素，留下痕跡。其他螞蟻會(huì)依據(jù)此信息，逐漸聚集到這條路徑上來(lái)，但是螞蟻也有喜歡創(chuàng)新的，他們也會(huì)發(fā)現(xiàn)更短的路徑，這樣，整個(gè)蟻群通過(guò)這種信息素進(jìn)行相互協(xié)作，形成正反饋，從而使多個(gè)路徑上的螞蟻都逐漸聚集到最短的那條路徑上。

不過(guò)，最近的研究，還表明如果氣味導(dǎo)航失效了，那螞蟻還有一種定位功能叫做“紫外線導(dǎo)航”。它是依靠太陽(yáng)的位置，利用天空偏振光來(lái)導(dǎo)航?？茖W(xué)家曾做過(guò)類似的實(shí)驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)沙漠中的螞蟻，離開巢穴時(shí)，會(huì)彎彎曲曲的前進(jìn)尋找食物，但是歸途中，卻可以沿直線返回。但是如果讓螞蟻帶上“有色眼鏡”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在波長(zhǎng)>400nm的天空光下，螞蟻會(huì)迷路；而波長(zhǎng)<400nm的天空下，螞蟻很快便可以發(fā)現(xiàn)回家的路。紫外線的波長(zhǎng)是400nm，因此，說(shuō)明螞蟻是通過(guò)紫外線導(dǎo)航的。由此可見，螞蟻是利用偏振紫外線導(dǎo)航的，他們的眼睛是天然的偏光導(dǎo)航儀。

后 ?記

基于螞蟻尋找食物過(guò)程中發(fā)現(xiàn)路徑的行為，Marco Dorigo于1992年在他的博士論文中提出了一種用來(lái)在尋找優(yōu)化路徑的機(jī)率型算法——螞蟻算法或者蟻群算法。他的特點(diǎn)就是：通過(guò)正反饋。分布式協(xié)作來(lái)尋找最優(yōu)路徑。它充分利用了生物蟻群可以通過(guò)個(gè)體間簡(jiǎn)單的信息傳遞，搜索從蟻巢至食物間最短路徑的集體尋優(yōu)特征。

基于蝙蝠的夜間飛行，科學(xué)家們?cè)陲w機(jī)上裝上了雷達(dá)；基于螞蟻尋找食物的方式，專家們發(fā)明了螞蟻算法。大自然真的是一個(gè)神奇的造物主，造就了形態(tài)各異的世間萬(wàn)物，每個(gè)生物各懷絕技，為你關(guān)上了一扇門的同時(shí)為你了留了一扇窗。對(duì)大自然感到好奇嗎？那就追隨蔡司掃描電鏡的步伐，一起來(lái)探索吧~~

下期有什么精彩內(nèi)容呢？敬請(qǐng)期待吧！