蜜蜂和蚂蚁等社会性昆虫以其完成非凡壮举的能力,例如建造高耸的巢穴和在复杂环境中导航,长期以来令科学家着迷。但它们如何做到这一点,尤其是它们的大脑比罂粟籽还小,这仍然让研究人员着迷。事实证明,秘密不在于个体——而在于群体。
以色列魏茨曼科学研究所的一项最新研究,深入探讨了蚂蚁群如何利用“群体智能”——一种集体行为,简单的个体共同解决复杂问题。该团队受到了类似规划的现象的启发:蚂蚁在运送食物之前清理障碍物。
该研究的合著者 Ehud Fonio 在一份新闻稿中说:“这是首次有记录显示蚂蚁在合作运输过程中表现出这种具有前瞻性的行为。”
发表在《Frontiers in Behavioral Neuroscience》上的这篇论文,丰富了我们对智力多样化理解的知识体系,甚至可以教会人类社会关于集体解决问题的知识。
动物界的预见行为
预测未来事件通常被认为是高等认知能力的一个标志,在哺乳动物、鸟类甚至一些昆虫身上都能看到。蚂蚁长期以来一直表现出智能的群体行为,例如农业、建筑,甚至社交距离,但它们是否能够进行预先规划尚不清楚。
当研究人员在实验室附近发现一些不寻常的现象时,情况发生了变化。长腿疯狂蚂蚁 (Paratrechina longicornis) 正在将食物运回巢穴,但其中一些蚂蚁也在清理它们前方路径上的小石子。
该研究的合著者 Ofer Feinerman 在新闻稿中说:“当我们第一次看到蚂蚁在搬运重物前清理小障碍物时,我们惊呆了。这些微小的生物似乎理解前方的困难,并试图提前帮助它们的朋友。”
这之所以引人注目,是因为大多数已知的路径清理工作需要数天时间,而且尚不清楚是什么触发了它。
观察群体智能
为了进行调查,研究小组在魏茨曼校园的一个自然疯狂蚂蚁超级群体进行了 83 次实验。他们在巢穴附近的一个小场地放置了塑料珠(模拟砾石)和猫粮颗粒。
蚂蚁们很快就开始工作了。虽然有些专注于搬运食物,但有些则清理通往巢穴路径上的珠子。甚至有些在食物被运输之前就开始清理。一只顽强的工蚁连续移动了 64 颗珠子。这种协调性暗示着不仅仅是巧合,而真正的发现 came 当研究小组研究触发它的原因时。
疯狂蚂蚁触发行为
疯狂蚂蚁以其 erratic 的运动和持续的气味标记而闻名。当它们行走时,每走几步就会将腹部接触地面,留下引导他人的信息素。
在这种情况下,同样的路径被证明是清理行为的信号。蚂蚁不需要看到食物或参与运输团队就能开始移动珠子——附近一个信息素标记就能触发这种行为,并使其进入“清理模式”。之后,它们会继续行动,无需进一步的线索。正如合著者 Danielle Mersch 所解释的那样,这种行为不是由个体理解驱动的,而是源于简单的互动——这表明复杂的成果可以从集体行动中产生。
Feinerman 补充道:“人类通过在脑海中想象未来的事件来思考。蚂蚁则不然。但通过化学信号和共同行动进行互动,蚂蚁群可以表现出令人惊讶的聪明方式……因此,这些蚂蚁为我们提供了一个大脑的类比,其中从相对简单的计算单元(即神经元)的活动中,奇迹般地涌现出一些高级认知能力。”
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Frontiers in Behavioral Neuroscience:《蚂蚁在合作运粮中表现出对食物周围障碍物的预见性巢穴定向清理:源于集体认知的目标导向行为》















