科学家通过蚂蚁发明了什么（科学家发明蚂蚁跑步机）

近日，研学家为了更好的理解沙漠蚂蚁导航回家的机制，使用了定制的跑步机来研究它们的走路方式。

这可不是你常在健身房里见到的跑步机的缩小版。蚂蚁们被拴在一个轻重量球体的上方，当昆虫向前奔跑之时，会有时停顿有时转换方向，而球体就会在下方转动，感应器就会记录下它们的每一步。

利用这样的设备，研究人员就能首次复现蚂蚁回家的行为，用一种无比详细的方式分析运动轨迹，评估它们找寻巢穴的走路速度以及步伐变化。

这种球形跑步机在20世纪60年代就被用来研究小动物了，但是对于蚂蚁的脚来说却还不够敏感。为了这个研究，科学家们特意替蚂蚁重新制作了跑步机，它由中空的、可在空中悬浮的聚苯乙烯构成，对蚂蚁的移动尤为敏感。

研究员设计的一种跑步机，对蚂蚁微弱的步伐很敏感。来源；Matthias Wittlinger

当蚂蚁走动的时候，这个跑步机也随之转动。为了遵循蚂蚁的方向并让它还能自由移动，科学家把一根由牙线细丝做成的线粘在蚂蚁背上，线的另一端与悬挂在球体上方的指针连接。尽管这个过程听起来很困难，但实际上只要几秒就可以把蚂蚁粘在绳子上了。

蚂蚁是从离它们巢穴入口10米的地方捉来的，这样它们就已经确定好了一个回巢路线。一旦它们被放置在球体上，它们就会依靠机制，按着假定的路线跑回巢穴。先前的研究就表明这个回巢机制对蚂蚁的导航十分重要：利用太阳的位置、天空的偏振模式作为罗盘，用自己的脚步丈量距离。

通过这个跑步机，科学家们记录了走动中蚂蚁的方向以及速度；灵活的绳子使动物能够以更自然的姿势移动，而不是像过去的研究那样被牢牢固定住。

科学家说，这些蚂蚁几乎都会在跑步机上走上很多米，就好像它们在户外野地上那样。

沙漠蚂蚁在跑步机上走动，帮助科学家研究回巢行为。来源：Matthias Wittlinger

研究员说，蚂蚁一开始会直接朝着巢穴直奔，一旦它们在预想的地方找不到巢穴，便会采用一种不同的定位模式，研究员称这种模式为“搜寻模式”。

该项研究的调查结果首次揭露了：当蚂蚁意识到自己迷路了，它们会开启“搜寻模式”，减慢速度，以一种打圈的模式移动。

为了更好的理解这种机制以及与导航相关的神经信号，科学家可以在人为创设的环境下控制并调整参数，通过重复设置条件来测试蚂蚁这种复杂的行为——寻巢。

这项研究2月15日被在线发表在《实验生物学期刊》（ Journal of Experimental Biology）上。

蝌蚪五线谱编译自livescience，译者 小赵，转载须授权