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摘要:沙漠蚂蚁在跑步机上行走,帮助科学家了解归巢行为。使用这种设备,研究人员第一次能够在跑步机上再现蚂蚁的归巢行为,以前所未有的细节分析蚂蚁的动作评估它们在寻找巢穴时的行走速度和步态变化。为了进行这项新的研究,研究人员专门为蚂蚁制造了一台跑步机。研究人员设计了一种新型的球形跑步机,可以对蚂蚁的微妙的脚步做出反应。
科学家通过把动物放在跑步机上研究它们如何行走和奔跑——从大象和鳄鱼到蚂蚁那么小的动物。最近,研究人员用一种特制的跑步机来研究沙漠蚂蚁奇特的步法,以便更好地了解它们用来导航回家的机制。
这不是你在健身房找到的跑步机的缩小版本。相反,蚂蚁被拴在一个轻量级的球体上。当这些昆虫向前奔跑时,有时会停止并改变方向,球体会在它们下面滚动,传感器记录下它们每一步的动作。
使用这种设备,研究人员第一次能够在跑步机上再现蚂蚁的归巢行为,以前所未有的细节分析蚂蚁的动作评估它们在寻找巢穴时的行走速度和步态变化。[快走!自20世纪60年代以来,在跑步机
球形跑步机上跟踪蚂蚁的步态就一直被用于小动物的研究,但它们还不够灵敏,无法跟踪蚂蚁小腿的快速运动。为了进行这项新的研究,研究人员专门为蚂蚁制造了一台跑步机。它包含了一个空心的、悬浮在空气中的聚苯乙烯泡沫塑料球,对蚂蚁的动作有很高的反应,科学家们用光学鼠标传感器跟踪了这个球。
研究人员设计了一种新型的球形跑步机,可以对蚂蚁的微妙的脚步做出反应。(德国乌尔姆大学神经生物学研究所研究员马蒂亚斯·维特林格)“我们的新设计使我们能够研究快速奔跑和非常快速转向的沙漠蚂蚁,
在一封电子邮件中告诉《科学现场》杂志,跑步机在蚂蚁行走时会有反应地旋转;为了让蚂蚁保持定向,但仍能自由移动,用牙线制成的小皮带粘在蚂蚁的背上,然后附着在悬挂在球体上方的别针上。虽然这种微妙的连接听起来很难执行,但威特林格报告说,通常只需要几秒钟就可以将蚂蚁粘在系绳上。
在野外行走蚂蚁被捕获在距离巢穴入口约33英尺(10米)的喂食器处,因此,他们已经确定了一条路线,将引导他们返回巢穴。一旦它们被放在跑步机上,它们就通过先前研究表明对蚂蚁导航至关重要的机制,朝着巢穴的假定位置小跑:用太阳的位置和天空中的极化模式作为指南针,通过计算自己的步幅来计算距离,Wittlinger说,“KDSPE”“KDSPs”跑步机允许科学家记录行走蚂蚁的方向和速度;柔性系绳使动物能够以比过去研究中可能更为自然的身体姿势移动——“旧的设计使动物僵硬地固定,维特林格说:
“它们实际上在跑步机上跑了很多米,就好像在野外跑步一样,”他解释说,
沙漠蚂蚁在跑步机上行走,帮助科学家了解归巢行为。(Matthias Wittlinger)这项研究的作者们报告说,蚂蚁们将从一个直接的途径开始他们的跑步机之旅——直奔巢穴。但当这些昆虫没有找到它们期望的巢穴时,它们采用了一种不同的移动模式,维特林格将这种模式称为“搜索模式”。
这项研究的发现首次表明,当蚂蚁意识到自己迷路时,它们会切换到“搜索模式”,放慢速度,然后以循环模式移动,Wittlinger在一封电子邮件中告诉Live Science,
通过在蚂蚁身上复制测试这种复杂行为的条件-在人工环境中导航回家,科学家们可以控制和调整各种参数,以更好地理解机制
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