本報(bào)訊 你是否注意過(guò)這個(gè)現(xiàn)象：如果家里出現(xiàn)一只螞蟻，很快整群螞蟻就搬了進(jìn)來(lái)；設(shè)置陷阱捕獲了幾只螞蟻后，剩下的螞蟻也很快神秘消失了。

如今，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這一行為背后的秘密：螞蟻的某些信息素，即相互交流時(shí)發(fā)出的氣味標(biāo)記，會(huì)激活它們大腦的特定部分并改變整個(gè)蟻群行為。相關(guān)研究6月14日發(fā)表于《細(xì)胞》。

“人類(lèi)并不是唯一擁有復(fù)雜社會(huì)和交流系統(tǒng)的動(dòng)物。”論文第一作者、美國(guó)洛克菲勒大學(xué)研究人員Taylor Hart說(shuō)，“在進(jìn)化過(guò)程中，與其他昆蟲(chóng)相比，螞蟻進(jìn)化出了極其復(fù)雜的嗅覺(jué)系統(tǒng)，這使得它們能夠使用許多不同類(lèi)型的信息素進(jìn)行交流，不同信息素可能代表著不同的意義。”

(相關(guān)資料圖)

這項(xiàng)研究表明，螞蟻大腦中有一個(gè)與人腦相似的交流中心。這個(gè)中心可以解讀來(lái)自同類(lèi)的報(bào)警信息素，或“危險(xiǎn)信號(hào)”。

“螞蟻大腦中似乎有一個(gè)感覺(jué)中樞，所有能引起恐慌的警報(bào)信息素都會(huì)被輸入。”論文通訊作者、洛克菲勒大學(xué)研究人員Daniel Kronauer說(shuō)。

研究人員使用一種名為GCaMP的工程蛋白掃描了暴露在危險(xiǎn)中的無(wú)性繁殖螞蟻大腦。這種方法需要將工程蛋白附著在鈣離子上，后者會(huì)隨著大腦活動(dòng)而暴發(fā)，由此產(chǎn)生的熒光化合物可以在高分辨率顯微鏡下觀(guān)察到。

“我們認(rèn)為，在野外，無(wú)性繁殖的螞蟻只有幾十到幾百只，通常情況下，這些小群體傾向于將恐慌反應(yīng)作為它們的警報(bào)行為，其主要目的是逃跑和生存。”Hart說(shuō)。

不管是什么蟻種，蟻群中的螞蟻都是根據(jù)等級(jí)和分工劃分的，不同螞蟻的解剖結(jié)構(gòu)也略有不同。為此，研究人員選擇了畢氏卵角蟻，因?yàn)樗鼈円子诳刂啤Ｑ芯咳藛T為更容易觀(guān)察到廣泛的模式，而使用雌性工蟻確保一致性。一旦研究人員對(duì)螞蟻等級(jí)、性別和分工之間的神經(jīng)差異有了更清晰的了解，他們就能更好理解不同螞蟻大腦是如何處理同一信號(hào)的。

“我們正在研究螞蟻的勞動(dòng)分工，以便弄清為什么基因相同的個(gè)體在群體中承擔(dān)不同的任務(wù)，以及這種分工是如何進(jìn)行的。”Kronauer說(shuō)。

（馮維維）

相關(guān)論文信息：

http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.05.025

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