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【熱聞】螞蟻山的恐慌：螞蟻大腦中的特殊信息素反應

2023-06-30 16:54:35 來源：cnBeta

【資料圖】

您是否曾經注意到家里有一只螞蟻，卻發現一周后整個蟻群都搬進來了？再比如，你設置的陷阱只能捕獲其中的幾只螞蟻，但很快，蟻群的其余部分就神秘地消失了。現在，6 月 14 日發表在《細胞》雜志上的一項研究探討了某些危險信號信息素（螞蟻為了相互交流而發出的氣味標記）如何激活螞蟻大腦的特定部分，并改變整個巢穴的行為。

一項新的研究顯示，螞蟻通過特定的信息素傳達危險，這些信息素激活了它們大腦的一個特定部分，引發了復雜的反應，如撤離巢穴和保護后代。這種反應因蟻群大小而異，未來的研究旨在深入研究不同的螞蟻群體如何處理相同的信號。

“人類并不是唯一具有復雜社會和交流系統的動物，”洛克菲勒大學的主要作者泰勒·哈特說。 “在進化過程中，與其他昆蟲相比，螞蟻進化出了極其復雜的嗅覺系統，這使得它們能夠使用許多不同類型的信息素進行交流，這些信息素可能意味著不同的事情。”

這項研究表明，螞蟻的大腦中有自己負責溝通和交流中心，這有點類似于人類。該中心可以解釋來自其他螞蟻的警報信息素或“危險信號”。它們大腦的這一部分可能比蜜蜂等其他昆蟲的大腦更先進，之前的研究表明，蜜蜂依賴大腦的許多不同部分來協調對單一信息素的反應。

“螞蟻大腦中似乎有一個感覺中樞，所有引起恐慌的警報信息素都流入其中，”洛克菲勒大學的通訊作者丹尼爾·克羅瑙爾說。

研究人員使用一種名為 GCaMP 的工程蛋白來掃描暴露于危險信號的克隆掠食蟻的大腦活動。 GCaMP 的工作原理是將自身附著在鈣離子上，鈣離子會隨著大腦活動而爆發，產生的熒光化合物可以在適合觀察它們的高分辨率顯微鏡上看到。

在進行掃描時，研究人員注意到，螞蟻大腦中只有一小部分會因危險信號而發光，但螞蟻仍然表現出即時而復雜的反應行為。這些行為被稱為“恐慌反應”，因為它們涉及逃跑、撤離巢穴以及將后代從巢穴轉移到更安全的地方等行為。

具有不同群體大小的螞蟻種類也使用不同的信息素來傳達各種信息。哈特說：“我們認為，在野外，克隆掠奪蟻的蟻群規模通常只有數十到數百只，就蟻群而言，這個規模相當小。通常，這些小群體往往會出現恐慌反應作為他們的警報行為，因為他們的主要目標是逃跑和生存。他們不能讓很多人冒險。行軍蟻是克隆掠奪蟻的近親，擁有龐大的蟻群——數十萬或數百萬個體——而且它們的攻擊性更強。”

無論哪種物種，蟻群中的螞蟻都會根據品種和角色進行劃分，不同品種和角色的螞蟻的解剖結構略有不同。為了這項研究的目的，研究人員選擇克隆掠奪蟻作為一個物種，因為它們很容易控制。他們使用一種品種和角色中的一種性別的螞蟻（雌性工蟻）來確保一致性，從而更容易觀察廣泛的模式。一旦研究人員對品種、性別和角色之間的神經差異有更清晰的了解，他們可能就能更好地理解不同螞蟻大腦如何處理相同的信號。

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