蚂蚁死亡漩涡的原因真相,解析蚂蚁为什么摔不死

发布时间:2024-01-25 13:59:05 来源:96845 编 辑:9万精编
蚂蚁已经在这个地球生活了几亿年之久了,作为一个古老的物种,其生命力一直是让人惊叹不已,现如今世界上的蚂蚁物种就有几百种分支,蚂蚁有一个奇观叫做死亡漩涡,蚂蚁死亡漩涡的原因真相是什么呢,解析蚂蚁为什么摔不死?下面就跟着小编一起来了解一下吧!



蚂蚁死亡漩涡的原因真相

蚂蚁死亡漩涡”现象:大多由一只“领头蚁”带领,它会分泌踪迹费洛,让其他行军蚁用嗅觉跟随,一但领头蚁失去方向,导致踪迹费洛蒙出现混乱,就会令整团行军蚁迷路,甚至陷入“死亡漩涡”,持续转圈最后因体力耗尽而死。

 
“蚂蚁死亡漩涡”或许已经存在了千年时间,但是第一次观察到这一现象是在1936年。当时蚂蚁生物学家T.C.Schneirla偶然遇到了几百只蚂蚁组成的死亡怪圈。这一现象持续了一整天时间,一场大雨甚至都没能阻止它们。到第二天大部分蚂蚁已经死亡,但仍然有一些蚂蚁在虚弱的转着圈,处于濒死状态。
 
蚂蚁是地球上最为繁盛的昆虫类群之一,全世界的蚂蚁种类超过一万种,它们几乎都是高度发达的社会性动物。蚁群中的所有个体都具备明确的等级与分工,并且通过复杂的协作关系来维持群体的生存与发展。每一只小小的蚂蚁既是一个单独的生命,又像是属于蚁群这个超级生命体的一个器官或细胞。
 
蚂蚁的小王国一般有一位到多位蚁后,还有成千上万的工蚁臣民。不少种类的蚂蚁群体中还有专门负责战斗的兵蚁,也可以把它们视为特殊类型的工蚁。雄蚁在蚁群中通常并不重要,唯一的价值是协助蚁后传宗接代。通过不同个体之间的密切合作,蚂蚁们表现出了被称为“群体智慧”的复杂行为,把等级森严的蚂蚁小王国建设得井井有条。这些小不点无法发声说话,更不可能拥有高大上的文字或符号系统。它们到底采用了什么神奇的方式,才能够精准地传递蚁后的指令,保证诸多小伙伴可以统一行动呢?


 
蚂蚁触角
 
蚂蚁用触角辨识气味信息素
 
为了解决王国内的通讯问题,蚂蚁们利用腹部末端的腺体释放出外信息素,其他个体用触角辨识出特定的气味之后,就会立刻明白其中的含义。从这个意义上说,外信息素就是蚂蚁家族的气味语言。蚂蚁的外信息素具备非常丰富的类型,有的是蚁后用以控制与指挥工蚁们的“忠诚药”;有的是同一群体蚂蚁识别敌我的“身份牌”;还有一些则被用于协调群体的行动,使得它们得以齐心协力地完成重要的工作。
 
除了猎镰猛蚁等少数单独游猎的物种之外,大多数种类的蚂蚁都是集体行动的,著名的行军蚁也不例外。行军蚁是全世界约200种游猎性蚂蚁的统称,它们在大部分时间里过着居无定所的生活,广泛分布于世界大多数地区。与定居蚂蚁相比,行军蚁的活动范围非常广大。一般情况下,一个行军蚁兵团不会第二次踏上同一片土地。

 
行军蚁
 
行军蚁大多是天生的高度近视眼,加之又活动于视野狭小的地面,想要协调彼此的行动成了一个大难题。为了保证所有同伴不至于迷路或掉队,行军蚁小王国内部高度依赖信息素的引导作用。每天清晨,行军蚁群从夜间的临时宿营地出发,作为开路先锋的那批工蚁会在沿途留下一连串的气味路标。只要沿着前方同伴留下的信息素气味前进,后继的王国大部队便可以一致行动。它们在沿途捕获的各种猎物,也会顺着这条无形的路线传递到后方,等行军蚁群晚上扎营的时候再一起分享。
 
行军蚁迁徙
 
行军蚁迁徙的大军,数量多大50万到200万,行动的整齐程度令人惊骇
 
这套既简便又高效的沟通机制在绝大多数时候都非常给力,但是却存在着一个致命的缺点。那就是一旦充当领头羊的几只甚至一只工蚁犯了错误,脑洞大开地走出了一条封闭的路线,后面的同类也将机械而盲目地紧紧跟随。

 
走入这条循环路线的所有行军蚁,根本没有能力弄清到底发生了什么。它们会按照千万年来一成不变的行为模式,沿着熟悉的气味不住地打转,直到纷纷力竭而亡。这,就是蚂蚁死亡漩涡事件的真相!唯一值得蚂蚁们欣慰的是,这种不幸事件的发生概率非常低,所以对整个蚂蚁家族的生存并不构成重大威胁。

解析蚂蚁为什么摔不死

因为蚂蚁很小很轻。所有物体在空气中运动时都会受到空气阻力的影响,阻力的大小与物体和空气所接触的表面积有很大关系,越是小的物体其表面积和重力的比值就会越大,即阻力就越容易和重力相平衡,从而使物体的下降速度不至于越来越快,也就是微小的物体在空气中可以很慢的速度下落,所以蚂蚁落地时速度慢,不至于摔死。

 
有一个数学定律保证了这只蚂蚁从高空摔下来不会摔死。这个定律的数学非常简单,大家都能懂,它叫做“平方-立方定律(Square-cube law)”。这个是一个广泛应用的数学原理,它描述了物体表面积随着体积变化的规律。
 
具体内容是:当物体尺寸变大时,体积按三次幂增加,而表面积按二次幂增加,也就是说,它的体积增长比表面积增长更快。别看这个定律简单,它的应用可不少。在生物学中,肌肉的截面按二次幂增大,而肌肉的质量却是按三次幂增大。因为肌肉的强度跟截面相关,所以如果把一个动物的身体按比例变大,它单位肌肉的力量反而会变弱。


 
比如,小昆虫可以抬起比自己重得多的物体,但如果把它等比例放大很多倍,它可能连和自己一样重的物体都抬不起了。同时这个定律也说明了,为什么大象的骨架与身体的比例和老鼠的骨架与身体的比例是不一样的。大象骨头的单位截面(二次幂)承重(三次幂)远远大于老鼠,所以需要更粗壮的骨架来支撑身体。另外,在空气中,空气阻力和动物身体截面相关,而重力是和动物质量相关。

 
同样利用“平方-立方定律”,你就知道,动物体积越大,重力(三次幂)会远大于空气阻力(二次幂),从而从高处摔落,会受到更大的冲击。所以,蚂蚁体积较小,从高处摔落就不会摔死,但人从高处跳下去,非死即伤。还有一点值得说,浮力和动物身体尺寸的关系也是三次幂,这和重力是一样的。所以水里的动物要支撑自己的体重,并不需要太大的骨架。这也是地球上体积最大的动物是水生动物的原因。除了应用在生物学,这个简单的数学定律在工程上也有应用。比如说,物体质量和尺寸是三次幂,但所受到的支撑往往是二次幂,所以,一个建筑越高,对材料的坚固程度要求也越高。