蚂蚁如何通过分享唾液建立复杂社交网络?揭秘昆虫的社交胃与信息传递方式
蚂蚁也像人类一样拥有复杂的社交网络,但它们不是通过发帖和评论来交换信息,而是将信息吐到彼此的嘴里来传递化学信号,即通过共享唾液进行交流。瑞士弗里堡大学社会流体实验室助理教授兼主任Adria 指出,大多数昆虫都有前肠、中肠和后肠,“然而,对于社会性昆虫来说,前肠已经成为一种‘社会性’。” ” 一项描述这一发现的新研究的主要作者透露,中肠和后肠的内容物被消化,而前肠的内容物应该被消化。共享。
滋养体,或者说将食物喂入另一种生物体口中的行为,在蚂蚁等高度社会化的物种中很常见。 认为,在性交过程中,营养物质和蛋白质从一个个体的社会胃转移到另一个个体的胃。通过一系列的交换,蚂蚁创造了一个“社会循环系统”,在蚁群中传递养分。每个成员都与其他成员相连。
勒博夫告诉《生活科学》,木蚁经常以这种方式将这些营养物质相互转移。如果观察一个蚁群,一分钟内可能会看到“20次进食事件”,(一个蚁群可能至少有数千只蚂蚁。)蚂蚁还拥有复杂的社交网络,它们通过唾液交换信息。 “大约五年前,我们发表了一篇论文,描述了这样一个事实:当蚂蚁产生同情心时,它们不仅仅传递外部食物,” 说,他指的是 2016 年发表在《eLife》杂志上的一篇论文。 “它们传递荷尔蒙、识别巢友的信号以及各种其他信息。”
该研究的作者写道,因此,通过向彼此的嘴里吐口水,蚂蚁不仅可以交换食物,还可以交换信息。相反,蚂蚁正在创建一个消化性社交网络,其中能量和信息在整个蚁群中不断流通,由需要这些资源的个体收集。这很像你的大脑分泌一种激素,并通过你的循环系统,最终到达你的肝脏。
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勒博夫认为,蚂蚁群并不是单个蚂蚁的集合,而是一个“群落超有机体”,群落基本上像一个整体一样发挥作用。就像身体有组织和器官来执行支持共同目标的工作一样,一群具有不同工作任务的蚂蚁可以被认为是一个超级有机体的组织和器官,例如:觅食工蚁收集食物,护理工蚁为了照顾幼崽,工蚁会挖掘隧道等。器官利用循环系统输送的不仅仅是食物,那么社会的循环系统是否也可以做更多的事情呢?
“为了帮助我们理解为什么蚂蚁会分享这些液体,我们探索了它们交换的蛋白质是否与个体在群体中的角色或群体的生命周期有关。”
在他们最新的实验中,勒伯夫和哈卡拉分析了野生和实验室饲养的木蚁群落的社会胃内容物。在他们的样本中,他们发现了 519 种蛋白质在蚁群中传播;无论菌落的年龄、位置或个体状况如何,他们的所有样本中都发现了其中 27 种蛋白质。
勒博夫指出,工蜂似乎正在寻找食物,将食物转化为特定的蛋白质,然后传递这些蛋白质。研究小组发现,随着菌落的成熟,更多的营养储存蛋白(作为非常集中的食物来源)进入循环,因此较老的菌落比年轻的菌落含有更多的这些蛋白质。
“通常情况下,蚁群中的成年蚂蚁甚至不需要进食,”勒博夫说。 “相反,它们会慢慢分解这些储存营养的蛋白质。”根据他们的研究,蚁群中的许多成年蚂蚁实际上并不需要进食?因为有幼蚁代表蚁群进食。哈卡拉在一份声明中说:“这些发现表明,一些群体成员可以为了其他群体的利益而进行新陈代谢劳动。”
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通过分析在哪里发现的蛋白质, 和他的同事可以区分年轻和成熟的菌落,以及野生和实验室饲养的菌落。它们社会胃中的蛋白质多样性比野生胃中的蛋白质多样性要低得多。研究小组发现,蚂蚁在蚁群中的角色也可以由其社会胃内容物决定。所谓的照顾幼蚁的护士蚁往往比蚁群中的其他成员含有更多的抗衰老蛋白质,这可能是为了确保它们能够生存下来照顾后代。
“我们现在知道某些物质在某些个体中产生,然后最终在其他个体中产生,这是非常令人兴奋的,”勒博夫说。然而,还有许多问题有待解答。例如,研究小组发现,采集者的营养储存蛋白质浓度高于护士,但护士产生这些蛋白质的速度更快。研究人员不确定原因。
认为,研究蚂蚁的营养交换系统可以帮助科学家更好地了解新陈代谢劳动在个体体内如何分配,例如构成身体的细胞之间。 “很难衡量细胞之间如何分担代谢工作,”勒博夫说。 “在这里,蚂蚁以一种我们可以轻松访问它们共享的方式传递东西。”
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