小小紅火蟻,卻能夠搭船建塔,低等動物是如何完成複雜工作的?

2021-01-09 科學信仰孫晨

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在人類看來,昆蟲綱下的蟻科動物是很不起眼的,在很多人看來,人類和螞蟻就代表了生物高級和低級的兩個極端。

但實際上蟻科動物卻遠比我們想像的要強大,甚至一些蟻科動物能夠完成很多人都無法完成的壯舉,在這裡,我們要提及的一種蟻科動物就是紅火蟻。紅火蟻在中國屬於入侵物種,由於在中國沒有天敵,所以是一種破壞力極強,而又極難對付的小生物。作為一種相對低級的生物,紅火蟻顯然不可能具有高等的智慧,但是紅火蟻的日常卻充分體現出了團隊協作的力量,而且紅火蟻的團隊協作能力是很多生物都無法企及的,而這「很多生物」中也包括我們人類。

首先,紅火蟻可以建造船隻,不僅能夠安然漂浮在水面,還能夠抵禦洪水與暴雨。

紅火蟻的身體具有一定的疏水性,但並不完全防水,而且其身體密度要大於水的密度,所以單只紅火蟻一旦掉入水中,身體會慢慢浸溼,之後便會沉入水底。

但是一個紅火蟻群就不同了,它們可以以最快的速度搭建好一艘巨型蟻船,而這艘蟻船的材料就是紅火蟻的身體。為什麼單只紅火蟻會下沉,而由大量紅火蟻搭建的蟻船就不會下沉呢?這是因為搭建蟻船的每隻紅火蟻都保持著一定的距離,保留著一定的空間,這些空間會存儲氣泡,一方面降低蟻船的密度,另一方面還可以幫助蟻船下層的紅火蟻維持呼吸。水的密度為1g/ml,而根據測量,蟻船的密度只有0.2g/ml,所以自然就可以漂浮在水面。而且無論搭建蟻船的紅火蟻總數有多少,蟻船的密度和厚度都保持不變,蟻船的厚度永遠維持在8毫米。

始終保持8毫米的厚度,可以保證搭建蟻船的每一隻紅火蟻都能夠安然無恙。

蟻船不僅可以長期漂浮水面,還可以抵禦洪水與暴雨的襲擊,因為它極為堅固。我們都知道蟻科動物都是大力士,通常能夠搬動自身體重成百上千倍的物體,而這就是蟻船堅固的秘密。蟻船中的每一隻紅火蟻都會用下頜咬住旁邊紅火蟻的腿,而自己的腿也會勾住旁邊紅火蟻的腿,兩隻紅火蟻相互之間的拉力可以達到自身體重的400倍以上。

當然,這股力量對於人類而言並不算很大,我們能夠輕易將蟻船拆解,但是這樣的拉力已經足以抵禦狂風暴雨的洗禮了。如果你覺得搭建蟻船還不夠神奇,那麼紅火蟻還有更加驚人的壯舉,那就是建造高塔,材料同樣是自己的身體。

在狂風暴雨來襲的時候,蟻群會搭建成永不沉沒的諾亞方舟,而暴風雨總會過去,在雨過天晴之後,紅火蟻會建造高塔,以供蟻群暫時休整。

一般的紅火蟻塔大概有30層左右,整體呈現上部小下部大圓錐形。這種造型是有原因的,我們說過紅火蟻的身體具有一定的疏水性,所以上部小下部大的構造可以避免雨水的堆積,這樣蟻群內的每一隻螞蟻都可以安心休息。其實以紅火蟻的力量來看,搭建蟻塔本不是事,因為一隻螞蟻就可以舉起上百隻螞蟻的重量,但蟻塔的神奇之處就在於它可以保證每一隻紅火蟻得到充分的休息,所以搭建蟻塔有一個重要的原則,那就是每一隻紅火蟻所承受的重量不超過3隻紅火蟻的體重。這是有一定難度的。

我們可以計算或親自實驗一下,使用方形木塊一類的材料搭建一個30層的圓錐形高塔,保證包括最下層的每一塊材料所承受的重量不超過3塊材料,這足夠很多人思考一下午的。

紅火蟻顯然沒有如此複雜的思考能力,那麼它們是怎麼做到的呢?它們所採用的方法就是不斷試錯,一旦在搭建的過程中有某一隻紅火蟻發現自己所承受的重量超過了3隻紅火蟻的體重,那麼馬上就會脫離崗位,從塔底爬出來,然後重新從塔外向上爬,找尋適合自己的位置,如果同時有多隻紅火蟻發現稱重超過了3隻紅火蟻的體重,那麼就會同時脫離崗位,於是就塌了,沒關係,塌了重新建,多次之後,一個可供所有紅火蟻休息的高就建成了。要知道,人類為了建造這樣的建築物,可是經歷了數千年的發展才實現的。在自然界之中,總是有一些生物擁有著超越智慧的天賦能力,這就是大自然的奇妙所在。

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