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主题:【原创】趣谈生物世界(一):蚂蚁 -- 铁手

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家园 【文摘】蚂蚁--节选于《别闹了,费曼先生》

蚂蚁如何认路?

  我住的宿舍里有一个凸到外面的窗,窗槛是U字形的。

一天,有些蚂蚁爬到窗槛上逛来逛去。我突然好奇起来,

很想知道:它们是怎样找到东西的?到底它们怎样知道该

往哪里去呢?它们能不能互相通报食物在哪里,就像蜜蜂

那样?它们对事物的外表有没有任何知觉?

  当然,这些都是外行人才会问的问题;大家都知道答

案,只有我不知道,因此我要做些实验。首先我把一条绳

子拉开绑在窗子的U字形上,把一张硬纸片折起来,在上

面沾满糖,然后挂在绳子的中央。这样做的用意,是要把

糖和蚂蚁分隔开,使蚂蚁不能碰巧地找到糖,我要好好控

制这个实验。

  接下来我折了很多小纸片,这是用来运蚂蚁的。纸片

放在两个地方,一些挂在绳上,在糖的旁边;另一些放在

蚂蚁出没的地点,整个下午我就坐在那里,一边看书一边

监视,直到有蚂蚁跑到我的纸片上,我便把它搬到糖那儿。

搬了几只蚂蚁过去之后,其中一只偶然跑到旁边的纸片上,

我又把它搬回来。

  我想看的是,要过多久其他蚂蚁才知道这个找食物的

通道。结果是一开始时很慢,后来却愈来愈快,我运蚂蚁

运得应接不暇,简直快发疯了。

  当这一切正在热烈进行之际,我突然开始把蚂蚁从糖

那里送到别的地方去。现在的问题是,它们到底会爬回最

初的地方,还是会跑到它刚刚待过的地方?

  过了一会儿,我放纸片等蚂蚁的地方清闲得很,一只

蚂蚁也没有(如果爬到这些纸片上,经由我的运送,它们

便可以再回到糖那里);但在第二个地方,却有许多蚂蚁

徘徊找它们的糖。因此我结论:它们都跑回刚刚待过的地

方。

  另一次,在通往窗槛的糖的通道上,我放了很多显微

镜玻璃片,让蚂蚁走在上面。然后,我改变玻璃片的排列

顺序,或者是用新的玻璃片把其中一些旧的替换掉。我证

明了蚂蚁对物件的外表,是没有知觉的,因为它们搞不清

楚东西在哪儿。如果它们循着一条路而找到糖,但同时有

更短的路可以回来,它们也永远找不到这条较短的路。

  而重新排列玻璃片,也清楚显示了蚂蚁会留下一些痕

迹。接下来,我很容易便安排了许多简单的实验,看看这

些痕迹多久会干掉、是否容易被抹掉等。我也发现痕迹是

没有方向性的。如果我捡起一只蚂蚁,转几个圈,再把它

放回去,它往往不知道现在走的方向跟刚刚不一样,直到

它碰上另一只蚂蚁,它才晓得走错了方向。后来在巴西时,

我碰到一些樵蚁(leaf-cutting ant,能将叶片咬下来的

蚂蚁),于是做了同样的实验,发现它们在短距离内分得

出自己是向着食物走抑或走离食物。我猜它们留下的痕迹

藏有玄机,可能是一连串的气味系列:气味A、气味B、

空档、气味A……等等。

  又有一次,我想让蚂蚁走圆圈,但我没足够耐心完成

这个实验;我想这应该不难做到。

嗅着同伴气味回家

  这些实验的困难之一是,我的呼吸会吓到蚂蚁。这一定

是从远古时候,为了逃避某些喜欢吃它们或骚扰它们的天敌,

而遗留下来的本能反应。我不确定是由于呼吸的温暖、湿度

还是气味干扰了它们;总之在运送蚂蚁时,我得暂时停止呼

吸,偏过头去,以免把它们搞胡涂或吓坏了。

  我很想弄明白的一件事是,为什么蚂蚁的痕迹都那么直、

那么好看。它们看来很清楚自己的目的,好像很有几何概念

似的;但从我的实验结果看来,它们谈不上有任何几何概念。

  多年以后,我在加州理工学院教书,住在阿拉米达街上

的一幢小房子内。有一天,浴盆周围有一些蚂蚁在爬。我跟

自己说:“这个机会太难得了。”我在浴盆的另一头放了些

糖,坐在旁边看了一下午,终于等到有一只蚂蚁找到了糖。

这部分不难,有耐性就行了。

  一旦蚂蚁发现到糖的所在,我就拿起准备已久的彩色笔

跟在它的后头画,这样便可知道它的痕迹是什么形状。根据

以前做过的实验,我早已知道,蚂蚁是不会受到铅笔痕迹影

响的,它们毫不停顿就走过去;因此我那样做不会影响到实

验的可靠度。不过,由于这只蚂蚁在回家途中好像有点迷路,

因此画出来的线有点曲曲折折,不像一般的蚂蚁痕迹。

  当下一只蚂蚁找到糖,开始往回走时,我用另一种颜色

来描下它走过的路径。值得一提的是,第二只蚂蚁跟随第一

只蚂蚁的回路走,而不是沿着自己来的路回去。我的想法是,

当某只蚂蚁找到食物时,它所留下的痕迹要比平常闲逛时,

所留下的强烈得多。

  这第二只蚂蚁走得很急,大致沿着原来的痕迹走。不过

由于痕迹歪歪曲曲,而它又走得太快了,因此经常“滑”出

痕迹之外。但当它到周围乱闯时,常常又找到正确的痕迹。

总之,第二只蚂蚁走回家的路线,比第一只蚂蚁走的路线直

得多。随着一只只匆忙又大意的蚂蚁走过这条通道之后,痕

迹得到了“改进”,愈来愈直了。

  用铅笔跟踪了八到十只蚂蚁之后,痕迹已变成直直的一

条线了。这跟画画有点像:首先你随便画一条线;然后沿着

它再画几次,一会儿就画出一条直线了。

  我记得小时候,父亲告诉过我,蚂蚁是多么奇妙、多么

合群的生物。我也常常仔细观察三四只蚂蚁,如何合力把一

小块巧克力搬回巢里。有趣的是,第一眼看来它们确实是效

率奇高、合作得很好的小家伙。但如果仔细看,你会发现完

全不是那么一回事。从它们的动作来看,巧克力好像是被什

么神奇力量举起来似的,它们各自从不同的方向乱拉,而在

搬运途中,其中一只蚂蚁可能还会爬到巧克力上。巧克力不

断摇摇晃晃、左右移动,没有共同方向――巧克力并不是平

顺快速地运抵蚁巢的。

  巴西的樵蚁在某些方面很“优秀”,但它们也有些很有

趣的笨习性。事实上,我很惊讶在进化过程里,这些习性还

被保留下来。樵蚁要费很大力气,才在叶片上切割出一条圆

弧,拿下一小片树叶,可是当它辛苦切割完毕之后,却有50%

的可能性会拉错地方,使得叶片掉到地上,而不得不重新开

始割另一片叶、有趣的是,它们从来不会去捡那些已经被咬

下来的叶片。因此很明显,樵蚁在这方面并不怎么精明。

保卫食物柜

  在普林斯顿时,蚂蚁还发现了我的食物柜,找到我的果

酱、面包及其他食品。食品柜离开窗户有一段距离,于是经

常有这么一长串的蚂蚁雄兵,在房间地板上横行,向我的食

物进攻。这正好发生在我进行各种蚂蚁实验的期间,因此我

想:有没有什么方法阻止它们侵袭我的食品柜?当然,我不

是指用毒药之类的方法,因为我们对蚂蚁也必须要人道点!

  最后,我采用的方法是:首先,我在离它们进入室内入

口处8英寸左右的地方,放了一些糖,但它们并不晓得这些

糖的存在。然后,再度使用我的搬运技术――每当有带着食

物的蚂蚁跑到我的运送器上时,我就把它带到糖那里去。向

食物柜前进的蚂蚁,如果爬到运送器上,我也把它捡起来送

到有糖的地方。

  慢慢地,蚂蚁找到了一条从放糖地方走回蚁穴的路,路

上的痕迹愈来愈强;而原先通到食物柜的通路,就愈来愈少

蚂蚁在用了。我很清楚,再过半小时左右,旧路上的痕迹就

会全部干掉;再过一个小时,它们便不会再碰我的食物了。

好玩的是,我连地板都不必擦。事实上,我只不过把蚂蚁运

来运去而已!

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