从非洲热带地区到南太平洋岛屿,有几种生活在树丛中的织叶蚁。它们用新鲜的树叶雕刻出层层叠叠的家园。不过,要将叶子粘合成复杂的巢穴,织叶蚁必须成群合作,才能将比它们自身大得多的叶片弯曲成合适的形状。
“社会性昆虫以能协作完成超出单个昆虫能力的事情而闻名,”美国亚利桑那州立大学的Stephen Pratt说道。一项8月12日发表在《当代生物学》上的新研究直接测量了这种合作的益处,揭示了明确的群体优势。
“仔细想想,这真是令人惊叹。”论文通讯作者、澳大利亚麦考瑞大学的Chris Reid说道。他和团队揭示了这种协作建造的另一个引人注目的特征:织叶蚁在群体中拉叶子时,比单独工作时要用力得多。
美国佐治亚理工学院的机械工程师David Hu补充道,这项发现揭示了在团队合作方面,蚂蚁与人类之间的对比有多么鲜明。此前研究表明,团队规模越大,人们往往会用力更小。而蚂蚁一直是例外——在协作时,每只蚂蚁承担的重量可能比它们单独时能承受的要多。然而,此前关于蚂蚁集体力量的研究只能测量整体效果,无法测出单个蚂蚁施加的力。
Reid推测认为,在织叶蚁身上测量个体用力程度或许是可行的,因为它们团队规模较小。研究人员收集了6个蚁群,每个蚁群有多达5000只织叶蚁。他们将纸片剪成叶子形状,并用细金属丝将每片假叶子的尖端连接到测力装置上。当织叶蚁试图弯曲叶子尖端时,金属丝就会拉动测力装置,记录力的强度。研究人员发现,单只蚂蚁拉动叶子的力量接近其体重的60倍;但在群体中,每只蚂蚁的拉力达到其体重的103倍。
当一只织叶蚁抓住假叶子卷曲的尖端时,另外两只蚂蚁会紧紧抓住它的腰。图片来源:CHRIS R. REID
论文作者、英国帝国理工学院的David Labonte 提出,织叶蚁群体合作时形成的链条像棘轮一样运作,而他们有粘性的脚则提供了结实的锚点。在链条中,一只蚂蚁抓住叶子边缘,弯腿用力拉;接着,第二只蚂蚁抓住第一只的腰部,伸直腿;第三只蚂蚁则采用锚定的姿势加入链条,使得前两只蚂蚁能够比单独工作时更用力。
下一步,该团队计划探究蚂蚁究竟是如何协调腿部动作,从而在转移负载物的同时还不会打滑的。Reid 表示,织叶蚁的策略最终可以被调整并应用于拉拽重物的机器人团队。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.07.038
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