参考消息网5月6日报道 据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网4月5日报道，澳大利亚东北部的雨林中栖息着非凡的蚂蚁群落。这些蚂蚁并不生活在地下洞穴中，而是栖息在距地面数十米高的树冠上。它们用树叶建造空心球状巢穴。

在建造巢穴的过程中，这些蚂蚁会将身体相互连接，形成活体工具，最终利用幼虫的分泌物将树叶编织成巢穴。它们因此而得名“织巢蚁”。

在发表于美国《当代生物学》半月刊的一项新研究中，魏茨曼科学研究所的奥弗·法伊纳曼教授团队的研究人员利用52台同步4K摄像机组成的阵列，在实验室中对这种现象进行了研究。

他们观察到了织巢蚁群如何制造和使用“拉链”和“配重物”结构，在解决复杂问题的同时，一次又一次搭建出稳固的巢穴，且毫无混乱迹象。这种表现意味着它们具备复杂的认知能力。

具备认知能力

为了对织巢蚁群进行充分研究，研究人员必须先找到一个蚁群，然后将其完整地转移到实验室中。为此，来自魏茨曼科学研究所复杂系统物理学系的法伊纳曼教授和埃胡德·福尼奥博士到达了澳大利亚东北部昆士兰州的汤斯维尔。

“雨林中的每个织巢蚁群落都可以在数棵高大树木的树冠上筑起多达数十个巢穴。”法伊纳曼介绍说，“我们将搜索重点放在‘城市郊区新建社区’的树木上，那里的蚁群还比较年轻，规模也相对较小，而且树冠也比较低。”

研究团队设计了一个由摄像头监控的封闭实验装置，模拟出一根带有四片人造叶子的树枝。在每次实验中，研究人员将数以百计的织巢蚁放入该封闭装置中，并观察它们筑巢的过程。

“蚁群使用了两种工具：‘拉链’和‘配重物’，”法伊纳曼解释道，“为了连接两片叶子，这些蚂蚁会组成链状结构，将叶片牵拉靠近。最初，这些链状结构形成于叶子的基部，靠近树枝，因为那里叶片之间的距离较小。随着叶片越来越近，更多的链状结构在叶子的尖端附近形成，就像一条活的拉链，逐渐闭合。这种闭合不仅连接了叶片，还使它们向上或向下弯曲。这些‘配重物’实际上是悬挂在叶子尖端的蚂蚁链，它们利用重力将叶片向下拉。虽然这些能力本身已令人惊叹，但我们相信，在它们的自然栖息地，织巢蚁群可能运用了更加丰富的技巧。”

进行工作协调

在每次筑巢实验中，研究人员都会改变叶片的初始角度，使其向上或向下倾斜，并观察这种倾斜角度的变化会如何影响筑巢过程。

法伊纳曼说道：“我们发现，在一定角度范围内，这些蚂蚁总是将叶片向下弯折，形成球状结构，而超过临界角度后，由于几何限制，它们会将叶片向上弯折。”

法伊纳曼指出：“在临界过渡的角度上，我们原本预期它们会混乱拉扯、方向冲突，最终无法形成一个封闭的球体。但事实并非如此。相反，我们发现，这些蚂蚁总是先将一对叶片朝特定方向弯折，然后再将剩余的叶片连接到这对叶片上。这确保了所有叶片都朝同一方向弯折。”

它们是如何实现这种高度协同，目前尚不清楚。法伊纳曼说道：“我们可能正在见证一种集体认知能力。”

一种假设认为，织巢蚁通过分泌和检测被称为信息素的气味化学信号来交流和协调树叶的排布。另一种可能是，这种排布源于群体动力学：完成一对叶片的连接后，位于该处的工蚁才能连接相邻的树叶。然而，这也可能根本不涉及群体全局规划，而是出于对局部效率的考虑。通过将一片展开的树叶连接到一对已经弯折的树叶上，连接处的蚂蚁只需施加较小的力就能快速完成弯折，这又会产生多米诺骨牌效应，使树叶一片接一片地闭合。目前，这个问题仍未得到解答。

实现集体目标

在研究的下一阶段，研究人员试图了解为什么织巢蚁总是建造中空的球状巢穴，而不是其他形状。为了解答这个问题，他们运用了几何工具。

想象一个由曲面皮革片组成的篮球：每片皮革中央较宽，两端逐渐变窄，形成椭圆形。树叶的形状也类似椭圆形。当这些蚂蚁将叶片边缘连接起来时，几何约束决定了最终形成的封闭曲面将是球体形状。这种几何上稳定的结构在抗压方面提供了结构刚性，这在热带雨林中具有显著优势，而中空的内部则为蚁群提供了宽敞的生活空间。在这种情况下，决定蚁巢最终形状的是几何结构，而非集体的意图。

“我们曾尝试修剪和排列树叶，以增加这些蚂蚁建造封闭结构的难度，”法伊纳曼补充道，“然而，蚁群一次又一次地克服了复杂的挑战，最终实现了集体目标。这表明它们的社会行为包含了高度发达的认知能力。”（编译/田策）