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麻衣神道: 螞蟻計數記
送交者: 麻衣神道 2009年11月25日16:35:39 於 [競技沙龍] 發送悄悄話
背景:我們螞蟻們是很聰明的,只是我們的聰明不為人類所了解罷了。比如人類就不懂下面這個普通問題。。。。。。。


問題:螞蟻出門找了食物後,怎麼知道回家的路呢?


假設:(1)靠嗅覺;(2)靠計數。


證明(1): 嗅覺假說不成立。嗅覺理論假定螞蟻出門後,一路留下某種化學分泌物做上記號,於是回家時就跟着留下的記號原路返回。這個理論聽上去不錯。但問題是在沙漠裡生活的螞蟻就不可能以這種方式找回家,因為自然界沙漠裡的風在螞蟻回家之前隨時可能把表面的沙颳走了。用沙地實驗也可證明,在螞蟻出門後,把其經過的路上表面上的沙子掃走,螞蟻仍然能回家,因此記號理論被否定。


那麼,難道螞蟻是靠計數找回家門的?這就是計數器假說。這個假說認為螞蟻的腦細胞有類似計數器的功能。根據這個理論,螞蟻回家的辦法是靠計算從出門到食物源的步數,在回家時以同樣的步數回家。如果這個理論成立,那麼在螞蟻出門找到食物之後改變其腿的長度將會影響其回家的判斷。


證明(2):在螞蟻出門找到食物之後用兩種辦法改變其腿的長度:1)讓一組螞蟻踩高蹺;2)把另一組螞蟻截腿;3)用正常螞蟻作對照。


踩高蹺是用膠水將一定長度(比如與螞蟻腿同樣長度)的豬毛粘在螞蟻的6條腿上,其腿因此加長,於是踩高蹺的螞蟻走一步當正常螞蟻的兩步。截腿是將螞蟻的所有腿自第一關節以下去掉,其腿因之變短,因而截腿的螞蟻要走兩步才相當於正常的一步。


如果螞蟻出門的確是靠步數計數(例如找到食物走了10步)回家的,那麼第1組的螞蟻到了家門必然還將繼續前進,直到10步後才停,而第2組的螞蟻沒到家門之前在10步之後就停止了,結果是這兩個組的螞蟻都回不了家。


實驗證明完全如此。這個實驗同時也間接證明了螞蟻有對計數的記憶能力,但不是對地形地標的記憶能力。


接下來的問題是:踩高蹺的螞蟻和截腿的螞蟻找不到家門會不會是因為計數之外的其它原因(比如身體傷害等等)造成的呢?


要證明或排除踩高蹺的螞蟻和截腿的螞蟻找不到家門不是因為計數之外的其它原因造成的,那就看看這些螞蟻從家門出發後再回家會怎麼樣。


如果踩高蹺的螞蟻和截腿的螞蟻從家裡出發後還是找不會家,那麼計數假說還是不能成立。


於是在另一個新的實驗中,首先讓這些螞蟻在窩裡呆一晚上,第二天讓他們從家裡出發找食,結果所有組的螞蟻都能正確回家。但計數呢?


如果螞蟻對計數的記憶力是從食物源開始而不是從家裡開始的,那麼這幾組的螞蟻正確回家的步數就會不同。反之,螞蟻回家的步數就應與從家裡出發到找到食物之後的一樣。


實驗證明螞蟻計數是從家裡開始的:與正常組相比,踩高蹺的螞蟻用了較少的步數,而截腿的螞蟻用了較多的步數回家,每一組回家的步數與出門的步數完全相等。


更為重要的是,後一個實驗證明了螞蟻的腦細胞中計數器不是固定不變的,而是可以根據其腿的長度靈活調整的。




[致謝]


本文根據借光和胖三兩位大師提供的信息編寫。


故事原文連結:http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=120587095


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