图 96漫游馆

蚂蚁巢穴长怎样?缩小到蚂蚁大小走进地下巢室与花园

身高 5 mm 时,草坪的草叶是你身高的 20 倍,黑庭蚁从胸口高度走过。

蚂蚁巢穴长怎样?缩小到蚂蚁大小走进地下巢室与花园
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1 / 19 缩小至 5 mm你从 1.7 m 缩小至 5 mm,约有花园蚂蚁那么长。草叶变成树木,蚂蚁从胸口高度走过。行走、环顾四周,用「缩小」「放大」或「体型」滑块改变大小。

拖动可旋转,滚轮或双指缩放。

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你将走进怎样的世界

蚂蚁巢穴长怎样?这里的模型把地下巢室与隧道连在一起,让你从 1.7 m 缩小至 5 mm,约有黑庭蚁那么长,再步行进入花园和地下蚁巢。想象你趴在草坪上,脸贴近泥土,沿地面望去:隔几周修剪一次的草变成密墙,三叶草上的露珠映着天空,缝隙间有触角不停点动的蚂蚁跑过。本展品让你进一步置身于这样的视角。

花园边长 4.8 m,约等于一个小后院,以蚁丘为中心分成四区。西北区是草坪,有三叶草、爬满蚜虫的茎和蚁路尽头的饼干屑。东北区是沙地与露水,有沙漠蚁、蜜罐蚁的火山口状巢口和水洼。西南区是雨林落叶层,行军蚁在此袭猎,活蚁搭成的营巢悬挂在木头下。东南区是一丛灌木,高处枝间有叶片缝成的织叶蚁巢。

中央蚁丘下,隧道连接着六个巢室:入口竖井、蚁后室、育幼室、储蜜室、菌圃和垃圾室。身高 5 mm 的你可以从蚁丘顶部的洞口走下去,逐一穿行。真实蚁巢属于单一物种,这里则是组合模型,更像博物馆展厅而非一个真实蚁群。「模型与现实的差别」一节列出了改动。

这里生活着 27 种蚂蚁,从 2 mm 的法老蚁到 3 cm 的 Dinoponera,共超过 1,300 只。它们沿各自路径行走、搬叶子、倒挂、结筏漂浮,或抱成活体巢穴。图鉴逐一列出体型、食物、速度和资料来源。主要场景旁还站着与你当前大小相同、没有五官的光滑人像,方便随时比较。

最初的十秒

展品开启时,你还是平常的身高,正俯视蚁丘旁的一块草坪。接下来七秒内,你缩小 340 倍。视角落向地面,草叶从身旁升起,仿佛快速生长的森林。缩小结束时,一只黑庭蚁在面前路径上走过,身体正好与你胸口齐高。左边有一滴直径约 9 mm 的露珠,几乎是你此刻身高的两倍。

340 来自 1,700 mm 除以 5 mm,整个展品的比例都一致。10 cm 高的草叶对你而言像一座 34 m 高塔,直径 1 mm 的沙粒则像 34 cm 的石块。舞台左下角的读数显示你的身高,以及相对真实大小缩小了多少倍。

你随时可以改变大小。「控制」里的「你的体型」滑块按对数尺度从 2 mm 调至 1.7 m。「缩小」「放大」按钮,或 Z 和 X 键,每次把你缩至 40% 或放大至 2.5 倍。地下不能长到超过 9 mm,因为隧道仅宽 15 mm。

身高 5 mm 意味着什么

草叶

草坪草叶宽几毫米,通常长 5 至 15 cm。身高 5 mm 时,叶尖离地高度便是你身高的 10 至 30 倍。这里每丛草有四片弯曲叶片,像真叶一样沿中脉对折,随风摆动。「风」滑块改变摆动强度。草丛基部很窄,你可以穿行其间,却不能穿过叶片:对这个体型的你来说,它是一堵实墙。

露水

凉爽晴朗的清晨,水在叶面和地上凝结。展品中的露珠直径为 2 至 9 mm。对人来说它们只是针头大小,对蚂蚁来说却是玻璃巨石。高画质下,露珠像透镜一样折射光线,后方草叶显得倒置且放大。如此小的水滴能保持圆润,是因为表面张力,也就是表面水分子之间的吸引,比水滴重量更重要。「控制」中的时钟改变一天中的时间。8:00 之前露珠饱满,8:00 至 11:00 逐渐缩小,上午较晚时就消失了。

沙粒

按 Chester Wentworth 在 1922 年提出的尺度,地质学家将直径 0.0625 mm 至 2 mm 的颗粒称为沙,比它大的叫砾,比它小的叫粉砂。身高 5 mm 时,粗沙可及膝盖,沙地区直径 2 至 3 cm 的卵石则是你身高四至六倍的巨石。附近的沙逐粒绘成多种颜色,因为真实沙子也是多种矿物的混合物。

雨

对小体型而言,雨才是真正的危险。直径 2 mm 的雨滴以每秒约 6.5 m 下落,这是 Ross Gunn 和 Gilbert Kinzer 在 1949 年测得的数值。身高 5 mm 时,这滴雨是你身高的五分之二,落下的速度比冲刺的人还快。在「控制」中开启「下雨」,就能看到雨滴撞击周围地面,向外溅出环纹。开启声音后,附近每滴落雨都有沉闷的撞击声。

以自己为尺比较大小

打开工具中的「我」,输入真实身高与体重。展品会告诉你,多少只 4 mm 的花园蚂蚁首尾相接才能等于你的身高,1.7 m 的人需要 425 只,也会显示你此刻缩小了多少倍。

图鉴使用相同数据。每张物种卡说明多少只该种蚂蚁可排成你的真实身高,以及它的体长与你当前身高的比例。卡上的比例图将 5 mm 的人像、该物种最小和最大的工蚁,以及 1 cm 的标尺放在一起。

若想在场景里直接比较,可开启「大小对照」。面前会出现与你当前大小相同的人像、黑庭蚁(4 mm)、切叶蚁兵蚁(14 mm)、子弹蚁(25 mm)、Dinoponera(30 mm)和直径 2 mm 的雨滴。保持对照开启并长回 1.7 m,整排物体就成了脚边的几个小点。

近看一只蚂蚁

身高 5 mm 时站在行走的蚂蚁旁,就很容易看清其身体结构。与所有昆虫一样,蚂蚁有三个主要部分,但形状与甲虫、苍蝇不同。前方是头部,带有像钳子一样向两侧张开的一对大颚、两只复眼和两根触角。触角靠近基部处像手肘一样弯折,先是一段长柄节,再接一串可灵活摆动的小节。它们是蚂蚁嗅觉、味觉和触觉的主要感觉器官,始终不停移动。

头后是中躯,六条腿都接在这一中段。再后方是构成蚂蚁典型轮廓的细腰:黑庭蚁等只有一个小结节,切叶蚁、火蚁和法老蚁则有两个。细腰后是圆润的腹部,里面有储存共享食物的嗉囊,许多物种还带有螫针。

蚂蚁用三足步态行走。同侧前后腿与对侧中腿一同移动,所以总有三只脚在地面形成稳定三角形,另三只向前摆动。观察展品中任意蚂蚁的腿,就能看到两个三角形交替。各物种比例不同:沙漠蚁的长腿让身体远离热沙,切叶蚁大型工蚁的大头里装着用于切割的肌肉,蜜罐蚁储蜜工蚁的腹部则比普通体型大许多倍。

蚂蚁究竟有多大力气

「蚂蚁能举起体重 50 倍」是最常被复述的动物知识之一,但数字每次都在变,多数版本没有测量依据。以下三个数据有可追溯的出处。工具中的「力量」面板把它们绘成柱状图,与人作比较。

第一个来自切叶蚁。2019 年,Pauline Segre 和 Gavin Taylor 给 Atta cephalotes 工蚁逐渐加重负载,记录每只仍能搬动的最大重量。平均为蚂蚁自身体重的 8.78 倍,小工蚁和大工蚁的比例基本相同。不过在野外,大蚂蚁选择的叶片重量占自身最大能力的比例更低,留有更多余力。

第二个是估计。观察蚂蚁搬叶片和猎物的博物学家常写道,蚂蚁能搬动体重 100 倍或更多的东西。Ohio State University 在报道第三个数据时引用过这一说法。

第三个测的是另一件事。2014 年,Ohio State 的工程师把阿勒格尼丘蚁面朝下粘在离心机内,不断提高转速。颈关节在约体重 350 倍的拉力下开始拉伸,在 3,400 至 5,000 倍时断裂。「蚂蚁能举起体重 5,000 倍」的标题源于此,但测到的是颈部撕裂前能承受的拉力,不是举重能力。

对体重 60 kg 的人,切叶蚁的 8.78 倍相当于搬运 527 kg;颈关节的 3,400 至 5,000 倍则相当于承受 204 至 300 吨。

为什么巨型蚂蚁不会很强壮

小动物看起来力气大,原因在于几何关系。肌肉能产生的力取决于横截面积,随动物长度的平方增长。体重取决于体积,随长度的立方增长。长度翻倍,肌肉力量变成四倍,重量却变成八倍。

把同样规律用于放大的蚂蚁。取一只长 6 mm、能搬动体重 8.78 倍的工蚁,放大至 1.7 m。长度变为 1,700 / 6 = 283 倍。肌肉力量增为 283² = 80,089 倍,体重却增为 283³ = 2270 万倍。力量与体重之比降低 283 倍,从 8.78 降至 8.78 / 283 = 0.031。人类大小的蚂蚁只能搬动约自身体重的 3%,可能连站立都困难。「力量」面板会按你的身高显示这笔计算。

蚂蚁搬大物体通常靠合作。长角捷蚁群体能搬动远超单只蚂蚁体重的食物。2015 年 Aviram Gelblum 及同事的研究说明,少数认得回家路线的蚂蚁如何为整个群体引导方向。

气味路径

在「控制」中开启「气味路径」,路径便显示成彩色圆点:黑庭蚁是紫色,切叶蚁是绿色,行军蚁是橙色,其他物种也有各自颜色。这把真实花园里看不见的东西画了出来。蚂蚁用身体腺体释放的信息素铺设路径,再用触角闻着气味跟随。

路径始于侦察蚁找到食物并标记回家的路。其他蚂蚁循迹而来,找到食物的蚂蚁回程时也添加气味。好的食源便有浓重路径,吸引大量访客。食物耗尽后,没有新气味补充,旧气味蒸发,路径也随之消退。没有谁规划路线,路线是许多微小决定累积的结果。

路径也传达方向。Duncan Jackson 及同事在 2004 年发现,法老蚁的路径网络以约 50 至 60 度分岔。两支相接形成指向巢穴的尖角,所以来到岔口的蚂蚁仅凭形状就能辨别回家方向。次年,同一团队报告,法老蚁在死路分支的起点留下驱避信息素,这是首次发现蚂蚁的「禁止进入」信号。

「循着气味回家」挑战让你尝试觅食蚁的任务。开启「气味路径」,到饼干屑旁,再沿紫色路径回到蚁巢入口。黑庭蚁的路径中途有岔口,注意尖角指向哪里。

饲养蚜虫的蚂蚁

紫色路径尽头有根爬满绿色小蚜虫的茎,黑庭蚁整天沿茎上下。蚜虫吸取含糖的植物汁液,把多余的糖排成蜜露。蚂蚁用触角轻抚蚜虫收集蜜露,作为回报,赶走瓢虫等蚜虫天敌。蜜露是许多花园蚂蚁的主要能源,巢穴与蚜虫之间的路径也是花园里最繁忙的路线之一。近期研究关注蚜虫体内的细菌怎样改变这种合作。

数步数,读太阳

并非所有蚂蚁都靠气味回家。Cataglyphis 属沙漠蚁在炎热开阔的沙地独自觅食,气味无法持久。它们持续累加走过的方向和距离,找到食物后便直接回家。

方向来自太阳与天空偏振光的图案,距离则靠数步数。2006 年,Matthias Wittlinger、Rüdiger Wehner 和 Harald Wolf 训练 Cataglyphis fortis 走到饲喂点。在那里,他们给一些蚂蚁的腿粘上猪鬃,让腿变长,又剪短另一些的腿。回程时,踩高跷的蚂蚁走过了巢穴,短腿蚂蚁则提前停下,误差大致对应步幅改变的程度。它们靠数步数测距离。沙漠蚁巢旁的隐藏卡片讲述了这个实验。

跑得最快的蚂蚁

沙地区的撒哈拉银蚁绕巢跑动,速度是蚂蚁实测纪录:每秒 855 mm,约为每秒 108 个自身体长。Sarah Pfeffer 及同事在 2019 年于突尼斯沙丘拍下它们。银蚁在正午觅食,此时沙地可能超过 60 °C,捕食者正躲避高温。它们的腿比亲缘种短,却靠每秒多达 47 个步幅弥补。

银色外观也与高温有关。2015 年,Norman Shi 及同事发现,它们全身覆盖着横截面呈三角形的毛。这些毛反射可见光和近红外阳光,并帮助辐射散热,使体温降低几度。

在移动方式中选择「骑蚂蚁」,就能骑着银蚁以实测最高速度前进。若把每秒 108 个体长套用到身高 1.7 m 的人身上,速度就是每秒 108 × 1.7 = 184 m,略高于声速的一半。

蚁丘与入口

花园中央的蚁丘约高 4 cm、直径 20 cm。对你来说,它是一座高达自身身高八倍的山丘。工蚁挖掘巢室时,把地下的土逐粒搬到地面,堆成了它。顶部洞口就是入口。

走进洞口,地面向下倾斜,进入入口隧道,再分向六个巢室。你在地下时,舞台角落的地图切换成蚁巢平面图,点击巢室即可前往。你的灯照亮四壁。真实蚁巢一片黑暗,蚂蚁靠触觉和嗅觉辨路,许多地下生活的物种眼睛很小,或根本没有眼睛。

蚁后室

最深分支的尽头,约长 9 mm 的黑庭蚁蚁后待在卵堆旁。她几年前在夏季婚飞中交配,储存精子,此后一直产卵。工蚁喂养她、清洁她,并搬走卵。

蚁后寿命很长。Laurent Keller 和 Michel Genoud 在 1997 年汇集纪录,最长的是实验室饲养的 Lasius niger 蚁后,活了 28 年 9 个月。社会性昆虫的蚁后寿命可约为工蚁的十倍、雄蚁的 500 倍。黑庭蚁工蚁通常活一两年。

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育幼室

蚂蚁发育分四期:卵、幼虫、蛹、成虫。育幼室里的幼体按年龄分类。长约半毫米的卵聚成堆,蜷曲的白色幼虫围成较大的圈,包在浅棕色丝茧里的蛹堆在一侧。幼虫不能自行进食,护理工蚁把食物送到它们嘴边。

其中混着一个不属于这里的成员:一条远大于蚂蚁幼虫的粉红色毛虫。Maculinea 蓝蝶幼虫被 Myrmica 工蚁误认成自己的幼体,带回蚁巢。2009 年,Francesca Barbero 及同事录下 Myrmica 蚁后摩擦身体部位发出的声音,发现毛虫能发出相似声音。工蚁把它们当王室成员喂养,巢穴受扰时还优先救它们。本展品的巢是黑庭蚁巢而非 Myrmica 巢,所以毛虫是来自别处的客人。

旁边,两只工蚁正嘴对嘴接触。这是交哺,把液体食物从一只的嗉囊传到另一只。2016 年,Adria LeBoeuf 及同事分析液体,发现蛋白质、小分子和保幼激素等有助于调控幼虫生长的信号。共享食物也是共享化学信息的通道。

菌圃

最大的巢室属于切叶蚁。一团灰色海绵状物占据大半空间,这就是真菌园。工蚁切下鲜叶搬回家,嚼成糊状,接种真菌。真菌在叶糊中生长,形成称为 gongylidia 的膨大菌丝末端,供蚂蚁及幼虫食用。蚂蚁并不直接吃叶子。

Ted Schultz 和 Seán Brady 在 2008 年对种菌蚁演化的研究认为,蚂蚁培育真菌已有约 5000 万年。切叶蚁是其中出现最晚、规模最大的农夫。Michael Branstetter 及同事在 2017 年的研究指出,完全驯化真菌的关键转变可能发生于干旱环境,那里真菌无法逃出蚂蚁的菌圃独立生存。

菌圃也会遭受病害。霉菌 Escovopsis 攻击栽培真菌。1999 年,Cameron Currie 及同事发现,切叶蚁体表带着呈白色覆盖物的细菌,能产生抵抗 Escovopsis 的抗生素。这里有一只工蚁带着这种白色覆盖物。

真实切叶蚁巢规模很大。Aldenise Moreira 及同事把巴西三个 Atta laevigata 蚁巢灌入水泥,再挖出来。每巢有 1,149 至 7,864 个巢室,有的深达 7 m,容量从几厘升到约 50 升,觅食隧道从蚁丘延伸最远 70 m。蚁群一生会搬动数吨泥土。本展品的菌圃室直径约 24 cm。

储蜜室

一个较小巢室里,澳大利亚蜜罐蚁工蚁倒挂在天花板上,身体后方的腹部胀成琥珀色蜜球。这些叫储蜜工蚁。觅食蚁带回花蜜和蜜露,喂给储蜜工蚁;它们的嗉囊伸展,腹部膨大至正常大小的许多倍。外界缺粮时,它们再把蜜返还。

这种蜜罐蚁在多个干旱地区的类群中独立演化,包括北美沙漠的 Myrmecocystus 和澳大利亚的 Camponotus inflatus。澳大利亚原住民会挖出储蜜工蚁作甜食。Andrew Dong 及同事在 2023 年发现,Camponotus inflatus 的蜜在实验室中能抑制某些细菌和真菌的生长。

垃圾室

最深的巢室堆着废弃菌料、叶屑和死蚁。切叶蚁把垃圾放得远离菌圃。巴西挖出的蚁巢中,垃圾室与菌圃室分开,位于蚁丘各自的区域下方。

蚂蚁怎样知道同伴死了?不是看它一动不动,而是靠气味。1958 年,Edward O. Wilson 及同事给活蚁涂上油酸,这是一种会在腐尸中积累的脂肪酸。同巢蚁把它们抬去垃圾堆,活蚁走回来后,又被抬走。很久之后的 2009 年,Dong-Hwan Choe 及同事发现,活着的阿根廷蚁体表有阻止同伴搬走自己的化学物质,这些物质死后迅速消退。生命气味消失,死蚁就被抬走。

行军蚁的活体建筑

雨林区,一队 Eciton burchellii 行军蚁绕行于落叶间。这个物种每群有 10 万至 200 万只,不挖巢,每隔几天全群迁移。迁移间歇,工蚁互钩腿部,悬挂成称为活体营巢的球,蚁后和幼体在里面。本区木头下就有一座。

行军蚁还用身体建别的结构。队列遇到缺口,工蚁互相抓住搭桥。2015 年,Chris Reid 及同事发现,这些桥会朝缺口较窄处移动,并在留在桥中的工蚁造成的代价超过捷径收益时停止增长。本区两根小枝之间的小桥是一处隐藏发现。

非洲 Dorylus 属驱逐蚁拥有已知最大的单蚁后昆虫群体。估计并不一致:Daniel Kronauer 的 2009 年综述引用多达 1000 万只的蚁群,Graeme Boswell 及同事在 2001 年的研究给出 2000 万工蚁。它们的蚁后可能比任何其他昆虫产卵都多。

林地表面的猎手

落叶层还有其他猎手。子弹蚁 Paraponera clavata 长约 2.5 cm,蜇刺据称是昆虫中最痛的之一。主要毒素 poneratoxin 作用于神经传递信号使用的钠离子通道。

陷阱颚蚁把长大颚张开并锁住。触发毛一碰,大颚就释放。2006 年,Sheila Patek 及同事测得闭合速度为每秒 35 至 64 m。向地面弹击大颚能把蚂蚁抛到空中,用于逃生。

纪录属于吸血鬼蚁 Mystrium camillae。它把颚尖相互抵压,直到一端滑过另一端,如同打响指。2018 年,Fredrick Larabee 及同事拍到颚尖每秒高达 90 m 的运动,是实测最快的动物运动。

其他还有体长约 3 cm、属最大蚂蚁之一的 Dinoponera,没有蚁后,由交配工蚁产卵;列队袭击白蚁、抬伤员回家的马塔贝莱蚁;大眼跳蚁 Gigantiops;靠视觉捕猎的澳大利亚牛蚁 Myrmecia;以及整个蚁群能住进石缝的微小岩蚁 Temnothorax。

岩蚁以教学闻名。2006 年,Nigel Franks 和 Tom Richardson 证明,认得食物路线的工蚁带同伴串联行走,后者落后时减速,追上后再前进。领路者付出时间,跟随者则更快学会路线。这是首次正式证明人类以外的动物存在教学行为。

飞上灌木

切换至「飞行」,你就像婚飞中的有翅蚁后一样移动。东南区灌木上有展品中三种行为特别的蚂蚁。

织叶蚁用活叶筑巢。工蚁排成链,把两片叶缘拉拢;其他工蚁用大颚夹住幼虫,沿接缝来回移动。幼虫吐丝,把叶片黏合。Edward O. Wilson 和 Bert Hölldobler 在 1980 年描述了幼虫的作用。织叶蚁靠足部黏性垫在光滑叶面奔跑,Thomas Endlein 和 Walter Federle 在 2015 年研究了这些结构。

滑翔蚁住在雨林树冠。2005 年,Stephen Yanoviak、Robert Dudley 和 Michael Kaspari 把 Cephalotes atratus 工蚁从树上放落,发现它们在空中转向,腹部朝前滑向树干,多数落回原树。灌木上的滑翔蚁每隔几秒就有一只落下,再转向滑回。

婆罗洲自爆蚁以另一种方式保卫树木。小型工蚁遇袭时收紧身体,直到腹部爆裂,向敌人喷出黏稠黄色毒液,工蚁自身也死亡。Alice Laciny 及同事在 2018 年描述了 Colobopsis explodens。

树干高处的一滴琥珀封存着一只蚂蚁。蚂蚁比看上去古老:Corrie Moreau 及同事在 2006 年依据 DNA 和化石,估计蚂蚁起源于 1.4 亿至 1.68 亿年前。琥珀里的蚂蚁说明,它们曾与恐龙共存。

地球上有多少蚂蚁

2022 年,Patrick Schultheiss 及同事汇总了蚂蚁分布各大洲的 489 项研究。他们估计,任一时刻地球上约有 两千万亿只活蚂蚁,即 2 × 10¹⁶,相当于每人约 250 万只。

他们还估计蚂蚁总生物量约为 1200 万吨干碳,超过所有野生鸟类和野生哺乳动物之和,但约为人类的五分之一。Yinon Bar-On、Rob Phillips 和 Ron Milo 在 2018 年的研究估计,人类约有 6000 万吨碳。常被引用的「蚂蚁总重等于人类总重」源自更早的粗略计算。新估计首次基于如此多的野外数据;作者也说明,由于某些生境缺乏数据,这仍是保守估计。

蚁丘旁的天平显示这个结果:一端是蚂蚁,另一端是人,人类一侧较低。「天平上的蚂蚁」挑战就问这个问题。

超级蚁群

多数蚁群会与邻居打斗。阿根廷蚁从南美洲被带到世界各地后,在新家园表现不同。2002 年,Tatiana Giraud 及同事测试南欧地中海与大西洋沿岸的阿根廷蚁,发现相距约 6,000 km 巢穴里的蚂蚁不互相打斗。他们称之为超级蚁群。草坪区的阿根廷蚁沿着没有起终点的环路奔跑。

模型与现实的差别

为在一处展示更多内容,这里简化或重新安排了若干事物。

  • 一个花园,多个地区。 蚂蚁来自欧洲、亚洲、美洲、非洲和澳大利亚。真实花园只有少量本地物种。每种蚂蚁的图鉴卡说明其分布。
  • 一个巢穴,多个物种。 真实巢穴属于一个物种的一个蚁群。这里的黑庭蚁蚁后室、澳大利亚蜜罐蚁储蜜室和切叶蚁菌圃共用隧道。
  • 宽隧道。 隧道直径为 15 mm,以容纳 5 mm 的访客。真实小型蚂蚁的隧道只有几毫米宽。
  • 体型与速度。 工蚁体长以范围给出,许多是约数,图鉴会标注。只有撒哈拉银蚁速度是实测值,其余以每秒几个体长的模型速度行走。
  • 蚂蚁身体。 用符合物种颜色的光滑管状体与椭球体构成。体毛、体表刻纹和精确比例被简化。显卡绘制腿与触角的运动,步态为三足步态。
  • 地下照明。 你的灯照亮蚁巢,方便观察。真实蚁巢是黑暗的。
  • 气味。 信息素路径不可见。「气味路径」视图用彩色圆点画出它们。
  • 时间。 蚂蚁按真实时间行走,你则以适合体型的速度移动。花园没有季节变化。

怎样移动

用 WASD 或方向键行走,拖动环顾四周。手机上用左拇指行走,屏幕右侧控制视角。点按或点击地面,即可走到那里。碰到障碍物会出现简短提示。

移动方式有四种,对应键盘数字 1 至 4。「行走」使用适合体型的步速。「奔跑」约快四倍。「骑蚂蚁」让你以每秒 855 mm 骑撒哈拉银蚁,仅在体型不超过 4 cm 时可用。「飞行」让你像有翅蚁后一样升到草叶上方,地下不能飞。

左上地图俯视花园,标出路径和场景。点击任意位置可跳转;地下则变为巢穴平面图。「图鉴」打开物种图鉴,「发现」列出隐藏卡片,「挑战」列出问题。「拍照」隐藏面板,让你取景并保存图片。「声音」开启风声、附近蚂蚁的脚步声和雨滴声。快捷键:G 图鉴,M 地图,T 挑战,F 发现,P 拍照,Z 缩小,X 放大。

导览

面板导览共有 19 步。从缩小开始,依次看露珠、沙粒、蚜虫牧场、分岔的气味路径、搬运中的切叶蚁和蚁丘。再进入地下,看蚁后、育幼室、菌圃、储蜜室与垃圾室。回地面后参观行军蚁及活体营巢,飞到织叶蚁处,骑银蚁,看火蚁筏,恢复真实大小,最后用透明地面查看整个蚁巢。

挑战与隐藏发现

11 个挑战的答案藏在花园、蚁巢或图鉴中。有的用按钮作答,有的要走到指定地点:找到地下蚁后、进入储蜜室、从饼干屑沿气味回巢,或在阳光晒干露珠前,以 5 mm 体型站到大露珠旁。完成的挑战获得星标,并保存在浏览器里。

24 张隐藏卡片散布在花园和蚁巢中。只有缩小到蚂蚁体型,靠近并望向相应位置,卡片才会打开。其中八张从常见想法出发,如「切叶蚁吃叶子」「蚂蚁和人一样重」,再展示研究发现的不同答案。每张卡都附有资料链接。

常见问题

地球上有多少蚂蚁?

Schultheiss 及同事在 2022 年基于 489 项研究估计,任一时刻约有 两千万亿只,即 2 × 10¹⁶,相当于每人约 250 万只。

所有蚂蚁真的和所有人一样重吗?

不是,那是旧的粗略估计。2022 年研究估计,蚂蚁约为 1200 万吨干碳,约是人类总量的五分之一,但仍超过所有野生鸟类与野生哺乳动物的总和。

蚂蚁能举起多重的东西?

取决于测什么。2019 年实验中,切叶蚁工蚁平均能搬运体重 8.78 倍的负载。著名的 5,000 倍来自拉伸颈关节直到断裂的实验,不是举重。

人那么大的蚂蚁会力大无穷吗?

不会。肌肉力量随长度平方增长,体重随立方增长。6 mm 的蚂蚁放大至 1.7 m,长度增至 283 倍,只能搬动约自身体重的 3%。

蚂蚁从树上掉下来能活吗?

通常可以。小而轻的动物在较低速度时,空气阻力就能平衡体重,因此落地较轻。树冠中的 Cephalotes 属蚂蚁还会空中转向,滑回掉落的树干。

切叶蚁吃叶子吗?

不吃。它们把叶片嚼成真菌培养床,吃膨大的菌丝末端。蚂蚁约在 5000 万年前开始培育真菌。

蚁后能活多久?

纪录是一只实验室饲养的黑庭蚁蚁后,活了 28 年 9 个月。蚁后寿命可约为工蚁的十倍。

蚂蚁怎样找到回家的路?

许多物种沿气味路径行走。法老蚁能从岔口形状判断回家方向。在裸露沙地觅食的沙漠蚁则看太阳、数步数。

跑得最快的蚂蚁是什么?

撒哈拉银蚁,实测每秒 855 mm,约为每秒 108 个体长。闭颚最快的是吸血鬼蚁,颚尖每秒可达 90 m。

哪种蚂蚁最大?

Dinoponera 工蚁长约 3 cm,是最大的蚂蚁之一。子弹蚁约 2.5 cm,非洲驱逐蚁蚁后则比任何工蚁都大。

蚂蚁怎样区分同巢蚁与陌生蚁?

靠气味。每群蚂蚁体表都有独特的蜡质化学物质组合。2005 年,Mamiko Ozaki 及同事在日本弓背蚁触角上发现一种感觉毛,对陌生蚁的组合有反应,对同巢蚁则没有。

蚂蚁为什么把死蚁搬出巢?

它们靠气味识别死亡。死蚁体表油酸等脂肪酸积累,而标记活蚁的化学物质死后迅速消退。清除死蚁有助于让疾病远离蚁群。

蚂蚁真的能漂在水上吗?

火蚁可以。洪水中,工蚁互相抓住组成浮筏,身体间困住的空气使筏子保持干燥。蚁后和幼体乘在上面,直到抵达陆地。

蚂蚁比恐龙更古老吗?

不比恐龙古老,但曾与恐龙共存。DNA 和化石研究估计,最早蚂蚁出现在 1.4 亿至 1.68 亿年前,正值恐龙时代。

真实蚁巢是黑的,为什么这里有灯?

蚁巢在地下,没有光,蚂蚁靠触觉和嗅觉辨路。展品中的灯让你看清各巢室。

能一次看清整个蚁巢吗?

可以。「控制」中的「查看蚁巢」把你带到蚁丘上方,让地面变透明,土下的巢室和隧道便显露出来。关闭后可继续行走。

术语

  • 工蚁:承担蚁群工作的雌蚁,多数物种的工蚁不产卵。
  • 蚁后:蚁群中产卵的雌蚁。
  • 腹部:细腰后方圆润的身体后段。
  • 腹柄节:胸部与腹部之间的细腰节段,带一个或两个结节。
  • 信息素:动物释放、改变同种其他个体行为的化学信号。
  • 交哺:口对口传递液体食物。
  • 储蜜工蚁:腹部膨大、为蚁群储存食物的蜜罐蚁工蚁。
  • 活体营巢:行军蚁用工蚁身体组成的活巢。
  • 膨大菌丝末端:切叶蚁栽培真菌的膨大末端,供蚂蚁食用。
  • 超级蚁群:遍布大片区域、成员互不打斗的蚁巢网络。
  • 平方立方定律:形状放大时,面积随长度平方增长,体积随立方增长。

参考资料

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