World's fastest ant hits recording breaking speed of 855mm/s
撒哈拉银蚁(家蚕)突尼斯杜兹沙漠中的工人。图片来源:哈拉尔德·沃尔夫

根据诺埃尔·科沃德的说法,疯狗和英国人是唯一在正午阳光下外出的生物,但德国乌尔姆大学的哈拉尔德·沃尔夫会添加另一种动物:撒哈拉银蚁(家蚕)。在一天的高峰期(当沙子温度达到 60°C)时,这些坚韧的蚂蚁总是让沃尔夫着迷,他们会冒险从巢穴中出来,搜寻不幸生物的尸体。他说,“即使在沙漠蚂蚁中,银蚁也很特别”,并解释说这些昆虫据说速度接近 1 m/s。但人们对蚂蚁如何以如此惊人的速度在沙滩上奔跑的了解甚少。在早些时候前往突尼斯盐田的旅行中,为了研究银蚁的表亲 Cataglyphis fortis,Wolf、Sarah Pfeffer、Verena Wahl 和 Matthias Wittlinger 绕道去了杜兹,寻找神秘的沙漠居民。在发现沙丘中繁衍生息的银蚁后,该团队于 2015 年返回拍摄它们的活动。研究小组发表了他们的发现,撒哈拉银蚁是有史以来最快的蚂蚁,在以高达 1300 毫米/秒的速度摆动腿时,速度可达 0.855 m/s (855 毫米/秒)。实验生物学杂志

普费弗回忆说,找到这些不显眼的巢穴绝非易事:“我们必须寻找挖掘地点或者跟随觅食的蚂蚁回家”,她解释道。然而,一旦团队找到了巢穴,只需将铝制通道连接到入口并在末端放置喂食器以引诱蚂蚁出来即可。“蚂蚁找到食物后(它们喜欢粉虫),它们会在通道中来回穿梭,我们安装相机从顶部拍摄它们”,普费弗微笑着说道。此外,研究小组还挖掘了一个巢穴,并将其带回德国,以记录昆虫在较低温度下跑得更慢的情况。

在计算这些昆虫的最高速度时,Pfeffer 和 Wahl 惊讶地发现,在沙漠白天最热的时候,这些动物的速度达到了惊人的 0.855m/s(即 855mm/s 或每秒自身身体长度的 108 倍),在实验室中 10°C 时为 0.057m/s。相比之下,较大的 Cataglyphis fortis 只能达到 0.62m/s(仅 50 体长/s),使得家蚕世界上跑得最快的蚂蚁,与澳大利亚虎甲虫(171 体长/秒)和加州沿海螨(377 体长/秒)并列,接近打破世界纪录的生物名单。

科学家们还比较了这两个物种的腿长,很明显,行动敏捷的银蚁正在做一些了不起的事情。他们的四肢比腿长的表亲短近 20%。研究小组想知道较小的蚂蚁如何超越较大的 Cataglyphis 亲戚,因此将注意力集中在蚂蚁的步法上。

通过分析银蚁的动作,研究小组发现,这些昆虫以高达 1300 毫米/秒的速度摆动 4.3-6.8 毫米长的腿,步速高达 47 步/秒,比体型较大的同类快三分之一左右。当他们仔细观察蚂蚁的步幅时,发现当蚂蚁通过齿轮向上移动时,步幅从 4.7 毫米增至 20.8 毫米。研究小组还发现,蚂蚁不再简单地奔跑,而是改为奔跑,所有六英尺同时离地,速度超过 0.3m/s。此外,他们还分析了蚂蚁的协调能力,并对蚂蚁的双脚同步能力印象深刻——它们行走时紧密协调三条腿的运动,形成三脚架——而每只脚只接触地面很短的时间。在开始下一步之前 7 毫秒。

沃尔夫说,“这些特征可能与沙丘栖息地有关”,并补充道,“[它们]可以防止动物的脚在柔软的沙子中陷得太深”。他还热衷于了解更多关于这些沙漠居民如何实现他们的高目标的信息。他怀疑这必须要求肌肉收缩速度接近生理极限。



更多信息:Pfeffer, S.E.、Wahl, V.L.、Wittlinger, M. 和 Wolf, H. (2019)。撒哈拉银蚁 Cataglyphis bombycina 的高速运动。J.Exp。比奥尔。222、jeb198705、DOI:10.1242/jeb.198705,https://jeb.biologies.org/content/222/20/jeb198705

引文:世界上最快的蚂蚁创下了855毫米/秒的破纪录速度(2019年10月16日)检索日期:2019 年 10 月 16 日来自 https://phys.org/news/2019-10-world-fastest-ant-855mms.html

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