蚂蚁的大脑非常善于向其他蚂蚁传达危险

如果你在厨房台面上看到地球上成千上万只蚂蚁中的一只，那它绝对不只是一只蚂蚁。当附近有食物和危险时，那只孤独的蚂蚁通常会向整个蚁群发出信号。6 月 14 日发表在《细胞》杂志上的一项研究 仔细观察昆虫用来相互交流的某些气味标记如何激活蚂蚁大脑的特定部分，进而改变整个蚁群的行为。

[相关：这只蜘蛛假装自己是一只蚂蚁，但还不足以避免被吃掉。]

“人类并不是唯一一种拥有复杂社会和交流系统的动物，”洛克菲勒大学神经生物学家、论文合著者泰勒·哈特在一份声明中说道。“在进化过程中，蚂蚁进化出了比其他昆虫更加复杂的嗅觉系统，这使得它们能够使用多种不同类型的信息素进行交流，而这些信息素可能代表不同的意思。”

这项研究表明，蚂蚁的大脑中确实有自己的通讯中心，就像人类一样。它们可以解读其他蚂蚁分泌的危险信号信息素——而且它们的嗅觉线索可能比蜜蜂等其他昆虫更先进。早期的研究表明，蜜蜂依靠大脑的多个部分来协调对一个信息素的反应。

洛克菲勒大学的共同作者兼进化生物学家丹尼尔·克罗瑙尔在一份声明中说：“蚂蚁的大脑中似乎有一个感觉中枢，所有引起恐慌的警报信息素都会进入这个中枢。”

在这项研究中，研究小组观察了克隆的袭击蚁。他们使用一种名为 GCaMP 的工程蛋白来扫描受到危险信号照射的蚂蚁的大脑活动。GCaMP 附着在钙离子上，然后钙离子会随着大脑活动而爆发。然后，荧光化合物在专门用于观察它们的高分辨率显微镜上可见。

在这些扫描中，研究小组发现，只有一小部分蚂蚁大脑在对危险信号作出反应时会亮起来。然而，蚂蚁仍然表现出即时而复杂的行为。他们将这些行为称为恐慌反应，因为蚂蚁会撤离巢穴、逃跑或将后代带离巢穴。

群体大小各异的蚂蚁种类也会使用其他信息素来发送各种信息。

“我们认为，在野外，克隆袭击蚁通常拥有一个只有几十到几百只个体的蚁群，就蚁群而言，这个规模相当小，”哈特说。“这些小蚁群往往以恐慌反应作为其警报行为，因为它们的主要目标是逃走并存活下来。它们不能让很多个体冒险。克隆袭击蚁的近亲——军蚁拥有庞大的蚁群——有数十万或数百万个个体——而且它们的攻击性要强得多。”

[相关：让工蚁守规矩的蛋白质也可以使它们成为蚁后。]

一个蚁群中的蚂蚁会根据角色和等级精心组织自己，而蚁群中不同等级和角色的蚂蚁在解剖学上也有细微差异。研究人员使用同一等级和角色中同一性别的克隆掠夺蚁来确保一致性。只观察雌性工蚁更容易观察到普遍的模式。

随着研究团队对蚂蚁角色、性别和种姓之间的神经差异有了更清晰的了解，这可以帮助他们破译不同的蚂蚁大脑如何处理相同的危险信号。