你是否曾經(jīng)注意到家里有一只螞蟻，很快整群螞蟻都搬進來了。你設(shè)置的陷阱只捕獲了幾只螞蟻，但很快剩下的螞蟻就神秘地消失了。

6月14日，發(fā)表在細胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell（《細胞》）上的一項研究探索了某些危險信號信息素——螞蟻相互交流時發(fā)出的氣味標記——是如何激活螞蟻大腦的特定部分，并改變整個蟻群行為的。

“人類并不是唯一擁有復(fù)雜社會和交流系統(tǒng)的動物?！闭撐牡谝蛔髡摺⒚绹蹇朔评沾髮W(xué)的Taylor Hart說，“在進化過程中，與其他昆蟲相比，螞蟻進化出了極其復(fù)雜的嗅覺系統(tǒng)，這使得它們能夠使用許多不同類型的信息素進行交流，這些信息素可能代表著不同的事情?！?/span>

這項研究表明，螞蟻大腦中有一個交流中心，與人腦相似。這個中心可以解讀來自其他螞蟻的報警信息素，或“危險信號”。它們大腦的這一部分可能比蜜蜂等其他昆蟲更先進。之前有研究表明，蜜蜂依靠大腦的許多不同部分來協(xié)調(diào)對單一信息素的反應(yīng)。

“螞蟻大腦中似乎有一個感覺中樞，所有能引起恐慌的警報信息素都會被輸入?！蓖ㄓ嵶髡?、洛克菲勒大學(xué)的Daniel Kronauer說。

研究人員使用一種叫做GCaMP的工程蛋白掃描了暴露在危險信號下的無性繁殖螞蟻的大腦活動。GCaMP的工作原理是將自身附著在鈣離子上，鈣離子會隨著大腦活動而爆發(fā)，由此產(chǎn)生的熒光化合物可以在高分辨率顯微鏡下被觀察到。

在進行掃描時，研究人員注意到，只有一小部分螞蟻的大腦會對危險信號做出反應(yīng)，但螞蟻仍然表現(xiàn)出即時和復(fù)雜的反應(yīng)行為。這些行為被稱為“恐慌反應(yīng)”，因為它們包括逃跑、撤離巢穴、將后代從巢穴轉(zhuǎn)移到更安全的地方等行為。

來自不同規(guī)模蟻群的螞蟻也使用不同的信息素來傳遞各種信息。“我們認為，在野外，無性繁殖的螞蟻通常只有幾十到幾百只，通常情況下，這些小群體傾向于將恐慌反應(yīng)作為它們的警報行為，因為它們的主要目標是逃跑和生存。”Hart說。

不管是什么蟻種，蟻群中的螞蟻都是根據(jù)等級和分工來劃分的，不同螞蟻的解剖結(jié)構(gòu)也略有不同。為此，研究人員選擇了畢氏粗角猛蟻，因為它們易于控制。他們使用雌性工蟻來確保一致性，以便更容易觀察到廣泛的模式。一旦研究人員對螞蟻等級、性別和分工之間的神經(jīng)差異有了更清晰了解，他們就能更好地理解不同螞蟻的大腦是如何處理同樣信號的。

“我們可以開始研究螞蟻之間這些感官表征的相似或不同之處。”Hart說。Kronauer說：“我們正在研究螞蟻勞動分工，以便弄清為什么基因相同的個體在群體中承擔(dān)不同的任務(wù)，這種分工是如何進行的?”

參考文獻：

Hart et al，“Sparse and stereotyped encoding implicates a core glomerulus for ant alarm behavior”??Cell 2023?

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00544-5? ?DOI:?http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2023.05.025