研究揭示蚁穴背后的物理学原理

▲在蚂蚁挖隧道之前，土壤颗粒之间的力链是随机排列的（左），但当蚂蚁挖隧道后，力链会重新排列。

▲研究人员站在蚂蚁穴模型旁边。图片来源：美国加州理工学院

■记者 唐凤

在卡通片《别惹蚂蚁》中，卢卡斯欺负小蚂蚁时看到的只有草坪上冒出来的一个小土堆，中间有一个小洞，几只蚂蚁四处乱爬。蚁丘看上去很普通。

但当卢卡斯被神奇药水缩小后，一个蚂蚁地下王国展现在他眼前。隧道向下延伸，不断分支并通向专门的空间：蚁后的家、幼蚁的温床、食物储藏间、垃圾站等。25英尺的地下，在没有机械和加固材料的情况下，蚂蚁建造了一个能容纳数百万同伴的家园，并能维持数十年。

现在，利用X成像和计算机模拟技术，美国研究人员揭开了蚂蚁如何建造这些复杂而稳定的结构。相关论文刊登于美国《国家科学院院刊》。

有“想”才做

蚂蚁“知道”如何挖隧道吗，还是它们只是盲目地挖？加州理工学院的Jos Andrade一直有这个疑问。

但Andrade是一名工程师，对蚂蚁“一窍不通”，所以他求助于该校生物学和生物工程助理教授Joe Parker，后者的研究重点是蚂蚁及其与其他物种的生态关系。

Parker说：“Andrade团队需要一个研究蚂蚁的人，以便深入了解这些群居昆虫的适应性和集体行为，为弄清其挖掘行为机制提供一些生物学信息。”