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2011年4月7日 星期四

螞蟻如何認路

我曾經在一所室內游泳池看過一列螞蟻從室外經過窗戶上的小縫,源源不絕的來往於直線距離約三十公尺外的垃圾桶之間,沿路要上下看台的台階,繞過地面積水,爬上垃圾桶壁才能到達目的地。而這段室內路徑的複雜度可能遠不及其在室外更複雜的空間環境。三十公尺大約是螞蟻身長的1500倍,對人來說大約是2公里。這樣的空間認知能力,在螞蟻世界中絲毫不足為奇,是他們每天都要做的事,就像放學回家一樣。

看過兩種解釋,嗅覺和視覺。嗅覺是藉由蟻群在行經路徑上留下費洛蒙作為標記;視覺則是藉由沿路的景觀標記。或許兩者都有吧,多重的資訊來源在複雜的環境中可能是一個比較可行的決策依據,也可以透過學習,在不同狀況下仰仗不同的資訊來源。

不過,如果說螞蟻是以視覺資訊為主來認路的話,在解釋他們彼此之間如何溝通的問題時會比較困難。斥候蟻找到食物之後,要如何告訴其他的螞蟻?蜜蜂能飛,可以沿著大致上的直線到達目的地。因此蜜蜂的舞蹈可以只傳達方向與距離,其他的蜜蜂到達附近位置後靠嗅覺或許就可以找到食物。螞蟻的生活空間可能非常複雜,試想在堆滿落葉與枯枝的森林中,一隻小小的螞蟻如何告訴其他螞蟻要循著甚麼路徑到達食物位置?有時候甚至食物就在某片樹葉上,對在隔鄰樹枝上的螞蟻而言說不定可以看到也可以聞到食物的味道,可是要如何過去而不迷路?

人類中最接近螞蟻空間經驗的可能是在高山森林中的登山隊員。在空間定位系統與無線電也不見得能派上用場的情況下,在樹上綁布條可能是一個簡單實用的辦法。登山者綁布條可以幫助自己在回程時不致迷路,也可以幫助前後的隊友不致失散,對迷路的登山者而言,發現前人留下的布條可能是救命的資訊。布條和費洛蒙一樣,可以有不同的顏色形式,也會隨著時間而逐漸消逝在環境中。把螞蟻想像成天生的登山好手,沿著路徑,在不同狀況下留下各種布條,是我目前比較能夠理解的說法。

2 則留言:

Ageline Wan-Ying Lai 提到...

老師:

這裡有一篇探討 The ant's path integration system: a neural architecture 的文章 提供您參考!
http://www.springerlink.com/content/hl55178403378803/

宛吟

soreros 提到...

補記:上述論文以視覺訊號來解釋螞蟻認路的方式應該是錯誤的,其所使用的實驗方法也不能證明任何事。