蚂蚁和我们:社会能从叶子的书中拿出一片叶子吗? 2017-06-18 13:07:01

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我们人类长期以来一直将蚂蚁视为我们自己社会的模型,从Jean de La Fontaine的蚱蜢故事和蚂蚁到蚂蚁算法的现代用途来解决计算和物流问题蚂蚁社会与我们自己的关系之间有趣的相似之处建设运输基础设施,以转移经济所依赖的原材料在今天发表的对中美洲剪叶蚂蚁的研究中,安德鲁·布鲁斯和我发现随着蚁群的增长,清除的小径在促进资源流动方面变得不那么有效了更大我们的生物学家将这种模式称为“异速生长缩放” - 一个实体在大小变化时的功能变化叶切割蚂蚁(我们研究了Atta colombica和Atta cephalotes)通过切割死亡来构建通过热带森林地面的小型高速公路叶子和其他植被与下颌骨和拖曳的路径离开路径这样就形成了一个平滑的路面y将鲜叶组织碎片带回巢中他们用叶组织培育真菌园,为殖民地提供食物我们测量了不同菌落检索新鲜叶组织的速度,并发现这种收获率与蚂蚁行走的小径的长度这从单个蚂蚁的角度来看是直觉上的(两次徒步旅行将花费两倍的时间并将蚂蚁的资源交付率减半)但整个群体原则上可以通过派出更多的工人来减少个人绩效因此,如果个别觅食者以一半的速度提供资源,殖民地可以使工人数量增加一倍以维持目标资源流量我们的研究结果令人惊讶的是,切叶蚂蚁殖民地不这样做相反,招募工蚁对资源采集任务似乎在小型和大型结肠中的调节方式不同因此,随着工人数量的增加,生产率的提高幅度低于成熟率

这种模式完全是由于运输距离对生产率的影响没有证据表明个人的速度较慢或性能受损,但更大的殖民地变得越来越少他们在清理道路上投资的比较小的殖民地像这样的异速生长缩放模式设定了资源可以有利地收获的距离的上限,这反过来可能限制了殖民地的最大规模在某些方面,叶子 - 切割蚂蚁殖民地类似于人类城市两者都非常重视建筑物运输基础设施这种基础设施随后用于将来自边远地区的分散原材料带入人口稠密的中心,在那里资源转化为更高价值的商品这样,交通运输就是核心城市经济对于切叶蚂蚁,每增加一段巷道和每个附加最近的觅食工人带来越来越小的回报,因此建设更多的交通基础设施和开发越来越大的觅食地不能持续满足不断增长的殖民地人口的资源需求人类社会可能受到类似的限制众所周知,道路的总长度比例不成比例与国家的地理面积相比:面积增加一倍,总道路长度增加不到一倍据推测,物质运输和经济生产力的回报无法跟上日益增长的距离人类比蚂蚁更有优势,但是,形式技术创新的许多措施社会互动和创造力的许多衡量标准,如专利数量,增长速度快于人口规模的比例增长人口更多的人群相互作用更加集中,通过创新提高经济生产力相反,蚂蚁必须等待基因突变和自然选择对于新的“想法”提高生产力切叶蚂蚁的真菌园艺经济本身就是大多数蚂蚁觅食模式的进化创新大多数蚂蚁物种更像是狩猎采集社会,而不是叶子切割者的集中城市经济这将是有趣的扩展我们的研究并发现觅食和其他活动率如何随着不同生活方式的更广泛的物种的殖民地大小和资源运输距离而扩大 核心问题是:进化创新是否允许物种通过逃避旧“经济”系统的限制来提高生产力

觅食率和距离之间的比例关系的变化将是这种基本创新的一个信号