蚂蚁爬行最短距离图解（蚂蚁为什么可以向后行走）

“千丈之堤,溃于蚁穴。”蚂蚁是众所周知的社会性昆虫，它们的合作配合天衣无缝，创造了许多人类想象不到的“名场面”，比如搭桥、抱团等。

除了强大的团体合作能力，蚂蚁个体的技能也是非常突出的，它可以向后行走。我们经常在操场上看到向后行走的大爷大妈，一开始我们可能觉得很容易，但当自己去试的时候，才会觉得有些头晕眼花，经过一段时间的训练才能达到正面行走的水平。那么蚂蚁是凭借什么能够具备向后行走的先天优势的呢？

蚂蚁其实看不见

虽然蚂蚁有复眼，由成百上千只眼睛构成，但即使这样，它们眼睛的视野和分辨率也远远比人类差。

下面的三张图是人类眼中的世界，以及650只眼睛、150只眼睛构成的复眼所看到的景象。可以发现即使是650只眼睛构成的复眼，它看到的景象也是非常的模糊，轮廓都没有勾勒出来。与人眼相比，就好像座机和数码相机拍出来的照片一样。

生物学家通过计算蚂蚁眼睛的数量和直径，得出估计：蚂蚁的视力只有人类平均视力的十分之一。

不得不说，这种视力近乎于盲人。除此之外，体型的大小会影响眼睛的数量。体型越小的蚂蚁，它的眼睛数量一般也越少，空间视敏度更低，视力也更差。

有研究者曾经在蚂蚁的回家路径上设置障碍物，结果发现体型稍大的蚂蚁在距离障碍物17厘米远的地方就开始绕道，而“小不点”的蚂蚁快要接近障碍物（距离障碍物5厘米）的时候才发现障碍物。

人们常说“站得高，看得远”，对于蚂蚁而言，则是长得大，看得远啊！

蚂蚁的触角既是拐杖，也是嗅探器

蚂蚁群体中的气味交流是非常重要的，而且群体中承担不同工作的个体还会散发出带有细微不同气味的碳氢化合物。而识别这些气味的重要工具就是触角了。

由于蚂蚁的视力很差，它们走路的时候也需要一根拐杖，每走一步，都需要两个触角不断地敲打地面，来确定路况。可别小瞧了这一对触角，它们比盲人的竹竿还管用。这是因为这对触角的功能有以下两种功能：

• 第一种是触觉作用，通过触角来触碰外界的边边角角，慢慢探索前面未知物体的轮廓、形态和软硬度，以及道路的曲折等情况。

通过触角相互碰触

• 第二种是嗅觉作用，男人说“闻香识女人”，而蚂蚁则是“闻香（臭）识路”。蚂蚁在爬行的过程中，腹部末端的肛门和腿上的腺体里不断分泌出少量的、带有特殊气味的化学物质，作为标记，在路上留下痕迹。回家的时候，就用这种特殊的气味来作为标识，这叫做“气味导航”。

蚂蚁的气味标记

科学家肯定，化学信息在蚂蚁识途中发挥着重要作用。当蚂蚁觅食或回巢的途中，它们都会释放特殊的信息素气味来标示行进的轨迹。

前面有食物！

蚂蚁的信息素是一种多种成分混杂的物质，不仅包括了自身的气味和涂抹在猎物身上的气味，还有和同伴交流的气味。每一种气息可能就像不同的词语一样，传递出不一样的信息，比如“搬回家去”的气味是附着在猎物身上的，那么其它同伴闻到之后，就会不假思索地把它搬回去了。

在行进路线出现转弯的时候，和人类道路一样，蚂蚁也需要路标。它们不仅释放出微量的特殊气味作为路标，同时这种路标的角度还会暗示该处的食物信息：有食物存在，或者只是普通的路口。

当侦察兵出去勘探食物时，一路上都会留下信息，好像地图的制作商一样。当工蚁们出洞寻找食物的时候，只要按着信息素的指示走，就能找到食物。

蚂蚁的反向轨迹

虽然气味标记挺有效的，但是研究专家却认为这种方法比较浪费时间。后来科学家在观察一种名为法老蚁的小型蚂蚁搬运草料时发现，蚂蚁还有更好的识路方法——反向轨迹。

反向轨迹是指满载而归的蚂蚁在返回蚁巢时，只要按照与出来时相反的角度便能循路而归。

研究小组称，过去执着于蚂蚁信息素轨迹的研究并未发现这种方向标志。但研究小组预想，蚂蚁可能还将几何学运用到了路径上。

他们将单只蚂蚁分别在直线轨迹和55的°轨迹上的辨别方向的能力进行了对比，结果发现，直线轨迹上的蚂蚁并不能很好地确定方向，而在分岔轨迹的情况下，有45%的蚂蚁都能够在第一个分岔口准确地辨别方向。这也说明了，有角度的路口为法老蚁提供了它所需要的反向性。

法老蚁

之后，他们又把蚂蚁放置在不同角度的轨迹上进行了研究，最后确定蚂蚁定位的最理想的轨迹分岔角度是60°左右。接着，他们继续研究了其它种类的蚂蚁，发现蚂蚁有相似的轨迹规律。

想象一个Y型路口，洞口爬出来的蚂蚁会看到两条呈30°的轨迹，之后它只需要事先标好的角度前进，找到食物资源后，再按照相反的角度行走，就一定能够循路而归。这套蚂蚁家族自创的“60度最佳法则”，只要严格遵守，就不会迷路了。

蚂蚁的天文路标

如果气味挥发了，蚂蚁也可能会迷路，那么它是用什么办法重建新路标的呢？这时候就要靠天了，就是利用太阳的位置，用天空偏振光来导航，被称为天文路标。

偏振光指的是在某个方向上振动或者振动最大的光。太阳光本身并不是偏振光，但当它透过大气层，受到分子或尘埃等颗粒的散射后，就变成了偏振光。

沙漠中有一种蚂蚁，当外出寻找食物的时候，走的路径歪歪扭扭，但是回家的时候，却是沿着直线返回原地的。

科学家让蚂蚁在回巢的时候被动地戴上“有色眼镜”——通过各种颜色的滤光片挡住自然光。结果发现，蚂蚁看到波长为400纳米以上的天空光时，就会突然迷失方向，忘记回家的路；而给它呈现400纳米以下的光时，蚂蚁一下子就清醒了，找到了前进的方向。一下子便找到了前进的方向。

而紫外线的波长正是小于400纳米的，所以蚂蚁是用紫外线来导航的。而如果踢太阳光去掉偏振后，蚂蚁也不能够准确地判断方向。由此可见，蚂蚁是利用偏振的紫外线进行导航的。

蚂蚁为什么能够向后行走？

科学家发现，当蚂蚁搬运小饼干屑的时候突然放置一块大饼干屑，它们能够立即偏离原来路线，跑去拖运沉重食物，并在倒着走的情况下，精准找到巢穴。那么为什么蚂蚁在倒行时也能“重新辨别并找到正确的方向”呢？

• 身体平衡能力好。蚂蚁拥有六条腿，每一条腿都有几千条的肌肉纤维，重量会平均分配到每条腿上，因此整体的平衡是很稳定的。

• 嗅觉发达。当人类一下子倒着走的时候，我们会非常别扭。而蚂蚁可以通过自己散发的气味或者同伴留下来的标记明确路径的方向，即使是倒着走，嗅觉的准确性也同样强悍。

• 对方向的感知力强大。在分岔路口，蚂蚁能够通过反向轨迹，精确地辨别方向，说明它们对方向的把控力很强，即使把将身体正反面对调，它们也不会变成“路痴”。

• 善于利用天文线索来确定方位。如果真的迷路了，蚂蚁也能停下来，依靠太阳给它的提示，迅速调整方向。

• 路径集成能力成熟。蚂蚁在长期的觅食中，掌握了许多距离信息，包括探路时转换方向的经验和基于天文线索的距离计算。

• “偷看”行为帮助摆正体位。蚂蚁把食物向后拖着时，偶尔会表现出“偷看”行为：蚂蚁停止拉动，并放下食物，转身向前看。视觉场景导航通过比较陆地线索的记忆和当前感知视图来准确地提供方向信息。如果风景熟悉，那么蚂蚁很快就会回到食物项目，然后调整向后的路径。

值得一提的是，偷看行为后，蚂蚁向后运动的速度也增加了，这可能不仅仅是从拖动食物的活动中得到短暂休息、恢复体力的结果，而且也是航行确定性的提高。当我们在比较迷茫的情况下，看到熟悉的风景时，我们前进的速度也会增加，或许是出于对路线的肯定，或许是因为找到路而开心，从而加快了步伐。

总而言之，蚂蚁向后行走的能力巧妙地将自身能力和环境信息相结合，让我们看到了除了蚂蚁群体具有令人惊叹的智慧外，蚂蚁个体的智慧也是闪闪发光的。

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文 | 小实

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