蚂蚁大脑有个“情报中心”

本报讯 你是否注意过这个现象：如果家里出现一只蚂蚁，很快整群蚂蚁就搬了进来；设置陷阱捕获了几只蚂蚁后，剩下的蚂蚁也很快神秘消失了。

如今，美国科学家发现了这一行为背后的秘密：蚂蚁的某些信息素，即相互交流时发出的气味标记，会激活它们大脑的特定部分并改变整个蚁群行为。相关研究6月14日发表于《细胞》。

“人类并不是唯一拥有复杂社会和交流系统的动物。”论文第一作者、美国洛克菲勒大学研究人员Taylor Hart说，“在进化过程中，与其他昆虫相比，蚂蚁进化出了极其复杂的嗅觉系统，这使得它们能够使用许多不同类型的信息素进行交流，不同信息素可能代表着不同的意义。”

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这项研究表明，蚂蚁大脑中有一个与人脑相似的交流中心。这个中心可以解读来自同类的报警信息素，或“危险信号”。

“蚂蚁大脑中似乎有一个感觉中枢，所有能引起恐慌的警报信息素都会被输入。”论文通讯作者、洛克菲勒大学研究人员Daniel Kronauer说。

研究人员使用一种名为GCaMP的工程蛋白扫描了暴露在危险中的无性繁殖蚂蚁大脑。这种方法需要将工程蛋白附着在钙离子上，后者会随着大脑活动而暴发，由此产生的荧光化合物可以在高分辨率显微镜下观察到。

“我们认为，在野外，无性繁殖的蚂蚁只有几十到几百只，通常情况下，这些小群体倾向于将恐慌反应作为它们的警报行为，其主要目的是逃跑和生存。”Hart说。

不管是什么蚁种，蚁群中的蚂蚁都是根据等级和分工划分的，不同蚂蚁的解剖结构也略有不同。为此，研究人员选择了毕氏卵角蚁，因为它们易于控制。研究人员为更容易观察到广泛的模式，而使用雌性工蚁确保一致性。一旦研究人员对蚂蚁等级、性别和分工之间的神经差异有了更清晰的了解，他们就能更好理解不同蚂蚁大脑是如何处理同一信号的。

“我们正在研究蚂蚁的劳动分工，以便弄清为什么基因相同的个体在群体中承担不同的任务，以及这种分工是如何进行的。”Kronauer说。

（冯维维）

相关论文信息：

http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.05.025

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