2023
08/23
相关创新主体

创新背景

阿根廷蚂蚁是一种已知的入侵物种,已经在加利福尼亚和其他地方取代了本地的蚂蚁种群,并已经成为一个重要的农业害虫,它们的成功在很大程度上是因为它们对糖和其他碳水化合物的积极觅食。

传统的观点可能是,饥饿的动物更可能冒险去寻找食物,但UCLA的这项研究似乎挑战了这一观点,提出了一个与之相反的发现,尤其是在有竞争对手的情境下,饥饿的阿根廷蚂蚁可能会更加谨慎地觅食,而不是冒险去寻找食物,此外,这种觅食策略可能与这些蚂蚁的生存和成功有关,这使得这项研究在生态和进化生物学领域尤为重要。

此外,这项研究在探索阿根廷蚂蚁觅食策略时,考虑了不同的风险因素,如其他竞争蚂蚁的存在和捕食者的威胁。研究者们创建了一个实验条件,模拟蚂蚁在不同风险环境下的觅食行为,从而深入理解它们的觅食策略和决策制定过程,这些发现可能对于更好地理解这一入侵物种的生态适应性和行为策略有重要意义。

 

创新过程

这项研究的主要目标是探讨阿根廷蚂蚁在不同食物和风险条件下的觅食策略,为了实现这一目的,首作者Bryce Barbee和其他研究人员在UCLA设计了一系列实验。

实验装置的示意图

首先,他们创建了三种不同的饲养条件:正常饲养、剥夺碳水化合物或蛋白质、以及同时剥夺碳水化合物和蛋白质,这是为了模拟蚂蚁在不同饥饿状态下的行为。

接下来,他们让这些蚂蚁在低风险和高风险的环境中正常觅食,为了模拟这两种风险环境,研究者们使用了蚁酸,这是一种由蚂蚁产生的化学物质,用以标示其他竞争蚂蚁的存在,从而为蚂蚁创造了一种有竞争对手存在的环境。

在这些实验条件下,研究者观察了蚂蚁的觅食行为,他们特别关注了饥饿蚂蚁在高风险环境下是否会更加积极地觅食,以及它们在不同饥饿状态下对碳水化合物和蛋白质的偏好。

研究发现,当风险低时,饥饿的蚂蚁确实更加积极地寻找他们所缺乏的食物,但是,当风险增加时,饥饿的蚂蚁却表现得更加谨慎,而不是更加积极,这一发现与研究者最初的预期相反。

此外,无论在高风险还是低风险的觅食场景中,蚂蚁似乎更喜欢觅食碳水化合物而不是蛋白质,这可能与实验室没有蚁卵或蛹的存在有关。

这项研究为我们提供了对阿根廷蚂蚁觅食行为的深入了解,并揭示了饥饿和风险如何影响其觅食决策。

在提供富含蛋白质(橙色)或富含碳水化合物(紫色)食物的觅食地点随时间变化的蚂蚁数量(每5分钟1小时)

 

创新价值

生态平衡:阿根廷蚂蚁是一种侵略性的外来物种,它已经在加利福尼亚和其他地方取代了本地的蚂蚁种群,通过理解它们的觅食行为和策略,我们可以更好地了解它们如何与本地种群竞争,从而为生态保护提供重要的洞察。

农业保护:阿根廷蚂蚁已成为显著的农业害虫,对农作物造成伤害,对这种蚂蚁的行为习性有深入的了解可以帮助农业从业者制定有效的害虫管理策略,减少它们对农业的破坏。

动物行为理解:这项研究提供了关于动物如何在食物有限和面临竞争时作出决策的洞察,这不仅对理解蚂蚁的行为有价值,还可以被应用于其他动物种群的研究。

提供控制策略:通过这项研究,科学家们可能会发现更多有助于控制阿根廷蚂蚁扩张的方法,了解蚂蚁在饥饿和高风险环境下的觅食策略可能为制定新的管理和控制策略提供线索。

教育和培训:这项研究也提供了一个机会,使年轻的研究者,如Bryce Barbee,能够在实地环境中进行研究,从而获得宝贵的实验和研究经验。

 

创新关键点

为了模拟蚂蚁在不同饥饿状态下的行为,研究人员创建了三种不同的饲养条件,即正常饲养、剥夺碳水化合物或蛋白质以及同时剥夺碳水化合物和蛋白质,他们让这些蚂蚁在低风险和高风险的环境中正常觅食,为了模拟这两种风险环境,研究者们使用了蚁酸,这是一种由蚂蚁产生的化学物质,用以标示其他竞争蚂蚁的存在,从而为蚂蚁创造了一种有竞争对手存在的环境,在这些实验条件下,研究者观察了蚂蚁的觅食行为。

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