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蚂蚁能分辨化合物的立体结构差别

蚂蚁随处可见,人们对其森严的等级制度和群体生活产生了浓厚的兴趣。那它们是怎么分辨“自己蚁”以及“入侵蚁”,又是如何认出“自己蚁”是做什么的呢?

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蚂蚁通常通过化学信使,也就是信息素(pheromone)进行沟通,这使它们能够在不同社会阶层之间进行区分,比如区分工蚁和蚁后,以及区分“自己蚁”以及“入侵蚁”。而这种信息素就是存在于其角质层上的表皮碳氢化合物(cuticular hydrocarbons)。然而,人们对蚂蚁如何检测信息素以及对这些信息素的敏感性知之甚少。


最近,来自美国加州大学河滨分校的研究人员发现蚂蚁的触角就像精确的烃类检测器,能够分辨存在于它们角质层上的碳氢化合物中极其微小的差异,甚至包括对映体的差别。这一发现有助于解释蚂蚁在巢穴中极为复杂的社会系统。


研究人员通过行为学实验(将一种特殊的化合物与糖奖励结合)发现,蚂蚁(Camponotus floridanus)能够区分碳氢化合物中非常小的差异(在下面的视频中,蚂蚁偏爱蓝色环中的碳氢化合物,而对红色环中的化合物不屑一顾),例如,区分具有25个碳原子长度的化合物以及具有27个碳原子长度的化合物。同时,它们也对蚁后的信息素中的两个对映体也有不同的反应。


研究人员发现蚂蚁如此敏锐“嗅觉”的关键在于它们触角上的嗅觉锥形感受器(olfactory sensilla basiconica),这些感受器每一个都包含多个嗅觉受体神经元,对表皮碳氢化合物的细微差别(包括对映体之间的差别)很敏感。


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