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研究揭示蟻穴背后的物理學原理

▲在螞蟻挖隧道之前，土壤顆粒之間的力鏈是隨機排列的（左），但當螞蟻挖隧道后，力鏈會重新排列。

▲研究人員站在螞蟻穴模型旁邊。圖片來源：美國加州理工學院

■記者 唐鳳

在卡通片《別惹螞蟻》中，盧卡斯欺負小螞蟻時看到的只有草坪上冒出來的一個小土堆，中間有一個小洞，幾只螞蟻四處亂爬。蟻丘看上去很普通。

但當盧卡斯被神奇藥水縮小后，一個螞蟻地下王國展現(xiàn)在他眼前。隧道向下延伸，不斷分支并通向?qū)ｉT的空間：蟻后的家、幼蟻的溫床、食物儲藏間、垃圾站等。25英尺的地下，在沒有機械和加固材料的情況下，螞蟻建造了一個能容納數(shù)百萬同伴的家園，并能維持數(shù)十年。

現(xiàn)在，利用X成像和計算機模擬技術(shù)，美國研究人員揭開了螞蟻如何建造這些復雜而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。相關(guān)論文刊登于美國《國家科學院院刊》。

有“想”才做

螞蟻“知道”如何挖隧道嗎，還是它們只是盲目地挖？加州理工學院的Jos Andrade一直有這個疑問。

但Andrade是一名工程師，對螞蟻“一竅不通”，所以他求助于該校生物學和生物工程助理教授Joe Parker，后者的研究重點是螞蟻及其與其他物種的生態(tài)關(guān)系。

Parker說：“Andrade團隊需要一個研究螞蟻的人，以便深入了解這些群居昆蟲的適應性和集體行為，為弄清其挖掘行為機制提供一些生物學信息?！?/p>