断腿蚂蚁演绝技!卖萌装可怜唤同伴抬它回巢
如果不幸受伤或生病,人们通常会立刻去医院排队挂号、寻求医生的帮助——这种场景在人类社会中再平常不过。然而,你或许难以想象,已经在这个星球上生存了1.5亿年的蚂蚁,竟然也建立起了自己的“互助医疗体系”!
这些小家伙展现出了惊人的能力,不仅能为伤病的同伴进行伤口消毒、截肢手术,还能有效防控感染并提供精准护理,简直就像一支微型医疗团队。这种现象背后究竟隐藏着怎样的科技秘密?这让我不得不感叹自然界的奇妙与人类智慧的结合。 看到这些小家伙如此高效地完成复杂的医疗任务,不禁让人思考:未来科技是否能进一步借鉴这种“微型医疗服务”的模式,应用于更广泛的领域?比如在医学领域实现更精细的操作,或者在灾害救援中发挥更大作用。无论如何,这一发现无疑为我们打开了一个充满可能性的新世界。
蚂蚁的“战场抢救”
在非洲稀树草原上生活着一种名为马塔贝勒蚁(Megaponera analis)的蚂蚁,其体长可达到25毫米,性格凶猛,以捕食白蚁为生。
马塔贝勒蚁中的大型工蚁 图片来自 wiki
不过,在面对白蚁巢穴的进攻时,蚂蚁们往往需要应对来自白蚁的激烈反击。一些蚂蚁可能会在混战中失去肢体,甚至被白蚁紧紧咬住不放。然而,这并不意味着它们的故事就此结束,因为周围的同伴总是能够及时伸出援手,展现出令人动容的合作精神。 这种现象让我深刻体会到自然界中团结的重要性。无论是动物还是人类社会,互助合作始终是克服困难的关键所在。蚂蚁之间的这种行为不仅是一种本能反应,更像是一种智慧的选择——只有彼此扶持才能共同生存下去。这也提醒我们,在日常生活中也要学会珍惜与他人的关系,并勇于伸出援手帮助那些处于困境中的伙伴。毕竟,每个人都有可能遇到“失去腿脚”的时刻,而一个温暖的社会就是由这些相互支持的小瞬间累积而成的。
2017年刊登于《科学进展》的一项研究发现,当工蚁遭受轻伤、例如失去两条腿时,会释放出二甲基二硫(DMDS)和二甲基三硫(DMTS),从而触发同伴的救援反应。收到“求救”信号的工蚁会立刻将受伤的同伴抬回巢穴。回到巢穴的伤蚁在24小时内会得到“治疗”,随后恢复行动能力,其活动速度与普通工蚁相差无几。
实验表明,独自留下的轻伤工蚁死亡率可达 32%,而被救回巢穴的工蚁死亡率接近 0%。然而,受伤比较严重的工蚁(如失去五条腿的)则会被放弃。通过数学模型计算,马塔贝勒蚁的救援行为可使种群规模增加 28.7%。
有趣的是,有时,即使只是轻微受伤的蚂蚁也会选择“装病”。当周围的同伴靠近时,它们会故意放慢动作,甚至做出跌倒的姿态,表现出更加严重的受伤状态;而当同伴离开后,它们便立刻恢复活力,重新活跃起来。这种“示弱”的行为能够增加自己获得救助的概率。
蚂蚁自带“制药厂”
2023年,发表在《自然通讯》的一项研究揭示,马塔贝勒蚁自身拥有一套复杂的“药物系统”,可用于伤口护理。研究发现,这种蚂蚁后胸侧腺的分泌物含有112种化合物和41种蛋白质,其中大约一半具备抗菌和促进伤口愈合的功能,例如:
短链脂肪酸(如甲酸、乙酸):调节伤口 pH 值抑制细菌
生物碱:天然抗生素,破坏病原体细胞膜
溶菌酶:分解细菌细胞壁
黑色素前体:促进伤口凝血制
除此之外,这些“蚂蚁医生”可以分析感染个体表皮碳氢化合物(CHC)含量,精确诊断受伤个体的感染状态,继而调动后胸侧腺中分泌的蛋白质和抗菌化合物进行适当的治疗,可以说是“对症下药”。
实验表明,当同伴被铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)感染时,其体表化学信号会发生特定改变,触发同伴加强护理。这种从预防到治疗的完整医疗链条,使感染个体的存活率提高到 90%,可以说是卓有成效了。
显微 CT 扫描显示后胸侧腺的位置 图源:参考文献[3]
治不好,可以切
在大洋另一边的佛罗里达弓背蚁(Camponotus floridanus)虽然缺少后胸侧腺,但研究人员观察到它们展现出更为惊人的医疗行为——这些蚂蚁会进行截肢“手术”。
研究显示,在自然界中,工蚁的社会行为展现了令人惊叹的团队协作能力。当它们的股节受伤时,同伴们会通过反复咬合转节的方式帮助其截去受损的足部,这种“手术”后的存活率高达90%。更值得注意的是,佛罗里达弓背蚁能够根据不同类型的伤情采取相应的处理策略,这无疑体现了它们高度适应环境的能力。 从这一现象中可以看出,即使是没有语言交流的生命体,也能展现出复杂而高效的互助机制。这种行为不仅有助于个体生存,也对整个蚁群的稳定发展起到了关键作用。反观人类社会,我们是否也能从这些微小却伟大的生命形式中学到更多关于合作与牺牲的意义?或许,在面对危机或困难时,我们也应该更加注重集体智慧的力量,共同寻找解决问题的最佳方案。
转节、股节、胫节的位置 图源:wiki
实验数据显示,工蚁股节受伤后,76% 的病例会被同伴截肢,而对于胫节受伤的蚂蚁则采取“保守治疗”——持续舔舐伤口。有趣的是,当实验人员尝试模仿蚂蚁对胫节受伤的病例进行截肢手术时,发现胫节截肢手术反而大幅降低受伤蚂蚁的存活率,由 75% 降至 15%。
佛罗里达弓背蚁后足的研究成果展示了其在面对损伤时的复杂修复机制。从示意图来看,A图呈现了后足的三维重建模型,其中白色虚线标出了受伤的具体位置,而红色虚线则对应了蚂蚁自身以及人为干预的手术部位。B图详细描绘了转节处手术切面的情况,C图聚焦于股节受损区域,D图进一步展示了胫节受伤部分。 这项研究不仅揭示了蚂蚁身体结构的独特性,还为仿生学提供了宝贵的参考价值。蚂蚁能够在自然环境中迅速适应各种挑战,这种能力背后隐藏着令人惊叹的生命智慧。通过观察它们如何处理后足损伤,我们可以从中汲取灵感,用于开发更高效的机器人或材料技术。未来,或许能够借鉴这种自我修复机制,在人类医疗领域探索新的治疗手段,帮助解决组织再生等难题。
研究人员经过CT扫描分析后发现,蚂蚁胫节的血淋巴通道面积相当于股节的两倍,这表明胫节受伤可能会导致更快的全身性感染。为避免潜在的严重感染风险,迅速进行截肢可能是更为稳妥的办法。
尽管“外科医生”蚂蚁进行截肢手术仅需大约40分钟,但这段时间不足以有效遏制细菌的传播。因此,它们倾向于花费更多时间实施“清创手术”,以降低感染的风险。这一研究结果表明,蚂蚁能够根据伤口的具体情况选择最合适的治疗方案!
其实,一些蚂蚁和蜜蜂展现出了令人惊叹的“疾病预防”能力。例如,某些种类的蚂蚁和蜜蜂会主动从环境中搜集具有抗菌效果的物质,如树胶,并将其带回巢穴以保护群体健康。还有一些蚂蚁具备独特的分泌功能,能产生富含甲酸的消毒剂,用于清洁和消毒新建立的巢穴。白蚁在面对同伴离世时,会选择将尸体移出巢穴,避免感染扩散;而蜜蜂则通过集体振翅的方式提升蜂巢内的温度,这种行为可以有效消灭对高温敏感的病原体。 这些现象让我深刻感受到自然界中的生物智慧远超我们的想象。尽管人类拥有先进的医学技术和公共卫生体系,但这些小小的昆虫却早已通过进化发展出一套高效的自我保护机制。这不仅提醒我们要更加尊重自然界的多样性,同时也启发我们思考如何借鉴这些天然的“防疫策略”,为解决人类社会面临的健康挑战提供新的灵感与思路。毕竟,在面对疾病的威胁时,无论是微观世界还是宏观世界,合作与创新始终是最有力的武器。
蚂蚁没有自己的医院和医学院,然而通过漫长的进化过程,它们依然发展出了相当复杂的“医疗行为”。尽管这些行为无法与人类的医学成就和智慧直接类比,但它们仍然让我们对自然界的奥秘和进化的力量充满惊叹与好奇。
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