군락을 이루는 개미들은 먹이를 찾아 혼자 나가는 경우가 많고, 때로는 먼 거리를 이동하기도 합니다. 먼 거리에서 개미집으로 돌아가는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 하지만 작은 개미들은 길을 찾는 뛰어난 능력을 가지고 있습니다. 두꺼운 구름이 있거나 땅이 손상되어도 개미집을 찾을 수 있기 때문에 더 우회하면 됩니다.
개미가 집으로 가는 길을 정확하게 찾을 수 있는 이유는 오랫동안 동물학자들의 관심을 끌었던 미스터리입니다. 탐사 과정에서 연구자들은 개미가 방향을 식별하는 데 사용하는 효과적인 방법도 발견했습니다. 예를 들어, 특별한 기억력을 사용하는 것, 냄새 정보를 사용하는 것 등이 있습니다.
그러나 최신 연구 결과는 예상치 못한 것입니다. 개미는 도로 인식에 "기하학적 정보학"을 효과적으로 "적용"할 수 있습니다. 개미의 이러한 특성은 영국 과학자들에 의해 발견됐으며, 관련 연구 결과는 '네이처' 최신호에 게재됐다.
과학자들은 개미의 인지 여정에서 화학적 정보가 중요한 역할을 한다고 단언합니다.
연구 결과에 따르면 개미는 먹이를 찾으러 나갔을 때나 집으로 돌아갈 때 보통 이동 경로를 표시하기 위해 특별한 페로몬 냄새를 방출합니다. 이동 경로가 특정 각도로 바뀔 때 이 냄새를 방출합니다. 교차로의 도로 표지판과 같은 소량의 특별한 냄새와 동시에 교차로의 표시된 각도는 음식 소스가 있는지 또는 도로의 일반적인 분기점인지도 나타냅니다.
연구원들은 야생에서의 개미 활동을 연구하던 중 정찰 임무를 맡은 정찰개미들이 개미집에서 출발할 때 특수한 수단을 사용한다는 사실을 기사에서 소개했다. 페로몬은 자신의 궤적을 종합적으로 표시하고, 이후에 구멍에서 나온 일개미는 이 페로몬의 지시에 따라 먹이가 있는 곳을 향해 계속 이동할 것입니다.
위의 방법으로 효과가 없다면 개미들은 어떻게 해야 할까요?
파라오개미는 원래 남아프리카공화국에서 자생했으며 현재는 가정에서 흔히 볼 수 있는 해충입니다. 파라오 개미는 일반적으로 페로몬이라는 특수 화학 물질을 방출하여 경로를 표시합니다. 이론적으로 길 잃은 파라오 개미는 페로몬 냄새를 기반으로 페로몬 흔적을 사용하여 음식을 찾거나 집으로 가는 길을 찾을 수 있습니다.
그러나 Ratnicks 교수와 셰필드 대학교 컴퓨터 공학과 교수인 Duncan Jackson과 Mike Holkham의 다른 두 연구원에 따르면 이러한 접근 방식은 상대적으로 시간이 많이 소요됩니다.
영국 셰필드 대학의 과학자들은 파라오 개미라고 불리는 작은 개미가 먹이를 운반하는 것을 관찰한 결과 개미가 방향을 식별하는 더 좋은 방법은 역궤적을 사용하는 것임을 발견했습니다.
역궤도란 개미가 최대 부하를 가지고 돌아올 때 나온 방향과 반대 각도를 따라갈 수 있다는 의미입니다.
셰필드대학교 연구팀에 따르면, 과거 개미 페로몬 궤적을 연구해온 연구자들은 이러한 방향 표시나 반전을 발견하지 못했다고 한다. 예상했던 대로 개미는 자신의 궤적에 따른 페로몬 농도의 차이뿐만 아니라 기하학을 통해서도 먹이나 둥지를 찾습니다.
그들의 이론을 테스트하기 위해 과학자들은 직선 궤적과 55도 궤적 모두에서 개별 개미의 능력을 비교했습니다. 과학자들은 직선 궤도에 있는 개미는 자신의 방향을 정확하게 결정할 수 없었지만 분기된 궤도에 있을 때는 약 45%의 개미가 첫 번째 분기점에서 방향을 정확하게 결정할 수 있다는 것을 발견했습니다. 과학자들의 실험에 따르면 기하학적 포크가 파라오 개미에게 필요한 가역성을 제공하는 것으로 나타났습니다.
개미의 정확한 위치 파악을 위한 이상적인 궤적 교차 각도는 약 60도입니다. 이어 연구팀은 30도, 120도 등 다양한 각도에서의 궤적을 연구한 결과, 개미가 정확하게 위치를 찾을 수 있는 최적의 궤적 각도는 약 60도라는 사실을 알아냈다. 그들은 파라오 개미가 도로의 이 각진 분기점에서 가장 정확하게 방향을 잡을 뿐만 아니라 다른 종의 개미도 동일한 패턴을 따른다는 것을 발견했습니다.
영국 셰필드 대학의 식물 및 동물학 교수인 프란시스 라트닉스는 기하학(대문자 Y를 상상해 보세요)을 통해 길을 잃은 개미가 다시 집으로 가는 길을 찾을 수 있다고 말했습니다. 궤적의 교차점에서 구멍에서 나오는 개미는 (현재 전방 궤적을 기준으로) 약 30도 각도에서 두 개의 궤적을 발견합니다(개미가 둥지에서 바깥쪽으로 기어가는 것을 상상해 보십시오 - Y의 아래쪽 부분).
이는 개미가 개미집에서 출발할 때 미리 각도로 표시된 특별한 경로를 따라가기만 하면 식량 자원을 찾을 수 있다는 것을 의미합니다. 가족 고유의 "60도 규칙"은 반대쪽 경로를 따릅니다. 각도. 따라서 이 도로 표지판의 지시 사항을 엄격히 준수하는 한, 밖으로 나간 개미는 집으로 가는 길을 놓치지 않을 것입니다.
기하학적 방법 방향의 발견은 과학자들을 놀라게 했습니다.
캔자스대학교 생태진화생물학과 루돌프 제델 교수는 개미가 방향을 잡기 위해 궤적 기하학을 사용한다는 사실에 놀랐다고 말했습니다.
식물의 나무 뿌리와 동물의 심혈관 시스템과 같은 자연적 분기 네트워크는 자원을 할당하는 데 필요한 에너지를 최소화하기 위해 진화한 것으로 알려져 있으며, 셰필드 대학의 연구자들은 개미 궤적 네트워크도 아마도 같은 이유로 진화했을 것이라고 결론지었습니다. : 음식을 굴로 가장 효율적으로 운반합니다. 개미가 방향을 정하기 위해 이러한 특수한 기하학을 사용하는 것은 부차적인 이점만 제공할 수 있습니다. Ratniks 교수는 "그들은 한 가지 이유, 즉 '무료'로 혜택을 얻기 위해 그렇게 할 수 있습니다."라고 말했습니다.
Jedel 교수는 개미가 길을 잃고 신뢰할 수 있는 정보가 부족한 경우에만 작동한다고 말했습니다. . 그들은 다른 개미가 따르지 않는 선택된 방향 신호와 자연적인 상황의 도움을 받습니다. 그는 "현재 연구자들은 궤적 기하학이 얼마나 자주 사용되는지 이해하지 못하고 있다... 채집 효율을 높이려면 개미는 과학자들이 새로 발견한 이 기술을 사용해야 한다"고 말했다. 모든 길은 로마로 통하고, 개미의 모든 길은 개미집으로 통한다”고 프랜시스 라트닉스 교수는 말했다.
개미가 길을 찾는 가장 일반적인 방법은 냄새 랜드마크를 이용하는 것입니다. 개미는 시각 장애인처럼 걷는다. 그들의 촉수는 시각 장애인의 손에 있는 대나무 기둥과 같아서 한 발짝 내딛을 때마다 두 개의 "대나무 기둥"을 사용하여 끊임없이 땅을 두드려야 한다. 개미의 촉수는 맹인의 대나무 장대보다 더 강력합니다. 이 한 쌍의 촉수에는 두 가지 기능이 있습니다. 하나는 촉각 기능입니다. 외부 세계와 접촉하는 촉수를 통해 앞에 있는 물체의 윤곽, 모양 및 경도는 물론 전방 도로의 지형 기복도 확인할 수 있습니다. 이 기능은 맹인의 대나무 장대와 똑같습니다. 다른 하나는 냄새를 맡아 식별하는 후각 기능입니다.
이것은 맹인의 대나무 장대에는 없는 것이다. 개미는 걸을 때 복부 끝 부분의 항문과 다리의 분비선에서 마킹 물질이라는 특별한 냄새를 지닌 소량의 화학 물질을 지속적으로 분비하여 도로를 오염시키고 흔적을 남깁니다. 개미집에서 멀리 떨어져 있는 같은 둥지에 있던 개미들은 자신들의 특별한 코인 안테나를 사용해 도로 표지판의 냄새를 맡고 앞으로 나아갑니다. 이를 '후각 탐색'이라고 합니다.
후각 탐색 및 천문학적 랜드마크
개미는 어떻게 새로운 랜드마크를 재구성합니까? 일반적으로 다른 위치 지정 방법이 사용됩니다. 그것은 태양의 위치에 의존하고 하늘의 편광을 사용하여 항해하는 것입니다. 이는 천문학적 도로 표지판이라고도 합니다. 이 비밀은 오래전 프랑스의 곤충학자 파브르에 의해 발견되었습니다. 편광이란 특정 방향으로만 진동하는 빛, 또는 특정 방향으로 우세하게 진동하는 빛을 말합니다. 햇빛 자체는 편광이 아니지만, 대기를 통과하여 대기 분자나 먼지 등의 입자에 의해 산란되면 편광이 됩니다. 사막에는 개미라는 종류가 있는데, 둥지를 떠날 때는 항상 지그재그로 전진하며 여기저기 먹이를 찾아다닌다. 둥지에서 멀리 떨어져 있습니다. 과학자들은 개미들에게 둥지로 돌아가는 길에 "색깔 안경"을 착용하도록 요청했습니다. 이를 통해 개미들은 다양한 색깔의 필터를 통해 하늘을 관찰할 수 있습니다. 개미가 하늘에서 410나노미터 이상의 파장을 받으면 개미는 길을 잃고 집으로 가는 방향을 잊어버린 것처럼 보입니다. , 개미는 즉시 앞으로 나아갈 방향을 찾을 것입니다. 자외선의 파장은 400나노미터 미만입니다. 이는 개미가 자외선을 사용하여 길을 찾는다는 것을 의미합니다. 그러나 하늘의 빛이 탈편광되어 무편광된 빛이 되면 개미의 정상적인 활동도 방해받게 됩니다. 개미는 편광된 자외선을 사용하여 길을 찾고, 그들의 눈은 자연적으로 편광된 항해자임을 알 수 있습니다. (끝)