賓夕法尼亞州立大學和喬治敦大學的研究人員表示，螞蟻會調(diào)整他們的社交互動，以適應人口密度的變化。研究結(jié)果表明，盡管環(huán)境可能發(fā)生巨大變化，但蟻群能夠維持其復雜的社會組織。

昆蟲學和生物學副教授大衛(wèi)·休斯說：“螞蟻是自然界中生態(tài)最成功的群體之一，因為它們的社會組織復雜，特別是他們的分工，包括食物的獲取。”“蟻群的存活取決于它們維持這種組織的能力。在我們的研究中，我們看到了蟻群對人口密度變化的顯著恢復能力。這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋螞蟻的進化成功。”

根據(jù)休斯的??說法，蟻群大小和人口密度的變化是自然發(fā)生的。隨著雌性繁殖和群體生長，它們可以增加，當群體決定分裂成多個巢穴時，它們可以減少。

“為了盡量減少由于密度變化引起的潛在不利影響并維持社會平衡，螞蟻殖民地應盡量積極管理其相互作用的速度，”休斯說。“然而，到目前為止，很少有研究調(diào)查這些現(xiàn)象。”

研究人員通過將巢穴空間的大小增加四倍來操縱三個木偶螞蟻群體的種群密度。他們把殖民地放在裝有紅外燈的木制相機盒內(nèi)，這樣他們就可以在自然的黑暗筑巢條件下拍攝螞蟻。螞蟻能夠隨時離開巢穴進入覓食區(qū)。

該小組在每個時間點手動識別每只螞蟻巢中的位置 - 相當于超過690萬個數(shù)據(jù)點 - 以研究增加的巢空間是否影響昆蟲的空間組織。研究人員發(fā)現(xiàn)，無論人口密度如何，螞蟻相對于其他人的位置都是相似的。當人口密度較低時，螞蟻只是在空間上進一步分開。

接下來，研究人員檢查了3,200只螞蟻的相互作用，以分析巢穴空間的增加是否會影響它們的任務表現(xiàn) - 特別是與trophallaxis或從螞蟻到螞蟻的食物轉(zhuǎn)移相關。該團隊的成績于2019年5月2日在eLife上映。

賓夕法尼亞州立大學統(tǒng)計學副教授Ephraim Hanks說：“作為一名統(tǒng)計學家，我建立了統(tǒng)計模型，記錄了個體螞蟻在巢穴中的移動方式，以及他們?nèi)绾我约昂螘r選擇參與像trophallaxis這樣的重要社會行為。”“這些分析有助于解釋螞蟻群體即使在空間環(huán)境發(fā)生變化后仍保持高水平的社區(qū)互動。”

事實上，研究小組發(fā)現(xiàn) - 與其預期相反，螞蟻相互作用會隨著人口減少而減少 - 螞蟻相互作用實際上并沒有隨密度的降低而變化。

休斯說：“我們的研究結(jié)果展示了螞蟻群體在面對干擾時實現(xiàn)社會穩(wěn)態(tài)的行為機制。”“具體而言，螞蟻主動調(diào)節(jié)其空間分布和相互作用行為，使其能夠維持其社會交往模式的關鍵要素 - 例如食物和信息交換 - 盡管其環(huán)境發(fā)生了巨大變化。”

漢克斯說：“這項工作表明，像螞蟻這樣的社會物種即使在環(huán)境變化劇烈的情況下也可以保持社會聯(lián)系和互動的水平。”“由于社會互動是傳染病傳播的關鍵驅(qū)動因素，我們的工作表明，不斷變化的空間環(huán)境，例如城市或企業(yè)的布局，可能對傳染病的傳播幾乎沒有影響，因為社會物種可能改變他們的運動模式，以保護社區(qū)互動。“

國家科學基金會支持這項研究。