通常，我们看到蚂蚁排成一排，沿着气味轨迹找到食物来源，然后回到巢穴。然而，当有多种食物来源时会发生什么？好吧，在这种情况下，蚂蚁会创建一个足迹网络，将它们的巢穴与所有可用的食物来源连接起来。这是佛罗里达州立大学一项引人入胜的新研究的结论。佛罗里达州立大学（FSU）数学助理教授Bhargav Karamched是首席研究员。研究重点
研究人员指出：“长期以来，昆虫的社会行为一直让生物界着迷。
昆虫的集体行为可以用来实现比个体更复杂的结果。”。“这对于依靠信息素进行交流来协调活动的蚂蚁物种尤为重要。”在FSU的分子生物物理学研究所工作，Karamched和他的团队创建了一个开创性的模型，解释了多种食物来源的踪迹形成现象。有多种食物来源的蚂蚁
Karamched指出：“数学的力量在于，我们可以设计出能够再现实验观测数据的模型，并对接下来会发生什么做出具体预测。”。
“在这种情况下，我们发现了一些其他模型没有很好描述的东西：如果一只蚂蚁可以从它的巢穴中获得多种食物来源，它最初会对每种来源进行多次追踪。”这项研究揭示了当蚂蚁接触到多种食物来源时，它们最初是如何对每种来源进行多次追踪的。研究生和研究主要作者Sean Hartman表达了他对数学的终身兴趣，这促使他在这一领域进行研究。
“我对Karamched博士与我分享的蚂蚁足迹研究很感兴趣，并对进一步研究它并基于之前的工作创建模型感兴趣，”他说。蚂蚁觅食背后的秘密
对于蚂蚁来说，觅食不仅仅是日常活动，也是它们生存的必需品。它们利用化学信息素进行自我组织。一旦检测到食物来源，蚂蚁就会分泌这些化学物质作为其同伴蚂蚁的踪迹标记。
Karamched的团队在他们的计算模拟中考虑了这种行为，这也表明，在有多种来源的环境中，蚂蚁最终更喜欢靠近巢穴的食物来源。研究人员将蚂蚁分为两组：觅食者四处寻找食物，返回者在找到食物后直接前往巢穴。Karamched解释说：“这些亚群的行为不同，因为觅食者倾向于四处寻找食物，而返回者在找到食物后总是直接返回巢穴，使他们的运动不那么随机或随机。”。
信息素的作用
研究小组考虑了蚂蚁分泌的信息素的浓度——浓度越高，其他蚂蚁的气味轨迹就越强。有趣的是，从靠近巢穴的食物来源返回的蚂蚁分泌的信息素较少。哈特曼的编码模拟为这种基于信息素的决策过程提供了见解。哈特曼说：“一旦我的代码经过充分测试并准确无误，多条轨迹就变得清晰易懂。”。“看到等距的食物源如何保持多条食物路径的平衡，真是太酷了。
如果一个食物源稍微靠近蚁巢，蚂蚁最终会形成一条通往最近食物源的独特路径。就在这一刻，我们所有的努力终于得到了回报。”使用化学信号进行交流
Karamched团队设计的模型不仅限于蚂蚁。它的简单性和对信息素梯度的关注使其适用于使用信息素进行通信的其他生物体和生物系统。这可能包括细菌、黏菌、其他昆虫、鱼类，甚至一些爬行动物和哺乳动物。Karamched认为，基本信息素浓度梯度是分析集体行为的基础因素。
“从微生物层面到复杂的生物体，利用这种化学信号进行交流可以使某些生物体在巨大的空间尺度上协调活动，这很有趣。”蚂蚁觅食的看似简单的行为，用数学和模拟解码，为这些勤劳的昆虫的世界提供了新的见解。这项研究发表在《数学生物学杂志》上。—–
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