螞蟻攝入咖啡因能少走“彎路”

研究發(fā)現(xiàn)咖啡因提高了阿根廷螞蟻對(duì)含糖誘餌的導(dǎo)航效率， 從而為害蟲(chóng)控制策略提供潛在的改進(jìn)方案。對(duì)該項(xiàng)目的研究表明， 咖啡因能顯著提高螞蟻對(duì)誘餌陷阱的導(dǎo)航效率。在含糖誘餌中加入咖啡因后， 螞蟻會(huì)沿著更直接的路徑找到誘餌， 從而可能使這些誘餌更有效。

這項(xiàng)研究的第一作者、德國(guó)雷根斯堡大學(xué)計(jì)算生物學(xué)家亨里克· 加蘭特說(shuō)：“這項(xiàng)研究的想法是找到一種認(rèn)知方法，讓螞蟻食用更多我們放在野外的有毒誘餌。我們發(fā)現(xiàn)，中等劑量的咖啡因?qū)嶋H上能促進(jìn)學(xué)習(xí)——當(dāng)你給它們一點(diǎn)咖啡因時(shí)，會(huì)促使它們的路徑更直，能夠更快地到達(dá)誘餌處?！?/p>

阿根廷蟻是世界上最具生態(tài)危害性的入侵物種之一。以使用毒餌為重點(diǎn)的控制措施已被證明是無(wú)效的，原因可能是誘餌攝取量低。研究人員想測(cè)試咖啡因是否可以提高螞蟻學(xué)習(xí)誘餌位置并引導(dǎo)其巢穴同伴回到那里的能力。研究已經(jīng)證明咖啡因可以提高蜜蜂和大黃蜂的學(xué)習(xí)能力。

加蘭特說(shuō)：“我們正試圖讓它們更好地找到這些誘餌， 因?yàn)樗鼈內(nèi)サ迷娇欤貋?lái)得越快，它們鋪設(shè)的信息素軌跡就越多，就會(huì)有更多的螞蟻前來(lái)，因此，在它們意識(shí)到這是毒藥之前，它們就會(huì)更快地在蟻群中傳播毒餌?！?/p>

在實(shí)驗(yàn)室里，研究小組用不同濃度的咖啡因進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以觀察其對(duì)螞蟻定位和重訪糖溶液能力的影響。他們?cè)诒┧岜砻嫔嫌脴?lè)高橋和一張A4紙搭建了一個(gè)測(cè)試環(huán)境，并在其中滴入了摻有不同濃度咖啡因的蔗糖溶液。

加蘭特說(shuō)：“我們使用的最低劑量是天然植物中的劑量，中間劑量類似于一些能量飲料中的劑量，最高劑量設(shè)定為蜜蜂的半數(shù)致死劑量（LD50），喂食這一劑量的蜜蜂有一半會(huì)死亡，因此對(duì)它們來(lái)說(shuō)可能相當(dāng)有毒?！?/p>

研究人員利用自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，對(duì)螞蟻的速度及其往返路徑的直接性進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。這項(xiàng)研究涉及142只螞蟻，每只螞蟻都接受了4次測(cè)試。在兩次試驗(yàn)之間，螞蟻可以把收集到的食物放在一起，研究人員還移走并更換了紙片，這樣螞蟻就無(wú)法沿著自己的信息素線索回到誘餌地點(diǎn)。

在沒(méi)有咖啡因的情況下，螞蟻在隨后的覓食過(guò)程中并沒(méi)有學(xué)會(huì)更快地導(dǎo)航到誘餌地點(diǎn)，這表明它們沒(méi)有成功地將誘餌地點(diǎn)記入記憶。然而，暴露于低濃度和中濃度咖啡因的螞蟻覓食效率明顯提高，每次覓食時(shí)間分別縮短了28%和38%。值得注意的是，最高劑量的咖啡因并沒(méi)有產(chǎn)生同樣的效果。

研究人員發(fā)現(xiàn)，咖啡因通過(guò)提高螞蟻的覓食效率，而不是提高螞蟻的覓食速度，縮短了螞蟻的覓食時(shí)間。任何劑量的咖啡因?qū)ξ浵伒乃俣榷紱](méi)有影響，但接受中低劑量咖啡因的螞蟻的行進(jìn)路線沒(méi)有那么曲折。加蘭特說(shuō)：“我們看到的是，它們并沒(méi)有移動(dòng)得更快，只是更加專注于自己要去的地方。這表明，他們知道自己想去哪里，因此，他們已經(jīng)知道了誘餌的位置?！?/p>

咖啡因?qū)ξ浵伒臍w巢能力（即它們返回巢穴的效率）沒(méi)有影響，盡管它們每次回家的路徑都變得不那么曲折，與咖啡因無(wú)關(guān)。

研究人員樂(lè)觀地認(rèn)為，咖啡因可以幫助控制阿根廷蟻， 但還需要進(jìn)一步的研究。他們目前正在西班牙一個(gè)更自然的環(huán)境中測(cè)試含有咖啡因的誘餌，并計(jì)劃調(diào)查咖啡因和誘餌毒素之間是否存在相互作用。