蚂蚁

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蚂蚁寿命

蚂蚁的寿命很长,工蚁可生存几星期至3-7年,蚁后则可存活十几年或几十年,甚至50多年。一个蚁巢在1个地方可生长1--10年。

蚁型与分工

蚂蚁发育为完全变异形态。所有的蚁科都过社会性群体生活。一般在一个群体里有四种不同的蚁型。

1.蚁后:有生殖能力的雌性,或称母蚁,又称蚁王,在群体中体型最大,特别是腹部大,生殖器官发达,触角短,胸足小,有翅、脱翅或无翅。主要职责是产卵、繁殖后代和统管这个群体大家庭。

2.雄蚁:或称父蚁。头圆小,上颚不发达,触角细长。有发达的生殖器官和外生殖器,主要职能是与蚁后交配。

3.工蚁:又称职蚁。无翅,是不发育的雌性,一般为群体中最小的个体,但数量最多。复眼小,单眼极微小或无。上颚、触角和三对胸足都很发达,善于步行奔走。工蚁没有生殖能力。工蚁的主要职责是建造和扩大巢穴、采集食物、饲喂幼虫及蚁后等。

4.兵蚁:“兵蚁”是对某些蚂蚁种类的大工蚁的俗称,是没有生殖能力的雌蚁。头大,上颚发达,可以粉碎坚硬食物,在保卫群体时即成为战斗的武器

蚂蚁力气之谜?

蚂蚁为什么会有比自身大很多倍的力气?蚂蚁是动物界的小动物,可是它有很大的力气。如果你称一下蚂蚁的体重和它所搬运物体的重量,你就会感到十分惊讶!它所举起的重量,竟超过它的体重差不多有100倍。世界上从来没有一个人能够举起超过他本身体重3倍的重量,从这个意义上说,蚂蚁的力气比人的力气大得多了。这个大力士的力量是从哪里来的呢?看来,这似乎是一个有趣的“谜”。科学家进行了大量实验研究后,终于揭穿了这个“谜”。原来,蚂蚁脚爪里的肌肉是一个效率非常高的“原动机”,比航空发动机的效率还要高好几倍,因此能产生相当大的力量。我们知道,任何一台发动机都需要有一定的燃料,如汽油、柴油、煤油或其他重油。但是,供给“肌肉发动机”的是一种特殊的燃料。这种“燃料”并不燃烧,却同样能够把潜藏的能量释放出来转变为机械能。不燃烧也就没有热损失,效率自然就大大提高。化学家们已经知道了这种特殊“燃料”的成分,它是一种十分复杂的磷的化合物。这就是说,在蚂蚁的脚爪里,藏有几十亿台微妙的小电动机作为动力。这个发现,激起了科学家们的一个强烈愿望——制造类似的“人造肌肉发动机”。从发展前途来看,如果把蚂蚁脚爪那样有力而灵巧的自动设备用到技术上,那将会引起技术的根本变革,那时电梯、起重机和其他机器的面貌将焕然一新。现在我们用的起重机一般也是靠电动机工作的,但是作功的效率比起蚂蚁来可差远了。为什么呢?因为火力发电要靠烧煤,使水变成蒸汽,蒸汽推动叶轮,带动发电机发电。这中间经过了将化学能变为热能,热能变成机械能,机械能变成电能这么几个过程。在这些过程中,燃烧所产生的热能,有一部分白白地跑掉了,有一部分因为要克服机械转动所产生的摩擦力而消耗掉了,所以这种发动机效率很低,只有30~40%。而蚂蚁“发动机”利用肌肉里的特殊“燃料”直接变成电能,损耗很少,所以效率很高。人们从蚂蚁“发动机”中得到启发,制造出了一种将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池利用燃料进行氧化还原反应直接发电。它没有燃烧过程,所以效率很高,达到70~90%。

蚂蚁是大力士

据力学家测定,一只蚂蚁能够举起超过自身体重400倍的东西,还能够拖运超过自身体

重1700倍的物体。美国哈佛大学的昆虫学家马克莫费特,是一位对亚洲蚁颇有研究的学者。根据他的观察,10多只团结一致的蚂蚁,能够搬走超过它们自身体重5000倍的蛆或者别的食物,这相当于10个平均体重70公斤的彪形大汉搬运3500吨的重物,即平均每人搬运350吨,从相对力气这个角度来看,蚂蚁是当之无愧的大力士。小小的蚂蚁为什么能有如此神力?科学家们作了大量的研究、分析,证明蚂蚁体内是一座微型动物营养宝库,每100克蚂蚁能产生2929千焦(700千卡)的热量。科学工作者发现,蚂蚁腿部肌肉是一部高效率的“发动机”,这个“肌肉发动机”又由几十亿台微妙的“小发动机”组成。所以,蚂蚁能产生如此非凡超常的力量。蚂蚁的“肌肉发动机”使用的是一种特殊的“燃料”,是一种结构非常复杂的含磷化合物,称为三磷酸腺苷,即A TP。在许多场合下,只要肌肉在活动时产生一点儿酸性物质(这种感觉就是我们平常说的“胳膊酸了”)就能引起这种“燃料”的剧烈变化,这种变化能使肌肉蛋白的长形分子在霎那间收缩起来,产生巨大的力量。这种特殊的“燃料”不经过燃烧就能把潜藏的能量直接释放出来,转变为机械能,加之不存在机械摩擦,所以几乎没有能量的损失。正因为如此,蚂蚁的“肌肉发动机”的效率非常高,可高达80%以上,这就是“蚂蚁大力士”的奥秘。

蚂蚁改变历史

刘邦

楚汉相争之际,汉高祖刘邦的谋士张良用饴糖作诱饵,使蚂蚁闻糖而聚,组成了霸王自刎乌江6个大字,霸王见此以为天意,吓得丧魂落魄,不由仰天长叹:“天之亡我,我何渡为”乃挥剑自杀而死。汉家天下,蚂蚁助成的故事从此流传开来。而张良正是利用蚂蚁嗜甜这一习性,智取刚愎自用的霸王,可谓兵法妙用,棋高一着定江山。

蚂蚁哲学

《旧约圣经》中这样写道:“去察看蚂蚁的动作,可以得到智慧。”

美国学者吉姆·罗恩曾说:多年来我一直给年轻人传授一个简单但非常有效的观念——蚂蚁哲学。我认为大家应该学习蚂蚁,因为它们有令人惊讶的四部哲学。

第一部:永不放弃,第二部:未雨绸缪(比喻事先做准备),第三部:期待满怀,蚂蚁哲学的最后一部:竭尽全力。这是多么令人叹服的哲学。

吃掉精锐德军

“沙漠之狐”隆美尔

第二次世界大战期间,法西斯德国的著名战将“沙漠之狐”隆美尔节节败退于蒙哥马利元帅率领的英国军队之时,隆美尔为挽回败局,派出一支德军精锐部队长途跋涉,迂回穿越非洲原始丛林,直插英军后方。然而在预定时间,隆美尔没有收到他的爱将希姆如期发出的无线电波。

事后德国人终于明白了事情真相:他们的部队,毁灭于非洲黑刺大腭蚁。这种蚂蚁大如拇指,通常生活在中北非,每隔两三百年有一次集团性大爆发,数以亿计的蚂蚁聚集成群,浩浩荡荡地朝着一个方向作长途迁徙,疯狂地吞食一切可食之物,只是,有一个疑团他们始终无法破解:这么庞大的蚁群,平时聚集在何处?在什么情况下会突然出现?

蚂蚁妙用

手术用蚁

南美圭亚那的印第安人用切叶蚁的兵蚁作外科缝合手术。他们先让蚁咬合伤口,再剪去蚁身,以蚁代替猫肠线。此外,美国迈阿密大学正在研究利用波利维亚蚂蚁的蚁毒制成针剂来治风湿性关节炎。据说有的地方还有用蚂蚁来诊断糖尿病的。

防洪用蚁

蚂蚁还能预报洪水。亚马逊河洪水泛滥之前,蚂蚁四处收集情报,集体讨论后作出决定,排一字长蛇阵或方阵向安全地方转移。当地印第安人据此得知洪水淹没范围,因而及时搬迁。

航天实验用蚁

1983年美国挑战者号航天飞机进行了许多科学实验,其中一项就是研究在长期失重的条件下,蚁群严格的社会结构会不会瓦解。

编程用蚁

人们在研究蚂蚁活动时发现,蚂蚁个体之间在相互作用下产生了协调一致的行为,尽管这些作用可能很简单,仅仅是一只蚂蚁紧跟另一只蚂蚁留下的路线而已,但是它们合起来却可以解决棘手的问题,例如从通往一个食物源的无数条可能路径中找出最短路径。从一群群居生物中产生出来这样一种集体行动被称为群集智能。最近越来越多的研究者正试图运用群集智能完成种种任务。蚂蚁的觅食方式引导人们找到一种新的方法,从而为繁忙的通讯系统中的网络通讯重选路由,获得最佳的程序。

蚂蚁的群居性

在孤独的环境里,蚂蚁根本就不能活。只要它们单独在一起,或者有时只是朋友少了一些,它们就会不吃不喝,很快死亡。只有等到它们的伙伴多到一定的程度,才能使它们的某些机能开始恢复。

蚁群算法

蚁群算法(ant colony optimization,ACO),又称蚂蚁算法,是一种用来在图中寻找优化路径的机率型算法。它由Marco Dorigo于1992年在他的博士论文中提出,其灵感来源于蚂蚁在寻找食物过程中发现

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