蚂蚁搬家触发灵感

　　蚂蚁的巢穴是结构复杂的建筑体。那么，蚂蚁家族中谁是这个巢穴的“设计师”呢，是谁在协调整个“施工”过程，又是谁在管理着蚂蚁巢穴里的“物业”呢？上海大学附属中学高三年级的陈诗琪、王静怡、王啸天等同学在王伟庆老师的指导下，以蚂蚁的巢穴为研究对象，调查了蚂蚁巢穴的选址特征，并通过土壤冷冻数控铣切和电脑合成的方法，探索了天然蚁穴的结构。他们还仿照天然蚁穴结构特征，利用石膏复合材料构建模拟蚁穴，探索蚂蚁对既有巢穴的选择和利用情况。

　　陈诗琪说：“高一暑假军训是在崇明岛，有一次席地休息时，我观察到了蚁群搬运一只死亡昆虫的完整过程。在随后生物社团的选题中，我决定选择蚂蚁这一古老昆虫作为课题，并与伙伴们成立了研究小组。”

　　发现蚁穴洞口特点

　　同学们首先从寻找蚁穴开始，来研究蚂蚁的居住环境。“上海地区常见的虹臭蚁一般在室外树干和根基筑巢，入室觅食。它们体内臭腺可散发出一种难闻臭味，喜食甜食、肉类、谷物，也食活的与死的昆虫。”陈诗琪说，在实验过程中他们分别选择绿化带、行道路基旁和建筑物角落三个不同点，在每个有虹臭蚁出入迹象的地方再各取样6个观察点，均撒上少许的蔗糖，每10分钟记录一次蚂蚁前来觅食的情况。

　　通过观察研究，同学们发现了蚁穴出入口位置的选择具有如下特点：一是出入口普遍略高于周围平面1至2厘米，可以防止下雨积水的侵入；二是出入口普遍比较小且隐蔽，可以防止被天敌发现和攻击；三是可以依托一些缝隙、小洞等天然形成的结构作为出入口。但遗憾的是，由于蚂蚁巢穴位置的土层比较松软，“地下迷宫”的通道非常复杂，无法进行直接的定位测量，因此，同学们对蚁穴结构的探究最终没有成功。

　　四项成果获得认可

　　宝山区少科站阎莉老师介绍，同学们为撰写《蚂蚁筑巢及其在巢内行为的初步探究》报告花了1年多时间，在创新大赛上专家们认可了该课题在开展蚁穴研究过程中所形成的多项创新成果——

　　■日本弓背蚁、红头弓背蚁、雕刻盘腹蚁的蚁后，在蚂蚁筑巢过程中起到了特定作用，是它们决定在哪里、何时开始筑巢;在筑巢期，蚂蚁们会根据团队任务调整分工，各工种蚂蚁全部投入筑巢工作。

　　■蚂蚁具有特殊的深度感知能力，这就保证了巢穴的深度确定在一定的范围内;蚂蚁并不是一定自己筑巢，有天然的合适巢穴，它们也善于利用和改造之。

　　■蚂蚁对家族中的死亡成员有特殊的、标准化的处理程序，蚂蚁尸体的残骸会被作为特殊材料加以利用。

　　■尝试并成功利用土壤冷冻数控铣切法切割蚁穴，并获得了运用计算机软件合成出三维蚁穴立体图像的方法。　

　　本报记者  王蔚