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含糖誘餌的導(dǎo)航效率， 從而為害蟲控制策略提供潛在的改進方案。對該項目的研究表明， 咖啡因能顯著提高螞蟻對誘餌陷阱的導(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。

這項研究的第一作者、德國雷根斯堡大學(xué)計算生物學(xué)家亨里克· 加蘭特說：“這項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上能促進學(xué)習(xí)——當(dāng)你給它們一點咖啡因時，會促使它們的路徑更直，能夠更快地到達誘餌處。”

阿根廷蟻是世界上最具生態(tài)危害性的入侵物種之一。以使用毒餌為重點的控制措施已被證明是無效的，原因可能是誘餌攝取量低。研究人員想測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：“我們正試圖讓它們更好地找到這些誘餌， 因為它們?nèi)サ迷娇欤貋淼迷娇欤鼈冧佋O(shè)的信息素軌跡就越多，就會有更多的螞蟻前來，因此，在它們意識到這是毒藥之前，它們就會更快地在蟻群中傳播毒餌。”

在實驗室里，研究小組用不同濃度的咖啡因進行了實驗，以觀察其對螞蟻定位和重訪糖溶液能力的影響。他們在丙烯酸表面上用樂高橋和一張A4紙搭建了一個測試環(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：“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死亡，因此對它們來說可能相當(dāng)有毒。”

研究人員利用自動跟蹤系統(tǒng)，對螞蟻的速度及其往返路徑的直接性進行了監(jiān)測。這項研究涉及142只螞蟻，每只螞蟻都接受了4次測試。在兩次試驗之間，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，這樣螞蟻就無法沿著自己的信息素線索回到誘餌地點。

在沒有咖啡因的情況下，螞蟻在隨后的覓食過程中并沒有學(xué)會更快地導(dǎo)航到誘餌地點，這表明它們沒有成功地將誘餌地點記入記憶。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有產(chǎn)生同樣的效果。

研究人員發(fā)現(xiàn)，咖啡因通過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間。任何劑量的咖啡因?qū)ξ浵伒乃俣榷紱]有影響，但接受中低劑量咖啡因的螞蟻的行進路線沒有那么曲折。加蘭特說：“我們看到的是，它們并沒有移動得更快，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。”

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

研究人員樂觀地認(rèn)為，咖啡因可以幫助控制阿根廷蟻， 但還需要進一步的研究。他們目前正在西班牙一個更自然的環(huán)境中測試含有咖啡因的誘餌，并計劃調(diào)查咖啡因和誘餌毒素之間是否存在相互作用。