蚂蚁觅食路径遵守光线折射定律

最新研究发现，火蚁在穿越不同表面时，选择的并非距离最短的路线，而是耗时最短的路径。这一原理，与光传播中的费马原理（最短时间原理）相契合。就好比我们设想一名救生员急于救援海岸边的某人，她会选择沿岸奔跑，以缩短游泳的时间。

在研究过程中，研究人员在以色列收集了火蚁的巢穴。这些火蚁是世界上100个最具侵略性的物种之一，每个巢穴都有数千只工蚁和几只蚁后。当这些蚂蚁被放置在围墙的一角，并以蟑螂为食物源置于另一角时，他们必须穿越一个覆盖着不同材料的觅食区域。研究者发现，蚂蚁穿越玻璃质材料的速度显著快于其他材料，且在光滑表面上的爬行速度也比在粗糙表面上更快。

尽管蚂蚁在寻找食物的过程中并未采取最直接的路线，但它们却选择了一种曲折前进的方式，更倾向于在更光滑的材料上爬行，以在最短的时间内到达食物所在地。这一发现揭示了费马原理不仅适用于光传播，也适用于具有社会合作性质、依靠信息素交流的活体生物。研究的首席作者，雷根斯堡大学的Jan Oettler指出：“我们发现这一通则适用于那些依靠信息素交流并且进行社会合作的生物。”

蚂蚁依赖信息素痕迹来确定路线。起初，这些化学痕迹可能是随意的，但随着时间的推移，它们会聚集形成最佳路线。科学家们长期以来的观察显示，蚂蚁会选择最短的路线来节约爬行时间或能量。当距离较短时，蚂蚁在选择最快路线上表现得并不出色，可能是因为区域内信息素的分布较为均匀，影响了它们的判断。