牛头犬蚁(Myrmecia midas)对觅食路径中引入气味剂的恐惧反应及其导航行为的影响

本研究针对夜间活动的牛头犬蚁Myrmecia midas在垂直导航中如何响应陌生气味的问题，通过在其常规觅食路径上施加五种气味剂（茶树油、薰衣草油等），首次系统揭示了该物种对化学线索的恐惧反应（neophobic response）。研究发现，气味刺激会显著改变蚂蚁的路径特征（如增加路径曲折度Sinuosity、降低位移效率Eamax），并触发绕行、U型转弯等回避行为，其中薰衣草和茶树油引发的反应最强。通过重复暴露实验证实这种反应属于新异恐惧而非固有厌恶，为理解社会性昆虫的多模态导航机制提供了新视角。

　　

在昆虫导航的复杂世界中，牛头犬蚁Myrmecia midas展现出令人惊叹的适应能力。这种夜间活动的独居觅食者依赖视觉线索和路径整合（Path Integration, PI）在三维环境中穿梭，但化学信号在其导航中的作用始终成谜。当熟悉的路径突然出现陌生气味时，这些蚂蚁会像人类遇到路障一样惊慌失措吗？澳大利亚麦考瑞大学（Macquarie University）的研究团队通过一系列精巧的实验，揭开了这一行为谜题。

研究人员选择五种具有生态意义的气味剂：代表本土气味的桉树油、含死亡信号脂肪酸（油酸和亚油酸）的橄榄油/亚麻籽油，以及完全陌生的茶树油和薰衣草油。通过高清摄像和DLTdv8轨迹分析系统，量化了蚂蚁在垂直树干上的运动参数（速度、角速度、扫描次数等）。实验设计采用严格的对照-测试模式，首次曝光后对反应最强的薰衣草油进行连续三天重复暴露，以区分新异恐惧与固有厌恶。

气味触发分级恐惧反应
测试显示，所有气味均引发回避行为，但强度呈梯度变化：桉树油组46.4%个体仍会穿越气味带，而薰衣草/茶树油组100%个体选择绕行或折返。路径分析表明，陌生气味使路径曲折度（Sinuosity）提升2-3倍，位移效率E^a_max下降40%，扫描频次从单次骤增至最高28次（图4A）。值得注意的是，含死亡相关脂肪酸的油类仅引发中度回避，暗示生态背景（foraging context）可能弱化化学信号的预警作用。

恐惧反应的动态消退
重复暴露实验中，薰衣草油组的穿越率从首日的6%升至第三日的87.5%（图5）。伴随行为参数恢复：角速度从峰值150°/s降至对照水平（图7B），扫描持续时间缩短60%。这种快速习惯化（habituation）强有力地支持了新异恐惧假说，揭示蚂蚁能通过经验评估化学线索的潜在风险。

这项发表于《Journal of Comparative Physiology A》的研究，首次阐明化学线索在牛头犬蚁垂直导航中的调控作用。其意义不仅在于发现社会性昆虫对新异气味的分级响应策略，更揭示了生态背景对化学信号解读的关键影响。当蚂蚁在觅食（而非巢穴维护）场景中接触死亡相关脂肪酸时，其反应强度显著低于实验室条件，这一发现为理解昆虫行为的语境依赖性（context-dependent）提供了新证据。研究还暗示，较长工蚁寿命和小型群体可能驱动了该物种的保守型风险应对策略——毕竟对小型社会群体而言，每个个体的生存都至关重要。未来研究可进一步探索气味学习与视觉导航的交互机制，以及这些发现对害虫防治的潜在启示。