某科學の超電報

別說螞蟻是工作狂,牠們更懂工作休息平衡

2017/01/27 |

快訊分類學園都市必備 快訊標籤休息, 工作, 演算法, 和 螞蟻

原來不只人類追求工作與生活間的平衡,密蘇里科技大學(Missouri University of Science and Technology)研究團隊發現,向來被人類當作工作狂代表的螞蟻,其實也在此道上摸索呢!

而研究員更進一步指出,當一部分的螞蟻正辛勤工作、尋找食物與各種資源時,有些螞蟻必須為了全體同胞休息,而且越龐大的螞蟻家族,誰工作誰休息的平衡就越顯重要。

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圖片來源: Pixabay

一直以來大家都很好奇為什麼和較小的螞蟻窩相比,大螞蟻窩的個體平均消耗能量反而更少?密蘇里科技大學生物科學系助理教授,也負責領導研究團隊的 Chen Hou 博士解釋:

「我們透過研究發現,那是因為大螞蟻窩裡有更多工人在『偷懶』,牠們不會四處奔波,能量自然就消耗的少。」

此外,團隊還觀察到隨著族群規模逐漸擴大,「待機」螞蟻佔整個族群的比例也會提升。例如,當螞蟻族群的規模落在 30 隻左右,會有六成的螞蟻工人在休息;當族群規模增加到 300 隻左右,休息的螞蟻則會增加到八成。「同時,能量測量顯示, 300 隻螞蟻家族的平均個體能量消耗量是 30 隻螞蟻家族的一半。」

也就是說,這些看似在懶惰的螞蟻,其實是在為整個族群節省資源,好讓族群更有生產力。此概念也許適合應用在人類社會,在積極工作與消耗能源間妥善分配資源,進而提升整體生產力。這份研究已經通過審查,即將發布在《昆蟲科學》( Insect Science)期刊上。

如果想獲得最多的資源,就需要群體中的每一個人火力全開,但也會因此消耗更多能量;反過來說,如果群體中的部份人適度休息,雖然資源獲取量變少,但整體消耗的能量也會降低。而研究團隊推測,螞蟻族群透過調配螞蟻工人的工作量,好在獲取資源與消耗能量間達到最佳化。

用電腦幫忙追蹤螞蟻們在做什麼

密蘇里科技大學電腦科學系助理教授尹朝征(Zhaozheng Yin),開發一套先進的電腦分析程式,幫助團隊用高清晰的畫面長時間記錄螞蟻的動態。這個系統還能自動分析每隻螞蟻在這段時間內的一舉一動,不用苦哈哈的靠研究員親自下去計算每隻螞蟻的座標。

透過這套自動化演算法,團隊從兩小時的紀錄影像中,分析出一個族群裡的每隻螞蟻平均移動速度都不太一樣,有的為秒速 2 公分,有的僅秒速 1.4 公分。

團隊也估算出一隻走路中的螞蟻,消耗能量約是休息狀態的螞蟻的五倍,也就是說,一隻走動的螞蟻使用的能量等於五隻休息的螞蟻。所以一個擁有 20% 活躍成員的螞蟻族群,和一個差不多規模,但全部成員都在休息的族群相比會消耗 1.8 倍的能源。

Chen Hou 博士解釋,偷懶的成員對族群來說是必須的,牠們的腳色是支援或緩衝,一旦群體突然面臨龐大的覓食壓力或有敵人來襲,待機成員的小宇宙才會開始燃燒。

「但目前還不清楚為什麼越大的族群,休息成員的比例就越高,未來我們將針對螞蟻的互動網路與行為繼續研究。」如果了解螞蟻根據族群規模安排工作與休息比例的秘密,就可能幫助人類群體在「永續經營」的前提下,最佳化每個人的工作量。

原始論文:

參考資料:


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關於作者

興趣多多,書籍雜食者,喜歡問為什麼,偶爾也愛動手嘗試。

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