科學家研究動物如何通過將它們放在跑步機上行走和奔跑 - 從大象和鱷魚到像螞蟻一樣微小的動物。最近，研究人員使用定制的跑步機來研究沙漠螞蟻的花式步法，以更好地理解他們在回家中使用的機制。
這不是您在健身房發現的跑步機的縮放版本。相反，螞蟻被束縛在輕量級球體上方。隨著昆蟲向前爬行（有時會停止和改變方向）時，球體會在其下面滾動，傳感器記錄了他們採取的每一步。
使用此設備，研究人員能夠首次在跑步機環境中重現螞蟻歸巢行為，並以前所未有的細節分析螞蟻的運動，以評估他們的步行速度和步態變化，因為昆蟲尋找巢穴。 [生氣！在跑步機上追踪的螞蟻步態|視頻這是給出的
自1960年代以來，球形跑步機已被用於對小動物的研究，但它們的敏感性不足以跟隨螞蟻小腿的快速運動。在新研究中，研究人員建造了專門為螞蟻製造的跑步機。它結合了一個空心的空氣懸浮的泡沫聚苯乙烯球，對螞蟻的運動有很高的響應，科學家使用光學鼠標傳感器對其進行了跟踪。
“我們的新設計使我們能夠研究快速奔跑的迅速轉向沙漠螞蟻，”研究的合著者馬蒂亞斯·維特林格（Matthias Wittlinger）是德國烏爾姆大學神經生物學研究所的研究員，他在一封電子郵件中告訴《現場科學》。
隨著螞蟻的走路，跑步機反應旋轉。保持面向螞蟻，但仍然能夠自由移動，將用牙線絲製成的細小皮帶粘在螞蟻的背上，然後連接到懸掛在球體上方的銷釘上。儘管這種精緻的附件聽起來很棘手，但Wittlinger報告說，通常只花了幾秒鐘就可以將螞蟻粘在束帶上。
在野外行走
螞蟻被捕獲在距離巢入口約33英尺（10米）的飼養器上，因此他們已經確定了一條將他們帶回巢穴的路線。一旦將它們放置在跑步機上，就通過先前研究表明的機制朝巢的假定位置行駛，這對螞蟻導航至關重要：使用太陽的位置和天空中的極化圖案作為指南針，並通過計算距離。數自己的大步維特林格說
跑步機允許科學家記錄步行螞蟻的方向和速度。 Wittlinger說，靈活的繫繩使動物的身體姿勢比過去的研究更為自然 - “舊設計使動物嚴格固定了，” Wittlinger說。
他解釋說：“他們實際上在跑步機上旅行了許多米，就好像他們在空曠的地方跑步一樣。”
研究作者報告說，螞蟻將以直接的方法開始他們的跑步機旅程 - 直奔巢。但是，當昆蟲沒有找到他們期望的巢穴時，他們採用了不同的運動模式，Wittlinger將其確定為“搜索模式”。
Wittlinger在一封電子郵件中告訴Live Science，這項研究的發現首次表明，當螞蟻意識到自己迷路了時，他們切換到“搜索模式”，然後以循環模式放慢，然後移動。
通過重現測試螞蟻中這種複雜行為的條件 - 導航回家- 在人工環境中，科學家可以控制和調整各種參數，以更好地了解與導航有關的機制和神經信號。
研究結果於2月15日在線發布實驗生物學雜誌。
原始文章現場科學。
