银蚁的三角形毛发保护它们免受极端高温的侵袭
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这种蚂蚁遍布北非各地,在撒哈拉沙漠中觅食。Willot 等人,2016 年
尽管看上去就像探索遥远星球的小太空人,撒哈拉银蚁非常依赖地球。但很少有动物能像这些昆虫一样,因为它们整天在足以杀死大多数其他动物的温度下寻找猎物。发表在《PLOS One,揭示了蚂蚁能够做到这一点的一个因素,这全归功于它们银色毛皮上微小毛发的结构。
生活在北非沙漠中的蚂蚁(蚕蛾)已经发展出狡猾的行为,不仅可以躲避主要捕食者,还可以确保有充足的猎物供应。一天中的大部分时间,它们都躲在埋在沙子里的巢穴里,等待太阳升到最高点时温度上升。
当气温达到 50°C (122°F) 左右,沙温达到 70°C (158°F) 时,蚂蚁便会疯狂地开始觅食。在这种温度下,大多数其他动物都会死亡,包括在正午阳光下晒到的大量其他昆虫,然后蚂蚁可以径直走上前去取食。但即使是银蚁也有其局限性,它们只能忍受大约 10 分钟的高温,之后它们的身体温度最高会达到 53.6°C (128.5°F),它们必须返回巢穴,否则就会成为太阳的牺牲品。这种行为形式非常特殊,甚至有自己的术语:热清除。
在扫描电子显微镜下看到的银蚂蚁毛发呈三角形,表面有脊状物,有助于反射光线。Willot 等人,2016 年
为了在如此极端的环境中生存,蚂蚁进化出了一系列身体和行为上的适应能力。它们的腿比其他体形相似的蚂蚁物种要长,这样才能避开灼热的沙子。在酷热中觅食时,它们会定期停下来——通常是在岩石或木头上——然后转圈,以便更好地辨别方向。但最吸引人的还是它们背部的银色毛发,这也是它们得名的原因。
早先的研究表明,毛发的结构在横截面上呈三角形,有助于反射可见光和红外光,其方式与镜子并无太大区别。这不仅可以让昆虫保持凉爽,而且还赋予它们银色的光泽。现在,新研究研究发现,三角形的毛发实际上会引起光的全内反射,使其反射率比对照组蚂蚁高出近 10 倍(研究人员对对照组蚂蚁进行了麻醉然后剃掉)。
“通过全内反射反射太阳辐射的能力是沙漠动物的一种新型适应机制,可以有效地抵御强烈的太阳辐射,”最新研究的共同作者 Serge Aron 在一篇陈述“据我们所知,这也是第一次通过全内反射来确定生物体的颜色。”
他们发现,三角形的毛发能够让蚂蚁体温比被剃时低 2°C (3.2°F),这为它们在沙漠中温暖的时间段内提供关键优势,不仅可以躲避捕食者,还可以收集尸体。