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用镊子控制住一只蚂蚁的腿，再用双头牙齿探针将蓝色的丙烯画颜料涂抹在蚂蚁的腹部，等待颜料晾干后，再把它重新放回虚拟巢穴中，观察巢穴中其余蚂蚁对染色蚂蚁的反应……1月8日，黄一帆在学习之余，将他养殖的近1000只小蚂蚁搬到书桌上，探究蚂蚁通过视觉识别巢穴的能力。
今年17岁的黄一帆是山东师范大学附属中学的一名高三学生，自幼喜欢观察蚂蚁，10岁开始自己养殖蚂蚁。黄一帆用试管与塑料瓶等材料改造的虚拟巢穴中，生活了由一只蚁后，100余只工蚁、兵蚁以及若干蚁卵、幼虫和裸蛹组成的群落。多数蚂蚁密密麻麻地拥挤在一个角落中，只有少数蚂蚁会外出活动。
“北方的冬天比较寒冷，多数蚂蚁会选择窝在巢穴中，不外出活动。”黄一帆告诉记者，蚂蚁可以说是动物世界中有名的“建筑师”，它们利用颚部在地下挖洞，通过一粒粒地搬运沙土，建造它们的蚁穴。“它们吃完谷物之后，会将谷壳全部扔出巢穴，保持巢穴的干净整洁。”
黄一帆目前养殖的蚂蚁有宾氏长齿蚁、艾箭蚁、玉米毛蚁、收获蚁等6个种类，均是他外出时在野外采集回来的。“小时候，我家门口有一座山和一条河，经常跑到山里玩耍，在山里看到蚂蚁就会观察好久。我感觉蚂蚁这种生物与人类有相似之处，懂得分工协作，特别好玩。”
黄一帆告诉记者，他最初养殖蚂蚁时，只是观察它们觅食、打架、繁殖等行为。“蚂蚁的视觉和嗅觉非常敏锐，我们普遍认为，它们可以凭借敏锐的嗅觉进行同巢和异巢的识别。蚂蚁的视觉在巢群识别中发挥的作用，让我很感兴趣。”因此，黄一帆2020年开始着手准备他的研究课题《探究蚂蚁基于视觉的巢间识别能力》。
对于研究课题，黄一帆准备好动物轨迹追踪软件、摄像机、放大镜、丙烯颜料等多种实验仪器和材料，设置了蚂蚁基于颜色和部位的视觉巢间识别、巢群对同巢个体新视觉特征的记忆能力、新老工蚁的视觉辨别能力对比以及工蚁基于镜中的自我成像习得新视觉特征，从而接受同巢同伴的能力等6个试验，多次进行求证。
“蚂蚁对蓝色和黄色的辨别能力较强。被涂上蓝色的蚂蚁进入巢穴后，其余蚂蚁会对它进行攻击，拖拽，阻止其进入巢穴。但当蚂蚁通过嗅觉发现染色蚂蚁处于同巢穴后，便会停止攻击。”黄一帆介绍说，巢间辨识能力使得社会性昆虫有能力区分同巢与异巢、同种与异种，从而增强巢群内的凝聚力，避免不属于巢群的生物抢夺资源。“除了对同巢穴蚂蚁进行染色研究外，下一步，我还会将蚁客放进巢穴进行试验，验证目前的成果是否正确。”
《探究蚂蚁基于视觉的巢间识别能力》研究课题让黄一帆获得了丘成桐中学科学奖生物金奖。黄一帆说，他目前处于高三阶段，马上要考大学，他会选择自然科学或者神经科学作为专攻方向。“我获奖最大的收获，就是学习到如何自己独立地去完成一个科学研究，坚定了对生命科学的热爱，坚定了以后要从事生命研究或者行为学相关的研究。”
黄一帆的外公韦永忠在接受记者采访时说，黄一帆自10岁开始萌生自己养蚂蚁的想法。起初，这个想法遭到了家人的反对。“家里人觉得蚂蚁会爬得到处都是，很不卫生。”但在黄一帆的坚持下，家人开始慢慢接受，主动走进他的卧室，去看看他养的小蚂蚁。“从未想过孩子研究小蚂蚁能有研究成果，很为他骄傲。”
据了解，丘成桐中学科学奖被誉为“华人青少年的诺贝尔奖”，于2008年由中国著名数学家丘成桐发起设立，涵盖数学、物理、化学、生物、计算机及经济金融建模六个学科，其理念为倡导中学生的创新思维和团队合作能力，以团体研究报告的形式参与，激发和提升中学生对科学研究的兴趣。(完)
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发表于 2021-1-9 08:26:21