蚂蚁是地球上最具群居性、最成功的生物类群之一，蚁群规模从几十只到数百万只不等。尽管体型微小，蚂蚁却能进行高度复杂的交流，利用多种方式协调任务、保卫蚁群并分享信息。它们的大部分交流都以隐秘的方式进行，通过化学信号、触碰，甚至声音来传递信息。本文将先探讨蚂蚁如何交流，重点介绍促成交流的特定器官和机制，随后再仔细了解蚂蚁彼此传递的信息。
摘要
1. 蚂蚁如何彼此交流？
蚂蚁有独特的“交谈”方式，不需要用词语。它们通过气味、声音和触碰进行交流：
- 气味：蚂蚁会留下称为信息素的气味路径，告诉其他蚂蚁食物或巢穴的位置。
- 声音：蚂蚁通过摩擦身体发出微弱的声音，其他蚂蚁能感受到这些振动，从而得知是否有危险或是否需要帮助。
- 触碰：蚂蚁会用触角互相问候、交换信息，就像特殊的握手。
2. 蚂蚁在互相传递什么信息？
蚂蚁通过传递重要信息，让蚁群保持安全、有序：
- 寻找路线：信息素路径会引导其他蚂蚁找到食物或返回巢穴。
- 危险：警报信息素会提醒其他蚂蚁注意威胁。
- 领地：特殊气味会标记属于蚁群的区域。
- 寻求帮助：信号会召唤更多蚂蚁来协助完成繁重的任务。
- 身份识别：每只蚂蚁都有独特的蚁群气味，帮助它们辨认谁是自己群体的一员。
- 分享：蚂蚁会轻触彼此，索要食物或寻求帮助。
蚂蚁如何交流？
蚂蚁通过化学信号、声音和身体接触相结合的方式进行交流。这些交流方式使蚂蚁能够在复杂的蚁群中共同生活和工作。与主要依靠口语和视觉线索交流的人类不同，蚂蚁高度依赖信息素——由特定腺体产生的化学物质。这些化学信号能让蚂蚁传递各种信息，例如标记食物路线、发出危险警报，或招募同伴执行特定任务。
空心树枝中的橡实蚁工蚁
蚂蚁之间的交流并非只是简单的信号交换，而是一套高度有序的系统，确保蚁群顺利运作。为了有效交流，蚂蚁进化出了专门的器官和系统，用于产生和检测信息素以及进行其他形式的交流。
化学交流：信息素的作用
化学交流是蚂蚁之间最重要的互动方式，由多种特化的腺体和感觉器官协同实现。蚂蚁交流的核心是信息素，即蚂蚁产生并释放到周围环境中的化学信号。信息素由触角感器检测到，这些微小的毛状结构位于触角上，能够感知特定的化合物。
触角：感觉器官
蚂蚁的触角是它们的主要感觉器官。每只蚂蚁都有一对触角，触角上覆盖着数千根能够检测环境中化学物质的感觉毛（或称感器）。这些感器高度特化，能够感知不同类型的刺激，包括信息素。它们还对湿度、温度和触碰等其他环境因素很敏感。
Diacamma 蚂蚁常用触角索取交哺，以分享食物。图片由 Taku Shimada 提供
蚂蚁使用触角不仅能检测信息素，还能进行触觉交流。蚂蚁相遇时，常会用触角相互轻敲，这一行为称为触角敲击，借此交换其他化学和触觉信号。
信息素分泌腺
信息素分泌腺负责产生蚂蚁用于交流的化学信号。蚂蚁拥有多种腺体，每种腺体在交流过程中都有各自独特的功能。
蚂蚁体内各种信息素分泌腺的位置示意图
- 杜福尔腺：这是最重要的沟通腺体之一，尤其用于标记路径和领地。它会产生用于觅食、标记新领地以及某些防御行为的信息素。杜福尔腺产生的化学物质会以液滴的形式释放，蚂蚁将其沉积在表面上，其他蚂蚁之后可以用触角检测到这些物质。- 毒腺：这种腺体位于腹部，会产生用于防御的有毒物质，同时也在产生警报信息素方面发挥关键作用。当蚂蚁受伤或感到受威胁时，会从毒腺释放警报信息素，引发其他蚂蚁立即作出反应。
- 腹部与臀板腺：臀板腺参与警报交流，尤其是在应对威胁时。蚂蚁也会利用腹部（腹部区域）释放特定信息素，以标记巢穴入口或保卫领地。
通过声音交流
虽然化学交流是主要方式，但蚂蚁也会利用声音进行交流，只是频率较低。蚂蚁的声音交流主要发生在巢穴内和攻击性遭遇期间。蚂蚁通过摩擦发声产生声音，即摩擦某些身体部位来制造振动或噪声。
摩擦发声：身体部位相互摩擦
摩擦发声是蚂蚁的一种重要交流方式，在收获蚁和行军蚁等物种中尤为常见。这种声音由某些身体部位相互摩擦产生，类似于蟋蟀鸣叫。例如，有些蚂蚁的胸部具有称为摩擦发声器的特殊结构，刮擦其他身体部位时会发出嗡嗡声或鸣叫声。聆听子弹蚁（Paraponera clavata）的“摩擦发声”
摩擦发声常用作警报信号，也常出现在领地争端中。当两个蚁群接触时，摩擦发声可作为一种攻击行为被听到，预示着即将发生争斗。这种声音也可能用于提醒蚁群中的其他成员有入侵者或危险，促使它们加入冲突。
振动信号
有些蚂蚁也会通过振动进行交流。这些振动通常很轻微，多发生在巢穴内，蚂蚁可能会敲击或振动地面，向群体中的其他成员发送信号。这种交流方式最常见于社会结构紧密的物种，例如切叶蚁；对它们来说，迅速协调地响应信号至关重要。 这里是一群木匠蚁，它们用头大声撞击墙壁，产生的振动响到能用耳朵听见。
通过视觉和触觉进行交流
虽然蚂蚁的视力相较于其他动物较差，但它们仍会将视觉和触觉用作补充交流方式，尤其是在近距离互动以及需要立即交换信息时。视觉
蚂蚁依靠复眼，复眼由许多称为小眼的独立晶状体组成。复眼能让蚂蚁感知运动和光线，但它们的分辨率不如视觉更发达的动物。因此，蚂蚁不会依靠视觉线索进行远距离交流，而主要用眼睛辨别方向并感知附近环境中的运动。感知光线和运动的能力对于返回巢穴、识别潜在威胁或辨认地标等任务至关重要。
触觉：触角与触觉互动
触觉或许是蚂蚁最基本的交流方式。它们用触角彼此接触，不断触碰和轻敲，以交换化学信号。这种直接接触有助于蚂蚁辨认彼此、寻求帮助，或引导同伴前往食物源或巢穴入口。并排行进是指一只蚂蚁带领另一只蚂蚁前往某处（例如通过触觉引导它找到食物源）
并排行进是一种以触觉为基础的交流方式。觅食蚁找到食物源后，会返回巢穴，并用触角引导另一只蚂蚁前往食物源。这种行为能确保蚂蚁高效地搬运资源，并分享食物源的信息。
蚂蚁在互相传递什么信息？
了解了蚂蚁用于交流的器官和机制后，我们来看看蚂蚁彼此传递的具体信息。蚂蚁会传递各种各样的信息，从标记路径，到识别威胁、招募同伴协助完成任务。
觅食路径信息素
蚂蚁最广为人知的一种沟通方式，是利用路径信息素引导觅食和蚁群的其他活动。当一只蚂蚁发现食物时，会留下一条信息素路径，其他蚂蚁会沿着这条路径前往食物来源。这是一种非常有效的方式，能让蚂蚁协调大规模觅食活动。
行军蚁队列利用路径信息素导航和协同
信息素路径的强度会随食物距离和可获得数量而变化。跟随路径的蚂蚁越多，路径就越强，从而形成反馈循环，确保蚁群资源得到有效利用。在某些物种中，例如行军蚁，蚂蚁会留下信息素路径，形成觅食队列，从而最大限度地提高快速高效找到食物的几率。
警报信息素
当蚂蚁陷入危险或遭遇威胁时，会释放警报信息素。这些化学物质会触发其他蚂蚁的战斗或逃跑反应，往往会迅速召集工蚁保卫蚁群。警报信息素就像早期预警系统，会提醒蚂蚁注意捕食者或入侵者等危险。
一只行军蚁兵蚁（Eciton sp）释放警报信息素以请求支援
警报信息素还能帮助蚂蚁组织防御行为，例如群起攻击入侵者或撤退到巢穴。警报信号的强度决定了应对的紧迫程度。
领地与活动范围
蚂蚁具有领地意识，会利用信息素标记领地并划定活动范围。领地信息素会被释放在巢穴入口周围和蚁群领地边缘，向其他蚁群表明该区域已被占据。
铺道蚁（Tetramorium sp）每年春天都会爆发大规模战争，以解决领地冲突
这些标记有助于防止蚁群之间发生冲突，并引导蚂蚁在安全的指定区域觅食。在某些物种中，例如织叶蚁，工蚁会释放信息素来划定领地边界，防止其他蚁群侵入。
招募
蚂蚁还会招募其他蚂蚁来帮助完成觅食、防御和筑巢等任务。当一只蚂蚁发现食物来源或需要帮助时，会释放信息素，引导其他工蚁前往现场。沿信息素路径留下信息素的蚂蚁越多，招募信号就越强。
身份（表皮碳氢化合物）
蚂蚁利用表皮碳氢化合物传递身份信息，并区分同巢伙伴与外来者。这些化学物质存在于蚂蚁外骨骼表面，充当蚁群特有的标记。当来自不同蚁群的蚂蚁相遇时，如果化学信号不匹配，它们可能会表现出攻击行为。
蚂蚁利用表皮碳氢化合物辨别同伴与敌人
这种系统有助于阻止入侵者进入巢穴，并确保维持蚁群的社会秩序。
寻求食物或帮助
最后，蚂蚁会利用化学信号寻求食物或帮助。蚂蚁可能通过交哺交换食物——一只蚂蚁将液体食物反刍给另一只蚂蚁。这不仅能提供营养，还有助于传递重要信息，例如发现新的食物来源或巢穴环境发生变化。
蚂蚁还可能通过轻触彼此的触角或释放特定信息素来寻求帮助，表示需要协助完成保卫巢穴或搬运重物等任务。
蚂蚁复杂的语言
蚂蚁发展出了一套高度复杂的交流系统，利用化学信号、声音、触觉，甚至视觉线索彼此互动。借助专门的腺体和感觉器官，蚂蚁能够传递各种信息，从标记路径到发出危险信号或协调群体活动。
这种复杂的交流系统使蚂蚁能够作为一个高度有组织的超级有机体发挥作用，共同确保蚁群的生存与繁荣。无论是通过信息素、声音还是触觉，蚂蚁都展现了动物王国中合作交流的力量，而它们有效沟通的能力正是蚂蚁成为地球上最成功生物之一的原因。
延伸阅读
蚂蚁：第7章。AntWiki。（无日期）。https://www.antwiki.org/wiki/The_Ants_Chapter_7
Arnold, C.（2013年2月）。嘘，蚂蚁在交谈。Science。https://www.science.org/content/article/shhh-ants-are-talking
Hart, T.（2023年6月14日）。蚂蚁拥有一种在其他社会性昆虫中尚未发现的专门通信处理中心。ScienceDaily。https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230614220634.htm
Wang, Q.（2016年3月30日）。蚂蚁触角是一种双向通信系统。ScienceDaily。https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160330103328.htm