火蚁可以通过将它们的身体连接起来形成巨大的漂浮筏而在洪水中幸存下来。现在，佐治亚理工学院的研究人员已经证明，火蚁可以主动感知在不同流体条件下作用于筏体的力的变化，并相应地调整它们的行为以保持筏体的稳定性。就在感恩节前夕，美国物理学会流体动力学分会在西雅图召开了一次会议上，Hungtang Ko介绍了他们的工作。
火蚁（和一般的蚂蚁）是集体行为的教科书般的范例。相隔甚远的几只蚂蚁的行为像是单独的蚂蚁。但如果把足够多的蚂蚁紧密地聚集在一起，它们就会表现得更像一个整体，表现出固体和液体的特性。你可以把它们像液体一样从茶壶里倒出来，也可以把它们连在一起来建造高塔或漂浮的筏子，当飓风袭击休斯顿时，这也是一项非常实用的生存技能。
任何一只蚂蚁都具有一定的疏水性，即防水的能力，所以当它们连接在一起时，这种能力就会增强，就像防水织物一样编织它们的身体。它们收集所有的卵，通过巢中的隧道到达地面，随着洪水的上涨，它们会用下颚和爪子互相咬住对方的身体，直到形成一个扁扁的木筏状结构，每只蚂蚁的行为就像材料中的一个分子，比如沙堆中的沙粒。它们可以在不到100秒内完成此操作。此外，蚂蚁筏还具有“自我修复性”：它非常坚固，即使它在这里或那里失去一只蚂蚁，它的整体结构仍可以在几个月的时间内保持稳定。简而言之，蚂蚁筏是一个超级有机体。
Ko在乔治亚理工大学David Hu的生物进化实验室工作，该实验室不仅研究火蚁的集体行为，还研究水蚁、蛇、各种爬虫、蚊子的独特特性，以及动物的排尿和排便等身体机能。他的学生之一Patricia Yang因研究袋熊为什么会产生立方便便而获得了2019年搞笑诺贝尔奖。Ko和他的同事们认为，火蚁可能能够感知在不同流体流动条件下作用于筏子上的力的变化，并决定验证这一假设。
船桨在河水中移动会产生一系列漩涡，从而导致蚂蚁筏旋转。这些涡流还会对漂浮的蚂蚁筏施加额外的力，足以将其分开。作用在筏子上的力的变化仍然很小，可能只是正常重力的2%到3%。
Ko推测，蚂蚁对这种微小变化的敏感性可能与它们感知周围环境的方式有关。人类会对视觉信息做出反应，例如，在乘坐过山车时，因为能看到前方轨道的大幅度下降，而且知道自己的加速度会急剧增加，所以会绷紧神经。然而，像蚂蚁这样的昆虫，它们的视力和感知力都很差。
为了在实验室中重现不同的流体环境，Ko等人在一个旧的电唱机（旋转台）上安装了一个大水箱，一个小蚂蚁筏漂浮在水面上。在一个实验中，容器和筏都在旋转。在另一项研究中，研究人员用磁性搅拌棒在水中制造了一个涡流，而容器则保持静止。第三个控制实验把蚂蚁筏放在固定的水上。在第一个实验中，作用在蚂蚁筏上的主要力是离心力，而在第二种情况下，由于涡流的作用，筏体受到剪切力。
他们发现，在剪切力的作用下，筏体的面积比只受到离心力时小得多。无论蚂蚁在蚁筏上的位置如何，它们都会经历离心力，而只有在边界处的蚂蚁会经历最强的剪切力。Ko推测，更小的筏体是蚂蚁试图避开边界的结果，并在这个过程中减少了表面积。
如果筏是静止的，筏中的火蚁通常会进行更多的探索，可能会水平展开，也可能垂直展开，从而建造临时的塔状结构，希望找到并抓住悬挂的树枝以回到干燥的地面。如果蚂蚁筏在离心力或剪切力的作用下旋转，探索行为就会少很多。
我们目前的假设是，它们探索的较少，因为它们需要与彼此建立更紧密的联系。我们仍在验证这一假设。”Ko说，“我们认为，个体的独立反应足以导致我们所观察到的系统级变形。”
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（责任编辑：陈潭）
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