#请进,我们的直播间#【云端直播间,探秘雪豹之乡】今日,联合国生物多样性大会在云南昆明召开。昨日,本报把直播间搬到了海拔4000米的澜沧江源头,带网友领略“雪豹之乡”的魅力,邀请昂赛乡乡长才旺多杰、昂赛乡年都村党支部副书记萨昂丁增、昂赛乡生态管护员扎西尼玛做客直播间,畅聊生态保护的故事。
绝美昂赛让网友大呼“壮哉”
10日7时,《西海都市报》记者一行人从玉树藏族自治州玉树市出发,驱车赶往“雪豹之乡”杂多县昂赛乡。汽车穿过结古大道、214国道、345国道,翻过一座座山脉,跨过一条条河流,一路抵达杂多县尕昂段。一路上,雪山、草甸、河流、云雾、牛羊与我们为伴。
草原上的气候千变万化,忽而雨雪不断,忽而艳阳高照。山间云雾缭绕,阳光时而拨开云层洒向金色的草原,广袤的草原瞬间金光闪闪,犹如一片仙境。
9时许,经过两个多小时的车程,我们抵达杂多县昂赛乡境内。之前,山上还是大雪纷飞,而此时,昂赛乡却是阴雨绵绵。与之前广袤无垠的草原不同,眼前是一座座岩石山、一片片柏树林,澜沧江波涛滚滚一路向东奔涌而去,目光所及皆是美景。
对于昂赛乡,这只是普通的一天,可对于本报《请进,我们的直播间》栏目,却是难忘又特别的一天,我们第一次将直播间搬到了三江源,搬上了海拔4000米的昂赛大峡谷,搬进了与雪豹距离最近的大自然。
我们为何跋涉千里,从西宁来到玉树,探秘杂多昂赛?10月11日,联合国生物多样性大会将在云南昆明召开。青海是全国32个生物多样性优先区之一,是高原生物多样性最集中的地区,素有“高寒生物种质资源库”之称。昂塞乡有“雪豹之乡”的美誉,这里栖息的雪豹是我国境内密度最高的,昂塞大峡谷因此得名“大猫谷”。昂赛大峡谷还有古老的原始森林、高寒草甸、赤壁丹霞,地形地貌千姿百态,构成了世界高海拔地区独一无二的自然景观,形成了多种生态系统类型,是无数人心中的诗和远方。
所以,我们把直播间搬到澜沧江源头。昂赛乡位于杂多县东南部,乡政府所在地距县城45公里,这里自然风光秀丽,小气候优越,高而不寒,有“杂多小江南”之称。
11时30分,气候多样的昂赛拨云见日,艳阳高照。为了揭开昂赛大峡谷的神秘面纱,《西海都市报》记者首次用无人机从高空俯瞰昂赛乡,用直播间的镜头,带网友领略澜沧江源头的壮丽风光。
滔滔澜沧江从这里出发,流出国门,汇入太平洋,全长4909公里。神奇的昂赛为澜沧江中下游的土地提供了源源不断的水资源。谷底是澜沧江水,谷峰直插云层,绝美的景色让网友大呼“壮哉!”
昂赛乡是三江源国家公园澜沧江源园区五个乡之一。这里有丹霞地貌、森林草原、峡谷流水、野生动物,拥有古岩画、森阿赛遗址等景观,是名副其实的“地质红石公园”和自然与人文乐园。
听他们讲述生态管护的故事
昂赛乡有1516名管护员,守护着1300平方公里的雪豹家园,守护着几十只“雪山精灵”。为了解更美的昂赛,听到更多的三江源生态保护故事,我们邀请了昂赛乡乡长才旺多杰、昂赛乡年都村党支部副书记萨昂丁增、昂赛乡生态管护员扎西尼玛做客直播间。
13时10分,直播从昂赛大桥开始,桥下是滚滚澜沧江水。跟随才旺多杰的脚步,我们一起领略昂赛的壮美风光。才旺多杰介绍,最近因降雨量比较大,澜沧江江水比较浑浊,等到冬季,江水特别清澈。
《西海都市报》用独特、新颖的形式让网友跟着镜头,走进澜沧江源头,近距离感受昂赛大峡谷。才旺多杰在昂赛乡工作8年之久,他说,这是杂多县气候最好的一个乡,能在“杂多小江南”工作,他特别开心。
穿过昂赛大桥,能看到古岩画,这里是很多人慕名而来的地方。不同的季节,昂赛乡有不同的景色。春天,万物复苏,访客为雪豹而来;夏天,绿水青山;秋天,一片金黄;冬天,白雪皑皑。
这几年,昂赛乡有很大的变化,自三江源国家公园体制试点开展以来,村里施行“一户一岗”政策,每个牧户家都有一名生态管护员,每月有1800元的收入,此外,村民每人每年还有4000元的草原奖补金,加上虫草、畜牧业相关的收入,每家每户年人均收入近2万元。
这里有4座不同时代的大桥,从简陋的木桥到吊桥,再到现代化的立交桥,4座桥见证了昂赛乡的发展速度,也提升了昂赛牧民越来越高的幸福指数。才旺多杰说,乡亲们叫这4座桥为“时光四桥”。
“看!宽敞整洁的马路,那里是老年活动室,那里是文化广场,还有电商……” 才旺多杰越说越自豪。
主播和才旺多杰穿梭在昂赛乡的各条道路时,两名生态管护员正在越尼日吾切山巡护。才旺多杰说,生态管护员的工作包括监测生物多样性,目前,昂赛乡共监测到82只雪豹,14只金钱豹。乡里有22个接待家庭,平时,访客可以住到牧户家,体验自然生态,邂逅雪豹。才旺多杰介绍,能看到雪豹的概率很大,以前一个访客团一天拍到了7只雪豹。
主播和工作人员气喘吁吁爬上越尼日吾切山后,与萨昂丁增、扎西尼玛迎面相遇,大家席地而坐,向网友更深层次地介绍昂赛的生物多样性。
从生态的利用者到保护者,生态管护员们一直在拼尽全力守护雪豹家园,守护着“雪山精灵”。他们每天9时出发,自带干粮,晚上6时才回家。
扎西尼玛说,除了雪豹,平时还能看见金钱豹、白唇鹿、岩羊、棕熊、赤狐、藏狐、马麝等,而野生动物活动的区域以山的高度不同而不同,以亚荣拉泽山为例,山顶的裸岩处,雪豹、鹿、岩羊出没较为频繁,半山腰有棕熊,往下柏树密集的地方有猞猁、狐等动物,不同的高度会看到不同种类的野生动物。
萨昂丁增说,这几年,他看到马麝的数量逐年增多,平时看到野生动物,他们不会上前打扰,久而久之,他们与动物们达成了一种默契,动物们看到牧民也不会被吓跑。
他们与雪豹,也有很多难忘的故事,才旺多杰说,记得2017年,派出所民警在路上发现一只受伤的雪豹,乡上第一时间组织人员救护。大家自发买肉喂养,养了一个多月后放归山林。这几年,雪豹吃牧户家牛羊的事情也时有发生,但老乡们保护意识很强,并没有伤害雪豹。扎西尼玛说,上了年纪的雪豹在山上找不到食物,有时候会跑到牧民家寻找食物,牧民会投食自家存储的牛羊肉。
确保一江清水向东流
才旺多杰介绍,这几年,昂赛乡的植被更加丰富,野生动植物明显增多,有时下乡还能偶遇几百只白唇鹿,牧民的幸福指数越来越高,大家有自己的住房,有自己的草场,群众端上了生态碗,吃上了生态饭,过上了小康生活。
“在那澜沧江发源的地方,有我们美丽可爱的故乡,这里的男儿潇洒彪悍,这里的姑娘美丽善良……”嘹亮的歌声回绕在山间,才旺多杰用一首《故乡杂多》祝福杂多越来越繁荣。
担任生态管护员多年,扎西尼玛也有很多感悟,他说:“澜沧江发源地在杂多县,途经6个国家流入太平洋,我们要继续保护好三江源的生态,确保一江清水向东流,让下游的人喝上安全的饮用水。”
网友们迫不及待地想看澜沧江,想看昂赛乡的壮丽美景。无人机再次飞上高空,为网友展现澜沧江源头的神秘。“山因水而含灵,水因山而增秀,这里是一块天造地设的风水宝地。”“人在画中游!”“大美青海,美在昂赛”“无需奔赴星辰大海,也不必追求诗和远方,喜欢在这样的光阴里感受生活的美好。”……网友纷纷点赞大美青海。
最美的景色配上一曲《我爱你中国》,令人心潮澎湃。网友小草说:“此时此刻,不能仅用美来形容,人间天堂,仙境昂赛。”
“在外地看到自己家乡的美景,祝愿家乡越来越好。”网友清风朗月说,玉树美景,让人越看越激动,感谢《西海都市报》带大家领略这么美的青海风光。
网友豆妈说,“心潮澎湃,爱我中华。”
经过两个多小时的直播,在最美的澜沧江源头,主播和嘉宾们为三江源国家公园、为青海、为祖国送上最诚挚的祝福。(记者 郭红霞/文 邓建青/图)
绝美昂赛让网友大呼“壮哉”
10日7时,《西海都市报》记者一行人从玉树藏族自治州玉树市出发,驱车赶往“雪豹之乡”杂多县昂赛乡。汽车穿过结古大道、214国道、345国道,翻过一座座山脉,跨过一条条河流,一路抵达杂多县尕昂段。一路上,雪山、草甸、河流、云雾、牛羊与我们为伴。
草原上的气候千变万化,忽而雨雪不断,忽而艳阳高照。山间云雾缭绕,阳光时而拨开云层洒向金色的草原,广袤的草原瞬间金光闪闪,犹如一片仙境。
9时许,经过两个多小时的车程,我们抵达杂多县昂赛乡境内。之前,山上还是大雪纷飞,而此时,昂赛乡却是阴雨绵绵。与之前广袤无垠的草原不同,眼前是一座座岩石山、一片片柏树林,澜沧江波涛滚滚一路向东奔涌而去,目光所及皆是美景。
对于昂赛乡,这只是普通的一天,可对于本报《请进,我们的直播间》栏目,却是难忘又特别的一天,我们第一次将直播间搬到了三江源,搬上了海拔4000米的昂赛大峡谷,搬进了与雪豹距离最近的大自然。
我们为何跋涉千里,从西宁来到玉树,探秘杂多昂赛?10月11日,联合国生物多样性大会将在云南昆明召开。青海是全国32个生物多样性优先区之一,是高原生物多样性最集中的地区,素有“高寒生物种质资源库”之称。昂塞乡有“雪豹之乡”的美誉,这里栖息的雪豹是我国境内密度最高的,昂塞大峡谷因此得名“大猫谷”。昂赛大峡谷还有古老的原始森林、高寒草甸、赤壁丹霞,地形地貌千姿百态,构成了世界高海拔地区独一无二的自然景观,形成了多种生态系统类型,是无数人心中的诗和远方。
所以,我们把直播间搬到澜沧江源头。昂赛乡位于杂多县东南部,乡政府所在地距县城45公里,这里自然风光秀丽,小气候优越,高而不寒,有“杂多小江南”之称。
11时30分,气候多样的昂赛拨云见日,艳阳高照。为了揭开昂赛大峡谷的神秘面纱,《西海都市报》记者首次用无人机从高空俯瞰昂赛乡,用直播间的镜头,带网友领略澜沧江源头的壮丽风光。
滔滔澜沧江从这里出发,流出国门,汇入太平洋,全长4909公里。神奇的昂赛为澜沧江中下游的土地提供了源源不断的水资源。谷底是澜沧江水,谷峰直插云层,绝美的景色让网友大呼“壮哉!”
昂赛乡是三江源国家公园澜沧江源园区五个乡之一。这里有丹霞地貌、森林草原、峡谷流水、野生动物,拥有古岩画、森阿赛遗址等景观,是名副其实的“地质红石公园”和自然与人文乐园。
听他们讲述生态管护的故事
昂赛乡有1516名管护员,守护着1300平方公里的雪豹家园,守护着几十只“雪山精灵”。为了解更美的昂赛,听到更多的三江源生态保护故事,我们邀请了昂赛乡乡长才旺多杰、昂赛乡年都村党支部副书记萨昂丁增、昂赛乡生态管护员扎西尼玛做客直播间。
13时10分,直播从昂赛大桥开始,桥下是滚滚澜沧江水。跟随才旺多杰的脚步,我们一起领略昂赛的壮美风光。才旺多杰介绍,最近因降雨量比较大,澜沧江江水比较浑浊,等到冬季,江水特别清澈。
《西海都市报》用独特、新颖的形式让网友跟着镜头,走进澜沧江源头,近距离感受昂赛大峡谷。才旺多杰在昂赛乡工作8年之久,他说,这是杂多县气候最好的一个乡,能在“杂多小江南”工作,他特别开心。
穿过昂赛大桥,能看到古岩画,这里是很多人慕名而来的地方。不同的季节,昂赛乡有不同的景色。春天,万物复苏,访客为雪豹而来;夏天,绿水青山;秋天,一片金黄;冬天,白雪皑皑。
这几年,昂赛乡有很大的变化,自三江源国家公园体制试点开展以来,村里施行“一户一岗”政策,每个牧户家都有一名生态管护员,每月有1800元的收入,此外,村民每人每年还有4000元的草原奖补金,加上虫草、畜牧业相关的收入,每家每户年人均收入近2万元。
这里有4座不同时代的大桥,从简陋的木桥到吊桥,再到现代化的立交桥,4座桥见证了昂赛乡的发展速度,也提升了昂赛牧民越来越高的幸福指数。才旺多杰说,乡亲们叫这4座桥为“时光四桥”。
“看!宽敞整洁的马路,那里是老年活动室,那里是文化广场,还有电商……” 才旺多杰越说越自豪。
主播和才旺多杰穿梭在昂赛乡的各条道路时,两名生态管护员正在越尼日吾切山巡护。才旺多杰说,生态管护员的工作包括监测生物多样性,目前,昂赛乡共监测到82只雪豹,14只金钱豹。乡里有22个接待家庭,平时,访客可以住到牧户家,体验自然生态,邂逅雪豹。才旺多杰介绍,能看到雪豹的概率很大,以前一个访客团一天拍到了7只雪豹。
主播和工作人员气喘吁吁爬上越尼日吾切山后,与萨昂丁增、扎西尼玛迎面相遇,大家席地而坐,向网友更深层次地介绍昂赛的生物多样性。
从生态的利用者到保护者,生态管护员们一直在拼尽全力守护雪豹家园,守护着“雪山精灵”。他们每天9时出发,自带干粮,晚上6时才回家。
扎西尼玛说,除了雪豹,平时还能看见金钱豹、白唇鹿、岩羊、棕熊、赤狐、藏狐、马麝等,而野生动物活动的区域以山的高度不同而不同,以亚荣拉泽山为例,山顶的裸岩处,雪豹、鹿、岩羊出没较为频繁,半山腰有棕熊,往下柏树密集的地方有猞猁、狐等动物,不同的高度会看到不同种类的野生动物。
萨昂丁增说,这几年,他看到马麝的数量逐年增多,平时看到野生动物,他们不会上前打扰,久而久之,他们与动物们达成了一种默契,动物们看到牧民也不会被吓跑。
他们与雪豹,也有很多难忘的故事,才旺多杰说,记得2017年,派出所民警在路上发现一只受伤的雪豹,乡上第一时间组织人员救护。大家自发买肉喂养,养了一个多月后放归山林。这几年,雪豹吃牧户家牛羊的事情也时有发生,但老乡们保护意识很强,并没有伤害雪豹。扎西尼玛说,上了年纪的雪豹在山上找不到食物,有时候会跑到牧民家寻找食物,牧民会投食自家存储的牛羊肉。
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“在那澜沧江发源的地方,有我们美丽可爱的故乡,这里的男儿潇洒彪悍,这里的姑娘美丽善良……”嘹亮的歌声回绕在山间,才旺多杰用一首《故乡杂多》祝福杂多越来越繁荣。
担任生态管护员多年,扎西尼玛也有很多感悟,他说:“澜沧江发源地在杂多县,途经6个国家流入太平洋,我们要继续保护好三江源的生态,确保一江清水向东流,让下游的人喝上安全的饮用水。”
网友们迫不及待地想看澜沧江,想看昂赛乡的壮丽美景。无人机再次飞上高空,为网友展现澜沧江源头的神秘。“山因水而含灵,水因山而增秀,这里是一块天造地设的风水宝地。”“人在画中游!”“大美青海,美在昂赛”“无需奔赴星辰大海,也不必追求诗和远方,喜欢在这样的光阴里感受生活的美好。”……网友纷纷点赞大美青海。
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苏醒的亚特兰蒂斯:
颜色搭配:潜水蓝、帝国黄、绿光色、亮白色、太妃糖色
神奇的亚特兰蒂斯,后世无数人在寻找它,描述它,灵感来自于人们对于亚特兰蒂斯的幻想。
以蓝色、白色为背景色,延展了视觉空间,同时带有强烈的清凉感觉,而绿色沙发以及露出的竹藤材质,进一步降低了空间的温度。在此基础上,采用了明度和纯度很高的帝国黄色靠包和玫红色的插花,增加了暖色调,平衡了空间色彩。另外在空间布局中,严格遵循了对称的原则,所以空间色彩虽然艳丽到却井井有条。
读色彩书籍更懂专业,摘录分享。
软装配套价格有高有低,取决于经济承受能力。东西不同价格不同,用合理的造价选配好软装。
尊重原创,传递设计,与美同行,爱软装,爱设计,更爱生活。米墅,多品类软装集成服务商,专注软装陈设二十三年。 https://t.cn/A6Akmr63
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以蓝色、白色为背景色,延展了视觉空间,同时带有强烈的清凉感觉,而绿色沙发以及露出的竹藤材质,进一步降低了空间的温度。在此基础上,采用了明度和纯度很高的帝国黄色靠包和玫红色的插花,增加了暖色调,平衡了空间色彩。另外在空间布局中,严格遵循了对称的原则,所以空间色彩虽然艳丽到却井井有条。
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【天生物理学大师!嘘,别惹蚂蚁[并不简单]】卢卡斯在欺负小蚂蚁时,他看到的只是草坪上冒出来一个小土堆,中间有一个小洞,几只蚂蚁忙着四处乱爬。蚁丘看上去不是很厉害。
但当卢卡斯被神奇药水缩小,来到地表之下,一个神奇的蚂蚁地下王国展现在了他眼前。隧道向下延伸,不断分支并通向专门空间:蜂王的家、幼蜂的温床、食物储藏间、垃圾站等等。25英尺的地下,在没有机械和加固材料的情况下,蚂蚁建造了一个能容纳数百万同伴的家园,并能维持数十年。
图1:研究人员站在蚂蚁穴模型旁边。来源:美国加州理工
图2:在蚂蚁挖隧道之前,土壤中颗粒之间的力链是随机排列的(左),但当蚂蚁挖隧道时,力链会重新排列。来源:美国加州理工
现在,利用X成像和计算机模拟,美国研究人员揭开了蚂蚁是如何建造这些复杂而稳定结构的。相关论文https://t.cn/A6IjAKk2刊登于美国《国家科学院院刊》。
有“想”才做
蚂蚁“知道”如何挖隧道吗,还是它们只是盲目地挖?加州理工学院的José Andrade一直有这个疑问。
但Andrade是一名工程师,对蚂蚁“一窍不通”,所以他求助了该校生物学和生物工程助理教授Joe Parker,后者的研究重点是蚂蚁及其与其他物种的生态关系。
Parker说:“Andrade团队需要一个研究蚂蚁的人,深入了解这些群居昆虫的适应性和集体行为,为弄清其挖掘行为机制提供一些生物学信息。”
《中国科学报》从加州理工学院获悉,研究人员花费了近1年培养蚂蚁,并了解它们。他们不仅需要繁殖足够多的蚂蚁进行研究,还需要进行大量的试验。
研究人员在一个容器中建立了小型蚁群,容器中装有500毫升土壤和15只西部收工蚁。每隔10分钟,高分辨率x射线扫描就会捕捉到每一只蚂蚁和每一粒土壤的位置,每次试验持续20小时。
“蚂蚁有点反复无常,它们想挖才挖。”Andrade告诉记者,“我们把蚂蚁放在一个容器里,有些蚂蚁会马上开始挖掘,并会取得惊人的进展。但有些可能要花上几个小时,甚至根本不挖。有些蚂蚁会挖一会儿,然后停下来休息一下。”
但一旦蚂蚁开始行动,研究人员就会对整个过程进行x光扫描,从而生成所有内部隧道的三维扫描图。研究人员可以借助扫描结果创建模拟,显示蚂蚁在隧道越来越深时能取得的进展。
蚂蚁也懂物理学
接下来,研究人员开始分析蚂蚁的实际工作是什么。
他们发现,首先,蚂蚁会尽可能地提高效率,它们会沿着容器的内边缘挖掘,因为容器本身能充当隧道结构的一部分,从而能减少工作量。
它们还把隧道挖得尽可能直。“因为直线是两点之间最短的路径。而且,它们懂得利用容器的侧面,这表明蚂蚁的工作非常高效。”Andrade说。
蚂蚁们也会尽可能地挖出陡峭的隧道,一直挖到所谓的静止角。这个角度代表了颗粒材料在崩塌前可以堆积的最大角度。
什么是静止角?Andrade提到,想象在海滩上建造一个沙堡。如果用的是干沙子,加进去的每一勺沙子都会顺着已经堆好的沙子滑下去。更多的沙子会使堆得更高、更宽,但它永远不会变得更陡。另一方面,如果使用湿沙,就能够把沙堆得足够陡峭,以建造墙、塔和沙堡等。
湿砂比干砂有更高的静止角,蚂蚁能分辨出挖洞时的角度能有多陡,而且不会超过这个角度。“如果我是一名挖掘者,我要活下来,我的挖掘技术必须符合物理定律,否则隧道就会坍塌,我就会死。”他说。
最后,蚂蚁隧道的物理原理是这样的:当蚂蚁移走土壤颗粒时,它们会导致隧道周围称重力链的重新排列。这些力链在蚂蚁开始挖掘之前是随机的。重新排列后,力链一方面加固了隧道现有的土壁,同时减轻了位于隧道末端的颗粒承受的压力,使蚂蚁更容易安全地移走它们。
“在工程学和蚂蚁生态学中,蚂蚁如何构建这些持续数十年的结构一直是个谜。”Parker说,“事实证明,蚂蚁在挖掘时受益于这些环向力链。”
超级有机体
回到开头的那个问题:蚂蚁在挖的时候知道自己在做什么吗?
实际上,有人曾把熔化的塑料或金属倒进蚁巢,凝固成模型后,人们就能看到这些巨大的隧道系统。“这些系统令人印象深刻。我曾看到一张模型照片,模型旁边是一个人,我想‘天哪,这真是一个奇妙的结构。’从那以后,我开始怀疑蚂蚁是否‘知道’如何挖掘。”Andrade说。
但是,人们没有办法询问蚂蚁,于是,研究人员一开始就假设蚂蚁有意识地在泥土中摸索,寻找松散的土粒以便移走。这就像抽积木游戏,玩家需要选择哪块积木能安全取出来。而那些无法移开的石块,也就是蚂蚁建筑的承重“梁柱”(即力链)的一部分。
“一开始,我们假设蚂蚁可以感觉到这些力链,并避免在那里挖掘。它们可能在不停地敲打土壤颗粒,以评估施加在这些颗粒上的机械力。”Andrade告诉记者,“但后来,我们发现,它们似乎并不‘知道’自己在做什么。它们没有系统地寻找沙子中的薄弱点。相反,它们可能是根据物理定律进化出了挖掘能力。”
Parker将这称为行为算法。“这种算法并不存在于一只蚂蚁身上。”他说,“所有工蚁的群体行为就像一个超级有机体。这种行为程序是如何在所有这些蚂蚁的小大脑中传播的,这是自然界的一个奇迹,我们无法解释。”
Andrade希望开发一种人工智能方法,可以模拟这种行为算法,这样他就可以在电脑上模拟蚂蚁是如何挖掘的,并将蚂蚁的挖掘能力用于建造人类隧道。
“与流体或固体等材料相比,颗粒材料的形成方式不同。而且,移动颗粒状材料是非常耗能的,而且成本非常高昂。”他说,“如果蚂蚁的行为算法能够被进一步分析并最终复制,那么就可能在自动采矿机器人上得到应用,无论是在地球上还是在其他行星上,机器人就能更有效地工作。”https://t.cn/A6IjAKkL
但当卢卡斯被神奇药水缩小,来到地表之下,一个神奇的蚂蚁地下王国展现在了他眼前。隧道向下延伸,不断分支并通向专门空间:蜂王的家、幼蜂的温床、食物储藏间、垃圾站等等。25英尺的地下,在没有机械和加固材料的情况下,蚂蚁建造了一个能容纳数百万同伴的家园,并能维持数十年。
图1:研究人员站在蚂蚁穴模型旁边。来源:美国加州理工
图2:在蚂蚁挖隧道之前,土壤中颗粒之间的力链是随机排列的(左),但当蚂蚁挖隧道时,力链会重新排列。来源:美国加州理工
现在,利用X成像和计算机模拟,美国研究人员揭开了蚂蚁是如何建造这些复杂而稳定结构的。相关论文https://t.cn/A6IjAKk2刊登于美国《国家科学院院刊》。
有“想”才做
蚂蚁“知道”如何挖隧道吗,还是它们只是盲目地挖?加州理工学院的José Andrade一直有这个疑问。
但Andrade是一名工程师,对蚂蚁“一窍不通”,所以他求助了该校生物学和生物工程助理教授Joe Parker,后者的研究重点是蚂蚁及其与其他物种的生态关系。
Parker说:“Andrade团队需要一个研究蚂蚁的人,深入了解这些群居昆虫的适应性和集体行为,为弄清其挖掘行为机制提供一些生物学信息。”
《中国科学报》从加州理工学院获悉,研究人员花费了近1年培养蚂蚁,并了解它们。他们不仅需要繁殖足够多的蚂蚁进行研究,还需要进行大量的试验。
研究人员在一个容器中建立了小型蚁群,容器中装有500毫升土壤和15只西部收工蚁。每隔10分钟,高分辨率x射线扫描就会捕捉到每一只蚂蚁和每一粒土壤的位置,每次试验持续20小时。
“蚂蚁有点反复无常,它们想挖才挖。”Andrade告诉记者,“我们把蚂蚁放在一个容器里,有些蚂蚁会马上开始挖掘,并会取得惊人的进展。但有些可能要花上几个小时,甚至根本不挖。有些蚂蚁会挖一会儿,然后停下来休息一下。”
但一旦蚂蚁开始行动,研究人员就会对整个过程进行x光扫描,从而生成所有内部隧道的三维扫描图。研究人员可以借助扫描结果创建模拟,显示蚂蚁在隧道越来越深时能取得的进展。
蚂蚁也懂物理学
接下来,研究人员开始分析蚂蚁的实际工作是什么。
他们发现,首先,蚂蚁会尽可能地提高效率,它们会沿着容器的内边缘挖掘,因为容器本身能充当隧道结构的一部分,从而能减少工作量。
它们还把隧道挖得尽可能直。“因为直线是两点之间最短的路径。而且,它们懂得利用容器的侧面,这表明蚂蚁的工作非常高效。”Andrade说。
蚂蚁们也会尽可能地挖出陡峭的隧道,一直挖到所谓的静止角。这个角度代表了颗粒材料在崩塌前可以堆积的最大角度。
什么是静止角?Andrade提到,想象在海滩上建造一个沙堡。如果用的是干沙子,加进去的每一勺沙子都会顺着已经堆好的沙子滑下去。更多的沙子会使堆得更高、更宽,但它永远不会变得更陡。另一方面,如果使用湿沙,就能够把沙堆得足够陡峭,以建造墙、塔和沙堡等。
湿砂比干砂有更高的静止角,蚂蚁能分辨出挖洞时的角度能有多陡,而且不会超过这个角度。“如果我是一名挖掘者,我要活下来,我的挖掘技术必须符合物理定律,否则隧道就会坍塌,我就会死。”他说。
最后,蚂蚁隧道的物理原理是这样的:当蚂蚁移走土壤颗粒时,它们会导致隧道周围称重力链的重新排列。这些力链在蚂蚁开始挖掘之前是随机的。重新排列后,力链一方面加固了隧道现有的土壁,同时减轻了位于隧道末端的颗粒承受的压力,使蚂蚁更容易安全地移走它们。
“在工程学和蚂蚁生态学中,蚂蚁如何构建这些持续数十年的结构一直是个谜。”Parker说,“事实证明,蚂蚁在挖掘时受益于这些环向力链。”
超级有机体
回到开头的那个问题:蚂蚁在挖的时候知道自己在做什么吗?
实际上,有人曾把熔化的塑料或金属倒进蚁巢,凝固成模型后,人们就能看到这些巨大的隧道系统。“这些系统令人印象深刻。我曾看到一张模型照片,模型旁边是一个人,我想‘天哪,这真是一个奇妙的结构。’从那以后,我开始怀疑蚂蚁是否‘知道’如何挖掘。”Andrade说。
但是,人们没有办法询问蚂蚁,于是,研究人员一开始就假设蚂蚁有意识地在泥土中摸索,寻找松散的土粒以便移走。这就像抽积木游戏,玩家需要选择哪块积木能安全取出来。而那些无法移开的石块,也就是蚂蚁建筑的承重“梁柱”(即力链)的一部分。
“一开始,我们假设蚂蚁可以感觉到这些力链,并避免在那里挖掘。它们可能在不停地敲打土壤颗粒,以评估施加在这些颗粒上的机械力。”Andrade告诉记者,“但后来,我们发现,它们似乎并不‘知道’自己在做什么。它们没有系统地寻找沙子中的薄弱点。相反,它们可能是根据物理定律进化出了挖掘能力。”
Parker将这称为行为算法。“这种算法并不存在于一只蚂蚁身上。”他说,“所有工蚁的群体行为就像一个超级有机体。这种行为程序是如何在所有这些蚂蚁的小大脑中传播的,这是自然界的一个奇迹,我们无法解释。”
Andrade希望开发一种人工智能方法,可以模拟这种行为算法,这样他就可以在电脑上模拟蚂蚁是如何挖掘的,并将蚂蚁的挖掘能力用于建造人类隧道。
“与流体或固体等材料相比,颗粒材料的形成方式不同。而且,移动颗粒状材料是非常耗能的,而且成本非常高昂。”他说,“如果蚂蚁的行为算法能够被进一步分析并最终复制,那么就可能在自动采矿机器人上得到应用,无论是在地球上还是在其他行星上,机器人就能更有效地工作。”https://t.cn/A6IjAKkL
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