螞蟻攝入咖啡因能少走“彎路”

研究發現咖啡因提高了阿根廷螞蟻對含糖誘餌的導航效率， 從而為害蟲控制策略提供潛在的改進方案。對該項目的研究表明， 咖啡因能顯著提高螞蟻對誘餌陷阱的導航效率。在含糖誘餌中加入咖啡因后， 螞蟻會沿著更直接的路徑找到誘餌， 從而可能使這些誘餌更有效。

這項研究的第一作者、德國雷根斯堡大學計算生物學家亨里克· 加蘭特說：“這項研究的想法是找到一種認知方法，讓螞蟻食用更多我們放在野外的有毒誘餌。我們發現，中等劑量的咖啡因實際上能促進學習——當你給它們一點咖啡因時，會促使它們的路徑更直，能夠更快地到達誘餌處。”

阿根廷蟻是世界上最具生態危害性的入侵物種之一。以使用毒餌為重點的控制措施已被證明是無效的，原因可能是誘餌攝取量低。研究人員想測試咖啡因是否可以提高螞蟻學習誘餌位置并引導其巢穴同伴回到那里的能力。研究已經證明咖啡因可以提高蜜蜂和大黃蜂的學習能力。

加蘭特說：“我們正試圖讓它們更好地找到這些誘餌， 因為它們去得越快，回來得越快，它們鋪設的信息素軌跡就越多，就會有更多的螞蟻前來，因此，在它們意識到這是毒藥之前，它們就會更快地在蟻群中傳播毒餌。”

在實驗室里，研究小組用不同濃度的咖啡因進行了實驗，以觀察其對螞蟻定位和重訪糖溶液能力的影響。他們在丙烯酸表面上用樂高橋和一張A4紙搭建了一個測試環境，并在其中滴入了摻有不同濃度咖啡因的蔗糖溶液。

加蘭特說：“我們使用的最低劑量是天然植物中的劑量，中間劑量類似于一些能量飲料中的劑量，最高劑量設定為蜜蜂的半數致死劑量（LD50），喂食這一劑量的蜜蜂有一半會死亡，因此對它們來說可能相當有毒。”

研究人員利用自動跟蹤系統，對螞蟻的速度及其往返路徑的直接性進行了監測。這項研究涉及142只螞蟻，每只螞蟻都接受了4次測試。在兩次試驗之間，螞蟻可以把收集到的食物放在一起，研究人員還移走并更換了紙片，這樣螞蟻就無法沿著自己的信息素線索回到誘餌地點。

在沒有咖啡因的情況下，螞蟻在隨后的覓食過程中并沒有學會更快地導航到誘餌地點，這表明它們沒有成功地將誘餌地點記入記憶。然而，暴露于低濃度和中濃度咖啡因的螞蟻覓食效率明顯提高，每次覓食時間分別縮短了28%和38%。值得注意的是，最高劑量的咖啡因并沒有產生同樣的效果。

研究人員發現，咖啡因通過提高螞蟻的覓食效率，而不是提高螞蟻的覓食速度，縮短了螞蟻的覓食時間。任何劑量的咖啡因對螞蟻的速度都沒有影響，但接受中低劑量咖啡因的螞蟻的行進路線沒有那么曲折。加蘭特說：“我們看到的是，它們并沒有移動得更快，只是更加專注于自己要去的地方。這表明，他們知道自己想去哪里，因此，他們已經知道了誘餌的位置。”

咖啡因對螞蟻的歸巢能力（即它們返回巢穴的效率）沒有影響，盡管它們每次回家的路徑都變得不那么曲折，與咖啡因無關。

研究人員樂觀地認為，咖啡因可以幫助控制阿根廷蟻， 但還需要進一步的研究。他們目前正在西班牙一個更自然的環境中測試含有咖啡因的誘餌，并計劃調查咖啡因和誘餌毒素之間是否存在相互作用。