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“瑞士诺贝尔奖”得主劳伦·凯勒 “蚁”不可貌相

蚂蚁已在地球上生存了7000万年。

蚂蚁已在地球上生存了7000万年。

(AFP)

蚂蚁与人类之间存在的相似之处,远远超出了人们的想象。从农业到分工,这些小昆虫都是我们学习的榜样。研究蚂蚁的专家-劳伦·凯勒(Laurent Keller)教授,2015年Marcel Benoist科技大奖(也称瑞士诺贝尔奖)的得主,为我们讲述了蚂蚁的生存之道。

在捏死一只蚂蚁之前,请大家三思而后行。观察一下蚂蚁,可能我们会看到自己处事的影子,从而了解与他人相处的一些态度和方式。洛桑大学(Université de Lausanne)生态与进化研究所所长 劳伦·凯勒(法)外部链接确认“在社会结构方面,人类实际上是在效仿蚂蚁。”

劳伦·凯勒,2015年瑞士诺贝尔奖-Marcel Benoist奖得主。

(Laurent Keller)

无论是在自然界还是在实验室里,仔细观察蚂蚁的一举一动,甚至逐个跟踪,这就是30年来劳伦·凯勒一直持之以恒的工作。年青时,他曾想研究灵长目动物-类人猿,但是一次以蚂蚁为主题的会议改变了他的想法。“蚂蚁社会结构的发展令我痴迷不已。”坐在自己办公室的长沙发上,他回忆道。

如今,劳伦·凯勒以蚁学研究而闻名世界,他撰写的文章也在最为权威的科学杂志上发表,然而,却有一个问题令这位研究人员纠结不已:蚂蚁头脑简单,却学会了遵守社会规则,在地球上的任何一个地方,从撒哈拉大沙漠(Sahara)到比较寒冷的地区,蚂蚁都无处不在,它们是如何做到的呢?

迟了7000万年

在动物界,已经确定的蚂蚁种类约达12’000种-在生态角度来看,蚂蚁是最为重要的生物之一。蚂蚁优化了土质;令种子更易于播散;并且能够消灭寄生虫和死亡生物。劳伦·凯勒解释说,“没有蚂蚁的星球简直难以想象。蚂蚁族群占地球动物生物质的10%,唯一与之拥有相似生物质比例的就是人类。”

蚂蚁生态系统成功的秘诀之一在于其合作性,劳伦·凯勒接着说:“蚂蚁成功地改变了自己的生存环境,比如说,在土壤和树木上建造巢穴;分工制度也提高了这一群体的劳动生产率;蚂蚁还推动了减少冲突、限制其社会内部寄生虫蔓延的机制。”因此,蚂蚁王国也有蚁警来肩负驱逐、消灭危及蚂蚁社会的工蚁的使命,比如说,打击那些自私自利的蚂蚁。

蚂蚁社会所有的特征在人类社会都可见一斑,这位专家指出,“象蚂蚁一样,我们改变了自己的生存环境,建设城市来防范自然和外力的侵袭,在职务分工上我们也各有所长,这令我们提高了生产率。”

人类和蚂蚁的相似之处多方多面,有时令人惊讶不已。难以想象,在人类的一些重大发明中,事实上,几毫米大的小蚂蚁竟然早已付诸实践。7000万年以前,蚂蚁已是地球上的居民。

劳伦·凯勒(Laurent Keller) 蚂蚁最好的朋友

洛桑大学(Université de Lausanne)进化生物学家劳伦·凯勒(Laurent Keller)是研究蚂蚁的全球顶级专家之一。他认为,研究这一昆虫家族可能对人类也会产生深远影响。(瑞士广电集团SSR SRG/瑞士资讯swissinfo.ch) ...

蚂蚁也饲养自己的奶牛

为了给蚁群(有些蚁群甚至可多达500万只蚂蚁)提供食物,劳伦·凯勒认为:“蚂蚁发明了农业和养殖业。”一些蚁族种植菌类,控制酶的生长,养殖蚜虫(即植物虱子)并将其从一棵树移到另一棵树上。蚂蚁从蚜虫的甘汁中吸取营养-甘汁是富含氨基酸一种糖分,必要的时候蚂蚁还食用这些蚜虫。“确切地说,这就像如今人类养殖奶牛的做法:“饮其乳,食其肉。”这位专家指出。

蚂蚁在寻找食物时交流、选择路径的方式也激发了人类的灵感,“有一些计算机程序就是受到蚂蚁行为方式的启迪,比如说,如何让‘送货人员不绕路’,即通过编程确定前往几个不同送货地点的最短路线。” 劳伦·凯勒表示。

劳伦·凯勒(Laurent Keller)

1961年生人,原籍阿尔高州(Canton Aargau);1989年,获得洛桑大学生物学博士学位;作为进化学和自然淘汰学研究领域的专家,在研究生物的社会结构方面独有专长,尤其以蚂蚁研究而享有盛誉。

1996年,被任命为洛桑大学生态进化教授;1998年,担任生态与进化研究所所长;他也是瑞士与国际众多科研机构的成员;2015-2017年间,任欧洲生物进化协会会长一职。

在职业生涯中,他曾多次获奖,其中包括:2000年,获得瑞士国家科技奖-National Latsis Prize;2010年,荣获欧洲研究委员会颁发的“高级研究人员基金” (ERC Advanced Grant);2015年,成为瑞士诺贝尔奖-Marcel Benoist奖得主(颁奖仪式于10月26日举行) 。

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洛桑大学的这位研究人员认为,在蚂蚁令人称奇的诸多方面中,还包括蚂蚁的超长寿命。他解释说,在几个蚁族中,蚁后甚至可以活到30岁。“这是昆虫平均寿命的100倍!”受到工蚁保护,蚁后养尊处优,外界对其侵犯的可能性也极小。在进化过程中,远离危险的这种生活可以使脱氧核糖核酸(DNA)修复机制得以发展,从而延缓衰老。劳伦·凯勒表示,“这可以作为人类对抗衰老研究的一个优秀的典范。”

富于幻想也有点古怪-不仅仅是因为他身穿的那件荧光绿的运动衫-这位54岁的生物学家希望自己的研究不仅仅局限于生物学领域。在与洛桑联邦理工学院(École polytechnique fédérale de Lausanne,缩写EPFL)合作的过程中,他对根据蚂蚁编程的小型机器人的行为进行了研究,“我们注意到,机器人也遵循同样的自然淘汰规则,互相之间通力合作要比单独作业效率更高。”他表示。

作为首位将火蚁(红火蚁)基因组进行排序的研究人员,劳伦·凯勒对于影响蚂蚁行为的基因也兴趣十足。“我们确定了‘社会染色体’的存在,这解释了为何一些蚁群只有一个蚁后,而其他一些蚁群却有几个。”他指出,对于打击危害美国、澳大利亚和中国种植业的大型蚁群,这一发现可能会有用武之地。

除了不断深入探索蚂蚁长寿的原因,劳伦·凯勒目前还集中研究蚁群如何进行社会分工。在数百只蚂蚁背部贴上微型条形码,在41天里,通过扫瞄器记录每只蚂蚁的行为,从而掌握哪只蚂蚁与哪只蚂蚁进行交流、何时何地等信息。“这是蚂蚁的脸书(Facebook)。”他肯定地表示。

最初的研究结果发表在2013年的《科学》(英)外部链接杂志上,这些结果突出了蚂蚁在分工上的不断演化。“比较年轻的工蚁负责照看蚁后产下的蚁卵,略微上了年纪的工蚁负责清扫蚁巢以及采集食物。”他解释说,如今,我们需要了解的是通过何种方式以及出于何种原因。

劳伦·凯勒坚信,蚂蚁堪称研究社会生命进化的一个理想典范。“如果我们不想回到蒙昧主义时代,”早在几年前他就曾断言,“了解进化发展的各个细枝末节必不可少,对于蚂蚁和人类来说都是如此。”

Marcel Benoist

该奖项由一位居住在洛桑的法国律师设立,这位律师于1928年逝世。每年,Marcel Benoist奖(多语)外部链接奖励一位“在科研领域,尤其是在人类生命研究领域,作出重大发现或者在推动科研方面作出重大贡献、居住在瑞士的研究人员。”

该奖项也被称为“瑞士诺贝尔奖”,是瑞士联邦历史上最为悠久的科技奖项,奖金金额每年不等(2015年为5万瑞郎)。

一些获得此项殊荣的大奖得主后来也赢得了诺贝尔奖,其中包括:保罗·卡勒(Paul Karrer)(1937年,诺贝尔化学奖)、尼尔斯·杰尼(Niels Kaj Jerne)(1984年,诺贝尔医学奖)以及库尔特·维特里希(Kurt Wüthrich)(2002年,诺贝尔化学奖)。

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(翻译:薛伟中), 瑞士资讯swissinfo.ch

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