（原標題：Ant Colonies Retain Memories That Outlast the Lifespans of Individuals）

出品|網易科學人欄目組 卡麥拉

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一個螞蟻種羣可以存在幾十年時間，即使每年都有螞蟻個體死亡，但是最新研究發現蟻羣能夠保留記憶，完全超越螞蟻個體的壽命限制，依據過去發生的事件來改變螞蟻的行爲。

蟻羣在沒有中央控制系統的情況下，就像大腦一樣，每一個螞蟻個體都結成相互合作的團隊，螞蟻個體就像神經細胞，利用簡單的化學交互性，共同產生行爲特徵。人們用大腦進行記憶，蟻羣能做到嗎？這個問題引發了另一個問題：什麼是記憶？

對於人類而言，記憶是回想過去發生事情的能力。我們還需要大腦像計算機一樣複製過去的行爲，是將計算機視爲大腦和大腦視計算機兩個概念結合在一起，使我們把“記憶”理解爲存儲在硬盤上的信息數據。我們知道人類記憶依賴於一組互連神經細胞相互刺激程度的變化，在睡眠時記憶通過某種方式得到增強，近期記憶和長期記憶涉及到不同的神經元互連回路。但是我們仍然不知道這些神經細胞如何結合在一起，是否它們存儲着我們過去談論某些事物的信息，或者我們如何執行之前的學習任務，例如：閱讀或者騎自行車。

任何生物都能表現出最簡單的記憶形式，這是由過去的事件引起的一種變化。從某種意義上講，你的身體能夠“記憶”，因爲你的一些細胞有不同的抗體和分子受體，它們曾抵禦過那些特定的病毒。

過去的事件可以改變單個螞蟻和蟻羣的行爲，個別木蟻對於提供糖的位置能夠記憶幾分鐘時間，它們很可能再次找到曾發現食物的地方。另一種螞蟻撒哈拉沙漠蟻，它們在貧瘠的沙漠中四處遊蕩，尋覓食物，它們似乎能記得自己走了多遠，或者從蟻巢走了“多少步”。

一個紅木蟻羣能夠年復一年地記憶它們通向相同樹木的路徑，儘管沒有一隻螞蟻記得這些事情。在歐洲森林裏，它們在高大樹木上尋覓食物，以蚜蟲糞便爲食，再將糞便排泄在樹木上滋養樹木生長。它們的蟻巢是巨大的松針堆，幾十年以來一直堆放在同一個位置，數代螞蟻在這裏繁衍生息。每隻螞蟻都喜歡沿着相同道路抵達同一棵樹，在漫長的冬季，螞蟻們則擁擠在雪堆之下。芬蘭螞蟻學家雷納·羅森格倫(Rainer Rosengren)指出，當螞蟻在春季出現時，年老螞蟻會帶着年幼螞蟻沿着它們的常規路線外出，隨着時間的推移，年老螞蟻會死亡，而年幼螞蟻逐漸成長，會選擇那條路徑作爲自己的路線，從而導致螞蟻種羣都記得這條路線，或者“複製”前一年的路徑記憶。

收割蟻羣覓食需要一些螞蟻個體形成記憶，這種螞蟻尋找散落的植物種子，並且不會使用費洛蒙(昆蟲分泌一種刺激同類昆蟲的物質)信號，如果一隻螞蟻找到了一枚種子，呼叫其它螞蟻同伴是沒有意義的，因爲附近不太可能有其它的種子，覓食的螞蟻會沿着一條從巢穴延伸20米的小路徑行進，每隻螞蟻都會離開這條路徑，獨自尋找食物。它將展開搜尋，直到發現一枚種子，然後返回路徑，也許它們利用陽光的照射角度作爲嚮導回到巢穴，外出覓食的螞蟻，一旦回到蟻巢，就會扔下種子，在其他覓食者帶着食物返回的刺激下，它們再次外出尋覓食物。在下一次旅途中，它會在大約相同的地點留下痕跡，便於再次覓食。

在蟻羣沒有“主管”的情況下，它們是如何完成任務的呢？一個蟻羣在沒有中樞控制或者等級制度的情況下運行，沒有特定的螞蟻個體指揮整個蟻羣，但是蟻羣能夠有條不紊地運行，螞蟻們會依據個體相遇和互動的頻率、節奏和模式決定下步該做什麼，從而形成一個動態網絡系統，協調羣體彼此工作。

每天早上，蟻羣覓食區域的外形都在發生變化，就像一隻變形蟲在延伸和收縮。螞蟻個體不會記得這種結構蟻羣的具體位置，在每隻覓食螞蟻的首次旅行中，它們傾向於相同方向朝向更遠的位置前行。就像退潮一樣，螞蟻漸漸地放棄朝向更遠的位置行進，而是選擇距離蟻巢較近的區域覓食。

每一天，蟻羣的行爲都在發生變化，前一天發生的事情將影響到第二天。羅森格倫做了一系列的微擾實驗，他拿出牙籤，讓工蟻們必須挪開牙籤，或者用牙籤堵住它們的道路，從而使得覓食者必須努力工作，或者製造一種干擾，使得巡邏的螞蟻試圖抵制這種干擾。每個實驗直接影響到一組工蟻，但是其它組工蟻也受到了影響，因爲一個任務的工蟻根據它們與其它任務的工蟻短暫接觸頻率來決定是否活動活躍，在重複幾天實驗之後，即使干擾停止了，蟻羣仍表現出受到干擾時的行爲。螞蟻們在蟻巢中交換了任務和位置，因此它們彼此相遇的模式需要一段時間才能恢復到不受干擾的狀態，沒有一隻螞蟻記得任何事情，但從某種意義上講，蟻羣仍然擁有一些記憶。

蟻羣的壽命長達20-30年，相當於生育所有螞蟻的蟻后壽命，但是普通的螞蟻壽命僅爲一年。在對干擾的反應中，年齡較大、大蟻羣行爲比年齡較小的蟻羣行爲更穩定。同時，前者更趨向於自我平衡——干擾程度越大，它們就越有可能專注於覓食，而不是應對自己製造的麻煩。相比之下，年輕蟻羣的行爲就不穩定，當遭遇干擾情況變糟糕時，它們的反應會非常明顯。簡單地講，年老蟻羣比年輕蟻羣表現得更加聰明，儘管年老蟻羣中並沒有年齡較大的“螞蟻智者”。

螞蟻利用它們與其他螞蟻相遇和嗅聞的速度，或者其它螞蟻分泌化學物質的速度，來決定下步需要做什麼。神經細胞利用其它神經細胞刺激它的速度來決定是否形成記憶，在這兩種情況下，記憶形成於螞蟻或者神經細胞之間連接和相互刺激方式的變化。蟻羣行爲的成熟可能是因爲蟻羣大小改變了螞蟻之間彼此交互的速度。

在一個年齡較老的大蟻羣中，每隻螞蟻比年輕蟻羣遇到的螞蟻更多，從而形成一個更穩定的動態系統。也許蟻羣記得過去的一次干擾，由於改變了螞蟻的位置，導致形成新的互動模式，甚至可能在蟻羣不活動的一個晚上強化形成新的行爲方式，就像人們的記憶在睡眠中得到鞏固。由於過去事件引起的羣體行爲變化並不是螞蟻記憶的簡單總和，就像我們記憶中的變化，以及我們所說和所做並不是一組簡單的轉換，神經細胞彼此連接。相反，人類的記憶就像一個蟻羣：沒有特定的神經元記得清楚，但是你的大腦記得某些事情。

蟻羣保存記憶的時間遠超過個體螞蟻的壽命，一個蟻羣可以存在幾十年時間，它們基於過去的事件改變其行爲方式，即使每年都有螞蟻個體死亡。其它工蟻的信號可以告訴同伴們何時何地外出尋找食物。