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长期以来，人们一直无法实时观察蚂蚁群落内部的食物分配情况。如今，日本的研究人员利用一种高灵敏度的放射性成像技术，逐分钟地观察食物在蚂蚁之间的传递。该方法揭示了资源在群体中传播的意想不到的模式，并有助于科学家及早发现昆虫社会（对生态系统和农业至关重要）中出现压力或失衡的预警信号。
日本高崎——日本量子科学技术研究所（QST）和琉球大学的研究人员开发出一种新的成像方法，可以实时观察蚂蚁群体内部食物的分配和交换过程。这项研究揭示了社会性昆虫的组织方式，并最终可能帮助科学家及早发现昆虫群落的紊乱迹象，而这些昆虫群落对授粉、农业和生物多样性至关重要。
在这项研究中，研究人员给一只蚂蚁喂食了少量标记有放射性示踪剂的糖。当这只蚂蚁回到巢穴后，研究人员使用了一种高灵敏度的正电子成像系统（原理类似于医用正电子发射断层扫描）来追踪食物在几个小时内如何在蚁群中扩散。这项技术不仅使研究团队能够追踪食物的移动轨迹，还能追踪食物在个体间的分配均匀程度。该研究发表于2026年3月26日的《科学报告》（Scientific Reports）杂志，卷号16，文章编号6833 。
“令我们感到惊讶的是食物分享的动态性，”量子科学技术振兴机构（QST）高崎先进量子科学研究所（TIAQ）高级首席研究员铃井信夫博士说。他补充道：“在一些蚁群中，食物迅速均匀地分布在许多蚂蚁之间。而在另一些蚁群中，即使几个小时过去了，食物仍然集中在少数几只蚂蚁手中。”
研究团队使用一个简单的指标来量化这些动态变化，该指标可以反映食物分配随时间的平衡程度（或不平衡程度）。在一些实验中，食物分配迅速趋于均匀。而在另一些实验中，食物则反复在少数蚂蚁之间转移，而不是在整个蚁群中扩散。这些差异可能反映了单个蚂蚁的内部角色（例如觅食者与照料者）以及蚁群的整体状况。
此前，研究蚂蚁食物交换的研究人员只能依赖间接方法、彩色染料或者在固定时间点拍摄快照。这些方法往往无法捕捉到快速或细微的变化，而且仅限于某些物种。新方法将放射性示踪剂与高分辨率成像相结合，克服了这些障碍，从而能够对多种蚂蚁进行精确且连续的测量。
“这为我们提供了一种昆虫社会‘生命体征’，”TIAQ高级首席研究员山口光孝博士说。他继续说道，“如果食物供应出现异常，可能表明昆虫在出现明显损害之前就面临压力、疾病或环境压力。”
这项研究的意义远不止于蚂蚁。蜜蜂和白蚁等社会性昆虫也依赖类似的食物共享系统生存。研究人员表示，从长远来看，这项技术有助于识别授粉昆虫群体崩溃的早期预警信号，评估入侵蚂蚁的扩散潜力，或为群体行为模型提供新的数据——甚至在人类系统中，例如物流或社交网络，也能发挥作用。
