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研究发现，咖啡因可以提高阿根廷蚂蚁定位诱饵的效率，为害虫控制策略提供了潜在的改进。

咖啡因有助于导航研究了阿根廷蚂蚁对含糖饵料的抗性，提出了一种提高害虫防治效果的新方法控制的努力。

对阿根廷蚂蚁的研究表明，咖啡因可以显著提高它们对诱饵陷阱的导航效率。通过在含糖诱饵中添加咖啡因，蚂蚁可以沿着更直接的路径获得奖励，从而可能使这些诱饵更有效。这种学习和导航能力的提高可以帮助控制这种入侵物种，这种物种由于吸收能力差和放弃诱饵而对传统诱饵有抵抗力。

咖啡因对害虫控制的潜在好处

这项研究的第一作者、雷根斯堡大学(University of Regensburg)的计算生物学家恩里克·加兰特(Henrique Galante)说:“这个项目的想法是找到一些认知方法，让蚂蚁消耗更多我们放在田野里的有毒诱饵。”“我们发现，中等剂量的咖啡因实际上可以促进学习——当你给他们一点咖啡因时，它会促使他们走更直的路，能够更快地到达奖励。”

阿根廷蚂蚁是全球重大的生态和经济威胁。传统的控制方法，主要是毒饵，往往失败，可能是由于低诱饵吸收和放弃诱饵。研究人员希望通过添加咖啡因来提高蜜蜂和大黄蜂等其他昆虫的学习能力，从而提高蚂蚁记忆诱饵位置并引导同伴返回巢穴的能力。

这张图片显示了L. humile在饮用咖啡因之前和之后。图片来源:Laure-Anne Poissonnier

加兰特说:“我们试图让它们更好地找到这些诱饵，因为它们走得越快，回来的速度越快，它们留下的信息素越多，就会有更多的蚂蚁来，因此，在它们意识到这是有毒的之前，它们就会更快地在蚁群中传播毒素。”

研究方法

在实验室里，研究小组对不同浓度的咖啡因进行了实验，观察它们对蚂蚁定位和重新访问糖溶液的能力有什么影响。他们用乐高桥和一张A4纸在丙烯酸表面上建立了一个测试环境，在那里他们放置了与不同数量的咖啡因混合的蔗糖溶液。

加兰特说:“我们使用的最低剂量是你在天然植物中发现的剂量，中间剂量类似于你在一些能量饮料中发现的剂量，最高剂量被设定为蜜蜂的LD50，其中一半的蜜蜂被喂食这种剂量死亡，所以对它们来说可能是相当有毒的。”

这张照片显示了一个矮蚁巢。图片来源:Laure-Anne Poissonnier

使用自动跟踪系统，研究人员监测蚂蚁的速度和它们往返糖奖励路径的直接性。这项研究涉及142只蚂蚁，每只测试四次。在两次试验之间，蚂蚁被允许把收集到的食物存放起来，研究人员还移走并更换了那张纸，这样蚂蚁就不能沿着自己的信息素轨迹回到奖励地点。

结果与观察

在没有咖啡因的情况下，蚂蚁在随后的觅食旅程中并没有学会更快地导航到奖励地点，这表明它们没有成功地将奖励地点记住。然而，暴露于低水平和中等水平咖啡因的蚂蚁的觅食效率显著提高，每次访问的时间分别减少28%和38%。值得注意的是，最高剂量的咖啡因并没有产生同样的效果。

这段视频展示了蚂蚁是如何被追踪的。资料来源:恩里克·加兰特

研究人员表明，咖啡因降低了蚂蚁的觅食时间，是通过提高它们的效率，而不是让它们更快。任何剂量的咖啡因对蚂蚁的速度都没有影响，但是接受低到中等剂量咖啡因的蚂蚁走的路不那么曲折。加兰特说:“我们看到的是，他们并没有走得更快，他们只是更专注于自己的目标。”“这表明它们知道自己想去哪里，因此它们已经知道了奖励的位置。”

咖啡因对蚂蚁的归巢能力(它们返回巢穴的效率)没有影响，尽管不管有没有咖啡因，它们回家的路都会变得不那么曲折。

启示与未来研究

这些有希望的结果表明，在控制入侵的阿根廷蚂蚁种群的努力中，使用咖啡因来提高诱饵吸收的潜力。进一步的研究正在进行中，在西班牙进行实地试验，并研究咖啡因和诱饵毒素之间可能的相互作用。这项研究最近发表在《iScience》杂志上，它可以为通过行为改变来管理入侵物种的更有效策略铺平道路。

参考文献:“急性暴露于咖啡因改善入侵蚂蚁的觅食能力”，作者:Henrique Galante, Massimo De Agrò， Alexandra Koch, Stefanie Kau和Tomer J. Czaczkes, 2024年5月23日，《科学》。DOI: 10.1016 / j.isci.2024.109935

这项研究得到了欧洲研究委员会、德国研究协会和雷根斯堡大学的支持。