تصوير بوزيترون شديد الحساسية يكشف أنماط توزيع الطعام قصيرة الأمد في جماعات النمل

كيف يشارك النمل الطعام في الوقت الحقيقي

عندما نراقب النمل يتجمع حول بقعة سكر على الرصيف، من السهل نسيان أن ما يحدث بعد ذلك—كيف يُشارك ذلك الطعام—هو عملية اجتماعية معقدة. تفحص هذه الدراسة ذلك العالم المخفي باستخدام أدوات أقرب لما نراه في أجهزة تصوير السرطان بالمستشفيات منها في الحدائق الخلفية. من خلال تتبُّع آثار صغيرة من النشاط الإشعاعي داخل نملٍ حي، يكشف الباحثون، دقيقة بدقيقة، كيف تنتشر لقمة من السكر شربتها عاملة واحدة، أو أحيانًا كيف لا تنتشر، عبر المجموعة.

طريقة جديدة لمراقبة التدفقات الخفية

فهم كيفية تحرك الطعام عبر مجموعة نمل يمكن أن يضيء جانبًا مهمًا من كيفية مشاركة الحيوانات الاجتماعية للموارد، وتنسيق العمل، والتكيف مع الظروف المتغيرة. استخدمت دراسات سابقة سوائل ملونة أو متوهجة لتتبع الطعام، أو طرقًا إشعاعية أقدم أنتجت لقطات متقطعة فقط. في هذا العمل، عدّل الفريق تقنية تصوير طبية تُدعى تصوير البوزيترون لمتابعة تدفق الطعام بشكل شبه مستمر وبحساسية عالية. خلطوا شكلاً مطلقًا للبوتاسيوم البوزيتروني طويل العمر في ماء السكر، أما في الواقع فقد أضافوا صورةً مشعة من الصوديوم إلى ماء السكر، وأطعموا هذا الطعام الموسوم لعاملة واحدة من النمل الأصفر المجنون الغازي، ثم أعادوا تلك العاملة إلى المجموعة. بينما انخرط النمل في التغذية فمًا إلى فم، سجَّل نظام التصوير إلى أين ذهب السكر المشع مع مرور الوقت، دون أن يؤذي الحشرات.

مراقبة مئة نملة تشارك وجبة

نظر الباحثون أولًا إلى مجموعات كبيرة تتألف من نحو 100 عاملة. سُمح لواحدةٍ أن تشرب السكر الموسوم ثم وُضعت في حاوية مع زميلاتها من المستعمرة، التي وُضعت بين كاشفين متقابلين. على مدى ثلاث ساعات، التقط النظام فيلمًا أظهر بقعًا لامعة حيث تمركزت النمل الحاملة للطعام. لتحويل هذا الفيلم إلى أرقام، أنشأ الفريق "مؤشر التشتت"—مقياس لمدى عدم انتظام توزيع الطعام عبر المجموعة. قيمة عالية تعني أن قلة قليلة من النمل احتفظت بمعظم الطعام؛ وقيمة منخفضة تعني أن العديد من النمل لديهم كميات متقاربة. في تجربتين من بين ثلاث، انخفض المؤشر بسرعة خلال نحو 20 دقيقة ثم استقر، ما دل على أن الطعام قد تمت مشاركته على نطاق واسع بين العديد من العاملات.

عندما يتوقف المشاركة بدلًا من أن تنتشر

حكت التجربة الثالثة للمجموعة الكبيرة قصة مختلفة. في البداية، بدأ الطعام ينتشر، لكن بعد نحو 15 دقيقة أصبح مركزًا مرة أخرى في عدد قليل من النمل، وتكرر نمط الانتشار وإعادة التركيز هذا. قياسات المتابعة للنشاط الإشعاعي في كل فرد أكدت أنه في هذه المحاكاة لم تحصل إلا نحو نصف النمل على أي طعام موسوم على الإطلاق. يقترح المؤلفون أن هذا قد يعكس اختلافات في أنواع العاملات الحاضرات. مجموعات النمل الأصفر المجنون تتضمن جامعين يميلون إلى التبرع بالطعام ومربيات تميل إلى الاستلام. لأن التجربة الثالثة أعادت استخدام نفس مستعمرة المصدر بعد وقت قصير من أخذ عينة سابقة، فقد تكون احتوت في الغالب على عاملات غير جامعيات، مما غيّر كيفية تمرير المغذيات.

التكبير على تبادلات النمل الفردية

لرؤية مشاركة الطعام على مستوى التفاعلات الفردية، أجرى الفريق نوعًا ثانياً من التجارب باستخدام 12 عاملة فقط. مرة أخرى، شربت واحدةٌ السكر الموسوم قبل الانضمام إلى المجموعة، لكن هذه المرة وُسمت كل نملة بنمط لوني وصُوِّرت من الأعلى بكاميرا عادية بينما سجل نظام تصوير البوزيترون الإشارة المشعة. باستخدام برنامج تتبُّع، حوّل الباحثون الفيديو إلى بيانات موضعية مستمرة لكل حشرة ثم جمعوها مع بيانات التصوير. سمح ذلك لهم بتقدير، ثانيةً بثانية، كم من السكر الموسوم كانت تحمل كل نملة وكيف تغيرت تلك الكمية عندما التقت العاملات وتبادلّن الطعام. أظهرت النتائج بوضوح تجمع النمل بعد البداية بقليل وتحرك الطعام الموسوم من النملة المغذاة مبدئيًا إلى جيرانها.

ما معنى هذا لدراسة الحياة الاجتماعية

بدمج التصوير على الطراز الطبي مع التتبُّع الدقيق، تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة لمراقبة كيفية مشاركة الحشرات الاجتماعية للطعام في مجموعات كبيرة وصغيرة على حد سواء. الطريقة حساسة بما يكفي لاكتشاف كميات صغيرة جدًا من الطعام ومرنة بما يكفي للعمل في أنواع يصعب فيها رؤية الأصباغ الملونة. تُظهر النتائج أن الطعام لا ينتشر دائمًا بشكل ناعم عبر المجموعة: أحيانًا يُشارك بسرعة على نطاق واسع، وأحيانًا يدور بين عدد قليل من الأفراد بدرجة أكبر، ويعتمد ذلك غالبًا على العاملات الحاضرات والأدوار التي يلعبنها. للقراء غير المتخصصين، الرسالة الأساسية هي أن مجموعة النمل تتصرف إلى حد ما كجسم حي، بوجود "أعضاء" ومسارات "دورة دموية" متخصصة للطعام—والآن، للمرة الأولى، يمكننا مشاهدة تلك الدورة الداخلية تتكشف في الوقت الحقيقي.

الاستشهاد: Suzui, N., Yamaguchi, M., Higashino, S. et al. Highly sensitive positron imaging reveals short-term food distribution patterns in ant groups. Sci Rep 16, 6833 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36930-3

الكلمات المفتاحية: السلوك الاجتماعي للنمل, مشاركة الطعام, تصوير النظائر المشعة, التغذية الفموية (التروفالاكزيس), التنقيب الجماعي عن الطعام