西班牙沙漠蚂蚁每天都会从巢中出来寻找食物，当它们找到像种子或面包屑这样的小点心时，它们可以用小嘴把它举起来，然后带回家。但是当它们遇到一顿大餐，比如一只死蟋蟀或者一片爆米花时，它们经常不得不拖着它往回走，才能把它带到巢穴。那么倒退中的蚂蚁是如何找到回家的路呢？当西班牙蚂蚁向前行走时，它们使用一种被称为“路径整合”的策略：它们记得所经历的曲折感觉，以及离巢有多少步，它们用巢穴来计算回家的最快路线。除此之外，蚂蚁们还依靠太阳的角度来确定方位，它们环顾四周过往的风景，并记住某些可以帮助他们返回旅程的地标。但是当它们往回走的时候，如何知道要往哪里回去还不清楚。有时蚂蚁会放下食物，转身去看前方的路——这种行为叫做“偷看”——然后再捡起面包屑，沿着它们的后退路线艰难前行。研究蚂蚁运动的神经病理学家波林·弗莱施曼说：“这些是很有意思的行为实验，当你目睹蚂蚁如何在它们的自然栖息地来回移动时，你会对它们的技能印象深刻。”近日，保罗·萨巴捷大学的动物学家塞巴斯蒂安·施瓦茨课题组在bioRxiv上发表了题为“How do backward walking ants (Cataglyphis velox) cope with navigational uncertainty? ”。科学家过去认为昆虫需要从前方看到一些东西才能识别一个熟悉的位置。现在，该研究小组发现蚂蚁使用多种方法来寻找它们的路，而且即使向后走的时候，它们也能识别出熟悉的场景——如此小的动物具有高度的视觉复杂性。施瓦茨和他的同事选择了已经从沙漠中的巢穴走向喂食器的蚂蚁，这样他们就知道自己在哪里，换句话说，这些蚂蚁已经有了路径集成信息。当蚂蚁开始把饼干拖回巢穴时，研究人员有时会改变他们周围的风景，通过在小路旁边添加黑色塑料袋和防水布来模仿奇怪的山脉。当面对这样的新地标时，蚂蚁在8米长的路径上只走了3.2米就往回看了，而在熟悉路径上的蚂蚁不用转身就能走接近6米。观察显示，蚂蚁后退时观察了周围的环境，并利用它们来导航和决定何时向后观察路径。不出所料，已经熟知路径的蚂蚁，它们可以走更远的路，然后再观察它们后面，很多蚂蚁带着饼干回家了，只有少部分蚂蚁迷路了。但令人惊讶的是，其它蚂蚁甚至在之前没有使用路径整合跟踪它们行走的地方也能找到返回巢穴的路，这意味着它们可能在利用它们对周围环境的视觉记忆和太阳的角度。蚂蚁的眼睛有很宽的视角——它们有近360度的视野，而人类不转头只能看到周围环境的三分之一。施瓦茨说，当蚂蚁离开巢穴时，它们很可能会从旁边和后面获取信息，然后在拖动食物时用这些信息来引导它们返回。在分析了蚂蚁的行为后，施瓦茨创建了一个简单的模型，将蚂蚁限制在巢穴和喂食器之间的直线上觅食，从而展示出昆虫依靠视觉环境和其他信息来源(如太阳的角度或它们内部的步距计数器)来向后找到回家的路的情况。弗莱施曼说，尽管还有更多关于蚂蚁导航的知识需要学习，但是这个发现“令人兴奋”。她指出，这项研究中的蚂蚁只是在笔直的路径上来回行走，施瓦茨的导航模型没有考虑到在自然条件下，蚂蚁可能会向四面八方行走，并可能灵活地组合不同的视角。施瓦茨未来的实验将包括用油漆覆盖蚂蚁的一只眼睛，看看它的导航策略是如何改变的。他和合作者还在创建一个小型的“蚂蚁电影院”。在“电影院中”，一只蚂蚁在踏板机上行走，穿越虚拟世界，这样研究人员就可以更好地操纵场景。将来，这种装置使研究人员不必花费数小时盯着沙漠中的蚂蚁看，也会提供更多关于蚂蚁如何利用视觉环境的见解。
