非专业人员使用的一种天葵酸除草剂的生理和行为学效应:以蚂蚁为生物模型的研究

摘要

客观的当前，包括天然水在内的环境被人类使用的产品所污染。其中，药品和农药被大量研究。对除草剂的调查较少，尽管毒性最大的除草剂已被禁止使用。以蚂蚁为模型，我们研究了一种仍被批准用于园艺的除草剂的潜在有害影响，其活性物质是天龙英酸。

方法:我们使用了我们习惯于用于检查产品、药物或情况的生理和行为学影响的实验方案。像往常一样，我们把蚂蚁作为生物模型来研究，我们在论文中解释了为什么我们按照这种方式工作。

结果:我们发现这种物质降低了蚂蚁的食物摄入量、活动能力、定向能力、胆识、触觉、社会关系、认知、学习和记忆。蚂蚁并没有适应这些副作用。根据二次函数，在不再接触除草剂后，存活的蚂蚁在总共24小时内恢雷竞技网页版复。因此，使用活性物质为天竺葵酸的除草剂会危及土壤动物的生命或至少是健康，尽管已适当除草，但处理过的地区却失去了其必需的动物。

结论:我们建议只在耕地(小路、小巷、人行道)除草，不要在耕地除草。此外，我们建议注意用户的健康，以及不要污染天然水。

关键字

认知;运动;Myrmica sabuleti;污染;敏感的知觉;土壤动物;社会互动

介绍

人类使用药物、杀虫剂、杀虫剂和塑料对天然水的污染已经并且现在仍在进行大量研究;很明显，所有这些产品都会影响所有动物物种和生态过程[1-4］．对除草剂造成的污染的研究很少。然而，这些物质经常被专业种植者和园丁使用，由于它们阻止植物生长，它们也可能影响动物、无脊椎动物和脊椎动物(包括人类)的生存或至少是健康。这就是为什么我们打算以蚂蚁为生物模型，研究园丁常用的除草剂，即Herbatak的影响^®，在几个生理和行为学性状。在介绍我们的实验工作之前，我们在这里给出关于除草剂的一般信息(它们的多样性，它们对环境的潜在影响)和我们所研究的产品，然后我们解释为什么我们使用蚂蚁作为模型。

有关除草剂的可用信息

除草剂种类繁多。它们根据它们的一般作用方式(选择性除草剂、总除草剂、干燥剂)、化学结构(各种合成除草剂等)以及它们对植物的确切作用(破坏光合作用、抑制脂质或氨基酸的合成、破坏细胞分裂)进行分类。除草剂导致杂草数量和生物多样性的减少，从而导致鸟类的减少。它们污染地表水和地下水[5-8］．使用除草剂的人患有抑郁症、癌症、呼吸系统疾病、帕金森氏症和出生缺陷。使用亚致死剂量的除草剂会导致抗性植物的出现，从而加剧“杂草”的清除工作[9-15］．自2019年1月起，非专业用户(普通园丁)已禁止使用最危险的除草剂。大量的互联网链接详细说明了除草剂，以及杀虫剂和杀虫剂，至今仍在不同的国家获得批准。本研究的目的是研究以蚂蚁为模型的一种新型除草剂Herbatak的潜在副作用^®。本品为500克天竺葵酸水溶液。其官方编号为G/B，由比利时作物保护公司(Technologielaan, 7, B-1840，比利时Londerzeel)扣留。有关其作用方式、用途和缺点的信息可以在其包装和几个网站上找到。天竺葵酸存在于自然界中。它影响植物细胞的纤维素壁，从而失去水分。它刺激皮肤，尤其是眼睛。它对水生动物有毒，当然对任何有用的栽培植物也有毒。在使用这种除草剂时，园丁必须小心避免皮肤和眼睛疼痛，不要污染周围的栽培植物，也不要污染天然水。除了这些建议，没有提到Herbatak的潜在影响^®对生活在地面上的陆生动物(环节动物、蜘蛛、昆虫、幼虫)或在处理区域上空飞行的动物(蝴蝶、蚊子、大黄蜂、蜜蜂)。换句话说，简单地说，上面引用的网站清楚地指出，这种除草剂的活性物质是天竺葵酸，它有毒性，但它没有给出任何其他细节。因此，我们的目的是研究Herbatak的潜在不利影响^®以蚂蚁为模型的陆生动物。

为什么用蚂蚁做模型;我们使用了哪些物种，我们研究了哪些特征

大多数生物机制对所有动物物种都是相同的，例如遗传、蛋白质合成、肌肉收缩、神经冲动和呼吸[16］．

这就是为什么生物学和医学研究首先在动物身上作为模型进行，例如果蝇、蟑螂、蜜蜂、老鼠和猴子，然后再在人体上进行[17］．昆虫因其生长迅速和易于在实验室中维护而经常被使用[18］．膜翅目昆虫和其他昆虫，因此可以使用蚂蚁[19］．蚂蚁表现出复杂的行为和许多进化的技能。它们建造复杂的巢穴，通过信息素与同类交流，标记其领土的不同部分，使用记忆的线索导航，照顾它们的后代和皇后，清洁它们的巢穴并管理它们领土边界的墓地。20.］．

在这里，我们研究的是物种Myrmica sabuleti,Meinert, 1861年，我们熟知的生物学。其中，我们研究了它们的眼睛形态、视觉感知、条件反射能力、招募策略、导航系统，以及它们某些能力的个体发生[21，22］．这些蚂蚁在镜子里认出自己。23］．距离和大小效应以及韦伯定律可以应用于它们的感知[24，25］．他们有许多计算能力。26-28]，这只是他们能力中的一小部分。因此，产品对它们某些能力的影响是可以检验的。这些研究的结果可以在人类中进行类似的调查，从而提高对被检查产品对人类健康的副作用的认识。

我们在这里的目的是检验除草剂Herbatak的效果^®影响蚂蚁的摄食、一般活动、运动、定向能力、触觉(疼痛)感知、社会关系、应激、认知、调节能力和记忆，以及蚂蚁对副作用的潜在适应能力和Herbatak效应的减弱^®在蚂蚁不再接触它之后。雷竞技网页版

材料与方法

本文使用的实验材料和方法与已经多次使用并在已发表的论文中解释过的实验材料和方法相同[29-31到目前为止，我们已经研究了51种产品的副作用或人类使用的情况。因此，这里只是简单地介绍一下，但有些自我抄袭是不可避免的。

收集和维护蚂蚁

实验在两个菌落上进行m . sabuleti于2021年5月从位于比利时阿登阿兹山谷的一个废弃采石场收集。这些蚁群生活在石头下和草丛中，大约有600个工蚁，一个蚁后和一窝幼崽。在实验室里，他们把蚂蚁放在一到三个半盛水的玻璃管里，用棉花塞把蚂蚁和水隔开。每个群体的巢管设置在一个34 cm × 23 cm × 4 cm的托盘中，作为觅食区。在这些托盘里，碎片Tenebrio莫利托幼虫(Linnaeus, 1758)每周递送三次，并用含糖水溶液(15%)的棉花塞住试管。光照在330 ~ 110 lux之间变化，环境温度为20℃，湿度为c80%，电磁为2µWm²。这种条件适合这个物种m . sabuleti。这里的蚂蚁通常被称为工蚁、巢伴或同族，研究群居昆虫的研究人员也是如此。

Herbatak溶液^®涂抹在蚂蚁的区域

Herbatak^®在大多数商店都可以买到提供园艺用的产品。每升500克天竺葵酸的水溶液必须稀释才能正确使用。推荐剂量为35ml或45ml后一种浓缩溶液稀释成1升水。我们选择用40毫升稀释在1升水里。研究蚂蚁，因此只需要几毫升，我们决定将4毫升的溶液稀释到100毫升的水中，并将购买的2毫升浓缩溶液稀释到50毫升的自来水中。建议将35毫升或45毫升的溶液稀释成1升水，用于处理20米的区域²。为了在蚂蚁身上进行实验，我们需要处理20厘米的面积²每两个用过的菌落。因此，对于每个菌落，我们使用1,000 ml/1,000= 1ml，并将这1ml涂抹在20,000 cm的区域上²/ 1000 = 20厘米²如下。我们在装有糖水的管子周围涂上0.2 ml，在肉类食物周围涂上0.2 ml，在蚁巢入口处涂上0.6 ml，这三个地方是蚁群最常去的地方(图1和2)。Herbatak^®，即天竺葵酸，被迅速降解，并且用该产品处理过的区域在处理结束后的一天内可用于培育有用的植物。因此，我们在-15°C的条件下，将2ml的浓缩液放入50ml的自来水中，并将上述提到的蚂蚁区域的三个区域分别涂抹0.2 ml, 0.2 ml和0.6 ml的浓缩液。

首先对未处理地区的蚂蚁进行对照实验。然后，我们进行了有关Herbatak效果的测试实验^®蚂蚁的生理和行为学特征。这种情况持续了8天。在那之后，为了研究除草剂在不再接触后的效果损失，每两个菌落被重新安置到一个新的托盘中，这样就不再有Herbatak的存在雷竞技网页版^®，对受除草剂影响的生理特性进行一段时间的评估，直到它再次达到其控制值(图1 - 3)。

蚂蚁的行为学和生理特性评价

食物摄入量，一般活动:在肉类食物上、糖水管入口处、以及在其环境的任何地方(觅食区、食物点、巢内)活动的蚂蚁，每天对每个群体进行四次计数，为期六天。对每一种计数和每一种饲粮(正常和添加除草剂)计算4次× 2菌落=8个日计数的平均值(表1(前六行)。还计算了每种计数和每种饮食的6个日均值的平均值(样本量=48;表1)。在Herbatak存在的情况下，每一种蚁数的6个日均值^®与使用Wilcoxon非参数检验获得的正常养护条件下蚂蚁的6个对应日均值进行比较[32]，概率水平设为0.05。

线速度和角速度、方向:这些特征是通过蚂蚁在觅食区域的移动、在不刺激它们的情况下实验过程中的速度、在另一个实验过程中用绑在一张纸上的同伴刺激它们时的方向来评估的。这种被捆绑在一起的配偶会发出诱人的警报，下颚腺体信息素。为了评估蚂蚁的速度和方向，40个觅食者的轨迹被记录下来，并通过适当的软件进行分析。33]是根据以下定义建立的。线速度(单位为毫米每秒= mm/s)是轨道的长度除以运行所花费的时间;角速度(单位为角度/cm = ang.deg./cm)是连续相邻段的夹角之和除以轨迹长度;方向(以角为单位)= ang。(度)是由到达位置的方向和轨迹方向所形成的连续角度之和，除以所测量的角度数。方向值低于90°表示动物将自身朝向该位置;方向值大于90°表示动物倾向于避开该位置。

对于每个变量，即线速度、角速度和方向，建立40个记录值的中位数和四分位数(每个变量的样本量为40，表2。具有Herbatak的蚂蚁得到的值的分布^®与通常使用非参数X维持的蚂蚁的相应分布进行了比较²测试(32］．

无畏:这种特性是通过蚂蚁进入一个危险的未知装置来评估的。一个圆柱形塔(高=4厘米;直径=1.5厘米)系在一个方形平台(9厘米²)，两个部分都是Steinbach制造的^®将纸放在蚂蚁的托盘中，在这个装置上对两个蚁群的工蚁在10分钟内计数10次。建立记录数字的平均值和极值(样本量:20，表2)。然后，将得到的两个菌落的数字相应地相加，并将每连续两分钟得到的总和相加，从而得到五个数字的总和。有Herbatak的蚂蚁得到的五个总和^®将其面积与通常使用Wilcoxon非参数检验获得的蚂蚁的五个总和进行比较[32］．

触觉(疼痛)感知：蚂蚁感知到基板的粗糙特征，在基板上艰难地、缓慢地、曲折地行走，并经常用触角触摸基板。对基质的粗糙特征感知不佳的蚂蚁在基质上行走很容易，相当迅速，不是很曲折，而且很少用它们的触角接触基质。因此，为了估计蚂蚁的触觉(疼痛)感知，我们量化了它们在粗糙的基底上行走时的线速度和角速度。将一张(3厘米× 2+7+2=11厘米)n°280的金刚砂纸适当折叠放在一个托盘(15厘米× 7厘米× 4.5厘米)中，将托盘分为三个区域，一个小的3厘米长区域，第二个3厘米长区域覆盖着金刚砂纸，最后一个9厘米长区域。为了在一个群体上进行实验，12只蚂蚁被放置在仪器的第一个3厘米长的小区域，当它们在覆盖有金刚纸的区域行走时，记录它们的轨迹。它们的线速度和角速度随后被量化，如上小节所述。由此得到24个线速度和角速度值，并对每个速度建立所得值的中位数和四分位数(每个速度的样本量:24;表2)。对于每个速度，使用非参数X将在其区域上使用除草剂的蚂蚁所获得的值的分布与正常维护下生活的蚂蚁所获得的值的分布进行比较²测试(32］．

育关怀:对于每个蚁群，都有一些幼虫从巢中取出，并在其入口附近沉积。在5分钟内，对每个群体观察到5只幼虫。只观察到5只幼虫，因为它们必须同时这样做。此外，实验没有重复，因为将育雏移出巢会对群体产生强烈的扰动，可能危及育雏的生命。仔细观察蚂蚁在2 × 5跟踪幼虫前的行为，计算30秒、1、2、3、4、5分钟后未重新进入巢内的幼虫。对两个菌落的6个数字进行相应的求和(样本量:10，表3)，并将在其区域内使用除草剂的蚂蚁所获得的6个总和与使用Wilcoxon非参数检验通常维持的蚂蚁的总和进行比较[32］．

社会关系:属于同一蚁群的蚂蚁不会互相攻击。因此，为了检验赫巴塔克的影响^®在这种和平的关系中，对每个殖民地进行了五次二元接触，每次接触都在一个杯子里(直径=2厘米，高度=1.6厘米)，杯子的内部边缘被滑石粉轻微覆盖。每次相遇时，对其中一只蚂蚁进行5分钟的观察，并计算其不做任何事情(攻击性等级0)、用触角触摸另一只蚂蚁(攻击性等级1)、张开下颚(攻击性等级2)、抓住另一只蚂蚁(攻击性等级3)、试图刺痛或刺痛另一只蚂蚁(攻击性等级4)的次数。每个蚂蚁和每个蚁群的数量相应增加。

使用非参数X，将在其区域内使用除草剂的蚂蚁所获得的这些记录数量的分布与没有除草剂的蚂蚁所获得的数量进行比较²测试(32］．此外，对于每种饮食，蚂蚁的社会关系通过变量“a”(全局攻击性)进行评估，该变量等于攻击性水平2+3+4的数量除以攻击性水平0+1的数量(样本量:10，表3)。

压力与认知:这些特征通过蚂蚁从围栏中逃脱的能力而得到赞赏。事实上，为了做到这一点，他们必须不紧张，保持冷静，并研究退出;他们还必须有一些完整的认知能力。为了评估这些特征，每个群体的6只蚂蚁被封闭在一个倒置的聚醋酸酯杯(=封闭;高=8厘米，底直径=7厘米，顶直径=5厘米，内表面有少量滑石覆盖，沉积在它们的觅食区域。在杯子底部的边缘上创造了一个缺口(3毫米高，2毫米宽)，使蚂蚁有可能逃脱。对于每个蚁群，分别在2、4、6、8、10、12分钟后计数，并将两个蚁群的数量相应相加(样本量:12+12，表3)。使用非参数Wilcoxon检验，将在其区域内使用除草剂的蚂蚁获得的6个连续总和与未使用该产品的蚂蚁获得的6个连续总和进行比较[32］．

认知:这种特性是通过蚂蚁穿越曲折道路的能力来评估的。两张纸(斯坦巴赫)^®将折叠好的纸(12厘米× 4.5厘米)放入一个15厘米× 7厘米× 4.5厘米的托盘中，目的是在这条“困难”路径前面的2厘米长区域和路径后面的8厘米长区域之间形成一条曲折的路径。每个菌落都建立了这样一个装置。在一个群体中做一个实验，15只蚂蚁被放置在曲折路径前面的区域，在2分钟、4分钟、6分钟、8分钟、10分钟和12分钟后，计数那些仍然在那里的蚂蚁和那些已经到达困难路径之外的区域的蚂蚁。两个菌落的数量相应增加(样本量:12+12，表3)。对于装置的每两个区域，使用非参数Wilcoxon检验，将在其区域使用除草剂的蚂蚁与未使用除草剂的蚂蚁所获得的6个总和进行比较[32］．

学习和记忆:对于每一个拥有赫巴塔克的殖民地^®在他们的区域，一个蓝色的空心立方体由坚固的纸制成(坎森)^®)在一个有记录的时间点被放置在鸟巢入口上方。从那时起，蚂蚁开始进行操作性视觉条件反射。对照实验之前在另一个类似的菌落上进行过m . sabuleti，在同一时间、同一地点采集，且连续不施除草剂。这样做是必须的，因为工蚁一旦获得了对刺激的条件反射，它至少会在两到三天内保持这种条件反射，即使失去了条件反射，它也会比平时更快地重新获得这种条件反射。这种已经被条件反射的蚂蚁因此不能再用于量化它获得条件反射。回到目前的实验，在蚂蚁获得条件反射的过程中，以及在移走绿色立方体之后，即在蚂蚁失去条件反射的过程中，每三个蚁群的蚂蚁在一个单独的托盘中放置的y形装置(由坚固的白纸制成，其侧面稍微覆盖了滑石粉)中进行测试。将一个蓝色的空心立方体随机插入y形装置的左分支或右分支。为了对一个群体进行测试，将10只蚂蚁逐个放置在y形迷宫的两个分支前的区域，并记录蚂蚁对y形装置的一个分支或另一个分支的首选。选择包含蓝色立方体的分支被认为是给出了正确的响应。测试完成后，每只蚂蚁被放在一个杯子里，直到有10只蚂蚁被测试，以避免对同一只蚂蚁进行两次测试。测试结束后，每个蚁群的10只蚂蚁被转移回它们的觅食区域。在几个时间段后进行测试，在每个时间段内，对两个实验菌落获得的10个响应进行添加。 Then, the proportions of correct responses (=the conditioning scores) was each time established for the ‘control colony’ and for the two experimented ones (sample size: 6+12,表4)。没有值的分布，只有一个条件反射得分，我们使用Wilcoxon测试来比较具有Herbatak的蚂蚁的“殖民地”得分^®在他们的区域上，蚂蚁通常保持的“殖民地”分数[28］．

对副作用的适应:随着时间的推移，一个人会逐渐适应产生副作用的情况，而这些副作用会越来越少。为了研究这种适应，必须对受环境影响的特征进行两次评估，第一次是不久，然后是在环境发生一段时间后，这两次评估必须相互比较。在目前的研究中，这一特征很大程度上受到了赫巴塔克的影响^®是蚂蚁蜿蜒的移动。因此，在蚂蚁在其区域内使用除草剂1天和5天后(样本量:40)对该性状进行评估，并使用非参数X对这两次评估期间记录的数据进行统计比较²测试(32］．

不再接触除草剂后蚂蚁的恢复情况:雷竞技网页版这种恢复是在蚂蚁在其所在区域使用除草剂8天后进行研究的。用于研究这种减少的生理特征是蚂蚁的角速度(运动的弯曲度)。再次评估，在t=0时，就像之前评估的那样，除了只有20只蚂蚁的轨迹被记录和分析，而不是40只。这样就可以对除草剂对蚂蚁角速度的影响的降低进行必要的连续评估。评估后，每两个群体被转移到一个新的完整区域，这一行为定义了一种断奶，即Herbatak效果下降的开始^®蚂蚁的生理机能。从那时起，每两小时评估一次蚂蚁的弯曲度，直到该特征与正常维护下生活的蚂蚁相似(=控制值)。对于每条记录，建立得到的20个值的中位数和四分位数(每次样本量为20，表6)。将每个测试时间获得的值的分布与t=0时获得的分布以及使用非参数X的控制分布进行比较²独立样本测试(表6) [32］．该数学函数最能描述Herbatak效应的减弱^®利用Statistica v10软件建立了蚂蚁的弯曲度，并以图形表示图6。

结果

食物摄入量，一般活动

除草剂影响了这三种生理特性(表1)，这在统计学上是显著的。事实上,Herbatak^®显著降低了蚂蚁的肉摄入量、糖水消耗以及一般活动(对于每个被检查的特征:N=6, T= -21, P=0.016)。在实验过程中，我们检查了这些影响是否仍然存在，它们显然是存在的。表1)。

表1。赫巴塔克的影响^®蚂蚁的食物摄取和一般活动。这个表格给出了蚂蚁每天在肉上、在装满糖水的管子入口处、在任何地方活动的平均数量，以及这六个平均数的平均值。除草剂对这三个生理性状影响显著。

线速度和角速度:这些特征在很大程度上受到了赫巴塔克的影响^®在蚂蚁的区域。事实上，在后一种环境条件下，蚂蚁行走困难，不停地发出三声，不停地转身，向后走，停下来，移动得非常缓慢和曲折。这对观察者来说是显而易见的，记录的数据(表2)。统计结果也证实了这一点:蚂蚁在吃草时呈现出的线速度和角速度^®在未处理区域移动时的速度与在未处理区域移动时的速度有统计学差异:线性速度:X²= 56.26, df = 2, P < 0.001;角速度:X²= 80.00, df = 1, P< 0.001。研究人员检查了蚂蚁在其所在区域使用除草剂5天后，是否能够适应除草剂对其运动的影响(见下面关于蚂蚁适应的小节)。

表2。赫巴塔克的影响^®五种蚂蚁的生理和行为学特征。该表给出了记录数据的中位数(和四分位数)或平均值(和极值)。除草剂对这些生理和行为学特性都有影响，这五种影响在统计上是显著的(详见文本)。Mm /s=毫米/秒，ang.deg./ cm=每厘米的角度，ang.deg.=角度，n°=数。

方向:赫巴塔克的存在^®在很大程度上影响了蚂蚁的定向能力(表2)。在正常的维护条件下，蚂蚁能够很好地向被绑住的巢巢移动，但当除草剂存在时，它们就不能再这样做了，即它们不会避开被绑住的巢巢，但它们很难找到靠近它的路。在使用除草剂和不使用除草剂的情况下，蚁群的定向能力差异显著²=19.61, df=2, P<0.001。这可能是由Herbatak的影响造成的^®在蚂蚁的嗅觉感知方面，由于随后的实验，一种假设得到了验证(参见有关触觉感知和育儿的小节)。

无畏:Herbatak^®影响了这个行为学特性(表2)。虽然正常饲养的蚂蚁对未知的危险装置几乎没有犹豫，但那些在其区域有除草剂的蚂蚁却不倾向于以这种方式行动。一种维护方式和另一种维护方式下的蚂蚁在该设备上计数的蚂蚁数量差异有统计学意义:N = 5, T= -15, P = 0.031。这是因为蚂蚁在吃Herbatak时行走困难^®但也可能是由于蚂蚁执行任务的倾向有所减少。后一种假设通过以下两个实验得到了验证(参见有关蚂蚁压力和认知的小节，以及认知的小节)(表2、3)。

表3。Herbatak对四种蚂蚁行为学和生理特性的影响。表中列出了在使用或不使用除草剂的情况下，被计算的幼虫数量、侵略性水平和蚂蚁数量。除草剂对社会交往、认知等四项性状有显著影响。然而，蚂蚁的压力状态并没有受到影响。

触觉(疼痛)感知:这一生理性状受到Herbatak的影响^®在蚂蚁的区域(表1)。这对观察者来说是显而易见的。在正常的维护下，蚂蚁在粗糙的地面上走得比在觅食区域要慢得多，也要曲折得多(因为它们的线速度和角速度:X)²=64.00, df=1, P<0.001)。和赫巴塔克有过接触的蚂蚁雷竞技网页版^®在粗糙的基材上行走几乎和在处理区域行走一样。他们甚至走得不那么慢，不那么曲折，但这种改善在统计上并不显著。

它们在粗糙基质上的线速度和角速度与在觅食区域上的线速度和角速度差异不显著:线速度:X²= 2.28, df=1, 0.102= 0.12, df=1, P ~ 0.70。这种感官知觉的减少，甚至丧失，解释了蚂蚁对固定巢穴的定向影响(见上面关于蚂蚁定向的小节)。让我们补充说，这种几乎丧失感官知觉的情况可能会影响到在用赫巴塔克治疗过的地区的所有动物^®因此，当计划在某些地区使用这种除草剂时，必须考虑到这一点(见讨论和结论部分)。

育关怀:Herbatak^®很大程度上影响了这种行为学特性(表3)。正常保养下的蚂蚁很快就发现了实验性地从巢中移出的幼虫，用下颚叼起它们，并迅速将它们运进巢中。当除草剂在它们的区域时，蚂蚁没有发现幼虫，即使接近它们，它们也不会把它们咬进下颚。从巢中取出的10只幼虫在5分钟实验结束后都没有再进入巢中。未使用除草剂和使用除草剂的蚂蚁在同一区域内的生存能力差异有统计学意义:N=6, T= -21, P=0.016。这可能是由于除草剂对蚂蚁的感觉器官(眼睛，触角)的影响，这与除草剂存在时蚂蚁的方向性差以及它们的触觉感知减少甚至丧失是一致的(参见上面关于蚂蚁的方向性和触觉(疼痛)感知的小节)。

社会关系:这种行为学特性受到Herbatak存在的高度影响^®在蚂蚁的区域(表3)。正常状态下的蚂蚁和平地并排或在彼此的前面停留，并进行触角接触。雷竞技网页版有除草剂的蚂蚁很少彼此靠近，当它们这样做的时候，它们通常是头对尾的，而且经常张开它们的下颚。通过观察到的攻击性水平的数量来评估的这种行为差异是非常显著的²=51.95, df=2, P< 0.001。这一观察结果与蚂蚁照顾幼崽的结果一致(见上面关于“照顾幼崽”的小节)，并且可能至少部分归因于蚂蚁受影响的感官知觉，这种效应已经在上面三个实验中观察到，即“定向”、“触觉感知”和“照顾幼崽”。

目前的观察对观察者来说是显而易见的:在它们的巢穴中，蚂蚁对它们的后代照顾得很差，在它们的觅食区域，当遇到同类时，它们经常张开下颌。由此可见，除草剂影响了个体的社会交往，这部分是由于它们的感官知觉下降，也可能是由于其他一些行为学和/或认知障碍。后一种假设是通过以下三个实验来研究的(参见有关蚂蚁的压力和认知、认知以及学习和记忆的小节)。

压力与认知:这些特征是通过蚂蚁逃离围栏的能力来评估的，这些能力在一定程度上受到了蚂蚁所在区域除草剂存在的影响(表3)。没有接触除草剂的蚂蚁可以逃离围栏:他雷竞技网页版们没有压力，他们的认知能力没有受到影响。在它们的区域有除草剂的蚂蚁似乎没有压力，沿着围栏的边缘平静地行走，尽管有困难。他们很难感知到提供的出口，并猜测他们可以从中逃脱。然而，有一些蚂蚁能够逃脱，这一行为不需要使用触角，触角似乎被除草剂改变了，损坏了。

然而，随着时间的推移，使用除草剂和未使用除草剂的蚂蚁的逃脱数量差异显著:N=6, T= -21, P= 0.016。目前还不清楚蚂蚁的认知能力是否受到除草剂的影响。

认知:这种行为学和生理特性至少部分地受到与赫巴塔克接触的影响雷竞技网页版^®（表3)。正常状态下维持的蚂蚁可以穿过所呈现的困难路径:经过12分钟的实验，只有7只蚂蚁还在这条路径的前面，8只蚂蚁在这条路径的后面。

在他们的区域有除草剂的蚂蚁不太能够做到这一点:12分钟后，16只蚂蚁仍然在路径前面，只有2只在路径之外。使用除草剂和不使用除草剂的蚂蚁在路径前和路径外的数量随时间的差异略显着(在路径前:N = 6, T = +21, P=0.016;beyond: N=4, T= -10, P = 0.063)。这一结果与蚂蚁的胆大和逃跑能力以及Herbatak的影响是一致的^®蚂蚁的认知能力再次被检查。认知能力受到影响可能是由于感觉器官受损，并最终影响整体健康。

学习和记忆:Herbatak^®影响了这些生理特征(表4)。正常饲养的蚂蚁经过31小时和72小时的训练后，视觉调节得分分别达到70%和85%。在有除草剂存在的地区生活的蚂蚁从未达到高于45%的调节得分。两种蚂蚁的条件习得差异有统计学意义:N=6, T= -21, P=0.016。Herbatak^®从而影响了蚂蚁的短期记忆。

由于生活在除草剂存在下的蚂蚁没有获得条件反射，它们的条件丧失，即它们的中期记忆不能被检查。目前的结果揭示了除草剂对蚂蚁大脑功能的影响，这与之前两个关于蚂蚁认知的实验结果是一致的(见上面两个关于蚂蚁压力和认知的小节)。这种影响可能对蚂蚁的生活和社会任务的执行产生不利影响。

对副作用的适应:蚂蚁没有适应赫巴塔克的影响^®关于它们的运动(表5。在接触除草剂五天之后，蚂蚁仍然走得很慢，非雷竞技网页版常弯曲，就像它们接触了一天一样。在除草剂存在的情况下，生活了5天的蚂蚁和生活了1天的蚂蚁的线速度值差异不显著:X²=0.34, df=1, 0.502= 4.71, df=1, 0.02

补充观测:与通常维持的殖民地相反，在与赫巴塔克维持五天之后^®在他们所在区域的某些地方，实验蚁群的觅食区域有几只死去的工蚁，而且，这些死蚂蚁没有被运送到蚁群的墓地。此外，这些死蚂蚁的尸体看起来也不一样:那些从未接触过除草剂的蚂蚁被安置在墓地里，它们的触角完好无损，外表像普通的“蚂蚁”;雷竞技网页版那些接触过除草剂的蚊子没有被安置在墓地里，雷竞技网页版它们的天线受损，外表不寻常，好像遭受了痛苦。因此，我们可以假设，除草剂首先影响了个体的感觉器官，然后，最后，影响了他们的整体健康，甚至导致他们死亡(图4） (表4和表5)。

表4。Herbatak®对蚂蚁条件反射、习得和记忆的影响。表格给出了正确的数字与每群10只被试蚂蚁给出的错误答案，以及最终对应的正确答案比例(=蚂蚁的条件反射得分)。当Herbatak®在它们的区域时，蚂蚁无法获得条件反射。他们的短期记忆因此受到影响。由于没有学到任何东西，他们的中期记忆无法被研究。

表5所示。蚂蚁对Herbatak®对其运动影响的潜在适应。在除草剂存在了五天之后，蚂蚁仍然走得很慢，走得很曲折。因此，它们不能适应除草剂对它们运动的影响。在除草剂存在的情况下，它们的弯曲度在五天后甚至比在一天后更大。

蚂蚁在不再接触除草剂后的恢复情况:雷竞技网页版给出了数值和统计结果表6，这种恢复情况在图6。在不再接触除草剂4小时后，蚂蚁的运动曲线已经与接触除草剂时略有不同(P<0.05)。雷竞技网页版6小时后，这种差异非常显著(P<0.001)。然而，直到不接触除草剂后10小时，蚂蚁的运动曲度仍与未接触除草剂时相差很大(P<0.001)， 12小时后差异不大(P<0.01)， 14小时后差异也不大(P<0.05)。雷竞技网页版只有在不接触除草剂16小时后，蚂蚁的弯曲度才与不接触除草剂时不再有统雷竞技网页版计学差异(P<0.20)。

蚂蚁在没有除草剂的区域停留24小时后，这种曲线与没有除草剂的情况相同。这种下降不是线性的;在最初的几个小时里速度更快，之后速度更慢(图5)。

它可以用运行时间的二次函数来描述:

等= Et - 15.15 - 0.229 t + t²

与E_t=除草剂在时间t, E时对蚂蚁的影响_我=初始效果，t =时间

注意，并非所有的蚂蚁都康复了。有几只死于除草剂(见小节补充观察)。因此，用Herbatak®处理地区会危及生活在地下的生物的健康(见讨论部分)(表6和图6)。

表6所示。不再接触赫巴塔克后效果降低。雷竞技网页版蚂蚁在24小时后完全恢复。6小时后，它们的角速度已经明显低于接触除草剂时的角速度，但直到14小时后，这种运动曲线仍然明显大于没有除草剂时的运动曲线。雷竞技网页版图6以图形方式展示了这个恢复过程，详细信息可以在文本中找到。

讨论

由于药品和农药造成的污染现在越来越受到关注;使用除草剂造成的影响还没有太多的研究。我们调查了仍在使用的天竺葵酸除草剂，发现它在很大程度上影响了几种生理和动物行为学特性。以蚂蚁为模型，我们发现该除草剂降低了这些昆虫的食用量、定向能力、胆大度、感官知觉、社会关系、认知、学习和记忆，但没有适应这些副作用。这些实验的结果彼此一致。这些蚂蚁的触角、腿、可能还有嘴部和眼睛都明显受损;几只蚂蚁在4到6天内死亡。在不再接触除草剂后，幸存者在总共24小时内康复。雷竞技网页版除了Herbatak的副作用^®，我们在实验蚁群的觅食区看到了几只死蚂蚁，从这些尸体的外观来看，这些蚂蚁的触角受到了损伤，在死前遭受了痛苦。因此，除草剂(其活性物质是白拉胂酸)只应用于未开垦的土壤，因为除草区的土壤动物至少部分会被这种产品破坏。事实上，必须保护土壤动物以确保好收成。土壤动物群包括微观动物(原生动物、线虫、轮虫、缓步动物)、肉眼可见的无脊椎动物(环节动物、螨虫、蜈蚣)、昆虫幼虫(鳞翅目、鞘翅目)和成虫(鞘翅目、蚂蚁)。土壤动物通常达到每公顷2.5吨。它是土壤和植物之间的媒介。它保证了土壤的平衡，即土壤的通气性、植物对营养元素的吸收和矿物质的充足量。除草剂破坏或至少破坏了土壤动物，使土地至少部分不适合耕种。

白龙酸除草剂非常有效[34，35］．在最后引用的参考文献中，作者解释说，如果不使用除草剂，50%的作物可能会损失，并表明，与其他两种非合成产品相比，天竺葵酸除草剂是最有效的。由天竺葵酸衍生的新型除草剂现在可以被制造出来[36］．此外，通过添加有机酸可以提高天竺葵酸除草剂的效率[37］．然而，这种高效的除草剂有有害的副作用。我们在目前的工作中已经揭示了几个。在引言部分，我们提到了它们对水生动物的毒性，并报道了它们对人类的一些不良影响。Techer等人对天竺葵酸除草剂对鱼类的毒性进行了研究。38］．大量研究人员对它们的一般毒性进行了研究，并于2021年在欧洲食品安全局期刊上发表了他们的研究结果[39］．因此，必须进行进一步的研究，目前在使用这些高效的天竺葵酸除草剂时必须引起注意。让我们补充说，总的来说，这些除草剂虽然比以前使用的有用而且毒性小，但是却造成了环境污染，这是一个日益严重的问题。40，41］．

结论

综上所述，为了方便种植有用的植物，使用除草剂是必要的。然而，这些产品是有毒的。以前使用的毒性很大的除草剂现在已不再被批准使用。目前大量使用的农药，其活性物质为天竺葵酸，毒性较小，但对动物和使用者有一些有害影响。我们在目前的工作中清楚地证明了这一点，其他几位研究人员也证明了这一点，尽管除草剂的研究远远少于杀虫剂和人类的药物。根据我们的研究结果和现有的关于天竺葵酸的信息，我们建议天竺葵酸除草剂只用于小路、小巷等，而不用于耕地，因为这种酸会危及土壤动物的生存，而土壤动物对有用的栽培植物的生长是必要的。此外，必须注意使用者的皮肤和眼睛，以及不要用除草剂污染天然水。

致谢

我们真诚地感谢Roger Cammaerts博士，他帮助我们定义了最能描述蚂蚁在不再接触除草剂后随时间恢复的功能。雷竞技网页版

利益声明和道德考虑

我们确认在使用天龙棠酸除草剂或任何其他种类的除草剂方面没有利益冲突。我们做研究不收钱。我们研究蚂蚁，例如研究它们的行为和认知能力。我们也用它们作为生物模型(就像在目前的工作中一样)，即使它们是群居昆虫而不是脊椎动物，我们也把它们维持在尽可能好的环境条件下

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