根据需要,活性空间可大可小,它能够快速或缓慢地达到最大,持续时间可能很短暂也可能很漫长。这些特性主要依赖于三个变量:以蒸汽态释放到空气中的液态或固态化学物质脱水沉积到地面上的物质的量,昆虫对该物质的敏感度和物质扩散的速率。在进化的过程中,对于不同的物种,这些变量得到各不相同的调节。首先是分子的选择,接下来改变它的Q/K比率,即散发出去的量(Q)与接收者作出响应的阈值浓度(K)之间的比值。这里的Q是信号的强度,用释放出去的分子数来度量,而K则是昆虫的接收能力,用引发一次响应所必需的最小分子浓度(单位体积内的分子数)来度量。
信息传递的速度和范围可以通过减少发射速度Q,或者提高阈值浓度K,或者二者共同作用来降低。这种调节带来了一段更短暂的信号消隐期,并且允许接收的昆虫对信号作出更精确的时间和空间定位。例如,一种警报物质为了具有一个短的消隐时间从而实现有效的运作,必须拥有一个中间的阈值浓度。即与其他的信息素系统相比,该物质的阈值浓度既不会非常高也不会非常低。这个原理通过佛罗里达州收获蚁的信息素系统得到很好的说明。当主要的信息素物质4甲基3庚酮的影响被引入实验室族群中时,得到的Q/K比值在939~1800之间。其103倍的幅值远远低于蛾类昆虫的性吸引剂的1011,而远高于红火蚁的嗅迹信息素的大约为1(100 )的Q/K值。
作为中间的Q/K值的结果,佛罗里达州收获蚁的一对上颚腺中全部内容物释放到空气中时就会产生一个短暂的信号。活性空间就产生了,其中的分子浓度达到或超过了响应的阈值浓度,维持在狭小的、在静止空气中最大半径为6厘米的范围。大约30秒后,分子的扩散使活性空间的半径逐渐收缩为接近零,然后信号消失。向空间的边际延伸的较低浓度的外壳首先吸引走进这个空间的工蚁向内移动,内部的半球扩张到最大3厘米左右的半径,持续大约8秒钟,根据环境的不同,引起攻击或者营救行为(图6—16)。
相似的设计特征在关于其他蚂蚁物种的报警系统的文献中已经有报道。相关的参数值看上去为以信息素为基础的报警通信,只要这一时期有关敌人的报告只是局部的并且只需一小队工蚁去处理。如果处在另一种情况下,麻烦更加严重、更加持续不断,就会出现一个正反馈,一些被吸引到现场的工蚁会释放它们自己的信息素,导致更多的工蚁被吸引过来,蚂蚁的响应能力因而不断增强,直到麻烦减弱到一个可控制的水平。
