有种蚂蚁的家,居然比你家还大

作者: 冉浩

来源: 博物

发布日期: 2019-09-24

切叶蚁是一种神奇的蚂蚁,它们会切割植物的叶子并运回巢穴,用于培育真菌。切叶蚁的巢穴设计精妙,包括复杂的通风系统和分工明确的工蚁群体。它们利用链霉菌产生的抗生素保护真菌免受霉菌侵害,展示了自然界中复杂的协同作用。

上个月,饼老师和老唐去了哥斯达黎加出差,然后前方发回的图片报道,好多都长这样:

后来我才知道,他们在哥国的日子里,一直沉迷于拍摄一群当地的“重要食草动物”——并不是什么大个头儿的牛羊,不然他俩也不用拍得这么卖力,姿势就跟祭拜似的...他们拍的是——忙忙叨叨的切叶蚁。

这是一种相当神奇的蚂蚁,它们会剪下植物的叶子,沿着固定的蚁道运回自己的巢穴,形成很长的队列。一巢这样的蚂蚁,对新鲜叶子的消耗量,甚至有可能不比一头牛逊色。

那么问题来了,个头儿这么小的蚂蚁,搞那么多叶子回家,做什么用呢?全部运回家,一起种蘑菇。其实这些小家伙不光切叶子,植物的花瓣以及其它部分,它们也没放过,通通运回巢穴。一方面,它们要吸食植物的汁液来填肚子,但更多的是为了堆叠在一起培育真菌,收获小块的“蘑菇果实”,然后整个群体以这种奇怪的“蘑菇”为食,并得以发展成庞大的类群。

切叶蚁是除了人类以外少有的发展出了种植业的动物类群之一。一旦外出探路的工蚁发现了合适的植物,它就会留下一条气味的路径,然后回去召集同伴。然后,一个包含着大大小小不同体型工蚁的蚂蚁大军,就开赴了作业场。

以芭切叶蚁(Atta spp.)为例,中等体型的工蚁头宽大约2毫米,负责切割下树叶,然后把叶子搬回巢穴。但它们并不需要将叶子搬下树,而是让叶子自己往下落,然后再由树下的同伴完成搬运任务。剪下来的叶子会掉落到地面,然后工蚁们直接取走。

如果你连续几天蹲在那儿观察切叶蚁,你会发现在中型工蚁往回搬运叶片的时候,有些小型蚂蚁会跑到正在搬运的叶片上,搭顺风车回家去。关于这一行为,目前的主要解释是,为了避免寄生蝇从空中攻击搬运叶子的中型工蚁。

整个搬运叶子的蚁路熙熙攘攘,如果将6毫米的工蚁放到到1.5米的尺度,小径上的工蚁们必须以每小时26公里的速度奔跑15公里左右的路程,而它们很可能还扛着300公斤以上的重物,可谓强悍。运输队伍中同样夹杂着巨大的兵蚁,它们的头宽可以达到7毫米,体长超过1.7厘米,这些兵蚁强大的上颚可以切开皮革,对小动物能够造成伤害。当切叶蚁群体数量达到10万时,就会诞生第一批这样的兵蚁。

大工蚁的上颚足以切开皮革。剪下的叶子被运回巢穴后,会被送到众多农场中的一个,在那里,叶片将被更小的蚂蚁切成小块,直到被咀嚼成为菌床。不同的切叶蚁菌床准备、栽培方法不同,这种行为具有一定的学习性,可见切叶蚁的智力高于一般蚂蚁,更高于一般昆虫。

绒毛状的真菌将被巢穴中最小的蚂蚁照料,然后把生产出的“蘑菇”分配给巢穴中的其它成员。切叶蚁拥有极多种类的分工,不同工蚁的头宽可以相差8倍,身体干重可以相差200倍。

在巢穴里,甚至有一类小蚂蚁专门从事垃圾管理,它们驻扎在垃圾场,不断翻动垃圾,使它们迅速被分解。而这些垃圾分解所带动产生的热气流也成了推动整个巢穴空气流通的发动机,机智!事实上,空气的流通相当重要。

高等切叶蚁的巢穴是一个庞大的地下都市,巢穴最深可以达到6-8米,最宽处占地面积大约几十平米,包括了大大小小的巢室,里面生活着数百万只蚂蚁,同时还培育着大量的真菌。切叶蚁的巢穴设计精妙,巢室之间通过通道相连、汇总,保证从巢穴表层到中心的空气都是流通的,不至于引起大型缺氧窒息事件。

研究人员倾倒了十吨混凝土至这个切叶蚁废弃的地下巢穴,地下通道是蚂蚁的通风管道和路径,经过混凝土浇灌后,这个庞大的地下之城变得实体化。卫星地图上都看得到,堪称蚁界万里长城。

这么大一片地儿,做好管理很重要——你以为切叶蚁只要切割叶片,撒下菌种就大功告成了吗?错,正如庄稼一样,播种后还要除草、施肥、喷药,精心照料才能有个好收成。如果疏于管理,切叶蚁的“大型种植园”会很容易感染一些杂菌——有一种霉菌(Escovopsis),能在几天之内让整个种植园毁灭。

为了保护种植的真菌,切叶蚁巧妙利用了生长在它们皮肤上的链霉菌(Streptomyces)所产生的抗生素,这些抗生素能高效地杀死包括霉菌在内的入侵者。早在大约数千万年前,切叶蚁就找到了链霉菌,这要远远早于人类找到青霉素,这是自然界中使用抗生素的绝佳案例。而我们使用抗生素,是近百年内才开始的事情。

另一方面,为了防止培养的真菌过度繁殖,小工蚁也不时地把一些菌丝除去。但有的时候小工蚁数量不够,菌丝就会泛滥,消耗大量的氧气,这会引起切叶蚁的窒息,造成整个群体的毁灭。因此,一旦发生菌丝的过度生长,切叶蚁就会弃家而逃,还是命要紧啊。这个由蚂蚁、细菌和真菌组成的庄园,涉及到多个工种、若干物种和一系列的工程和动力学问题,是一个极为复杂的体系,也是自然界中协同作用的一个典范。

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