所以,自然界没有永恒的赢家,每一个物种的存在要么对其他物种产生有利有弊的影响,要么和其他物种互惠互利、互相依存。生态学家的目标就是不断去发现生物的多样性,认识这种多样性,保护这种多样性。
可能有同学会问,我们为什么要研究蚂蚁?我可以告诉大家,其实蚂蚁是这个星球上最成功的昆虫类群。如果我们把全世界的蚂蚁加起来,再把全世界的人口加起来比较,就会发现全世界的蚂蚁是更重的。甚至有科学家推测,在陆地生态系统中,如果把包括人类在内的所有动物都加到一起,那么其中大概有15%~25%的重量来自于蚂蚁。所以,蚂蚁在这个星球上是非常成功的。
蚂蚁为什么会这么成功呢?首先跟它的家庭背景有关。蚂蚁的分工很明确,有专门干活的工蚁,专门打仗的兵蚁,专门生小蚂蚁的蚁后,还有专门负责交配的雄蚁。蚂蚁跟人类不一样,在蚂蚁的世界里,所有的事情都是蚁后说了算,其他蚂蚁只需要根据蚁后的指令各司其职就行了。如果小朋友们发现自己家里所有的事情都是妈妈说了算,这也是一件好事,至少我家就是这样,这起码会让家庭和谐兴旺。
除了家庭背景,蚂蚁自身的组织结构也非常前卫。蚂蚁跟人类不一样,人类的肉是长在骨头外边,但蚂蚁是一种外骨骼生物,也就是说,它的骨头是长在肉外边的。这种身体结构有什么好处呢?大家看这张照片,这是蚂蚁脖子的三维立体模型。蚂蚁脖子的外骨骼结构有多强呢?科学家推测,这种结构能让蚂蚁承受自身重量5000倍的压力。这是什么概念?
想象我是一只蚂蚁,如果中关村二小所有的老师、同学加起来有5000人,那就相当于把这5000人的重量都压到我的脖子上,我还能够自由地呼吸。
蚂蚁优越的住房条件也非常优越。很多身居大城市的人都住在面积很小的房子里,都在蜗居,但蚂蚁不一样,它们的住房面积非常大。大家看这张照片,科学家把石膏注入到蚁巢里,等石膏凝固后再把石膏挖出来,居然得到了一个比人还要高的蚁巢模型。
科学家把这种模型称为“羊肉串”模型,因为它是通过一个中间的主通道将旁边一间一间的小室串起来的,就像串羊肉串一样。还有更大的蚁巢,照片中的这些人可不是在建房子,而是在用挖掘机挖蚁巢。在一些比较干旱的地方,蚂蚁为了获得足够的水资源,能将蚁巢建到地下32米深的地方,这相当于人类建造了一个5000米高的建筑。这么大的蚁巢相当惊人,大点的一个房间能装下一个成年人。
蚂蚁是怎么知道回家的路的?
2005年的一项研究表明,蚂蚁能够记住自己离开时的步数。现在人们总是通过各种运动APP记录自己走了多少步,其实几千万年以前蚂蚁就已经在做这项工作了。科学家是怎么发现这个现象的呢?他们把一部分蚂蚁的腿加长,把另一部分蚂蚁的腿锯短,结果发现,腿被加长的蚂蚁即便走过了家门口,但还是停不下来;而腿被锯短的蚂蚁,在离家门口还有一段距离的时候就停下来找家门了;只有腿长正常的蚂蚁会准确地走到家门口,并且停下来。
据此,科学家判断蚂蚁能够记住自己离家的步数,所以它们不会迷路。
蚂蚁还对食物有着高效的利用。蚂蚁是由黄蜂进化而来,因为黄蜂是一种捕食性动物,所以很长一段时间里,科学家都认为蚂蚁也是靠捕食来生活的。事实上,植物性食物在蚂蚁的食谱中占了很大的比重。也就是说,蚂蚁的成功和它们长期吃素是分不开的。有些植物会长出一种黄色的叫做食物体的结构,这是专门用来吸引蚂蚁的;有些花纹蜜腺和中空的刺也可供蚂蚁吃、住。
事实上,蚂蚁并不是直接吃植物,它必须借助其他生物来进食,比如蚜虫。很多植物上都有蚜虫,而且很多蚜虫都是由蚂蚁来看护的。为什么蚂蚁会心甘情愿地看护蚜虫呢?原来,蚜虫通过长长的嘴刺吸植物,获取营养,同时排出的粪便会成为蚂蚁美味的食物,所以它们之间是一种互惠互利的关系。这种关系非常有意思,如果蚂蚁发现有蚜虫生病了,那么为了避免病菌传染给其他蚜虫,蚂蚁还会把生病的蚜虫给搬走,相当于对病虫进行隔离。
你以为吃素的蚂蚁都很温柔吗?不,蚂蚁也是天生的杀手!我们经常看到蚂蚁从植物上抓虫子吃,比如这种特化的蚂蚁。这种蚂蚁是如何捕食小虫子的呢?原来,它们会提前在植物的茎上钻出很多小孔,然后钻到孔里藏起来,一旦有昆虫爬到植物的茎上,它们就会突然从小孔里爬出来,将虫子死死抓住,吃掉它们。事先埋伏好,等猎物来的时候对它们进行精准捕捉,蚂蚁果然是天生的杀手。有的时候我们还可以看到蚂蚁在叶片背面捕食昆虫。
为什么蚂蚁不会从叶片背面掉下来呢?原来,它们的脚上带着倒钩,这些倒钩的抓力非常强,能够钩住叶片表面的突起。科学家曾做过一个实验,发现位于叶片背面的蚂蚁甚至能抓住一个硬币而不掉下来。
刚才讲了很多蚂蚁的特长,那它有没有很惨的时候呢?也有。有一种苍蝇会将卵隐藏在蚂蚁的进食处,比如蚂蚁会吃蜜腺里的蜜露,这个时候苍蝇就会把它的卵产在蜜腺下边。
等苍蝇卵发育成幼虫后,幼虫会长出两个长长的牙齿,当蚂蚁再来吃蜜露的时候,苍蝇幼虫就会用这两个大牙死死咬住蚂蚁,然后把蚂蚁吸干、吃掉。这只是普通的猎杀,还有一种寄生虫能做到仿生捕杀。这种寄生虫有一个生长阶段必须要在鸟的体内完成,那如何才能达到这一目的呢?原来,它会伺机隐藏在蚂蚁体内,当蚂蚁感染了这种寄生虫后,腹部就会变红变大。
就像这张照片中一样,身体黑黑的是正常的蚂蚁,而腹部发红肿大的是感染了这种寄生虫的蚂蚁。被感染的蚂蚁,腹部看上去像一个果实,甚至会随风摆动。当鸟看到这只蚂蚁后,就会以为这是一个水果,于是将它吃掉。这样一来,寄生虫就顺利进入到鸟的体内了。更可怕的是,鸟排出的粪便里还有这种寄生虫,如果蚂蚁进食的时候再次被感染,那么整个过程就会重新再来一次,寄生虫就是借助这样的循环完成自身生长的。
这种寄生虫也被列为2008年十大新发现物种之一。
所以,自然界没有永恒的赢家,每一个物种的存在要么对其他物种产生有利有弊的影响,要么和其他物种互惠互利、互相依存。生态学家的目标就是不断去发现生物的多样性,认识这种多样性,保护这种多样性。