出品：科普中国

作者：秦亚龙（江苏省中国科学院植物研究所·南京中山植物园）

监制：中国科普博览

编者按：为解码生命科学最新奥秘，科普中国前沿科技项目推出“生命新知”系列文章，从独特的视角，解读生命现象，揭示生物奥秘。让我们深入生命世界，探索无限可能。

早在一亿年前的白垩纪，蚂蚁就在地球上出现，彼时，广袤的地球大陆还被恐龙所统治。然而，经历白垩纪-第三纪灭绝事件后，包含恐龙在内的大部分物种都灭亡了，而蚂蚁的祖先们却坚强地存活了下来。

演化至今，种类繁多的蚂蚁已成为地球上进化最完美的生物，可以说，只要有人类生活的地方就一定有蚂蚁的存在，蚂蚁家族分布之广、数量之大、种类之多、能力之强，是其他生物所不能比拟的。

在长期演化过程中，蚂蚁与多种植物、昆虫或真菌等建立了密切的互利共生关系。在互作过程中，蚂蚁可以保护植物或是帮助植物授粉、传播种子，植物则回馈蚂蚁以住所和食物等。蚂蚁也可以在昆虫和真菌的互作中获取蚁群所需的食物，十分神奇。

蚂蚁会“放牧”

经过长期的演化，蚂蚁们在与自然相处过程中，不但可以从自然中获取食物，还学会了“放牧”技能，像牧羊人一样，通过在牧场放牧获取源源不断的食物。最出名的便是蚂蚁“放牧”蚜虫了，它们会将蚜虫搬到植物的嫩尖上，蚜虫们便开始疯狂地吸食植物的汁液，这时，蚂蚁们就会用触角不断刺激蚜虫的腹部，让蚜虫持续分泌“蜜露”供蚁群食用。

蚂蚁在长柱金丝桃上“放牧”蚜虫

（图片来源：作者拍摄）

除了蚜虫，蚂蚁还会“放牧”介壳虫、角蝉、木虱、叶蝉、鳞翅目等昆虫的幼虫，以此来获取昆虫幼仔的分泌物。当然了，蚂蚁既是牧羊人也是守护者，它们在获取食物的同时，也会给这些昆虫提供足够的保护，好让它们安心“产奶”，就这样，蚂蚁与这些昆虫之间就实现了互利共生，科学上称之为“蚜蚁共栖”。

蚂蚁在紫藤上“放牧”蚜虫

（视频来源：作者拍摄）

作为“牧羊人”，蚂蚁需要从“放牧”昆虫那里获取尽可能多的食物。以蚜虫为例，蚂蚁为了年年都可以采集“蜜露”，会在冬季将蚜虫卵搬至蚁巢中进行保存，待虫卵孵化出，它们就会被搬到植物的根部、嫩尖、花蕾等部分进行“放牧”。当同一片“牧场”放牧昆虫超载时，蚂蚁还会搬着多出的昆虫去开辟新的“牧场”。

在“放牧”过程中，蚂蚁有时还会制作“圈养”昆虫的围栏，防止它们乱跑。更厉害的是，蚂蚁会破坏或咬掉“放牧”蚜虫的翅膀，或是释放特殊的化学信息素来抑制蚜虫翅膀发育、控制蚜虫的爬行速度，自幼只顾着埋头干饭的蚜虫，别说是飞走了，就是想爬也爬不快。

更过分的是，最新研究表明蚂蚁还会释放两种跟踪信息素来抑制无翅蚜虫扩散并刺激蚜虫繁殖。在不断扩大“放牧”种群数量的同时，彻底让蚜虫放弃逃跑的念想并安心“产蜜”，从而保证“放牧”蚜虫一直被掌控。

如此这般的蚂蚁，你能说它进化得不够完美吗？仅仅是为了口吃的，就有这么多招数，而且，这只是我们知道的，它们应该还有很多我们尚未发现的生存技能。

蚂蚁还能种“蘑菇”

人类的文明史伴随着动植物的驯化史。当环境改变后，蚂蚁为了生存和繁衍还学会了通过种植和驯化真菌来获得食物。需要说明的是，我们食用的各种蘑菇也属于真菌，所以可以理解为蚂蚁也掌握了驯化和种植蘑菇的技能。

早在约6000万年前，生长在南美洲热带雨林中的切叶蚁们就学会了种植真菌来获取食物，它们被称为“植菌蚂蚁”，被种植的真菌被称为“共生真菌”。目前，全世界约发现有200多种植菌蚂蚁，它们种植的真菌是切叶蚁成虫重要的营养来源，也是幼蚁唯一的食物来源，真菌与切叶蚁之间形成独特的共生关系。

研究发现，根据切叶蚁种植真菌水平的高低，可分为高水平切叶蚁和低水平切叶蚁，当年为了应对栖息地干旱的变化，高水平切叶蚁从种植野生真菌转变为驯化特定真菌，后来，被驯化的真菌就失去了在潮湿蚁穴之外生存的能力，更是失去了与野生真菌杂交繁育的能力，成为切叶蚁的专属真菌类群。

正在搬运叶片的切叶蚁

（图片来源：veer图库）

和“放牧”的蚂蚁一样，种植真菌的切叶蚁也是多种技能加身，它们不但是“建筑大师”，可建出深达数米的巢穴供蚁群在其中生存繁衍和真菌种植，也会打造超大的入口和通道便于叶片运输和巢穴通风，同时，它们还在巢穴内建造出复杂的废物处理系统，以防巢穴被其他病菌污染。

切叶蚁还是技艺高超的“农民”，较大的工蚁会组队到植物上切取叶片并搬回巢穴，较小的工蚁则会对叶片进行进一步切割并磨成浆，涂抹在用于培养真菌的菌床之上，并为菌床接种上蚁巢内的真菌菌丝。

在切叶蚁到植物上切取叶片过程中，先头兵们会在沿途释放跟踪信息素，从而指引后来的同伴循着设置好的导航线路前往目的地切取叶片并搬回巢穴。

在种植真菌时，切叶蚁们不但会用自己的排泄物给菌床施肥，也会时刻保持蚁巢的清洁和菌床的纯粹，使菌床健康成长的同时免遭污染。有些切叶蚁嘴巴和前肢上隐藏的细小腺窝里，还会有一种能产生抗生素的链霉菌，通过链霉菌分泌的抗生素，可有效防止种植的真菌不被其他寄生真菌或病原体的破坏。

当然，切叶蚁也是要成家的。当蚁群发展到一定阶段，会繁育出有翅膀的切叶蚁，当它们发育成熟后，就会选择飞离蚁巢去。这些飞离的切叶蚁有雌雄之分，雌性切叶蚁中还有一只准蚁后，它会带着储藏在颊下囊（储藏菌丝特殊袋状结构）中的一小团蚁巢真菌飞离。“婚飞”过后，准蚁后获得了无数雄蚁的爱情种子，带着从老巢中传承的真菌建立新的蚁巢，开启下一轮的种群繁衍与真菌种植。

蚁巢

（图片来源：veer图库）

想吃鸡枞，得靠白蚁

要说切叶蚁种植真菌（蘑菇）是为了自己品味，那么白蚁种植真菌（鸡枞菌）可谓是“成人之美”。

鸡枞菌是离褶伞科蚁巢伞属真菌，是一类可以与白蚁共生的大型菌类统称，在我国多省都有分布，因其肉厚质细、味道鲜甜、营养丰富，被称为野生可食用菌的珍品。

自古以来，鸡枞菌有着鸡肉菌、鸡肉丝菇、白蚁菌、白蚁伞等别称。从名称上，便表明了鸡枞菌味道有鸡肉的鲜美，也指出了鸡枞菌与白蚁的密切关系。

白蚁与鸡枞菌的故事也是发生在蚁巢中。白蚁在筑巢时，工蚁们会用半消化的食物残渣筑巢，在这一过程中实现鸡枞菌孢子（种子）的播种。为了孢子的茁壮成长，白蚁们会在蚁巢中为鸡枞菌构建最适宜的生长的环境，并保证持续的营养供给。

在白蚁的悉心照顾下，孢子会逐渐长成微米级的小白球状菌丝体，而后发育出鸡枞菌的菌柄和菌盖（合称为子实体），直到钻出地表后，才是我们采食的鸡枞菌，像一把把小伞一样。如果没有人类的打扰，当这些鸡枞菌成熟后，就会散播孢子啦。

长在白蚁巢上的鸡枞菌（圈中为白蚁）

（图片来源：作者拍摄）

生长在巢穴内的幼蚁，自小以鸡枞菌小白球状的菌丝体为食，从中获得所需的营养和抗病物质。因此，幼蚁在获取食物的同时，体内带有了鸡枞菌未完全消化的菌种。当幼蚁发育成熟要迁飞到其他地方筑巢时，它们肠道中的菌种便会带到新的蚁巢。

当然，鸡枞菌也有另外一种传播方式。新建蚁巢的工蚁们，有时在外出活动过程中，会从其他发育成熟的白蚁共生系统中将鸡枞菌菌丝体或者孢子带回蚁巢，进而养出自己的食物和鲜美的鸡枞菌。

鸡枞菌的生长需要与白蚁共生，长鸡枞菌的土地下面一定会有白蚁巢。对于喜欢品尝鸡枞菌鲜美的我们，如果野外采集时不能100%确定，建议不要贸然品尝，毕竟在众多白伞伞白杆杆的真菌中，也有很多吃过之后可能会“躺板板”的。如果非要采集，最好不要挖得太深，这样既不会破坏白蚁辛辛苦苦建立的蚁巢，也可以期待鸡枞菌的再次丰收。

鸡枞菌

（图片来源：作者拍摄）

长期以来，野生的鸡枞菌远远不能满足人们味蕾的需求，人们希望通过人工栽培技术实现鸡枞菌的规模化生产。

近年来，多个科研机构都在开展相关研究，中国科学院西双版纳热带植物园在野外模拟野生鸡枞菌生长环境，将人工培育的白蚁-鸡枞菌共生巢播“种”到野外种植试验区，预计2024年全年可收获鸡枞菌五六千朵。昆明市林业和草原科学研究所在实验室培养的白蚁-鸡枞菌共生巢中，在2024年5月也长出了第一朵鸡枞菌。相信在科学家的共同努力下，不久的将来，我们就可以实现鸡枞菌自由。

参考文献：

1.Branstetter, Michael G. , et al. Dry habitats were crucibles of domestication in the evolution of agriculture in ants[J]. Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences,2017, 284(1852):20170095.

2.Currie, Cr , et al. Coevolved Crypts and Exocrine Glands Support Mutualistic Bacteria in Fungus-Growing Ants[J]. Science, 311.5757(2006): 81-83.

3.Oliver T H , Mashanova A , Leather S R ,et al.Ant semiochemicals limit apterous aphid dispersal[J].Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2007.

4.Padje A V' , Peppel L J J V D , Aanen D K . Evolution: Ant trail pheromones promote ant-aphid mutualisms[J]. Current Biology, 2021, 31(21): R1437-R1439.

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来源: 中国科普博览

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