你是否注意过脚下匆匆爬过的蚂蚁?它们可能是日常生活中最常见、最普通的一种昆虫了。蚂蚁看似渺小,却演化出了堪比人类社会的分工与合作。让我们一起揭开蚂蚁帝国的奥秘,看看这些小小生灵如何书写属于自己的传奇!

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01 庞大的蚂蚁家族

我们一般所说的蚂蚁,是昆虫纲膜翅目蚁科生物的统称,这可是个大家族。

光是目前蚂蚁分类学家已经识别并描述出的蚂蚁,就多达300多个属和14000多个种——而且考虑到蚂蚁们无处不在,必然还有许许多多的新品种和亚种隐藏在地球的各个犄角旮旯里,没被我们发现。另外,大量古代蚂蚁也以印痕化石、琥珀等形态存留了下来,目前已经确认的蚂蚁化石种就有800多个。

蚂蚁属于膜翅目这点,会让许多人感到有些惊讶。毕竟,大多数人见到的蚂蚁是没有翅膀的。但事实上,蚂蚁和另一大类真社会性昆虫(指具有合作照顾非亲缘后代、生殖职能与非生殖个体的终身分工、多代同巢等特征的昆虫)——蜂类——是亲戚。我们甚至可以说,所谓的蚂蚁,就是一群为了适应地下穴居生活而特化、普遍放弃了翅膀的小型胡蜂。

许多较为原始的蚂蚁,比如说猛蚁类,其社会性程度较低,它们的蚁后会像某些蜂后一样四处活动,甚至参加觅食。而且尾巴上还长着螫(shì)针,这可以证明它们与蜂类的亲缘关系。但更多进化程度更高的蚂蚁则失去了螫针,蚁后也藏在了“深闺”之中。但即便如此,在繁殖季节,新生的蚁后仍然长着修长的翅膀,这让它们可以飞行较远的距离,在新的地点建立自己的巢穴。

02 蚂蚁的分工

就像多数真社会性生物一样,一窝蚂蚁全都是“兄弟姐妹”,是单个蚁后的后代,且绝大多数都是雌性。在婚飞中,少数雄蚁会和蚁后交配,并在完成任务后死亡,其寿命不过一个月左右。蚁后产下的工蚁和兵蚁,基于其工种、品种等的差别,寿命从十几天到一年不等。当然,这里的寿命指的是成为成虫的时间。

蚂蚁作为一种完全变态昆虫,其生命周期会经历卵、幼虫、蛹和成虫阶段,在最后成为成虫之前,需要耗费数日到数十日的成长时间。只不过,卵、蛹和幼虫会被工蚁们小心翼翼地藏在巢穴里照顾,平时我们看不到罢了。

蚁后是蚁群的核心,会不断产卵直到寿命完结,其生存时间从数年到二十多年不等,以昆虫的标准而言可谓长寿。产下的雌性后代绝大多数会发育为无法生育的工蚁,分别执行觅食、看护幼虫和卵、清洁与修筑巢穴、照顾蚁后等工作。单个蚁群的成员在基因上高度类似,对于工蚁而言,其基因可以通过蚁后传递下去。因此,只要维持蚁群的存在,就能最大限度地保证自己的基因有传递的概率。

另外,为了抵御危险,一部分成员的体型会变大,长出特化的大颚或者螫针等结构,成为保卫巢穴的兵蚁。

03 吃肉还是吃素?

蚂蚁通常都是杂食动物。一些分工程度不高的原始蚂蚁,例如猛蚁就偏向于肉食性,这点和作为它们膜翅目亲戚的掠食性蜂类,比如大胡蜂等类似。而较为凶猛的蚂蚁,比如南美洲的多种行军蚁,会成千上万地围猎遇到的一切动物。不过,所谓行军蚁能“瞬间吃掉一个大活人”,能“抱成团滚过火海”等说法都不是事实,而只是20世纪30年代初的德国科幻小说里编出来的段子。

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虽然就像其他蚂蚁一样,行军蚁有着与其小小的身体不相符的强大力量,通过结构合理的外骨骼、强有力的肌肉和高效率的ATP(三磷酸腺苷)能源系统,它们可以搬动数十乃至上百倍于自身质量的重物(某些蚂蚁甚至可以达到400倍),但小小的体型仍然限制了这些蚂蚁捕猎的极限。

绝大多数被行军蚁吃掉的生物,都是小型的昆虫、蜘蛛、蝎子等无脊椎动物,以及盲蛇、蛙类等很小的脊椎动物。行军蚁集团的推进速度通常较慢,人类只要稍微跑快点就能躲开。就算躲不开,只要穿上一双足够厚实的橡胶靴,就能轻易踩死大量行军蚁而不受任何伤害。

当然,也有许多蚂蚁是吃素的,其中一些还发展出了农业和畜牧业:多种切叶蚁类很擅长裁剪树叶,运回巢穴捣碎后变成堆肥,然后在巢穴深处培育各种可食用的真菌。这种以蘑菇种植为核心的“农业”活动历史悠久,很可能有6000万年的历史了。

不少蚂蚁还和其他昆虫,比如蚜虫、介壳虫、角蝉、木蝉等形成了共生关系,通过为后者驱逐天敌、提供保护,获得它们所生产的蜜露。一部分蚂蚁甚至更进一步,演化出了特殊的信息素,可以在一定程度上控制作为“奶牛”的蚜虫,以便更好地圈养它们生产蜜露。

多数蚂蚁则是非常普通的机会主义觅食者,无论荤素,它们都会毫不忌讳地吃掉任何食物,这给了它们极强的适应能力。比如经常出现在室内的小黄蚁(法老蚁),以及中国野外最为常见的大黑蚁等等。而很多人家里之所以闹蚂蚁,主要原因往往也是食物或者食物残渣没有收拾好。与其猛喷杀虫剂,不如先把家里打扫干净比较好。

04 信息素:蚂蚁的化学语言

就像其他社会性昆虫一样,蚂蚁之间的交流主要依靠信息素。信息素是一种高度特异性的外激素,能够在空气中迅速扩散,被其他蚂蚁触角上的化学感受器捕捉并识别。通过这种方式,蚂蚁可以传递诸如“发现食物”“遇到危险”等信息,也可以通过将信息素留在地面上的方式来为后来的同类标识路线。

当然,如果信息素标记受到干扰、陷入混乱,蚂蚁也会陷入迷茫之中,极端情况下甚至会出现“蚂蚁死亡漩涡”这种情况。

除此之外,由于眼神普遍不太好,蚂蚁也依靠物理方式进行辅助通讯:比如通过触角之间的摩擦互相识别身份,确认行动方向,依靠敲击地面来发送信息,甚至在必要情况下发出某些高频声音来告警等。

总之,依靠多样化的通信手段,蚂蚁社会才能作为一个“超个体”实现集体行动,高效地在世界上生存下去。

供稿单位:重庆科技馆
作者介绍:索何夫,科普科幻作家,曾获中国科幻星云奖中篇小说银奖。
审核专家:李春藜
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来源: 重庆市科学技术协会

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