《蚂蚁的故事》:关于蚂蚁,你所不知道的三个真相

提到蚂蚁,你会想到什么?

无论在城市的道路边,还是乡村的田地里,那些到处可见的小生物看起来总是匆匆忙忙地在赶路。

因为它们的渺小,我们创造了“蝼蚁”一词,用来形容像蚂蚁这样渺小的、力量薄弱且地位卑微的人。有人会自嘲自己“贱如蝼蚁、命如草芥”,也有人激励自己“生如蝼蚁,当立鸿鹄之志”。

然而,蚂蚁真的是渺小到可以被轻易碾压的物种吗?

01 蚂蚁创造的世界之最

翻开蚂蚁的历史,早在一亿年前,蚂蚁就已经生活在地球上,经历过恐龙灭绝等各种灾难之后,蚂蚁依然与人类共存在地球上,至今已经发展出超过一万个物种。

再看下蚂蚁的数量会发现,人类在蚂蚁面前完全是小巫见大巫了。日本曾经在北海道发现过一片蚂蚁王国,在狩湾海岸270万平方米的地域,生活着3.06亿只石狞红蚁的工蚁和1000万只蚁后,它们的蚁巢多达45000个。而这仅仅是蚂蚁世界的冰山一角。

从重量上来看,据科学家估计,地球上所有蚂蚁的总重量与人类的总重量相等。仅以巴西亚马逊热带雨林为例,在那里生活着非常多的蚂蚁集群,据估计,在当地所有蚂蚁的干重约等于该地区所有陆地脊椎动物(包括哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物)干重的4倍。

蚂蚁们分布在全球各处,哪怕有一寸可供生存的土壤,它们都会藉此生存下去,充分利用着其他动植物的剩余空间,默默发展着自己的集群。


在速度和耐力上,蚂蚁渺小且看似纤细瘦弱的身躯同样蕴藏着让人惊诧的力量。

目前动物界已有记录中的最快速度是由鲍氏大齿猛蚁创造的,它的上颚从180°完全张开到完全闭合耗时仅需1/3到1毫秒,此外,它的头部可以以每秒8.5米的速度移动,相当于人类以每秒3公里的速度进行拳击比赛,速度甚至比步枪子弹还要快。鲍氏大齿猛蚁的超快速咬合得益于其神经结构,它的上颚内部有巨大的神经细胞,神经细胞的轴突部分是在有记录的昆虫或脊椎动物中最大的,而且这种巨大神经细胞可以以极快的速度传递神经脉冲。神经脉冲从鲍氏大齿猛蚁的上颚受体细胞到脑,再返回到肌肉细胞,仅需要8毫秒时间,一旦神经信号传递到肌肉细胞,上颚可以在1毫秒内完成闭合。这一天生的武器令无数敌害、甚至人类都望而却步。

实际上,除了个别天生缓慢的蚂蚁种类外,很多蚂蚁的移动速度都令人敬佩。

蚂蚁集群中的工蚁的职责包括到巢外寻找食物,据观察,工蚁在外出觅食时的移动速度非常快,每秒可前进3厘米,如果换算成人类来理解的话,每只工蚁相当于一位1.5米的人类以每小时26公里的速度跑上15公里,或者用3分45秒的速度跑完1.6千米(接近人类田径赛的记录);找到食物之后,还需要负荷300多千克以每小时24公里的速度运回巢里。而且,这种往返跑不是一次性的,工蚁们每天都要重复很多次这样的运动。

除了任劳任怨地寻找食物之外,工蚁们还承担着筑巢的职责。在这一过程中,它们更加展示了顽强又坚韧的毅力。

科学家们曾经在巴西挖开过一个切叶蚁的巢穴,发现里面有1000多个小室,这些小室大小不一,小的如拳头,大的似足球场,其中390个小室充满了真菌和蚂蚁。

科学家们估算了要完成这一工程,蚂蚁们需要付出怎样的努力。

切叶蚁要挖好这些小室,需要把土壤运到地面上。它们累计运出的土壤共有22.7立方米,重达44吨!如果换算成人类的规模,几乎相当于建筑了一座万里长城。科学家们估计,要完成这一浩大的工程,需要蚂蚁运上10亿次,每次的运土量为其自身重量的4-5倍,而且每次运土都是从深处垂直向上,这段距离几乎相当于人类的1千米那么远。


刚看到上述数据的时候,我想你大概如我一样,对蚂蚁这一物种有种肃然起敬之感。虽然在人类眼中,它们渺小到几乎可以忽略,即使在路边看到也不会有多少人低头去观察,但它们却在认认真真过好每一天。

那么,蚂蚁们每天忙忙碌碌,究竟在过着怎样的“蚁生”呢?


02 “超个体”养成记

人类,是地质史上到目前为止最具社会性的动物。与人类相似,蚂蚁也是具有复杂社会性的一类社会性昆虫,而且是少数几类属于生物学家定义的真社会性的昆虫。

根据标准,真社会性昆虫需要同时具备如下三个特征:

成体抚育幼体;

在同一个巢内,两个或更多个世代成体生活在一起;

每一集群的成员分为繁殖的“皇职”职别和非繁殖的“工职”职别。

除了蚂蚁之外,只有白蚁和少数的蜜蜂及黄蜂达到了上述标准。


在一个蚂蚁集群里,一般会包括以下几类职别:

蚁后:负责最初的筑巢及不断地产卵;

工蚁:由受精卵发育而来,负责照顾蚁后、幼虫,筑巢,觅食等;

雄蚁:由未受精卵发育而来,在婚飞时为处女蚁后提供精子,完成这一毕生的使命后便会死去;

处女蚁后:由受精卵发育而来,婚飞后会离开原来的巢穴另建新家;

兵蚁:由受精卵发育而来,当集群发展到一定规模时,需要兵蚁捍卫家园。


这里以切叶蚁为例说明一个蚂蚁集群从零开始的“创业史”。

在婚飞时节来临时,切叶蚁的处女蚁后会带上从“娘家”巢穴里的一点真菌飞出巢外,与多只雄蚁进行交配,将雄蚁的精子储存在储精囊中,之后会掉落在地上,翅膀从基部折断,此后再也无法飞上天空。

在随后的一段时间里,这只蚁后需要凭借自己的力量挖一个深坑,建筑第一个小室供自己定居,在小室内培养真菌,并产卵繁殖后代。雄蚁的精子在蚁后的储精囊中处于未激活状态,可以保持若干年之久,蚁后可以控制是否排出精子以及是否让卵受精,以此控制集群中工蚁及雄蚁的数量。

在第一批工蚁产出之前,蚁后需要靠翅膀基部的肌肉及体内储存的能量支撑生命所需;而等到工蚁能够开始工作之后,蚁后就变成了专职的产卵机器,等待工蚁们完成筑巢、培育真菌、抚育幼虫等一系列的工作。

经过两三年的快速发展,集群会越发壮大,此时,会有新的处女蚁后和雄蚁产生,这些处女蚁后和雄蚁又会在婚飞季节飞出巢穴,开始创建新的集群。

当仔细观察那些发展成熟的集群时会发现,这些集群组织严密,看起来更像是一个统一的有机体,因此称之为“超个体”。在超个体集群里,蚁后起到了心脏的作用,源源不断地产生新生力量,而数以万计的工蚁则构成了这个有机体的四肢和脏器。它们在行动时仿佛遵循着统一的指挥,整体所能发挥的作用远远大于部分之和。


那么,蚂蚁是通过什么方式彼此传递信息的呢?

我们都知道,人类的崛起离不开语言的产生,是语言让我们成为社会性的动物。在当今世界,经济的繁荣、国家的发展更加离不开网络等通讯工具的辅助。

在蚂蚁的世界里是通过什么样的语言进行交流,才能产生如此惊人的超个体效应呢?

根据研究,蚂蚁的通讯系统主要包含三种方式:

首先,与人类一样,蚂蚁也会通过声音来传递信号。蚂蚁的腰部有一个薄的横向刮削器,腹部有一个类似于洗衣板的结构,由纤细的、如同锉刀样的平行脊构成,两者摩擦会发出吱吱的尖锐声音。这种声音有多种用途,例如陷入困境中时用来呼唤同伴,这种声音不同通过空气传播,而是通过震动让同伴感知;有些蚂蚁在发现非常好的猎物或者植物时,会通过呼叫来邀请同伴;还有一些蚂蚁会用自己的头敲击硬表面来传递声音信号,以警示同伴存在危险。

其次,简单的肢体动作即可触发其他蚂蚁的反应。与人类的膝跳反射类似,一只蚂蚁用前足触碰另一只蚂蚁的下唇部位,即可诱发后者反哺液体食物。但这一行为是不区分对象的,只要友好地触碰就可以诱发反应,因此,后文中我们会提到蚂蚁因此会遭受很多的欺骗。

第三种,也是最重要的,蚂蚁最常通过化学物质(即信息素)来传递信息。当两只蚂蚁相遇时,它们会用触角互相触碰对方,目的便在于识别敌我。由于每个蚂蚁集群都有着自己集群的专属气味,因此,信息素在蚂蚁的日常生活中扮演着重要作用。每个蚂蚁集群的蚁后身上都会产生一些可识别的化学物质,工蚁通过对蚁后进行反哺和梳理来向周围散播这一化学物质。当蚂蚁去世的时候,它们的身上同样会产生一些脂肪酸类似的气味,它的同伴在接收到化学信号后就会将尸体扔到垃圾堆。

信息素听起来很高级,比起人类的语言,信息素可以在较短时间内快速传递信息,这也是蚂蚁作为社会性动物的一种进化优势,这使得它们能够快速而准确地识别其他个体,并利用有限的神经系统,遵循简单而严格的规则,作出及时的反应。

但,这也决定了它们的反应几乎都是自动化的,除了化学物质之外的线索经常会被它们所无视。

曾有顽皮的科学家将脂肪酸等化学物质涂抹在蚂蚁身上,然后这只还活蹦乱跳的蚂蚁就被当成尸体被同伴搬运去了垃圾堆,而无论它如何挣扎,都无法证明自己尚在人间的事实。


另一方面,蚂蚁简单高效的通讯系统让蚂蚁很容易成为“冤大头”,一些“寄生虫”仅通过简单的伎俩就可以博得蚂蚁的“信任”。

以施氏食客蚁为例,它们会释放一些化学信号让铺道蚁误以为它们是自己人,从而寄居在铺道蚁的巢穴中,施氏食客蚁的蚁后绝大多数时间都趴在铺道蚁蚁后的身体上,接受着铺道蚁工蚁的“服侍”。据观察甚至有8只寄生蚁后挤在一只宿主蚁后身上的情况,使得宿主完全无法移动。


除了蚂蚁之间的寄生之外,蚂蚁们甚至还会被其他物种寄生,即使这些物种长得与自己截然不同,它们也丝毫不会察觉。

有一种隐翅虫被称为柔毛隐翅虫,它们在幼虫阶段就会寄生在多栉蚁的蚁巢里。这些柔毛隐翅虫的幼虫比蚂蚁的幼虫大很多,甚至比工蚁还大,它们之所以能够被多栉蚁接纳,一方面是因为柔毛隐翅虫的幼虫可以释放出与多栉蚁类似的气味,几乎达到以假乱真的地方,让多栉蚁误以为这是自己集群的幼虫;另一方面,柔毛隐翅虫的幼虫还会采用与多栉蚁幼虫同样的肢体动作来向多栉蚁的工蚁乞讨食物。除了从工蚁处获得大量液体食物之外,这些寄生虫还会吃掉多栉蚁的幼虫,几乎可以视为“鸠占鹊巢”的昆虫版了。


看到这里,如果你以为蚂蚁真是个可怜的物种,那么勤劳、善良,却总是被人欺负,那你就大错特错了。

实际上,蚂蚁是一种特别好战的物种,它们经常在进行着无休止的侵略、征占领地,并尽可能地消灭自己的邻居们,“在有组织的恶行方面,蚂蚁远超过人类,与蚂蚁比较,人类是文雅和温情的。”

03 好战种族的战斗日常

没有深入了解过蚂蚁的人往往会觉得,比起蜜蜂来,蚂蚁可温和多了呀!它们的抗争也许像人类一样,是出于“保家卫国”的使命感吧!

的确,当蚂蚁的巢穴受到攻击时,它们会奋不顾身地“浴血奋战”。有些种类的蚂蚁甚至会为了保护与自己共生的其他昆虫或植物而挺身而出。

在非洲和热带美洲,金合欢属的木本植物会与蚂蚁互相依存,金合欢充满髓状物的中心为蚂蚁提供了天然的巢穴,分泌的糖液又为蚂蚁提供了天然食物,作为交换,蚂蚁可以保护金合欢免受敌害。而这些蚂蚁几乎完美地执行了自己的保护职责,一旦有生物靠近金合欢,攻击性极强的蚂蚁们会快速做出极端反应,即使是无意间靠近的哺乳动物,也会遭到毫无留情的冷酷攻击。

在这种情况下,蚂蚁的战斗的确看起来是“正义之举”,因为保护金合欢相当于保护自己的巢穴和种族。

但也有一些蚂蚁似乎天生是为战斗而生的

打架是亚马孙蚁唯一能做好的事情,……它们从不筑巢也不照管自己的子代,甚至无法靠自己获得食物,只有当水或液态食物碰巧碰到了其短舌后可以舔舐。它们的食物、住所和其子代的抚育工作全都要依赖于奴役蚁,而这些奴役蚁是它们从外集群抢劫过来的工蚁茧中孵化出来的。离开这些奴役蚁它们就不能存活。

亚马孙蚁具有两套相反的本能:在巢里,它们无所事事,或者长时间向奴役蚁乞讨食物、饰洁身体和擦亮其淡红色的外壳;在巢外,它们显示出非凡的勇气和协同行动的能力。

——威廉·莫顿·惠勒(哈佛大学昆虫学教授,美国蚁学家中的领军人物)

惠勒教授提到的亚马孙蚁就是一种专门靠抢劫和奴役别的蚂蚁来生存的物种。如惠勒教授提到的,它们每天在巢内都处于无所事事的状态,可一旦侦查蚁回巢汇报侦查结果,它们就会立即倾巢而出,浩浩荡荡地杀向敌方巢穴,凡挡路者一概惨遭屠杀,可谓具有“嗜血天性”了。

亚马孙蚁的方法过于简单粗暴了,相比而言,蜜蚁更像是工于心计的谋略家,它们会依靠盯梢和虚张声势等方式达到自己的目的,“不战而胜人之兵”。

蜜蚁会在敌方的领地设置哨卡,这些哨兵会在路边耐心等待和观察,如果发现收获蚁运载的是植物性的食物,就让其通过;而如果收获的是白蚁,它们就毫不犹豫地实施抢劫。

等到短兵相见的时候,蜜蚁也不会马上就兵戎相见,虽然它们的上颚和所释放的化学物质都可以致对方于死地,但它们通常会先通过虚张声势的炫耀行为来逼迫对方投降,就像公鸡彼此炫耀自己的鸡冠和羽毛一样。

看了蜜蚁的侵略史,不得不佩服它们是以最少的流血保持长期权力平衡方面的大师。


在历史上,蚂蚁的侵略性更是赫赫有名,让我们的祖先也颇为头痛。

16世纪初,杂食蚁(一种毒蚂蚁)出现在伊斯帕尼奥拉岛和牙买加,当地的居民不得不救助于宗教仪式,求神庇佑以免受蚂蚁之灾。

19世纪,褐大头蚁进入夏威夷之后,造成了当地某些鸟类的灭亡。

20世纪六七十年代,人们通过贸易偶然将小火蚁进入到加拉帕格斯群岛的一两个岛上,现在小火蚁已经扩散到全岛,它们所经之处几乎没有其他种类的蚂蚁存在,所有其他集群的蚂蚁都被它们杀害并当做食物了。


除了抵御外敌和侵略别的集群之外,最令人印象深刻的是,蚂蚁集群的内部也并非一派祥和,依然充满了冲突与控制,“就好像人们入住一个表面和平的城市,入住后才逐渐体会到这原来是一个充满家庭争吵、偷盗、街道抢劫甚至谋杀的城市。”

蚂蚁内部的冲突几乎是广泛存在的,既存在于蚁后之间,也存在于工蚁之间。

蚁后之间的冲突多发生在多蚁后联盟阶段。

由于在较短时间内,多个蚁后能够比单个蚁后产下更多的工蚁,所以在最需要工蚁的早期,多个蚁后组成的联盟集群会得到快速的发展。但所谓“一山不能容二虎”,一个蚁巢中也不会允许多个蚁后共同生活很久,工蚁会根据自己的本能消灭过多的蚁后,而蚁后之间也会发生竞争,直到建立新的平衡。

在蚁后之间的竞争中,一只蚁后会站立在对手的上方,偶尔会踩在对方身上,将对方的头按在地上,以示自己的威权;而总是屈服于其他蚁后的蚁后,就会被工蚁从巢中驱赶走。

也有一些蚂蚁物种的蚁后在争斗中不是采用战斗的方式,而是减少对方的后代数量,例如直接吃掉对方的卵,或者产生一种叫做抑制素的化学物质来抑制处女蚁后和工蚁的卵巢产卵。

看蚁后之间的斗争,精彩程度不亚于宫斗剧呢!


工蚁之间通常是和平共处、共同协作的,可一旦蚁后被移走之后,工蚁们就会爆发权力斗争。

有专家估计,在无蚁后集群中,最有竞争力的工蚁花在互相威胁和争斗上的时间要比它们本应做的照顾幼虫的时间多得多。这是因为在某些蚂蚁物种中,高级别的工蚁能够接受到更多的食物,它们本身可以发育出充满卵的大卵巢在,并产下自己的后代。一旦集群中没有了蚁后,这些工蚁们就会开始“生育权力”的争夺战。

澳洲双刺猛蚁就是一种集群中没有蚁后的蚂蚁,这一物种的所有工蚁都可产卵,它们的幼虫在茧中会呈现出微小的残翅,即胞芽。而工蚁之间的斗争所采用的方式,就是将非自己子代的胞芽都咬掉,这样子代只能发育成无法产卵的工蜂。在残酷的生殖斗争中胜利的那只工蚁最终获得与雄蚁繁殖下一代的权力。

看完蚂蚁的斗争,尤其是工蚁之间的内斗,会让人特别地感慨。

在一般情况下,工蚁总是蚂蚁集群中“最无私”的一类,它们总是任劳任怨地为母亲和兄弟姐妹们服务,多数工蚁为此放弃了自己的生育权,每天的工作是冒着生命危险外出觅食。但是在极端情况下,它们又会充分暴露出“利己主义”的本性,为了让自己的基因传递下去而不惜“姐妹”甚至“母女”相残。

但换一个角度来看,上述只不过是人类用拟人化的手法来解读蚂蚁的行为,是为了便于阐释和理解。对于蚂蚁来说,它们的大脑只有盐粒那么大,也许只足够它们处理嗅觉接触到的化学物质并作出特定的反应。几分钟之前发生过什么、遇到过谁,在它们的大脑里不会留下任何痕迹,更枉论利他或利己等复杂的动机。驱动蚂蚁行为的,都是生物的本能:传递基因。


04 《蚂蚁的故事》源自未泯童心

以上关于蚂蚁的精彩故事,均出于《蚂蚁的故事》一书,书的作者是维尔茨堡大学的行为生理学、社会生物学教授博尔特·霍尔多布勒和哈佛大学生物学家、博物学家爱德华·威尔逊教授。他们之前的著作《蚂蚁》曾经荣获普利策奖,为了将关于蚂蚁的知识以更加科普化的方式让更多的大众所知,他们在《蚂蚁》的基础上又撰写了《蚂蚁的故事》一书。


读罢全书,除了了解到蚂蚁这一物种本身的很多知识之外,两位作者的经历也让我印象深刻。说起蚁学家,全世界估计也只有几百人,那么他们为何会将毕生的精力和无穷的热情都投注在蚂蚁这个物种之上?

作者自己动情地讲到:

在我们的童年和喜欢捉弄昆虫的阶段,大人们没有禁止我们这样做。

在霍尔多布勒小时候,父母不仅没有禁止他这样做,他的父亲还经常带他到野外散步,在散步的过程中观察和讨论路边的昆虫。霍尔多布勒甚至曾经收集人身上的跳蚤,把跳蚤放在一个小瓶子里饲养,用自己的血来喂它,进行自己的科学研究。正是在童年的好奇心和探索欲的驱动下,霍尔多布勒观察并饲养过很多种昆虫,最终选择了蚂蚁作为自己的研究对象。即使在数十年后,两位作者依然对蚂蚁这一物种充满了好奇心,而我们,也因为这一未被扼杀的好奇心对蚂蚁世界多了很多了解。


如果你的孩子告诉你将来想要成为一名蚁学家,你会支持他吗?

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