国家一级保护动物江豚“迁地保护”,为何被迁去海洋馆?......
2024-11-13 85
有“中美洲花园”之称的哥斯达黎加虽然只有半个浙江省那么大,但拥有全球近4%的物种。这个国家作为中立国取消了军队,本国人开玩笑说,空军是金刚鹦鹉,陆军是切叶蚁。
目睹过切叶蚁举着叶片整齐列队前进的人,会觉得这一描述所言不虚,它们堪称训练有素,每只切叶蚁举着的叶片或花瓣相当庞大,分量可以达到自己体重的20倍。不过,它们忙忙碌碌地运回叶片并不是为了直接吃,树叶里的纤维素切叶蚁也很难消化,主要是作为真菌生长的养料。
大规模出动的时候,就像一首英语儿歌里唱的“The ants go marching one by one……ten by ten” | Bandwagonman / Wikipedia
通常所说的切叶蚁是对能切碎植物运回巢穴、培养真菌的蚂蚁的泛称,主要指的是芭切叶蚁属(Atta)和顶切叶蚁属 (Acromyrmex)的成员,现有47种。这两属切叶蚁的外形也比较相似,区别主要在于背侧棘刺数量,分布在中南美洲、墨西哥和美国南部。巨首芭切叶蚁(Atta cephalotes)是芭切叶蚁属的模式种。
将叶片一块块削得只剩叶脉 | Christian R. Linder / Wikimedia Commons
每年热带雨林中约12-17%的新生树叶被切叶蚁消耗,它们的食量不亚于大型食草动物,因此不少地方将其视为害虫,毕竟24小时内就能削光一棵柑橘树的战斗力还是很惊人的,一旦进入农田,短时间内就会造成较大损害。因为美洲之外地方的植物并没有进化出能够抵御切叶蚁的气味、分泌物,也没有能够对它们造成影响的寄生虫或病菌,因此一旦成为入侵物种,对环境的破坏也不容小觑。
千万年的风和雨啊藏着种田梦
切叶蚁的进化之路,伴随着与之共生的真菌的进化。作为切叶蚁主要食物来源的真菌在被长期养殖的情况下,失去了产生孢子的能力,这一“驯化”经历了至少3000万年,约在1500万年前定型。
经过数千万年的锻炼,切叶蚁已经打造出了相当复杂的农业系统,和种群内部的分工息息相关。芭切叶蚁属内的不同“工种”的体型大小差异比顶切叶蚁属更明显。按照体积从小到大分类,巨首芭切叶蚁的工蚁包括极小型(minims)、小型(minors)、一般型(mediae)三类(略有点像奶茶店里的小杯中杯大杯)。
芭切叶蚁属工蚁的体型差距 | Ramiro Chaves / Wikimedia Commons
出镜率最高的切叶片、运叶片的都是一般型工蚁,它们中的“侦察兵”最远可以远征到几十米开外,在发现合适的植物后,留下信息素痕迹,为大部队开路。小型工蚁负责为运输队伍输出防御,攻击可能对采集叶片队伍有威胁的其他生物,也会对叶片做初步的清洁工作。极小型工蚁负责在巢穴内种真菌、饲喂幼虫。
此外还有负责保护巢穴的兵蚁,芭切叶蚁中最大的兵蚁头部宽度可以达到7毫米,接近体长的一半,确实是“巨首”,兵蚁的下颚甚至可以咬破人的皮肤,但它们并不具备生产毒液的功能,比红火蚁要讲武德。
小型工蚁停在一般型工蚁扛着的叶片上,可能是为了保护一般型工蚁尽量不受到寄生蝇的攻击,一旦苍蝇在工蚁身上产卵,幼虫会在其体内寄生,最终将宿主杀死。
放哨的小型工蚁 | Kathy & sam / Wikimedia Commons
叶子被拖回巢穴后,就进入了“化作春泥更护真菌”的环节。负责加工的极小型工蚁将叶片一丝不苟地咬成黏稠的烂糊状,和剁馅儿差不多,再用自己的粪便施肥,使之成为培养真菌的基质。近年来的研究还发现,切叶蚁会和产生抗生素的细菌共生,从而杀死对真菌有害的霉菌。如果发现被培植的真菌出现霉变现象,也会迅速将受感染部分咬掉、运到专门的“垃圾场”,和人类种田时铲除杂草差不多。巢内还会分设不同的“种植园”,避免出现全部霉变的情况。
培育出的真菌菌丝膨胀,呈椭球型,直径约30-50微米,成簇生长成海绵状,为蚁群提供充足的能量。
芭切叶蚁属的真菌园 | Alex Wild / Wikimedia Commons
切叶蚁虽小,但它们联合起来的建筑成果却不小。一个成熟的切叶蚁群落往往能维持30年以上,其工蚁数量能达到惊人的数百万之多,建造的巢穴占地面积可达80平方米、深5米,对它们来说不亚于一座城市了。在巢穴的边缘是专门的“垃圾场”,堆放变质的真菌、蚂蚁尸体、排泄物等,可以达到几立方米的体积。工蚁甚至会定期移动废弃物的位置,确保废弃物被有效分解。
2019年的一项研究发现,切叶蚁巢“垃圾堆”附近的甲烷浓度是森林正常水平的20倍,一氧化二氮浓度甚至高出1000倍,等比例放大的话和污水处理厂相当。
蚁后:带你交配带你飞
和其他蚂蚁一样,切叶蚁未受精的卵发育成雄性,受精卵发育成雌性,其中仅有蚁后可育,体型更大、寿命也更长,约为工蚁的10倍以上。但和大多数种类蚂蚁里蚁后仅和一只雄蚁交配的行为不同,芭切叶蚁和顶切叶蚁的蚁后都是“一妻多夫”的,经统计平均每个切叶蚁巢穴的蚂蚁们至少有2个以上的“父亲”,在拥有社会性特征的膜翅目动物(蚂蚁、蜜蜂等)里较为罕见,很可能是一种提高遗传多样性的方式。
芭切叶蚁属硕大的蚁后 | Christian R. Linder / Wikimedia Commons
切叶蚁蚁后的交配行为在生物学里叫做“婚飞”,在每年雨季开始时(北半球的5 -6 月,南半球的11 月),在大雨后的黄昏或黎明时进行。雌性离开巢穴后,在飞行中与大约4-8只雄蚁交配,获得足够的精子,交配过后,完成使命的雄蚁就会死去。而雌蚁会去寻找适合筑巢的地方挖出洞穴,在这期间翅膀也会脱落。
未交配蚁后离开原巢穴时,在口腔内储存了一些真菌菌丝体,作为开拓新巢的必备物。在它初次产卵、照料首批幼虫和“真菌园”时自己并不进食,直到第一批工蚁能够开始正常工作、饲喂蚁后,它才开始全身心地投入产卵。
巨首芭切叶蚁的有性蚁和工蚁,蚁后在交配前拥有翅膀 | Sarefo / Wikimedia Commons
切叶蚁蚁后建立起新巢穴的成功率仅有2.5%,除了食蚁兽、犰狳、鸟类等各种天敌的侵扰以及外界环境变化的影响外,还有一个原因是硕大的切叶蚁蚁后是中南美洲各国的传统美食,这对它的种群数量也造成了破坏。将它去掉头和翅膀后,有油炸、加柠檬汁烤、加辣椒做成酱等各种吃法,可以搭配玉米饼或者大米饭。干蚂蚁的蛋白质含量高达75%,据说炸过后口感有点像花生。
墨西哥的传统食品蚂蚁酱 | VivaLaPinateria / Wikimedia Commons
在玻利维亚还流传着这样的故事:一个准妈妈非常想吃烤切叶蚁蚁后,但天空万里无云,毫无下雨的迹象,她丈夫便用炸药在蚁丘前点燃,模拟电闪雷鸣,果然第二天不少蚁后飞了出来,让夫妇二人饱餐了一顿。虽然仅仅是故事,但也让人感叹为了吃真是什么都干得出来。
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