解密螞蟻億年進化之路 曾與恐龍同時代生存

2020-11-25 遊俠網

紅火蟻

  源自南美洲的紅火蟻,是世界上最具入侵性的有害生物之一。車輛、流水都可能成為紅火蟻的傳播渠道。紅火蟻環境適應性強,繁殖能力驚人,因此,一旦紅火蟻進入某地,如果沒有得到及時控制,將會以驚人的速度發展。

  世界上至少有1.5萬種螞蟻,除了南極洲,螞蟻幾乎遍布所有的大陸,所有螞蟻的重量差不多相當於全球人口的總體重。

  有人戲稱,假使外星人來到地球,他們一定認為螞蟻才是地球的主宰。

  當然,在地球上,人類佔據了主宰地位。不過,要是將成功定義為數量和領土佔據上的優勢,螞蟻可能要更加成功。

  與百種植物數千種動物共生

  螞蟻曾與恐龍同時代

  在非洲熱帶草原上,螞蟻與金合歡樹組成了生物共生組合。金合歡樹樹枝上的空心刺,適合含羞草工蟻作巢,並可供其享用金合歡樹葉尖分泌出的甜汁。當樹木的天敵如天牛在金合歡樹上鑽孔時,含羞草工蟻就會通過吞食天牛的幼蟲將它們消滅殆盡;當大象或長頸鹿來啃食樹葉時,小螞蟻又會猛蜇它們,令其灼痛難耐逃跑。

  在南美洲,蟻棲樹和阿茲特克蟻組成了生物共生組合。蟻棲樹莖像竹子一樣有空腔,阿茲特克蟻用它做自己的巢穴。蟻棲樹葉柄基部叢毛處可以不斷生出富含蛋白質和脂肪的「小蛋」,為阿茲特克蟻提供美食。當專門侵害樹葉的樹葉殺手切葉蟻攻擊蟻棲樹時,阿茲特克蟻就會勇敢地衝出去擊退入侵者,保護蟻棲樹安然無恙正常生存。

  與其他生物創建和諧的共生關係,是螞蟻生存的本能。科學研究表明,與螞蟻共生的生物、植物超過了52科465種,動物則達到了數千種,還有大量未知的真菌和微生物。

  這或許是螞蟻強大生存能力的一種鐵證。從波羅的海沿岸撿到的嵌著螞蟻遺骸的琥珀化石來看,螞蟻至少有5000萬年的歷史,事實上它們的祖先可以追溯到1億多年前的中生代。這是一個恐龍佔據地球的時代,但恐龍並沒有存活下來。

  螞蟻在適應環境時,還特別善於改造環境。亞馬遜熱帶雨林地區「魔鬼花園」就是典型的例證。在這片原始森林中,四周的各種樹林鬱鬱蔥蔥,有一些特殊的區域只稀稀落落生長著一種樹木——檸檬螞蟻樹。美國史丹福大學生物系研究生伊莉莎白·弗雷德裡克森發現,「魔鬼花園」的締造者不是別人,正是亞馬遜雨林中的螞蟻。螞蟻為了建立自己的專屬領地,將侵入領地內的其他植物全都殺死,只保留一個它們最喜歡寄生的樹種。

  弗雷德裡克森發現,螞蟻所使用的是自身產生的「除草劑」——蟻酸。在螞蟻佔領第一棵檸檬螞蟻樹之後,「魔鬼花園」開始出現。隨著時間的推移,蟻酸使花園內越來越多的物種死掉了,通過這種方式,螞蟻幫助它們的寄生樹不斷擴大生長的地盤,與此同時它們的「殖民地」面積也就越來越大。

  「魔鬼花園」的歷史可達幾百年。最大的一塊「殖民地」的面積為1300平方米,「駐紮」了大約1.5萬隻蟻后和300萬隻工蟻,它的歷史估計有807年。

  用「抗生素」種植真菌

  螞蟻從事農業比人類還要早

  擁有特殊的生產技能,是螞蟻的生存絕活。

  包括人類,世界上有4種動物有著「農業種植」的本領,螞蟻也在其列。

  切葉蟻是螞蟻中的農業高手。切葉蟻從樹木和其它植物上切下葉子,但並非為了吃,而是將其帶回蟻穴,製作培養真菌的菌床。切葉蟻首先把葉子切成1-2毫米的碎片,再咀嚼切磨成糊糊狀,然後把液漿粘貼在一層乾燥的葉子上,再從「菌圃」的其它部位拔下一束束菌絲,「種植」到新制的「菌床」上,移栽的真菌在上面像霧一樣擴散,生長極為迅速,24小時內即可布滿菌床表面……

  現階段,科學家們一共發現了550多種螞蟻種植的真菌。

  美國等國家和地區的科學家,曾花了不止15年的時間組合了一個複雜的標本陣列,包括91個螞蟻標本,其中的65個來自於代表不同的培育菌類的螞蟻群落。接著,研究人員們使用了DNA排序以及多種世界一流的計算機算法,構建出了這些螞蟻的進化樹,並且還用到了多米尼加琥珀中的螞蟻化石,用它來校準進化樹中的時間間隔。據此,科學家們可以確定,所有培育菌類的螞蟻都源自一個共同的祖先,這個祖先在5000萬年前全球氣候變暖期間首創了這一農業方式,並且在 2500萬年前出現了4種不同的特殊農業體系,這4個體系各有自己的一套培育菌類的特殊方法。

  而人類的農業文明也不過才僅僅1萬年!

  更加令人驚奇的是,螞蟻在種植過程中,還會使用「抗生素」。多倫多大學的居裡博士花費了三年時間,對包括切葉蟻在內的22種螞蟻進行了仔細觀察。他發現螞蟻的「蘑菇農場」偶爾也會受到黴菌感染,使蘑菇在幾天內全部死光,結果是整穴螞蟻全部餓死。但儘管如此,切葉蟻還是有辦法控制這種災難,其奧秘在於,雌蟻會分泌一種含有鏈黴素的活細菌。切葉蟻蘑菇園中那些忠於職守的小螞蟻勤於察看,一發現黴菌就用隨身攜帶的鏈黴素就地將之消滅,以防止其蔓延。

  螞蟻的這一本領是歷代傳習的。每當切葉蟻分群時,蟻后將蘑菇菌種含在口中,連同隨身的會分泌鏈黴素的細菌帶到新穴傳種,所以切葉蟻的單一品種的蘑菇農場能延續至今,歷經千萬年而不衰。

  這使得藥物學家既羨又妒。人類使用抗生素的歷史還不到70年,卻由於長期遭濫用產生了抗藥性。目前,一些國家的科學家試圖從螞蟻身上尋找突破口,研發出新一代的抗生素,更有效地治癒人類的疾病。

  從獨立王國走向合眾共贏

  螞蟻「聯合國」已綿延5000公裡

  一隻螞蟻不會產生奇蹟,而群體的工作成果往往讓人目瞪口呆。

  1億多年來,螞蟻一直在按自己的「世界觀」改造著世界。它們有組織、有分工,有種族、有軍隊,甚至有國家。美國螞蟻學者愛德華·威爾遜認為,他心目中「生物學最大的未解之謎」——為什麼生命歷史上會有那么二三十種生物達成了偉大突破,建立起高度複雜的社會形態。在他看來,真社會性物種「絕對是生命歷史上最為成功的物種」。

  與人類社會的聯合國類似,螞蟻也在地球上建立了自己的聯合國。洛桑大學的生物學家阿諾德·梅德,利用全球衛星定位系統記錄各蟻穴之間的關係,繪製出全世界最有組織的超級群落社會。

  在瑞士的侏羅紀森林裡,分布著1200個紅褐林蟻蟻穴,用100公裡的通道連接,每一個蟻穴在大小和功能上都有所差異。母穴是當然要有的,還有囤積糧食的季節性臨時穴,以及分區轉繼站的附屬蟻穴。研究表明,這個群落約有1.5億隻螞蟻,數量相當可觀。但更驚人的是,這裡有成百上千隻蟻后和平共處、相安無事。這個體制內沒有戰爭,就像沒有領袖的聯邦一樣,完全是自行組織的。它們以互助式政體為基礎,從來不會陷入無政府狀態。

  螞蟻已不滿足它們往昔的小王國式的社會構架,它們正在走向合眾!

  研究發現,地球上至少有4種螞蟻,已開始組成類似合眾國式的超大型群體,群體內包括幾百個連成網絡的蟻穴,連結這些蟻穴的「通道」竟長達數百公裡。在日本北海道,一個由紅蟻建立的「合眾國」,小團體多達45000個,佔地270公頃,其中有100萬個蟻后,3000億個工蟻;在法國的汝拉山,有一個由1200個蟻穴組成的螞蟻聯合群體;在歐洲南部,一個難以置信的超級大蟻群綿延5000公裡,從義大利的西部海岸沿海岸線一直延伸至西班牙的西北部。據稱,這是世界上已知最大的螞蟻合作群體。組成這個超級蟻群的是阿根廷螞蟻,足有數十億之眾,它們居住在幾百萬個蟻穴中,互相之間緊密合作。

  螞蟻「合眾國」的出現,已然向人類宣示,螞蟻憑藉著它們優秀的社會組織和令人嘆為觀止的集體主義精神,正在悄悄地擴張著自己的地盤。難道,未來世界的主宰真的會是它們?

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