王曉巖

昆蟲農(nóng)夫

王曉巖

大約在距今1萬年前,靈長類的一支——智人(Homo sapiens,即現(xiàn)代人)發(fā)明了農(nóng)業(yè),從而揭開了生命歷史新的一頁,同時(shí)這也是深刻影響地球環(huán)境的一件大事。在強(qiáng)大農(nóng)業(yè)的支撐下,人類進(jìn)入文明社會(huì),人口不斷膨脹,對(duì)自然的影響與日俱增,深深地影響了地球上的整個(gè)生命世界。

然而,就在人類發(fā)明農(nóng)業(yè)4至6千萬年前,昆蟲中的三個(gè)家族早已分別獨(dú)立地開始了“農(nóng)耕”生活。它們分別是舊大陸上的大白蟻亞科的白蟻、新大陸上的切葉蟻?zhàn)逦浵伜腿蛐缘闹炯紫x,而它們的作物則是真菌。就像人類一樣,這些昆蟲農(nóng)夫靠種植為生,發(fā)展出了復(fù)雜的社會(huì)分工,形成了巨大的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

在已知的2600多種白蟻中,大約有330種完全依靠種植蟻巢傘屬(Termitomyces)真菌為生。白蟻農(nóng)耕生活起源于非洲,時(shí)間大約是在2.4至3.4千萬年前之間。它們種植的作物是擔(dān)子菌類的蟻巢菌屬,十分單一。而蟻科(Formicidae)切葉蟻?zhàn)逯写蠹s有200多種是專門靠種植真菌為生,它們起源于5千萬年前的新大陸。與白蟻不同的是,每一種螞蟻農(nóng)夫能種植多種作物,幾乎涵蓋了所有的擔(dān)子菌類,并能夠培育新的作物。白蟻和螞蟻都是用植物材料來培養(yǎng)真菌,真菌將含碳元素豐富的植物材料轉(zhuǎn)變成含氮元素豐富的菌體,然后供給農(nóng)夫們食用。

從系統(tǒng)發(fā)育的角度看,切葉蟻在新大陸的熱帶地區(qū)成為優(yōu)勢的食草動(dòng)物;而種植真菌的白蟻則在舊大陸的熱帶成為主要的分解者,并能形成無脊椎動(dòng)物中最復(fù)雜的生物群和土堆結(jié)構(gòu)。

同人類一樣,農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生深刻地影響了切葉蟻和白蟻的進(jìn)化,今天它們是最先進(jìn)和最復(fù)雜的社會(huì)性昆蟲。農(nóng)耕生活使得這些昆蟲能進(jìn)入以前不能生存的生態(tài)位,成為一支重要的生態(tài)力量。實(shí)際上,種植真菌的白蟻,螞蟻和甲蟲是重要的農(nóng)業(yè)、林業(yè)和家庭害蟲,但它們卻是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,并且早在人類誕生之前就已經(jīng)成為自然生態(tài)系統(tǒng)不可分割的一部分。

研究表明,走向務(wù)農(nóng)之路的切葉蟻和白蟻再也沒有出現(xiàn)返回到祖先生活方式的情況,這表明務(wù)農(nóng)的轉(zhuǎn)變是徹底的革新。人類在1萬年前踏上的是同樣的道路。

務(wù)農(nóng)的昆蟲在經(jīng)歷了幾千萬年的生活之后,最后遭遇到了舊大陸哺乳動(dòng)物最先進(jìn)的產(chǎn)物——人類。這種遭遇產(chǎn)生了很多問題,從人類的角度來說,它們給人類帶來了很大的損失;而從它們的角度來說,人類影響了它們的生存。但作為生命大家庭的成員,大家是完全平等的。相對(duì)于它們,人類的優(yōu)勢在于我們能思考,而它們不能。但優(yōu)勢也意味著責(zé)任,我們的目標(biāo)當(dāng)然是與它們合理相處,而不是企圖完全消滅它們。

昆蟲社會(huì)的農(nóng)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了幾千萬年的自然選擇,它們已經(jīng)具有了應(yīng)付人類農(nóng)業(yè)可能也會(huì)遇到的挑戰(zhàn)的能力。它們同樣要處理物資的運(yùn)輸,生產(chǎn)自己的殺蟲劑和抗生素,積極地處理生活廢物等等問題。因此,我們要進(jìn)一步研究螞蟻和白蟻的農(nóng)業(yè)系統(tǒng),了解它們的長期進(jìn)化穩(wěn)定性,以便為人類未來的食物生產(chǎn)提供借鑒。

能夠＂種植＂真菌的東非白蟻的垤穴

它們種植的作物是擔(dān)子菌類的蟻巢菌屬,十分單一

切葉蟻(PNAS 2008,105,5287-5288)