門秋雷
你是否曾停下腳步,觀察穿梭于石縫間或草叢間的那些行色匆匆的螞蟻?作為一類具有高度社會性的昆蟲,螞蟻分工協(xié)作,各司其職,高效地完成筑巢、覓食、清潔和飼喂后代的工作。全世界已經(jīng)記載的螞蟻有1萬多種,在我國分布著600多種螞蟻,其中比較常見的有掘穴蟻、黃猄蟻和黑褐舉腹蟻等。
在世界各地的雨林中,有一類非常奇特的螞蟻把團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力發(fā)揮到了極致:它們往往傾巢出動,圍獵比自身大許多倍的獵物;它們利用自己的身體建造形態(tài)各異的“建筑”……這種奇特的螞蟻就是行軍蟻。
行軍蟻是一類螞蟻的統(tǒng)稱,大約有400種,主要包括生活于南美洲的行軍蟻亞科、生活于非洲的矛蟻亞科以及生活于東南亞的雙節(jié)行軍蟻亞科。
在過去的17年里,美國昆蟲學(xué)家丹尼爾一直致力于對行軍蟻的研究。行軍蟻超強(qiáng)的適應(yīng)能力深深地吸引著他。盡管每次他的研究小組會花上數(shù)周的時間跟蹤蟻群,時常忍受行軍蟻的叮咬,但他們?nèi)匀粯反瞬黄?。行軍蟻的集體狩獵可能是自然界最壯觀的景象之一。丹尼爾的團(tuán)隊在哥斯達(dá)黎加、肯尼亞和委內(nèi)瑞拉的雨林中考察時,多次看到地面突然像被施了魔法一般活動起來。這些“活動的地面”有近20米寬,那是如洪流般涌動的行軍蟻大軍。它們前赴后繼地穿過落葉層,爬上植被,尋找一切適口的獵物。在這些“小戰(zhàn)士”中,只要有一個遇到了合適的獵物(也許是一只螽斯或一條蚯蚓),它馬上會發(fā)出一種化學(xué)信號來召集其他的同伴。之后,它們便以超乎尋常的速度迅速集結(jié),將獵物控制住,并分割成適合搬運(yùn)的小塊。據(jù)統(tǒng)計,在一天中,一股行軍蟻大軍能夠捕食數(shù)以萬計的節(jié)肢動物和其他無脊椎動物。
行軍蟻蟻群在進(jìn)攻的時候會分成幾小股部隊,在戰(zhàn)斗結(jié)束后它們會帶著滿滿的戰(zhàn)利品重新匯聚成一股。在行軍蟻大軍的另一頭,會不斷有新的戰(zhàn)士加入戰(zhàn)斗。這些行軍蟻行動的軌跡如高速公路般在雨林中蜿蜒,軌跡寬度甚至超過100米,根據(jù)這些軌跡你就可以想象行軍蟻襲擊獵物的盛況。
蜿蜒的“公路”,那是如洪流般涌動的行軍蟻大軍
一只螽斯不幸成了這些“小戰(zhàn)士”的獵物
在行軍蟻的食譜上,也有其他種類的螞蟻,尤其是體形較大的木匠蟻
聚集在蟻群周圍的蟻鳥。對于這些蟻鳥而言,行軍蟻成了不折不扣的“外賣小哥”
行軍蟻是地球上個體數(shù)量最多的動物類群,一些生活在非洲的蟻群可以達(dá)到2000萬只個體。生活于南美洲的一種行軍蟻的個體數(shù)量有50萬只。從墨西哥的亞熱帶地區(qū)到巴西的熱帶地區(qū),都能看到它們的身影。這種行軍蟻的食譜特別豐富,包括昆蟲綱的螽斯、蟑螂,唇足綱的蜈蚣,以及蛛形綱的蜘蛛、蝎子等。它們也會捕食一些體形較大的節(jié)肢動物。然而,在行軍蟻的食譜上,最顯眼的是其他種類的螞蟻,尤其是體形較大的木匠蟻。顧名思義,木匠蟻會在樹木的枝干上啃咬出長廊作為居所。當(dāng)行軍蟻對木匠蟻發(fā)起攻擊時,戰(zhàn)斗往往會持續(xù)數(shù)小時。開始的時候,木匠蟻還能封鎖巢穴入口,將行軍蟻拒之門外。但在行軍蟻凌厲的攻勢下,所有屏障都會土崩瓦解,隨之而來的是行軍蟻殘酷的劫掠。行軍蟻會將木匠蟻的成蟻和后代全部帶走,木匠蟻的王國就此消亡。
行軍蟻大軍集體行動,其所到之處可以說是“雞飛狗跳”,其他小動物都會四處逃竄,所以行軍蟻也被稱為“驅(qū)趕蟻”。有些落荒而逃的獵物即使躲過了行軍蟻的捕殺,也仍然沒有逃離危險的境地,因為有一類我們稱之為“蟻鳥”的鳥類聚集在蟻群周圍,它們會躲在一邊伺機(jī)捕食逃脫的昆蟲。對這些悲催的昆蟲來說,可真是“逃出狼窩又入虎口”。有些蟻鳥高度特化,它們只跟蹤雨林里某些特定區(qū)域的蟻群,甚至只在蟻群突襲獵物時才會進(jìn)食。對于這些蟻鳥而言,行軍蟻成了不折不扣的“外賣小哥”。
除了蟻鳥之外,有些寄生蠅科的蠅類也會趁火打劫。它們有的在行軍蟻大軍的上空盤旋,就像一個個小小的直升機(jī),有的停落在樹枝或樹葉上伺機(jī)而動。當(dāng)時機(jī)到來時,它們會俯沖而下,撲向正在逃跑的節(jié)肢動物,在這些可憐的動物身上產(chǎn)卵。之后,蠅卵孵化為蠅蛆,蠅蛆會從獵物的體內(nèi)開始,一點點地把它們啃成一個空殼。
除了蟻鳥和寄生蠅,還有很多依靠行軍蟻謀生的動物,比如行軍蟻中的布氏游蟻。也就是說,行軍蟻養(yǎng)活著數(shù)百種“食客”。由于行軍蟻的食物較為充足,這些“食客”僅僅吃它們的殘羹剩飯就足夠了。
當(dāng)你觀察行軍蟻的時候,會發(fā)現(xiàn)它們的大小、形狀和顏色并不一樣,分成了不同的品級,這在社會性昆蟲中是一個非常普遍的現(xiàn)象。不同的品級不僅外形長得不一樣,而且社會分工也不一樣。
行軍蟻中的兵蟻體形較大,有著象牙色的頭部和一對頗具威脅性的刀狀上顎,它們會時不時張牙舞爪地炫耀武力。遇到天敵入侵時,它們會將上顎狠狠刺入天敵的表皮,有時也會利用蜇刺將毒液注入天敵體內(nèi)。兵蟻的上顎具有極強(qiáng)的咬合力。在一些國家的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中,醫(yī)生有時會將兵蟻在傷者的傷口上排列一排,一旦兵蟻的上顎將傷口兩邊固定住,醫(yī)生就“咔嚓”一聲將兵蟻的身體剪下來。即使沒了身體,兵蟻也不會松開上顎,從而起到了很好的縫合傷口的作用。兵蟻是蟻群中的衛(wèi)兵,它們不參與捕獵,也不負(fù)責(zé)蟻巢內(nèi)的其他日常事務(wù),它們只負(fù)責(zé)保衛(wèi)領(lǐng)地和蟻群的安全。
兵蟻體形較大,有著象牙色的頭部和一對頗具威脅性的刀狀上顎
工雌蟻具有與身體不成比例的超長而有力的后足,這使得它們能夠搬運(yùn)巨大的物體
排在第二位的是工雌蟻,它們具有統(tǒng)一的棕色體色,它們屬于行軍蟻王朝里的搬運(yùn)工階層。工雌蟻具有與身體不成比例的超長而有力的后足,這使得它們能夠搬運(yùn)巨大的物體。當(dāng)獵物大到單只行軍蟻無法搬動的時候,它們會采取群體合作的方式搬運(yùn)獵物。研究表明,行軍蟻的團(tuán)隊合作效率極高,它們合作搬運(yùn)的物體重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等數(shù)量的個體單獨搬運(yùn)物體的重量之和。
兵蟻和工雌蟻雖然特征明顯,引人注目,但它們在蟻群中的數(shù)量較少。行軍蟻群中數(shù)量最多的是工蟻。工蟻什么都干,尋找食物、飼喂后代和蟻后、搭建巢穴等都是由工蟻完成。工蟻的頭、胸都是黑色的,體形大小不一。工蟻雖然不會像兵蟻那樣具有威脅性,但它們也會蟄咬人類。一位昆蟲學(xué)家在研究委內(nèi)瑞拉的行軍蟻時,感覺到有幾個雨點從高高的樹上落到他身上。當(dāng)他發(fā)現(xiàn)那實際上是行軍蟻并迅速將它們拂去后,他還是被漏網(wǎng)的行軍蟻蜇到了。大約一小時后,異常劇烈的疼痛感竟使他抽搐不已。
行軍蟻的團(tuán)隊合作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止狩獵和集體搬運(yùn)。“逢山開路,遇水搭橋”,在這個方面,行軍蟻可以被稱為“大師”。當(dāng)一只行軍蟻跌跌撞撞地進(jìn)入行軍蟻必經(jīng)之路上的一個小缺口時,只要行軍蟻大軍一直穿梭而過,保持一定的流通量,它就會一直待在小缺口處,把自己的身體當(dāng)作墊腳石,確保同伴能夠安全、快速地通過。當(dāng)缺口過大或遇到其他障礙時,行軍蟻就會互相咬住身體,搭建一座“蟻橋”,以節(jié)省爬行距離。這種“橋”的搭建和拆解速度極快,往往在幾十秒內(nèi)即可完成?!跋仒颉辈⒎庆o止不動,“蟻橋”的長度隨著行軍蟻數(shù)量增加而延長,不斷縮短蟻群距目標(biāo)地的距離。研究人員發(fā)現(xiàn),動態(tài)蟻橋并不總是能夠?qū)崿F(xiàn)最短路程,往往在蟻橋延長到一定程度后,參與搭建蟻橋的螞蟻數(shù)量就不會繼續(xù)增加,橋的長度也停止增長。研究人員認(rèn)為,行軍蟻在建橋過程中似乎運(yùn)用了運(yùn)籌學(xué)。由于參與建橋的螞蟻無法參與其他工作,當(dāng)蟻群一旦發(fā)現(xiàn)延長橋梁所投入的螞蟻數(shù)量與其他工作所需的螞蟻數(shù)量失去平衡,它們就會停止投入更多的螞蟻建橋。當(dāng)行軍蟻在狹窄的路徑(比如一根細(xì)細(xì)的樹枝)上通過時,它們會在樹枝的兩側(cè)匯聚成側(cè)翼,通過這種方式拓寬路徑,使得蟻群能夠快速通過。
早期的自然科學(xué)家將這種集體協(xié)作的現(xiàn)象歸結(jié)為行軍蟻的推理能力。但最近的研究表明,這種復(fù)雜的協(xié)調(diào)是通過把一些簡單的規(guī)則轉(zhuǎn)化為大規(guī)模的行為關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)的。這條規(guī)則就是:當(dāng)你的同伴從你身上走過時,不要動。彼此的約定,看似簡單,卻能夠?qū)崿F(xiàn)極為復(fù)雜的協(xié)作行為。
數(shù)以萬計的行軍蟻通力合作,用身體搭建各種“橋梁”
數(shù)以萬計的行軍蟻通力合作,用身體搭建各種“建筑”,如同昆蟲積木一般。只要你有足夠的毅力,再加上一點運(yùn)氣,你也許能沿著行軍蟻大軍走過的足跡找到它們的老巢——行軍蟻用身體搭建的“高樓大廈”??梢哉f這是行軍蟻作為建筑奇才的杰作。與大多數(shù)螞蟻不同,行軍蟻不會在土壤中建造永久性的巢穴。相反,它們會憑借自己的身體筑巢,這種巢穴被稱為露營巢穴。有些行軍蟻的巢穴完全建在地面上,而一般的則會懸掛在樹干上或大樹的基部,其巢穴有時直徑可達(dá)1米。
行軍蟻不像大多數(shù)螞蟻那樣筑巢,它們是用自己的身體建造了一個活巢,也就是露營地。它們傾向于在樹干或小洞穴中棲息。露營的成員們抓住彼此的腿,建立起一個有組織的球狀結(jié)構(gòu)。最老的工蟻在外面,而蟻后在最里面。當(dāng)外面的螞蟻感覺到有動靜時,兵蟻們就會迅速聚集起來,準(zhǔn)備保衛(wèi)巢穴
近距離觀察你會發(fā)現(xiàn),這種設(shè)計堪稱完美!行軍蟻通過足上的鉤狀突起彼此連接,形成鏈條,并進(jìn)一步形成網(wǎng)狀,這非常像建筑工地上圍在大樓外層的腳手架。內(nèi)部的通道和育嬰室同樣由行軍蟻的身體相互連接構(gòu)成。體形最小的工蟻待在育嬰室內(nèi)照顧幼蟻。這種巢穴還能自動調(diào)節(jié)溫度。在悶熱的中午,外圍的行軍蟻會彼此稍稍放松連接,使巢穴整體上變得蓬松一些,這樣空氣就能夠更好地流通,以實現(xiàn)降溫;在寒冷的夜晚,外圍的行軍蟻會收緊彼此的鏈接,保存熱量,為正在發(fā)育中的幼蟻提供一個溫暖舒適的生長環(huán)境。
研究人員在野外調(diào)查的幾個月里,曾目睹過100多個這樣的營地,其中有一個營地給他們留下了非常深刻的印象。研究人員花了幾天時間追蹤一種行軍蟻。終于在一天晚上,他們找到了這種行軍蟻的蟻巢。只見蟻群利用一根掉落的樹枝和兩片大葉子,在開闊的地面上搭建出一個造型奇特的巢穴。巢穴看上去像有三個大殿的大教堂,而那些進(jìn)進(jìn)出出的行軍蟻就像參觀圣保羅大教堂的游客。這真是一種精致的建筑,值得我們?nèi)パ芯亢蛯W(xué)習(xí)。
可能有人會好奇,行軍蟻有如此高效的團(tuán)隊協(xié)作的能力,完全可以像其他螞蟻那樣構(gòu)建精巧復(fù)雜的永久巢穴。那么,它們?yōu)槭裁聪矚g一路奔波,喜歡建造臨時性的巢穴呢?研究人員給出答案是:行軍蟻成功的掠食性生活方式迫使它們演化成了游牧動物,如同侵?jǐn)_農(nóng)耕民族的古代游牧部落。搶劫一個剛剛被洗劫一空的村莊是撈不到什么油水的。相反,迅速尋找新的獵場才是明智之舉。通俗一點兒講,就是“打一槍換一個地方”。因此,對于一個游牧部落來說,還有什么比不需要建筑材料的營地更方便的呢?
營地的搬遷一般在傍晚時開始。當(dāng)一出大戲即將上演時,營地里的行軍蟻會顯得躁動不安,越來越興奮。那些剛剛狩獵而歸的行軍蟻也被工蟻們從巢穴中趕了出來。接踵而來的是向外涌出的行軍蟻的洪流,營地很快就隨之消失。在雨林中某個黑暗的夜晚,沿著前一次突襲的路線,行軍蟻帶著它們的食物和幼蟻再次聚集在一起,一個嶄新的營地很快形成了。當(dāng)然,后面還跟著一群奇形怪狀的等著吃白飯的客人。最后,蟻后以及它的隨從們也出現(xiàn)了。蟻后的出行顯得很有排場,而且受到嚴(yán)格的保護(hù)。蟻后負(fù)責(zé)產(chǎn)卵,它是蟻群中體形最大且最重要的成員。沒有它的存在,整個蟻群就會土崩瓦解。因此,在夜間的搬遷過程中,蟻后一直被兵蟻圍在當(dāng)中,嚴(yán)密保護(hù)。
行軍蟻的蟻后和其他螞蟻的蟻后有很大不同。行軍蟻的蟻后不僅體形更大,而且沒有翅。大多數(shù)種類的螞蟻會派出許多年輕的蟻后進(jìn)行交配飛行。這就是我們偶爾會在春天看到的那些體形更大且有翅的螞蟻個體。一旦受精,年輕的蟻后會脫落雙翅,在地上挖洞筑巢,不斷地產(chǎn)卵,隨著后代個體數(shù)量的不斷增加,慢慢地建立起自己的王朝。幾年之后,它的王朝中又會有新的蟻后誕生,從而實現(xiàn)種系的傳承。但這種策略對行軍蟻并不起作用。因為從無到有、從少到多的方式對行軍蟻而言肯定會以失敗告終。所以它們采取的策略是,將原來的蟻群一分為二,這與蜜蜂的分巢現(xiàn)象非常相似。每個蟻群選擇一個蟻后,各自獨立發(fā)展,從而形成新的行軍蟻王朝。因此,行軍蟻的蟻后對于蟻群的其他成員而言是最稀有和最珍貴的。蟻后從不離開安全的蟻群,并不會讓自己落入危險境地。
行軍蟻的蟻后不僅體形更大,而且沒有翅
行軍蟻不能飛行,這給它們帶來了麻煩——只靠爬行很難進(jìn)行快速而高效的遠(yuǎn)距離遷移,而只有通過高效的遷徙才能避開不合適的地形和生境,找到更適合生存的地方?;蜓芯勘砻?,河流是行軍蟻不可逾越的屏障。這就意味著棲息地的碎片化對行軍蟻的生存構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這種情況反過來又影響行軍蟻獵食物種的多樣性,影響依賴行軍蟻生存的許多物種的生存境況。如果人類想要保護(hù)這些不可思議的小生靈以及它們的同伴,就必須確保它們能夠在它們賴以為生的熱帶雨林中暢通無阻地前進(jìn)。