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2021 年 03 月 18 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国

切叶蚁的“蚂蚁农场”

葛应强

  时值初春三月,惊蛰已过,春雷的响动声惊醒了蛰伏的动物,春耕时节已然到来。人类从事农业耕作已有约1.2万年的历史,比起采集和狩猎,种植农作物才是更为稳定的获取食物来源的方式。

  然而早在五六千万年前,昆虫就已经熟练掌握了耕作的技能。在蚂蚁、白蚁及甲虫等几类会“种地”的昆虫中,切叶蚁可谓是佼佼者。它们通过栽培可食用真菌,实现了食物资源的自给自足。

  咱们工蚁有力量

  正如其名,切叶蚁最为人熟知的行为便是会使用发达的上颚来切割叶片。它们并不会直接食用切下的叶片,而是会将其带回蚁巢当作栽培真菌的养料,以此来经营自己的“蚂蚁农场”。

  获得适合的植物叶片并种出真菌可不是件简单的事情,切叶蚁们需要不同工种的工蚁彼此协作,才能完成这项浩大的工程。

  首先派出的是速度敏捷、充当侦察兵的工蚁,它们的任务是前往各处,去搜寻能用于培养真菌的植物。第一波增援的角色是能把嘴巴当剪刀使的大型工蚁,大型工蚁用极其强大的上颚把整片树叶切割成多个便于运输的小块。

  运输兵回到蚁巢后,会把叶片碎块转交给另外一种角色——小型工蚁,它们需要进一步处理叶片碎块,将其不断咀嚼,并混合唾液将其变成浆糊状的营养物质,也就是制作培养基。培养基做好之后,小型工蚁便会把菌种移栽过来,再悉心照料,直到长出可供食用的成熟真菌。

  依靠不同工种间的配合,切叶蚁家族才得以世代都靠栽培真菌来养活自身。

  养菌还能润泽四方

  切叶蚁的农业劳作益处颇多,除了能给家族成员提供食物、保证种群自身的繁荣昌盛之外,还能帮助改善蚁巢周围的环境。

  通过对比切叶蚁蚁巢近处和远处的环境,研究人员发现,蚁巢附近的土壤更加肥沃,而且邻近植物群落有着更优的生长参数(即植株半径、株高及根茎生物量更高)。切叶蚁之所以能够改善周围的土壤及植物,是因为其种植蘑菇所产生的大量废渣废料重新进入了食物链,促进了营养物质循环。

  那么,切叶蚁是如何处理废渣废料的呢?一般说来,有两种方法:一种是通过工蚁将废料碎块运到巢穴之外,这种处理方法有利于草本和小树等根系较浅植物的生长;另一种方法则是将废料堆积在蚁巢内部深处的储藏室,对根系比较深的大树有所裨益。

  共生真菌:吃我可不能白吃

  在“蚂蚁农场”中,切叶蚁和真菌之间并不是简单的食用关系,而是一种互惠互利的共生关系——切叶蚁获得了共生真菌所提供的稳定食物来源,同时也充当着保镖的角色。

  不过,切叶蚁要驱赶的天敌,是一些会与共生真菌进行竞争的杂菌。会制作培养基的小型工蚁,在照看共生真菌时还有个额外任务,那就是将其他野生杂菌的孢子挑拣出来搬走。而且,切叶蚁自身还会分泌一些抗体物质来抑制有害菌类的生长。

  在经历和切叶蚁漫长的协同进化之后,真菌的生活史也发生了变化。真菌一般是通过子实体(即蘑菇)和孢子来繁殖及扩散的,但切叶蚁培养的共生真菌除外。这些共生真菌不再需要产生子实体和孢子,因为切叶蚁就已经成为了它们繁殖及扩散的唯一媒介。

  切叶蚁和共生真菌彼此相互“磨合”,互相依存,甚至年轻蚁后在分巢时也要带着原来家族中的菌种,通过培育新的蚂蚁农场,来建立自己的新家族。

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