簡介
在亞馬遜的熱帶叢林就有這樣一種怪螞蟻,它們並不直接吃樹葉,而是將葉子從樹上切成小片帶到蟻穴里發酵,然後取食在其上長出來的蘑菇。這就是切葉蟻,又叫蘑菇蟻。切葉蟻是唯一切割新鮮植物,並用它們種植食物的動物。它們比人類更早掌握了種植技術。
切葉蟻利用微生物所產生的抗生素對付“農場”中的雜菌,它們比人類掌握青黴素更早使用抗生素。切葉蟻是終極食草動物。每年消耗掉當地葉子產量的12%-17%。高效的廢物處理機制,專職的廢物處理員和專業處理手段,成功阻止有害病菌和疾病在底下城市傳播。
基於傑出的建築才能,切葉蟻的巢穴可以深達8米,但是空氣從巢穴表層到中心都是流通的。極多種類的分工。不同工蟻的頭寬可以相差8倍,身體乾重可以相差200倍。一個龐大的切葉蟻群體能夠達到800萬成員。大型兵蟻強健到可以切割皮革。切葉蟻是效率的典範,不同類型的螞蟻承擔不同的工作。
如何切割葉子
切葉蟻的食物加工過程很有趣。體型最大的工蟻離巢去搜尋它們喜好的植物葉子,利用刀子一樣鋒利的牙齒,通過尾部的快速振動使牙齒產生電鋸般的震動,把葉子切下新月形的一片來。同時,它們發出信號,招來其他工蟻加入到鋸葉的行列中。切下一片葉子的工蟻就背著自己的“勞動成果”回到蟻穴去。它們每分鐘能行走180米,相當於一個人背著220公斤的東西,以每分鐘12公里的速度飛奔,可見其速度與體能之驚人。
在蟻穴里,較小的工蟻把葉子切成小塊,然後再切磨成漿狀,並把糞便澆在上面,其他工蟻在另一間洞穴里把肥沃的液漿貼上在一層乾燥的葉子上,還有的工蟻從老洞穴里把真菌一點點移過來,種植在葉漿上。真菌在上面像霧一樣擴散,一大群矮腳蟻管理著真菌園。
對於切葉蟻,真菌對它們具有非常重要的意義,可以說是它們的救命草,因此,它們十分注意呵護、培育真菌。切葉蟻用昆蟲的屍體或植物殘渣之類的有機物質培育真菌。它們把真菌懸掛在洞穴的頂上,並用毛蟲的糞便來“施肥”。真菌園的管理十分認真,特別是那些專門擔任警衛工作的兵蟻,簡直不敢離開一寸,生怕外來蟻入室偷竊。一旦發現不速之客,它們個個勇猛異常,與入侵者展開殊死搏鬥。由於這一特性的存在,它們也成了蓋亞那印第安外科醫生做縫合手術時的好幫手。這些土著醫生先將病人的傷口對合,然後操縱兵蟻用其雙顎進行“縫合”,然後剪去蟻身,留下的蟻頭就會起羊腸線的作用,將傷口縫合得很緊密。
培育真菌
對於切葉蟻,真菌對它們具有非常重要的意義,可以說是它們的救命草,因此,它們十分注意呵護、培育真菌。切葉蟻用昆蟲的屍體或植物殘渣之類的有機物質培育真菌。它們把真菌懸掛在洞穴的頂上,並用毛蟲的糞便來“施肥”。 真菌園的管理十分認真,特別是那些專門擔任警衛工作的兵蟻,簡直不敢離開一寸,生怕外來蟻入室偷竊。一旦發現不速之客,它們個個勇猛異常,與入侵者展開殊死搏鬥。由於這一特性的存在,它們也成了蓋亞那印第安外科醫生做縫合手術時的好幫手。這些土著醫生先將病人的傷口對合,然後操縱兵蟻用其雙顎進行“縫合”,然後剪去蟻身,留下的蟻頭就會起羊腸線的作用,將傷口縫合得很緊密。
螞蟻的每種不同“農業體系”都有其培育真菌的獨特方式。例如,在大約2000萬年前,有一種群的真菌培育螞蟻發明了“更高級的農業”,它們培育真菌來生產特殊的“果實”,並收穫和食用真菌生產的“果食”。他們認為,切葉蟻屬於該種群的螞蟻,起源的時間比較晚大約實在1000萬年前。然而,科學家還發現,生活在南非的某些真菌培育螞蟻在進化中存再著“空鏈”的現象。
實際上它們只分布在中美洲和北美洲乾燥的熱帶和副熱帶地區,但它們是當地的優勢物種。無可爭議的,它們在當地人和遊客們中是最著名的螞蟻。這其中大部分的原因是它們形成了非常龐大的葉片採集和運輸隊伍,它們甚至能將250米以外的葉片運到巢穴。
切葉蟻是擁有自然界最精細社會的生物之一。這源自於它們所進行的特殊農業生產(他們是除人類以外少有的幾類能夠通過種植獲得食物的生物之一 )、龐大的群體(Atta sexdens一窩可以達到800萬個體)和它們神奇的社會分工(不同大小的螞蟻承擔不同的任務)。
真菌種植者
切葉蟻以種蘑菇為生,早在蟻后婚飛時就將娘家的菌種藏在自己口中的凹陷處,之後,經過自己開創家園,到一定規模後,開始由工蟻開闢香菇園地。
切葉蟻在巢穴中利用植物材料種植真菌“蘑菇”。植物材料是它們從周圍的植物上切割下來的葉子、花瓣或者其它的部分。一旦探路的螞蟻發現了合適的植物,它就會留下一條氣味組成的路徑,然後回去召集同伴。中等體型的工蟻(頭寬大約2毫米)切割下樹葉,然後把葉子搬回巢穴。體型較小的螞蟻來回跑動,擔任警戒任務。有些小型螞蟻會跑到正在搬運的葉片上“搭順風車”,這種行為的原因目前還不清楚(Linksvayer et al 2002)。一種說法是,這是為了防止非常小的寄生蠅攻擊正在勞動的中型工蟻。
有時我們也可以發現在這樣的運輸隊伍中夾雜著巨大的兵蟻,它們的頭寬可以有7毫米,體長超過1.7厘米。兵蟻曾經被認為單純為了戰鬥而存在,但最新的研究表明它們可能還有其它的功能(San Juan and Li, 2004a)。
當收穫的螞蟻回到巢穴後,它們將葉子交給小一些的工蟻。這些工蟻將把葉子送到眾多農場中的一個,在那裡,葉片將被更小的螞蟻逐級切成小塊,直到被咀嚼成為菌床。不同的切葉蟻菌床準備、栽培方法不同,這種行為具有一定的學習性,可見切葉蟻的智力高於一般螞蟻,更高於一般昆蟲。絨毛狀的真菌將被巢穴中最小的螞蟻照料,它們最後把生產出的“蘑菇”分配給巢穴中的其它成員。
田間管理
為了保護它們種植的真菌,切葉蟻巧妙利用了生長在它們皮膚上的鏈酶菌(Streptomyces)所產生的抗生素,這些抗生素能高效地殺死入侵者。一旦真菌種植地被螞蟻遺棄,那裡很快就會長出許多雜菌。為了防止菌絲過度繁殖,小工蟻也不時的將有些菌絲除去。有時因為小工蟻的數量不夠,菌絲泛濫難以阻止,消耗大量的氧氣,這會使幼蟲窒息而死,造成整個群體的毀滅。因此,一旦將要發生這種菌絲“瘋”長的跡象,工蟻只好攜蟻后和幼蟻等棄家而逃。
這個螞蟻、細菌和真菌組成的莊園,是一個極為複雜的體系,也是自然界中協同作用的一個典範。