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红火蚁入侵多省,你只知道蟑螂可怕,其实蚂蚁更可怕

出品:科普中国

制作:苏澄宇

监制:中国科学院计算机网络信息中心

农业部发布消息称,红火蚁已传播至12个省份435个县市区,目前,全国红火蚁主要入侵地区温度回暖,进入红火蚁的严重危害期,这也是全年防控的关键时期。

看到这个消息,其实一点也不意外。因为包括火红蚁在内的不同种类蚂蚁早已占领了世界。

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△美国街边发现的红火蚁巢穴|图片来源:Wikipedia

地球上,除了两极以外,有科学家推测蚂蚁的个体数量可能有1018只,分属于358属的12000种。

在整个地球生态系统中,蚂蚁占到总数量的10—15%,和人类生物总量相当。其中入侵性最强的蚂蚁有阿根廷蚁、大头蚁、长足蚁、红火蚁。

红火蚁原产地在南美洲,体长2—4毫米。其军队蚁长者大头,淡黄色或深褐色。它们攻击性极强,有着强有力的大颚。

一旦入侵一个地方,就会对当地的土著蚂蚁进行种族灭绝。同时,它们会让蚜虫大量繁殖,造成农业的减产。

红火蚁和蚜虫是互利共生关系,蚜虫为蚂蚁提供食物(分泌的一种蜜露),蚂蚁保护蚜虫,给蚜虫创造良好的取食环境。

△红火蚁与扶桑绵粉蚧形成了共生关系|图片:Wikipedia

1930年代初,巴西红火蚁就已通过阿拉巴马州的莫比尔海港入侵美国,如今早已占领整个美国南部地区;2001年,红火蚁也通过类似的方式入侵了澳大利亚。

我国最早发现红火蚁危害的是台湾地区。

2004年4月台湾官方公布的信息说明,2003年9月到10月桃园、嘉义采集到了红火蚁,之后调查明确了桃园县、台北县、嘉义县等红火蚁的发生分布,面积约4000hm2。

大陆最早发现的则是在广东吴川大山江街办事处。2004年9月23日,吴川市植物检疫站符立乾将在大山江街道办事处采集到的蚂蚁标本送至广东省植物检疫站,报告了当地该蚁严重发生危害的情况。

这是第一次红火蚁被作为疫情来报告。

至此之后,红火蚁开始迅速扩大殖民地,蚁群数量呈指数级增长。

△图片来源:文献1

根据这个模型,红火蚁在1995年就已经在中国大陆出现,但到2004年才被发现作为疫情存在。

也就是说在这之前,红火蚁就悄咪咪地繁衍发展了近十年,红火蚁的出现并不是偶然。

△红火蚁筏子|图片来源:Wikipedia

尽管各地为消灭红火蚁付出了巨大的努力,但也只能做到控制,而不能做到根除。因为红火蚁的入侵,给当地造成的损失高达每年30亿美元。

之所以红火蚁难以根除,是因为它们团结一致展现出的集体力量。

我之前发过一个视频,视频中成千上万只红火蚁聚集在一起,用自己的身体搭建成一个浮岛似的"救生筏",以此来躲避洪水的来袭。

这其中,发挥主力作用的正是蚁群中的打工人——工蚁。

△红火蚁筏子的抗击打能力|图片来源:nature

在一个蚁群中,分别有蚁后、军队蚁、雄蚁、工蚁。

蚁后只有生育能力,负责保证蚁群的世代延续;军队蚁有强劲的大颚,负责保卫蚁穴和从事繁重的工作;雄蚁唯一的使命就是和蚁后交配,交配完之后就会死;工蚁是蚁群中的大多数,没有生殖能力,负责蚁穴的修建和幼蚁的抚养。

△工蚁的特写镜头|图片来源:Wikipedia

每天工蚁都在重复着做着同样的工作:大部分去放哨,小部分去找食物或者维修洞穴。

为了保证蚁群的"生存和繁衍",所有任务都是靠工蚁之间不停地相互合作来完成的。

每只蚂蚁生存的唯一意义就是为了保证蚁群的生存。

△红火蚁的蛹|图片来源:Wikipedia

完善的社会组织使蚂蚁组织渐渐逾越了身体形态的专业化门槛。

工蚁们充分信任蚁后能保证群落香火的延续,于是最终放弃了自己的性器官,使得自己的身体彻底变成了活的工具,完全服务于蚁群的需要。真正的工具人也莫过于此。

这就是所谓的真社会性动物,每个工具的本份被发挥到极致,从而使得它们在生物界取得了巨大的成功。

团结就是力量,不要以为蚂蚁只会简单地抱团,它们是有脑子的。

△红火蚁群|图片来源:National Geographic (Anand Varma)

发表在美国国家科学院院刊上的一项研究表明,在中美洲,兵蚁行军跨过热带雨林的地面裂缝时会利用它们自己的身体建造复杂的桥,并根据成本收益平衡问题来调节它们搭建桥梁的效率。

研究人员们在巴拿马巴洛科罗拉多岛追踪兵蚁,并制作了一个Y形平台模仿地面裂缝,同时用延时拍摄拍下蚂蚁穿过平台时的视频。

△图片来源:BASTIAN SAUER

研究人员们注意到,在一开始的时候蚂蚁在Y形平台较窄的位置搭建桥梁以便尽可能少地使用工蚁。

但很快它们意识到为了在穿过桥梁时创造出最短路径,它们必须移到Y形平台上更宽的地方。为了解决动态桥梁结构的净效益,蚂蚁计算了桥梁的效益,包括节省的旅行距离和交通流量问题。

研究人员们表示蚂蚁从更短的旅行距离中得到了好处,付出的代价是扣押了原本能做其它重要任务(比如运输食物或者幼蚁)的工蚁。

研究人员得出的结论是蚂蚁能做某种"成本效益分析"。当蚂蚁建造的桥梁既利用了短路径又没有占用太多工蚁时,它们就会停止搭桥。

由此可见,它们集体的力量是多么的强大。

但数以亿计的红火蚁在一起,它们是如何沟通的呢?

工蚁它们体内有一整套腺体,能够制造出多种化学信息。通过这一系统,它们能够相互交换各种信号。

比如识别同类,在蚁群受到威胁的时候向军队蚁发出动员令,发现食物的时候召唤伙伴帮忙,还有前面说的最大效率化搭桥…

这种完美的生理机制能够让蚂蚁经受住种种考验,承受外部的剧烈变化,使得它们能够全身心投入到地球上的唯一使命——扩张领土!

参考文献:

[1]陆永跃, 曾玲. 发现红火蚁入侵中国10年:发生历史,现状与趋势[J]. 植物检疫, 2015, 29(002):1-6.

[2]Vander Meer, R.K. (1983). "Semiochemicals and the red imported fire ant (Solenopsis invicta Buren) (Hymenoptera: Formicidae)". The Florida Entomologist. 66 (1): 139–161.

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Red_imported_fire_ants_in_the_United_States

[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Red_imported_fire_ant

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