世界不思議

行軍蟻大戰最凶惡的入侵蟻種,打到一半突然開始自相殘殺

廣大頭蟻是一種危害性極大的入侵螞蟻,這種原產於非洲的大頭蟻已經成功擴散到全球許多熱帶和亞熱帶地區,對生態環境的破壞性足以與紅火蟻和阿根廷蟻相提並論。儘管個頭不大(工蟻體長2毫米,兵蟻3.5毫米),廣大頭蟻具備超強的適應能力和種間競爭力,並且能夠形成規模龐大的超級群落,它們每到一地必會積極取代當地的螞蟻種類,在許多地區都造成了生物多樣性的顯著下降。

廣大頭蟻兵蟻(大)和工蟻(小)遊蟻屬是新世界最具代表性的一類行軍蟻,其中最引人注目的當屬布氏遊蟻,這種行軍蟻的工蟻呈多態性,體長3~12毫米,數量可達70萬之眾。由於它喜愛白天在地面行軍的習性,布氏遊蟻可以說是科學家研究最多的新熱帶行軍蟻之一。布氏遊蟻的食譜廣泛,其中一半是由各種螞蟻組成,黃蜂、蟑螂、蜘蛛和蠍子等其它節肢動物則構成了食譜的其餘部分。資料顯示,廣大頭蟻在一百多年前就已經入侵到中美洲和南美洲的不少地區,如今它們在新世界的分佈範圍已經與布氏遊蟻高度重合,當世上最凶惡的入侵蟻種遇上勢不可擋的行軍蟻,會是怎樣一種情景呢?

布氏遊蟻兵蟻(大)和工蟻(小)行軍蟻攻打廣大頭蟻的蟻巢,從前線返回的部隊卻無緣無故被同伴屠殺墨西哥東部的莫雷洛斯港是行軍蟻經常出沒的地區,布氏遊蟻和鉤齒遊蟻這兩種行軍蟻的密度高達每公頃0.71個群落,同時廣大頭蟻也已經入侵該地,它們之間的衝突是在所難免的。研究人員觀察到,行軍蟻總共對廣大頭蟻的蟻巢實施了多達35次攻擊,其中佈氏遊蟻24次,其餘11次是鉤齒遊蟻。在戰鬥的前半階段行軍蟻還是戰果頗豐的,它們成功攻入廣大頭蟻的巢穴並搶走了一部分卵幼,然而廣大頭蟻也不是好惹的,無論是在蟻巢入口還是內部,廣大頭蟻的工蟻都對入侵者展開了激烈的反擊,它們用大顎咬住並拉扯許多行軍蟻的肢體。

AD:韓國幸福持久口溶片 isentrip.com

鉤齒遊蟻兵蟻(大)和工蟻(小)廣大頭蟻的頑強抵抗是行軍蟻在捕獵其它螞蟻時很少能夠遇到的,這迫使入侵者們不得不在蟻巢內部逗留更長的時間,從行軍蟻進入蟻巢到第一批部隊離開蟻巢往往超過30分鐘,在接下來的40~50分鐘,攻入蟻巢的其它行軍蟻也陸續離巢。在返回軍營的途中,行軍蟻遇上了其它遊蕩在外的同巢夥伴,令人驚訝的是,這些凱旋而歸的戰士迎來的不是同伴們的歡迎,而是一場殘酷的屠殺。研究人員發現,幾乎所有離開大頭蟻蟻巢的行軍蟻都遭到了同伴的攻擊,其中大多數被殺掉,這些無辜的被攻擊者並未反抗,它們只是蜷縮身體、觸角向後摺疊,或者並腹胸(即螞蟻的“胸部”)垂直於地面、腹部向前彎曲,任由昔日的戰友將自己殺死。當最後一批返回的行軍蟻被同族消滅後,行軍蟻的攻擊縱隊開始轉向別的方向,它們逐漸不再招募更多兵力,對廣大頭蟻巢穴的攻擊行動也就此終止。因此,儘管廣大頭蟻失去了一部分卵幼,但群落的核心部分最終還是得以倖免。

AD:韓國幸福持久口溶片 isentrip.com 韓國壯陽口溶片

遊蟻攻打廣大頭蟻後自相殘殺的情況在這些襲擊中,行軍蟻也付出了一些代價,根據學者的統計,平均約有1800只布氏遊蟻和1300只鉤齒遊蟻死於同伴之手,損失的兵力分別佔據整個群落的0.24%和0.67%。行軍蟻自相殘殺的原因,可能是體表化合物在作怪為什麼那些從大頭蟻蟻巢出來的行軍蟻會被同伴當做敵人攻擊呢?科學家對此作出了一個假設,那就是雙方在交戰過程中,入侵者的體表沾上了廣大頭蟻體表的碳氫化合物,螞蟻通常利用碳氫化合物來識別同伴或敵人,這些沾染了大頭蟻氣味的行軍蟻可能會因此被同伴認定為敵人。為了驗證這一假設,研究人員需要做一些實驗,首先將30~50只廣大頭蟻放入裝有20毫升超純水的試管中,然後用手劇烈搖動試管5分鐘,目的在於讓廣大頭蟻的碳氫化合物混入水中,形成乳狀液。接著研究人員將試管內的廣大頭蟻取出,放入行軍蟻,搖動試管10秒後放置5分鐘,同時在對照組中,另一批行軍蟻被浸入裝有20毫升超純水的試管中。

5分鐘過後,研究人員將實驗組和對照組中的行軍蟻取出並放入玻璃容器中做20分鐘的乾燥處理,隨後這些晾乾的行軍蟻會被放到正在行進的同伴旁邊,最後就是觀察它們是否被同伴攻擊。此外,考慮到不同品級的工蟻對實驗結果可能產生影響,學者選用了小型工蟻、中型工蟻以及大型工蟻各30只進行實驗。實驗結果顯示,那些只是浸泡在超純水中的行軍蟻,很容易就返回到同伴的隊列中去,只有一隻大型工蟻被攻擊但並未被殺。而實驗組中的那些行軍蟻就慘了,它們遭到了同伴們的猛烈攻擊,幾乎所有工蟻都被殺死並當做食物帶回蟻巢,僅有2只倖免於難。當這些行軍蟻被同伴圍攻時,它們的姿態和野外觀察中類似,都是一副束手就擒的樣子。工蟻品級的不同對它們的結局似乎沒有什麼影響,絕大多數小型工蟻、所有的中型和大型工蟻都被殺掉。

這個實驗結果證實了學者之前的猜測,行軍蟻自相殘殺的原因很可能是因為粘上了廣大頭蟻的體表碳氫化合物,這擾亂了行軍蟻的敵我識別系統,最終釀成了同室操戈的悲劇。當然,除了體表化合物,螞蟻分泌出的化學物質也有可能沾到行軍蟻身上,之前也有研究指出廣大頭蟻可能會在攻擊時從腹部末端釋放出一些分泌物。這種防禦機制在新熱帶本土螞蟻中是否存在?廣大頭蟻的原產地是非洲,在新熱帶地區它們是一種入侵物種,因此這種防禦機制絕非長期以來與遊蟻協同進化的結果,而是一種意外收益,幫助它們從行軍蟻的襲擊中倖存下來。有人可能會好奇,連初來乍到的廣大頭蟻都能轉移碳氫化合物並觸發行軍蟻內部相殘,那些與行軍蟻共存無數個歲月的本地螞蟻會不會也存在這種防禦機制呢?實際上,這種可能性是存在的,學者在法屬圭亞那曾經注意到類似的現象,布氏遊蟻在襲擊過殘暴火蟻的蟻巢後,遭到了同巢夥伴的攻擊。殘暴火蟻是當地的一種火蟻,這種螞蟻性情凶暴,常常驅趕蟻巢附近的其它螞蟻,它們的群落規模非常龐大,能夠形成綿延54公里的超級群落。

殘暴火蟻研究人員作出假設,布氏遊蟻與相同生境內的某些螞蟻接觸後,可能會產生類似廣大頭蟻那樣的效應。在實驗之前,研究人員在法屬圭亞那的野外採集了四種螞蟻,分別為六刺芭切葉蟻、欺騙大頭蟻、殘暴火蟻以及溫柔弓背蟻。之所以選取這四種螞蟻一是因為它們在布氏遊蟻覓食的地區比較常見,二來它們的體型比較容易用鑷子操作,體型太小的螞蟻在實驗中較難操作。在實驗組中,研究人員使用柔軟的鑷子夾起布氏遊蟻和另一種螞蟻,讓布氏遊蟻和四種螞蟻的軀幹摩擦2分鐘。在對照組中,讓另一些布氏遊蟻和同巢夥伴摩擦2分鐘。通過這些操作,其它螞蟻體表的碳氫化合物被轉移到布氏遊蟻身上。之後這些布氏遊蟻會被放回到同伴中去,研究人員將會觀察它們是否被同伴接納、對碰觸角抑或是被驅趕和撕咬。結果發現,對照組中的布氏遊蟻百分之百被同伴接納,那些沾上六刺芭切葉蟻和欺騙大頭蟻氣味的遊蟻絕大多數也被接納了。沾上殘暴火蟻和溫柔弓背蟻氣味的布氏遊蟻面對的則是截然不同的命運,只有少部分被同伴認可,它們中的大多數都被同伴張著大嘴追趕甚至撕咬。

實驗的結果證明了先前的假設,和布氏遊蟻共存的螞蟻中,的確有某些種類的碳氫化合物會在接觸中轉移到遊蟻身上,並成功干擾了遊蟻的敵我識別線索。既然如此,這些本地螞蟻是否可以依靠這種禦敵機制擋住行軍蟻的進攻呢?答案是否定的,過去的研究顯示,面對來勢洶洶的遊蟻,很多螞蟻的第一反應就是全體撤出蟻巢,只安排少量的工蟻轉移卵幼,遊蟻在搶走大量卵幼後很少殺死工蟻和蟻後,後者在災難過後得以重建家園。

布氏遊蟻在行軍像欺騙大頭蟻和溫柔弓背蟻這些群落較小的蟻種,唯一有效的應敵方式就是逃,它們會失去大部分卵幼,但只要保住蟻後和工蟻,群落就還有恢復的希望。如果它們試圖像廣大頭蟻那樣反抗行軍蟻,只有6000~10000只工蟻的群落面對幾十萬甚至上百萬大軍無疑是死路一條。因此這些螞蟻的工蟻極少會和行軍蟻長時間接觸,碳氫化合物也就幾乎沒有機會傳遞到行軍蟻身上,即使小群落的螞蟻偶爾能將化學物質轉移過去,行軍蟻數量龐大的兵力也會稀釋掉這些氣味,最終依然無法形成有效的防禦機制。當行軍蟻進攻大群落的螞蟻時,由於雙方的工蟻數量比較接近,在群落層面上直接和行軍蟻正面對抗可能會是個有效的禦敵策略,典型的例子就是前文的廣大頭蟻,這些兇猛的入侵物種面對強大的行軍蟻也沒退縮,在蟻巢內部的鏖戰中,身體接觸很頻繁,這有助於化合物的傳遞。

鉤齒遊蟻正在運送搶來的其它螞蟻的卵在法屬圭亞那的本地螞蟻中,殘暴火蟻是最狠的角色之一,這種螞蟻攻擊性很強而且群落規模龐大,附近幾乎所有的螞蟻都很畏懼它,不過它同時也是布氏遊蟻的潛在獵物之一。野外觀察記錄顯示,布氏遊蟻在襲擊殘暴火蟻巢穴時和一些火蟻有過身體接觸,這些與火蟻衝突過的個體後來遭到了其它遊蟻的攻擊,很明顯是化合物在起作用。不過,雖然殘暴火蟻群落很大,但它們面對布氏遊蟻時卻選擇了類似小群落蟻種的策略,也就是大部分工蟻迅速撤離蟻巢,任由行軍蟻劫走它們的卵幼,因此殘暴火蟻其實並不敢正面對抗行軍蟻,它們造成的自相殘殺事件是零星的,無法起到遏制行軍蟻攻勢的作用。這個現象與其他學者的觀察一致,過去有研究指出,殘暴火蟻在面對布氏遊蟻時一改往日的強勢,表現的非常順從。我們也注意到,六刺芭切葉蟻的體表化合物並未引起布氏遊蟻的內部相殘。事實上遊蟻屬的行軍蟻基本上不會嘗試捕食芭切葉蟻屬的螞蟻,兩者在野外相遇時總是忽略彼此、各走各的,這一現象的原因目前還不清楚,可能是因為芭切葉蟻的成熟群落擁有幾百萬工蟻,已經超出了遊蟻的能力範圍。

布氏遊蟻儘管芭切葉蟻很強大,但它們也有自己的剋星,一種名叫艾氏漫蟻的行軍蟻就是以芭切葉蟻為主食,這種行軍蟻有時甚至能徹底消滅擁兵百萬的成熟群落。在芭切葉蟻與漫蟻的戰鬥過程中,許多工蟻都會參與到對抗漫蟻的行動中去,不少漫蟻很可能會沾上芭切葉蟻的體表化合物。然而,研究人員從未觀察到艾氏漫蟻內部相殘,由此可見芭切葉蟻的碳氫化合物至少對漫蟻來說是無效的,無法干擾到後者的敵我識別線索。廣大頭蟻無意中觸發了禦敵法寶,對當地的螞蟻來說可能是一場災難廣大頭蟻的反抗無意中傳播了自身的體表化合物,從而觸發了行軍蟻內部的自相殘殺,這一因素是遏止行軍蟻攻勢的關鍵,就連螞蟻專家也是始料未及。從目前的記錄看,布氏遊蟻和鉤齒遊蟻對廣大頭蟻可以說是見一次打一次,但每次都會因為內鬥而損兵折將,長此以往,這可能會對遊蟻形成一種選擇壓力,也許會導致行軍蟻逐漸降低對廣大頭蟻的捕食頻率。如果局面真的朝著那樣的方向發展,廣大頭蟻面臨的捕食壓力將會大大降低,這些失去天敵的入侵物種會進一步提高種群密度,對本地的許多節肢動物來說絕不是個好消息。

廣大頭蟻兵蟻廣大頭蟻在生態競爭中的可怕之處並不僅限於資源利用性競爭(爭奪食物資源),同時它們也傾向於直接消滅掉對手的整個群落,這一特點在非洲原產地已經有所體現,到了引入地可以說是變本加厲。研究人員曾經選取原產地喀麥隆和莫雷洛斯港最常見的十幾種當地螞蟻,在實驗室中讓它們與廣大頭蟻進行群落層面的競爭。實驗結果顯示,廣大頭蟻對所有蟻種都發動了進攻,喀麥隆的12種螞蟻中有7種以很小的代價擋住了廣大頭蟻的所有攻勢,有3種螞蟻只在少數情況下被廣大頭蟻殺光所有工蟻,只有1種螞蟻表現出脆弱的抵抗能力,有時不到一小時就被消滅掉整個群落。而莫雷洛斯港的11種常見螞蟻中,有5種總是被滅,3種經常被滅,僅有錐臭蟻、臭蟻和熱帶火蟻能以極小損失抵禦廣大頭蟻的進攻。

布氏遊蟻兵蟻(右)和工蟻(左)由此可見,原產地和引入地螞蟻的抵抗能力差異很大,這是因為原產地的常見螞蟻在群落結構和生態特性上很大程度是為了對抗廣大頭蟻的進攻,但是引入地的螞蟻很少具備這樣的特性,面對廣大頭蟻的襲擊它們往往兵敗如山倒,這也是廣大頭蟻能夠迅速取代本土螞蟻的原因之一。在澳大利亞,廣大頭蟻的存在令昆士蘭州某些地區的螞蟻種類數量下降了50~80%,而北領地熱帶雨林中的節肢動物由於廣大頭蟻的入侵減少了42~85%,這些觸目驚心的數字以最直觀的方式揭示了廣大頭蟻對生態系統的可怕破壞力。

Related Articles

Back to top button