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切葉蟻從樹木和其它植物上切下葉子,將葉片用來種植真菌。它們用長出的真菌餵養幼蟲(成蟲主要是吸食被它們切碎葉片的汁液)。能夠切下葉片的螞蟻實際只有2個屬螞蟻(美切葉蟻屬Atta和Acromyrmex)中的38種。

1 切葉蟻 -簡介

切葉蟻切葉蟻

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,它們比人類掌握青霉素更早使用抗生素。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。

2 切葉蟻 -如何切割葉子

切葉蟻切葉蟻覓食

切葉蟻的食物加工過程很有趣。體型最大的工蟻離巢去搜索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粘貼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。它們把真菌懸挂在洞穴的頂上,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。

3 切葉蟻 -培育真菌

切葉蟻切葉蟻 被喻為城市殺手

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。它們把真菌懸挂在洞穴的頂上,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。

切葉蟻切葉蟻外觀

實際上它們只分佈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,到一定規模后,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后,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。

4 切葉蟻 -最新研究

社會行為與特殊基因有關 通過與其它螞蟻基因序列比較及分析發現,一些特定基因與切葉蟻社會行為及共生方式具有重要的關係。由丹麥哥本哈根大學、深圳華大基因研究院的國際研究小組共同完成的切葉蟻的基因組測序與分析成果2011年7月1日在國際知名雜誌《Genome Research》上在線發表。此成果為社會行為學等研究奠定了重要的遺傳學基礎,並使人們對切葉蟻這種特殊的生物有了更進一步的認識與了解。


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