演讲全文>>
甚至有科学家推测,在陆地生态系统中,如果把包括人类在内的所有动物都加到一起,那么其中大概有15%~25%的重量来自于蚂蚁。所以,蚂蚁在这个星球上是非常成功的。
蚂蚁的家庭和自身的组织结构
蚂蚁为什么会这么成功呢?首先跟它的家庭背景有关。蚂蚁的分工很明确,有专门干活的工蚁,专门打仗的兵蚁,专门生小蚂蚁的蚁后,还有专门负责交配的雄蚁。
蚂蚁跟人类不一样,在蚂蚁的世界里,所有的事情都是蚁后说了算,其他蚂蚁只需要根据蚁后的指令各司其职就行了。
如果小朋友们发现自己家里所有的事情都是妈妈说了算,这也是一件好事,至少我家就是这样,这起码会让家庭和谐兴旺。
除了家庭背景,蚂蚁自身的组织结构也非常前卫。蚂蚁跟人类不一样,人类的肉是长在骨头外边,但蚂蚁是一种外骨骼生物,也就是说,它的骨头是长在肉外边的。
这种身体结构有什么好处呢?大家看这张照片,这是蚂蚁脖子的三维立体模型。蚂蚁脖子的外骨骼结构有多强呢?科学家推测,这种结构能让蚂蚁承受自身重量5000倍的压力。
这是什么概念?想象我是一只蚂蚁,如果中关村二小所有的老师、同学加起来有5000人,那就相当于把这5000人的重量都压到我的脖子上,我还能够自由地呼吸。
所以说,蚂蚁的这种外骨骼结构是非常结实、非常强硬的。蚂蚁是名副其实的“钢铁侠”。
蚂蚁优越的住房条件
除了家庭背景和自身结构,蚂蚁的住房条件也非常优越。很多身居大城市的人都住在面积很小的房子里,都在蜗居,但蚂蚁不一样,它们的住房面积非常大。
大家看这张照片,科学家把石膏注入到蚁巢里,等石膏凝固后再把石膏挖出来,居然得到了一个比人还要高的蚁巢模型。科学家把这种模型称为“羊肉串”模型,因为它是通过一个中间的主通道将旁边一间一间的小室串起来的,就像串羊肉串一样。
还有更大的蚁巢,照片中的这些人可不是在建房子,而是在用挖掘机挖蚁巢。在一些比较干旱的地方,蚂蚁为了获得足够的水资源,能将蚁巢建到地下32米深的地方,这相当于人类建造了一个5000米高的建筑。这么大的蚁巢相当惊人,大点的一个房间能装下一个成年人。
这是我从一部纪录片里截取出来的图片,据说科学家为了清理这个切叶蚁的蚁巢,挖出来了40吨土!
我们刚才看到的是建在地下的蚁巢,还有的蚁巢建在地上。
这是我在俄罗斯拍的一张照片,这并不是一个坟头,而是一种叫做红林蚁的蚁巢。红林蚁的攻击性很强,如果你不小心掉进去,那后果将会很严重。所以,大家没事不要去惹蚂蚁。
除了地下、地上,很多蚂蚁还可以在空中构建它们的豪华别墅。
这种蚂蚁就可以把植物的树叶粘起来,做成一个蚁巢。建巢的工作自然是由工蚁来承担的。
工蚁会衔着蚂蚁幼虫在不同的树叶之间跑来跑去,而幼虫的嘴里会吐出来黏性很强的丝,这样就能把树叶粘起来了。工蚁还会衔一些植物的种子到家里,等到(这些种子)长成幼苗后,还能起到加固蚁巢的作用,即使刮风下雨,蚁巢也会很安全。
蚂蚁的天然计步器
接下来我们说说蚂蚁是怎么知道回家的路的。2005年的一项研究表明,蚂蚁能够记住自己离开时的步数。现在人们总是通过各种运动APP记录自己走了多少步,其实几千万年以前蚂蚁就已经在做这项工作了。
科学家是怎么发现这个现象的呢?他们把一部分蚂蚁的腿加长,把另一部分蚂蚁的腿锯短,结果发现,腿被加长的蚂蚁即便走过了家门口,但还是停不下来;而腿被锯短的蚂蚁,在离家门口还有一段距离的时候就停下来找家门了;只有腿长正常的蚂蚁会准确地走到家门口,并且停下来。
据此,科学家判断蚂蚁能够记住自己离家的步数,所以它们不会迷路。
蚂蚁对食物的高效利用与储存
除了能够记住家,蚂蚁还对食物有着高效的利用。蚂蚁是由黄蜂进化而来,因为黄蜂是一种捕食性动物,所以很长一段时间里,科学家都认为蚂蚁也是靠捕食来生活的。
事实上,植物性食物在蚂蚁的食谱中占了很大的比重。也就是说,蚂蚁的成功和它们长期吃素是分不开的。
有些植物会长出一种黄色的叫做食物体的结构,这是专门用来吸引蚂蚁的;有些花纹蜜腺和中空的刺也可供蚂蚁吃、住。
事实上,蚂蚁并不是直接吃植物,它必须借助其他生物来进食,比如蚜虫。很多植物上都有蚜虫,而且很多蚜虫都是由蚂蚁来看护的。
为什么蚂蚁会心甘情愿地看护蚜虫呢?原来,蚜虫通过长长的嘴刺吸植物,获取营养,同时排出的粪便会成为蚂蚁美味的食物,所以它们之间是一种互惠互利的关系。
这种关系非常有意思,如果蚂蚁发现有蚜虫生病了,那么为了避免病菌传染给其他蚜虫,蚂蚁还会把生病的蚜虫给搬走,相当于对病虫进行隔离。
刚才说到蚂蚁会吃蚜虫的粪便,可是蚜虫的粪便是液体状的,蚂蚁如何存储呢?科学家发现了一种叫蜜罐蚁的蚂蚁,它们是作为一种具有存储功能的蚂蚁而存在的。
它们的肚子就像水缸一样大,能够把蚜虫的粪便都存储进去,当其他蚂蚁饿了的时候,这些蚂蚁就会挤出一点食物来喂它们。
你以为吃素的蚂蚁都很温柔吗?不,蚂蚁也是天生的杀手!我们经常看到蚂蚁从植物上抓虫子吃,比如这种特化的蚂蚁。
这种蚂蚁是如何捕食小虫子的呢?原来,它们会提前在植物的茎上钻出很多小孔,然后钻到孔里藏起来,一旦有昆虫爬到植物的茎上,它们就会突然从小孔里爬出来,将虫子死死抓住,吃掉它们。事先埋伏好,等猎物来的时候对它们进行精准捕捉,蚂蚁果然是天生的杀手。
有的时候我们还可以看到蚂蚁在叶片背面捕食昆虫。为什么蚂蚁不会从叶片背面掉下来呢?原来,它们的脚上带着倒钩,这些倒钩的抓力非常强,能够钩住叶片表面的突起。科学家曾做过一个实验,发现位于叶片背面的蚂蚁甚至能抓住一个硬币而不掉下来。
除了为获取食物而捕杀昆虫,有些蚂蚁也会毒杀自己不喜欢的植物。
科学家发现,当蚂蚁不喜欢某种植物的时候,它就会往其叶子里注入一种毒素,这种毒素会在3~7天内引起植物死亡,这样一来,周围一大片区域里就只有蚂蚁喜欢的植物存在,而蚂蚁不喜欢的植物可以寸草不生。
这种现象曾发生在亚马孙雨林里,当时当地的土著把这种现象叫做“恶魔花园”,他们认为这是恶魔造成的。近些年的研究证明,其实并没有什么恶魔,蚂蚁才是造成这种现象的恶魔。
关于蚂蚁对其他昆虫的捕食性作用,大家可以通过一个小实验去证明,这也是科学家曾经做过的一个实验。
当蝴蝶要产卵的时候,你把用橡皮泥做出的假蚂蚁放在植物上,再将另一些外形不像蚂蚁的小黑点也放在这些植物上。你会发现,蝴蝶会避开有假蚂蚁的地方去产卵。也就是说,蝴蝶是害怕蚂蚁的,它们可以通过视觉来判断哪里有蚂蚁,从而避开它,以免后代遭到蚂蚁的捕食。
蚂蚁不仅能够攻击小型昆虫,还能攻击一些大型动物,甚至是大象。
研究发现,蚂蚁能清晰地判断出植物的颤动到底是风引起的还是某些动物拉拽引起的。所以,当风吹动植物的时候,蚂蚁不会出来,但如果是羊来吃植物的话,它就会迅速出来对羊进行攻击。
当然,吃、住都在树上的蚂蚁也能保护植物。在非洲的某些稀树草原里,如果植物上没有蚂蚁,整个生态系统都会面临崩溃。
除了保护植物,蚂蚁还会帮助植物打扫卫生。比如,有一种蚂蚁生活在食虫植物上,这种食虫植物长了一个像杯子状的结构,杯口非常滑,当昆虫不小心落到杯口的时候,会因为太滑而掉入杯中,杯里的液体就会把这些昆虫给消化掉。
科学家在杯口刷上一些脏东西后,这种食虫植物对昆虫的捕食效率就下降了。可是用不了多久,蚂蚁就会将这些脏东西清理干净,杯口就会重新变得很光滑,植物的捕食效率也恢复如初了。
为了适应在植物上的生活,有些蚂蚁甚至进化出了滑翔能力。我们知道,工蚁是没有翅膀的,有翅膀的是蚁后和雄蚁。
会滑翔的蚂蚁如果不小心从树上跌落,它们可以依靠扭动自己的身体,使自己滑向树干,这样就不会落到地上了。这是目前人类已知的没有翅膀却可以进行滑翔的唯一一种昆虫。
刚才讲了很多蚂蚁的特长,那它有没有很惨的时候呢?也有。有一种苍蝇会将卵隐藏在蚂蚁的进食处,比如蚂蚁会吃蜜腺里的蜜露,这个时候苍蝇就会把它的卵产在蜜腺下边。等苍蝇卵发育成幼虫后,幼虫会长出两个长长的牙齿,当蚂蚁再来吃蜜露的时候,苍蝇幼虫就会用这两个大牙死死咬住蚂蚁,然后把蚂蚁吸干、吃掉。
这只是普通的猎杀,还有一种寄生虫能做到仿生捕杀。这种寄生虫有一个生长阶段必须要在鸟的体内完成,那如何才能达到这一目的呢?原来,它会伺机隐藏在蚂蚁体内,当蚂蚁感染了这种寄生虫后,腹部就会变红变大。
就像这张照片中一样,身体黑黑的是正常的蚂蚁,而腹部发红肿大的是感染了这种寄生虫的蚂蚁。被感染的蚂蚁,腹部看上去像一个果实,甚至会随风摆动。当鸟看到这只蚂蚁后,就会以为这是一个水果,于是将它吃掉。
这样一来,寄生虫就顺利进入到鸟的体内了。更可怕的是,鸟排出的粪便里还有这种寄生虫,如果蚂蚁进食的时候再次被感染,那么整个过程就会重新再来一次,寄生虫就是借助这样的循环完成自身生长的。这种寄生虫也被列为2008年十大新发现物种之一。
刚才说的只是一些动物对蚂蚁表面上的利用,还有其他深层次的利用。
比如,有一种叫大蓝蝶的蝴蝶,幼虫时期的它会主动被搬到蚁巢中,由蚂蚁代为抚养。为什么蚂蚁这么傻,要帮大蓝蝶抚养孩子呢?原来,大蓝蝶幼虫身上散发的味道和蚂蚁幼虫身上的味道几乎一模一样。当蚂蚁发现大蓝蝶的幼虫后,会以为这是蚂蚁幼虫,所以就会把它搬进蚁巢,心甘情愿地进行抚养。
大家或许听说过僵尸蚂蚁。一种真菌能够通过释放化学物质改变和控制蚂蚁的行为,让蚂蚁变成自己的傀儡,这种蚂蚁就叫僵尸蚂蚁。
被感染了这种真菌之后,蚂蚁的头部会长出一根棍状物,真菌还可以控制蚂蚁定点死亡。
科学家发现,被感染后的蚂蚁,精神会变得十分恍惚,会在植物上不断地游走,一旦进入距离地面25厘米高,方向在315 ~375 之间的空间之后,蚂蚁就会停在那里,并用腿死死抓住植物的叶片或者茎杆,而这个位置正是这种真菌最容易生长和存活的地方。如果人类将来将这种真菌作为一种生物武器,那该有多么恐怖。
死后的蚂蚁是不是就可以安息了?也不是。科学家发现,有一种独居蜂会将卵产在植物中空的茎里,并用土将卵一个一个隔开,但它在最外层塞的却是一只死蚂蚁。
为什么?原来,这种死蚂蚁的身上有一些化学物质,能够防止其他昆虫前来捕食独居蜂的卵。你看,蚂蚁即使死了,也要被其他昆虫所利用。
所以,自然界没有永恒的赢家,每一个物种的存在要么对其他物种产生有利有弊的影响,要么和其他物种互惠互利、互相依存。生态学家的目标就是不断去发现生物的多样性,认识这种多样性,保护这种多样性。
最后,向大家推荐一本叫做《蚂蚁》的书。
非常欢迎大家以后加入到我们蚂蚁研究的队伍中来。