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“浆果”蚂蚁:滑翔蚁的僵尸生活 精选

已有 3065 次阅读 2018-11-26 11:25 |系统分类:科普集锦| 滑翔蚁, 僵尸蚂蚁

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发现蚂蚁滑翔和僵尸蚂蚁的生态学家Steve Yanoviak


佛罗里达大学的Steve Yanoviak是一位生态学家。2003年,他到南美亚马逊热带雨林采集蚊子。当他爬上高处采集的时候,受到蚂蚁的攻击,他就把蚂蚁顺手刷掉下去。神奇的事情发生了,这种蚂蚁竟然在空中画了一个完美的J字形,然后重新落回到树干之上。

警觉的Steve 立马意识到,这种蚂蚁的滑翔和飞鼠、飞蛇等不同,蚂蚁属于昆虫,无脊椎动物。这种飞翔机制对于科学来说,可能完全是一种全新的滑翔机制。

于是,他们又带队到巴拿马和哥斯达黎加等的热带雨林中,研究这种特殊的飞翔机制,最后在2005年发表了一篇轰动一时的nature文章。

Ant-graphic-2-NYC-2006.png

滑翔蚁掉落后可滑翔回到树干


这种蚂蚁就是著名的“滑翔蚁”(Cephalotes atratus)。

滑翔蚁生活在高大的树木上,每窝数量不多,身体黝黑,小平头,圆屁股,背上有棘刺。滑翔蚁杂食,喜吃蜜露,尸体,也喜欢吃鸟屎。

Cephalotes_Atratus,.jpg

黑色的滑翔蚁工蚁


为什么这种蚂蚁要滑翔呢?当然是为了保命。雨林下层经常有水,或有其它危险,掉下去就可能再也回不去了。生态学家推测,很可能是由于滑翔蚁每窝数量不多,个体很宝贵,而且容易受动物袭击或风吹从高处掉落,因此它进化出了这种神奇的滑翔机制。

滑翔蚁掉落之后,利用屁股和腿控制方向,利用后背“翻筋斗”重新调整身体姿势,然后利用臀部着落,在没用翅膀的条件下,实现安全着陆。简直堪称空气动力学大师。

红色的僵尸蚂蚁

2005年,当Steve在研究滑翔蚁如何飞翔的时候,他偶然发现在黑色的“滑翔蚁”群中,竟然有红色的个体,屁股红闪闪的,格外耀眼。

Myrmeconema neotropicum1.png

神奇的红屁股滑翔蚁


这是怎么回事呢?这些偶然的红屁股蚂蚁让身体学家感到迷惑不解。

为什么它的屁股会是红的?被人暴踢,还是怎么了?是不是有什么神奇的秘密呢?生态学家又找到了一个新的研究问题。

healthy-ant-vs-nematode-red-an.png

滑翔蚁群中出现了异常的红屁股蚂蚁


观察发现,这些红屁股的滑翔蚁行为举止与黑屁股蚂蚁有些不同。红屁股蚂蚁行动迟缓,而且会高高翘起屁股,似乎要招摇吸引什么似的。

红屁股是不是想吸引鸟儿来吃它? 生态学家通过知识的推测,提出了假说。自然界里有很多寄生虫控制动物的案例,最终让其变成了一个“僵尸蚂蚁”。“浆果蚂蚁”或许就是一个寄生控制行为的“僵尸蚂蚁”。

通过更进一步解剖,发现红屁股滑翔蚁肚子中,满是线虫的卵(Yrmeconema neotropicum)。显然,滑翔蚁屁股变红,是因为感染了寄生性线虫所导致。再进一步的观察发现,红滑翔蚁的屁股,外观与雨林中的一些果实颜色和大小均很相似。红屁股滑翔蚁可能是线虫感染之后,造成的颜色和行为改变。

红屁股滑翔蚁与大戟科植物希巴丹的果实


2008年,Steve Yanoviak最终在《美国博物学家》发表了研究结果:滑翔蚁被一种线性寄生虫感染后,其尾部会变得又红又大,并高高抬起屁股,看起来就像一颗熟透的浆果(希巴丹Hyeronima alchorneoides),将自己暴露出来,从而吸引喜食浆果的小鸟将其捕食,鸟儿将这种蚂蚁吞下肚后,寄生线虫的虫卵会随着鸟儿的粪便传播到更远的地方,进一步寄生其它喜食鸟粪的蚂蚁,完成生命周期。

Myrmeconema neotropicum is a nematode that infects the ant Cephalotes atratus..jpg

感染线虫的滑翔蚁,拟态成熟的红色浆果


当然,这个研究只是一个神秘热带雨林生命现象描述,其机制依然还是个谜。模拟果子的滑翔蚁是否也受到寄生生物化学控制,还是有部分寄生生物的基因被整合到寄主的基因里面,现在我们还不得而知。不过通过对寄生关系的探究,从遗传、行为和生化等方面的研究我们可以更进一步了解这一独特生命系统。

神秘多姿的热带雨林,有很多很多故事,还等着我们人类去探寻。


参考资料:Yanoviak, S. P. , Dudley, R. , & Kaspari, M. . (2005). Directed aerial descent in canopy ants. Nature, 433(7026), 624-6.

Yanoviak, S., Kaspari, M., & Dudley, R. G. J. (2008). Natural history note parasite-induced fruit mimicry in a tropical canopy ant. American Naturalist, 171(4), 536-544.



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