3千万年形成的共生关系 切叶蚁与真菌

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分工合作的切叶蚁。(图片来源:Adobe Stock)

有1种蚂蚁拥有地球上仅次人类的复杂社会,牠们与真菌存在着极度完整的共生关系,会在巢中培育出「真菌花园」,这段关系耗费长达3千万年的光阴形成。

拥有仅次于人类的复杂社会 切叶蚁

一些美国南部地区、墨西哥与中美洲、南美洲等国家,栖息著属于热带蚂蚁的特有种蚂蚁,俗称为「切叶蚁」。

切叶蚁泛指「顶切叶蚁属」与「美洲切叶蚁属」,牠们有着将叶片切割的习性,并能够将自身20倍重的物体举起的力量,甚至能以将人类皮肤切开,蚁如其名。

切叶蚁一共有47种,而顶切与美洲虽然外型相似,但仍有些特征能够区别。比如顶切叶蚁属的背侧则较为粗糙,并有4对棘刺;美洲切叶蚁属的背侧则为光滑,并有3对棘刺。

切叶蚁中最小的为「迷你工」的工蚁,牠们的头部宽度不到1公厘,负责照料幼虫与真菌花园。略大一些的是「小工」,其头部宽度约1.8至2.2公厘之间,作为队伍中的第一线防御,攻击任何构成威胁的生物,而一般的「工蚁」则负责叶片的切割与运输工作。再来则是「兵蚁」,体型最大纪录者为南美切叶蚁兵
蚁,牠的头部宽度可到7公厘,身体长达16公厘,牠们负责巢穴的防卫工作,并负责清除队伍路径上的障碍物,以及将重量较高的物体运回巢穴。

切叶蚁拥有极为复杂的社会结构,其复杂性在地球上仅次于人类,牠们展现出优异的多态性,每一只个体都各司其职,尽己所能为族群尽心尽力。其中有翅膀的雌蚁与雄蚁会离巢,牠们透过「婚飞」完成交配,接下来就是退翅膀后,寻找作为新家园的合适地点,不过仅有2.5%的雌蚁能够建立持续长久的蚁群。

只需要经过数年的时间,蚁窝的地下巢穴就能将范围拓展到30到600平方公尺,届时会有高达800万只切叶蚁生活在里面。

3千万年形成的共生关系 切叶蚁与真菌

切叶蚁与蘑菇科的「真菌」存在着互利共生的关系,牠们会对其照料并培育,运输队伍会将花草、叶片的物体运回巢穴,用来当作培育真菌的养分,并会消除可能对真菌产生威胁的霉菌与有害生物,建立出真菌「花园」。

对于真菌的威胁,如果是有害的叶子,切叶蚁会根据真菌发出的化学讯号,停止收集此类植物的叶片;如果是「尸养寄生性属真菌」,它会威胁真菌花园的存续,乃至整个蚁群,有6.6%的蚁群会在建立初期误种此种真菌,而1至2年的蚁群将提升至60%。切叶蚁的后胸侧板腺存在着放线菌门的假诺卡氏菌,它分泌的化学物质能够起到协助牠们消灭这种真菌的效果,但仍无法小觑尸养寄生性属真菌的威胁性。

真菌花园不需要消耗能量制造繁殖用的孢子,它们能产生膨胀的「菌丝」,作为切叶蚁的作物。当真菌培养好后,切叶蚁就会将其「收成」,作为幼虫的食物,成蚁则以枝叶为食。这些真菌因为切叶蚁的照料而存续,切叶蚁的幼虫也需要真菌才能存活,彼此之间存在着专性互利共生的关系。

据研究,切叶蚁与真菌的共生关系在1,500万年前形成,要达到这种长度需要耗费3,000万年的长久时光。

来源:看中国