弱小的外表
螞蟻和蜜蜂、胡蜂是近親,同屬于胡蜂總科,膜翅目。螞蟻的體長從0.75毫米到52毫米不等,顏色也多樣化。大多數螞蟻的體色是紅色或黑色,極少數是綠色,一些熱帶螞蟻的體色帶金屬光澤?,F在世界上已發現10000多種螞蟻,而科學家估計實際數量更多。
熱帶螞蟻
螞蟻在外形特征上有著和其他昆蟲顯著的區別。螞蟻的頭部兩側長著兩只復眼(但它們的視力并不好,一些種類的螞蟻長年生活在黑暗的巢穴中,幾乎是瞎子)0螞蟻的額頭上長著三只單眼,用來感知光線的變化。此外,在螞蟻的頭上還長著一對可以彎曲的膝狀觸角,可以用來分辨化學信息素,感覺空氣的振動。螞蟻的嘴巴上長著兩片強壯的上顎,用來銜住食物,搬運物件,建造巢穴和防御。一些種類的螞蟻在口腔中長著像小袋子的口下囊,可以用來暫時貯存食物,在返回巢穴時再喂給同伴或幼蟲。
螞蟻觸角
螞蟻的胸腹部上長著三對足,后腹部的腹腔內長著重要的內臟,包含生殖和排泄系統,以及很多腺體。和其他昆蟲一樣,螞蟻也長有外骨骼,就是一層包裹在身體外面的保護套。昆蟲沒有肺,氧氣和二氧化碳等氣體都是通過外骨骼上細小的呼吸孔進行交換的。螞蟻沒有血管,但在背上長著細而長的帶孔的管子,功能和心臟一樣,稱為“背主動脈”,作用是將血淋巴輸送到頭部,維持體內的液體循環。螞蟻的神經系統是由沿著腹側延伸到整個身體長度的神經構成,上面布滿神經節和分支,延伸到螞蟻身體的每個細小肢端。胸腹部和后腹部是由結節連接的,結節是螞蟻特有的生理構造,是它們區別于其他膜翅目昆蟲的重要特征。結節一般有兩節,少數種類的螞蟻只有一節結節。
雖然螞蟻在外表看去很弱小,但螞蟻家族卻是地球上最興旺的昆蟲家族,除南極大陸以外,它們分布在世界上每一塊土地的各個角落。螞蟻是一種很古老的昆蟲,早在13億年以前的白堊紀中期,恐龍生活的時代,一些古代螞蟻就開始出現在北半球古大陸。那時螞蟻剛從胡蜂中分化出來,數量還很稀少,只占當時昆蟲總量的1%。大約在1億年前,當被子植物開始在地球上出現時,螞蟻也開始了大規模分化。到6000萬年前的第三紀初期,在經歷了適應性擴張之后,螞蟻呈現出生態優勢,數量猛增。在科學家發現的第三紀化石上,常常留有古代螞蟻的蹤跡,特別是在琥珀化石里有大量的古代螞蟻被完整地保存了下來。這些古代螞蟻有1/10的種類一直繁衍生存到了今天,總數量達到1018只。
螞蟻的數量如此之多,在地球上生存時間如此之長,那么它們強大的生命力從何而來呢?
螞蟻在地球上占有一個廣闊的“生態位”。何謂生態位?生態位是一個物種所處的環境以及其本身生活習性的總稱,是這個物種生存所需的廣義“資源”。一個物種只占有一個生態位,生態位包含的范圍越廣,這個物種的適應性就越強,越不容易滅絕。
蟻群要生存和發展,首要條件是充足的食物。螞蟻是雜食動物,食譜很廣。螞蟻靠吃肉來獲取蛋白質,所以會捕食活的昆蟲,也不嫌棄動物的尸體,即使是從未見過的海鮮,只要出現在領地上,它們也照單全收,一些強悍的螞蟻甚至會捕食同類,把自己同伴的尸體也看做蛋白質給吃掉。另外,植物也是螞蟻的食物來源。植物的種子能給螞蟻提供糖類,是成年螞蟻最需要的營養。例如收獲蟻的主食就是植物種子,它們將種子收集到蟻巢中,再按照不同的種類分別儲存在一個個小房間里作為蟻糧。除了從自然界獲取食物,一些與人類為鄰的螞蟻還會從人類的生活環境中開發食物來源。我們常常在家里的陽臺上和廚房里發現螞蟻。
它們喜歡收集糖和餅干等,包括丟棄的食物殘渣。它們還捕食家養的昆蟲寵物,所以養蠶的農戶必須清除房屋附近的蟻巢,否則螞蟻隊伍就會長驅直入,殺死并搬走蠶寶寶。在嚴酷的環境中,螞蟻養成了不挑食的好習慣,讓它們熬過了一次又一次毀滅性的災難。
除了行軍蟻那種沒有固定住址、到處游蕩的種類,大多數螞蟻都是筑巢的能手,
它們的巢穴可謂多種多樣。建造在地下的被稱為土巢,有的土巢會向地面上突起形成一座小丘,也就是蟻山。蟻山往往只是螞蟻巢穴的“冰山一角”,在地面之下還會有巨大的巢穴。因此擁有蟻山的螞蟻群體的數量會非常巨大,最好不要去招惹,否則會引來螞蟻們的圍攻。樹棲螞蟻將巢穴建造在樹上,有泥巢和葉巢,或者直接在樹干上打洞。懸掛在樹枝上的泥巢就像是螞蟻的“花園”——植物從泥巢中生長出來,看上去就像一個個花園。螞蟻將植物種子埋在泥巢中,
樹上的螞蟻巢穴
待植物發芽生長時,可以利用植物的根系來擴大和穩固蟻巢。發明葉巢的是織葉蟻,它們在樹葉上站成一排,用上顎拉攏兩片樹葉,另外有工蟻銜著老熟幼蟲在兩片樹葉的接縫間來回吐絲,將樹葉粘連在一起,建造成一層裹一層的巢穴。
螞蟻在一生中都孜孜不倦地覓食和筑巢,無論遇到什么樣的災難,只要還有少量生殖蟻存在,它們就能找地方繁衍生息。
忙碌的一生
珍貴的翅膀
我們平時看見的螞蟻,都是用六條腿奔波著,沒有翅膀。然而,肩負起繁殖后代責任的雄蟻和雌蟻都長著翅膀,
雄蟻
可以飛到數米高的空中。每年扶春末到秋末是螞蟻交配的季節,生殖蟻會從巢穴中爬出來,成群結隊地飛向交配地點,這是螞蟻王國最隆重的儀式,被稱為“婚飛”。儀式開始的時候,工蟻和兵蟻會先涌出巢穴,趕走附近的敵人,為生殖蟻提供地面保護。接著是一群雄蟻飛到選擇好的交配地點,釋放出信息素,雌蟻循著氣味飛到雄蟻群中,選擇交配的對象。幾只雄蟻會爭奪一只雌蟻,這時優勝劣汰的自然法則開始發揮作用,那些體力好能堅持到最后的雄蟻將得到交配權,和雌蟻一起落到附近的草木上,完成交配。交配完的雄蟻會很快死亡,但它的精子可以在雌蟻的體內保存幾十年,不斷地供應給雌蟻產生后代。雌蟻在交配完后會離開,尋找適合產卵的地方降落下來筑巢產卵,也可能再接著進行幾次交配。這種雄蟻先集群、雌蟻后趕來交配的方式,被稱為“雄蟻集群模式”。另外還有一種“雌蟻召喚模式”,指雌蟻爬出巢穴不遠,就在地面上釋放信息素,召喚雄蟻前來交配。這種模式的好處是降低了雌蟻外出的風險,從而增加了蟻群繁衍的機會。
蟻后
王國的誕生
完成交配的雌蟻就成為受精蟻后,它會離開母巢占據的區域,飛行一段時間后選擇一個適宜筑巢和產卵的地方降落下來,折斷自己的翅膀,開始營造一個新的王國。
對新蟻后來說,第一次獨自筑巢產卵的經歷是十分殘酷的。如果選錯了地方,降落在其他螞蟻的巢穴附近,新蟻后就可能被其他螞蟻發現并殺死。為了躲避敵人的侵害,新蟻后必須盡量減少自己的氣味擴散,它往往將巢穴的出口堵住,獨自在黑暗中產卵。幾天到十幾天后,第一批蟻卵孵化出來了,這時候蟻后會用儲藏在自己體內的食物來喂養幼蟲,但往往儲備有限,它只好用自己身上的一些肌肉組織來當作幼蟲的食物。一兩個月后,當第一批工蟻誕生時,蟻后已接近衰竭。接著,工蟻接管了覓食、育幼和照顧蟻后的工作,蟻后才過上真正的王后般的生活,它開始不停地產卵、孵化出新的工蟻,工蟻們則將巢穴不斷擴展,成為一個越來越壯觀的王國。然而,有的蟻后沒有那么幸運,如果孵化出來的第一批工蟻外出覓食時遭遇到不測,或者擴散的氣味引來強大的敵人,這個新生王國可能到此就夭折了。
蟻后
奇異的多態性
螞蟻是完全變態的昆蟲,要經歷卵、幼蟲和蛹的生長階段,最后羽化成成蟲。由同一個蟻后產出的卵,到最后會產生出性別、體形和分工都不同的成蟲。如果蟻后產出的是由儲存在體內的精子和卵結合成的受精卵,產生的后代就是雌性;如果蟻后直接產出未受精的卵,產生的后代就是雄性,即“婚飛”時負責交配繁衍后代的雄蟻。然而,由受精卵繁育出的雌蟻也會產生分化,少數會成為具有生殖能力的雌蟻,長著珍貴的翅膀,等到交配季節來臨時就會離開巢穴,像自己的母親一樣到遠方建立一個新的王國;而大多數雌蟻不具有生殖能力,成為王國中忙碌一生的工蟻。工蟻的體形也有大小之分,有些種類的螞蟻的工蟻可以分為小工蟻、普通工蟻和大工蟻。大工蟻也是兵蟻,是工蟻中的強者,長著與自己身體不成比例的碩大的頭和強壯的上顎,負責切下大塊的食物和打仗。
其實,一枚受精卵將來會長成生殖蟻還是工蟻是后天決定的。幼蟲吃什么食物長大,是影響它們發育的重要因素。吃得越營養的幼蟲,越能發育成級別高的成蟲。蟻后會在巢穴中釋放出一種化學物質來阻止幼蟲發育成生殖蟻,特別是在一些剛形成的巢穴中,還供養不起更多的生殖蟻,蟻后就會嚴格控制幼蟲的發育,只產生工蟻。只有在王國已經足夠強大,食物有了富余的情況下,蟻后才會放松控制,讓卵和幼蟲根據四季溫度的變化,周期性地產生生殖蟻。強大的兵蟻也會通過釋放化學物質來阻止幼蟲發育成兵蟻,只有在兵蟻因為傷亡導致數量減少,這種化學物質的濃度變弱時,才能產生出新的兵蟻。此外,工蟻也能篩選出對群體不利的幼蟲,將其剔除掉,以維護王國的利益。
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