巴西亞馬遜超級蟻穴,地下9米,100萬隻螞蟻的家,縱橫交錯猶如人類城市
你知道世界上最大的蟻穴有多大嗎?2012年,科學家在巴西的亞馬遜地區發現了一個蟻穴的入口。這是一個被切葉蟻廢棄的巢穴,這個洞口只是巨型蟻穴的冰山一角。為了搞清楚這個蟻穴有多大,科學家找來了水泥車,用了三天的時間往蟻穴里灌入了10噸的水泥,這樣就可以讓整個蟻穴凝固,方便挖掘。最後發現這個蟻穴深入地下8米,總面積達到了驚人的150平米。這個工程量相當於人類建造了一座萬里長城。由於工程量太大,科學家甚至動用了挖掘機,挖掘了40噸的泥土。這個蟻穴結構非常複雜,密密麻麻的通道縱橫交錯,還有大路和小路,數百個房間會通過這些道路連接起來,並且重要的房間,比如防禦室還會有專門的兵蟻守衛。房間的種類也令人驚訝,有儲藏室、休息室、活動室,甚至還有垃圾場。這完全就是一個螞蟻的地下城。據估算,這一座地下城里,生活了大約100萬只螞蟻,它們分工明確,各司其職。但是,螞蟻是如何設計出這樣的地下城呢?蟻穴中的蟻王和蟻后又有什麼作用呢?今天我們就要聊聊這個超級蟻穴。
在聊今天的話題之前,先給大家介紹一款好玩的螞蟻遊戲《小小蟻國》。這是世界第一款以螞蟻為主題的模擬策略手機遊戲。這款遊戲在2023年被評為Google Play的容易提名遊戲,聽名字應該就可以猜到它和螞蟻有關了。在這裡不但可以管理整個龐大的螞蟻帝國,還可以學到很多螞蟻的相關知識。首先遊戲分為地下世界和地上世界,所有的蟻穴結構和設置都參考了真實的螞蟻帝國。用蟻后孵化出第一批公蟻,然後就可以讓這些公蟻去開疆拓土了。這些公蟻在地下建造各種房間,有棲息地、孵化地、培育室等。然後遊戲中的螞蟻還需要採集各種物資,有肉、水、植物、秘錄等,這些都是戰略物資。在開拓蟻穴的過程中,還會遇到各種敵人,這時就可以孵化近衛蟻,近衛蟻是三種兵蟻中的一種,之後就可以用這些近衛蟻和敵人作戰了。遊戲中還可以孵化特化蟻,在孵化介面有上百種真實的螞蟻等待孵化。點擊任何一隻,都可以觀看它們的體態、特點,還有維基百科的介紹。比如紅足蟻,是澳大利亞的一種彩色螞蟻,只有在極端危險下才會進攻;頓刺蟻,分布在非洲中南部,渾身佈滿了誇張的頓刺凸起,看起來十分危險;系足蜘蛛蟻,這種螞蟻長得很像蜘蛛,分布在南美洲羽林,四肢纖細,行動迅捷,在遊戲中扮演軍事運輸蟻的角色。遊戲中的螞蟻技能都和真實的螞蟻是相匹配的,簡直就是一部螞蟻的百科全書。在遊戲中,如果你的螞蟻帝國足夠龐大,就可以使用不同的螞蟻,自由搭配和組合,形成一支軍隊,入侵其他人的螞蟻帝國以獲取資源。加入聯盟,解鎖特殊獎勵,並和世界各地的其他玩家一起主宰昆蟲世界。遊戲中還有一個野生勢力系統,可以分配蜘蛛、螳螂和其他大型昆蟲。裡面有綠巨螳螂,可以指揮它們和你的螞蟻一起作戰,去攻打別人的蟻穴;寄居蟹、跳豬、天牛等,它們的行軍速度、攻擊力加成一目了然,適合不同的任務。我把這款遊戲的下載鏈接放到了置頂評論中,歡迎大家下載體驗。谷歌和蘋果iOS系統都可以下載。同時我還放了一個兌換碼,領取後可以獲得100次幸運抽獎。快點來加入螞蟻帝國吧。
為了搞清楚蟻穴的真正結構,一個人在漆黑的夜晚找到一個紅火蟻的蟻穴,將1200攝氏度的鋁水順著巢穴入口倒入蟻穴。這些滾燙的鋁水讓沉睡中的紅火蟻瞬間斃命,驚醒的螞蟻也將無處可逃,因為鋁水會到達巢穴的每個地方。經過一陣澆灌,蟻穴的洞口逐漸塌方,再經過冷卻,就可以對這個巢穴進行挖掘了。可見,鋁水冷卻後,把這個蟻穴的結構清晰地展現了出來。一大塊夾雜著蟻穴結構的鋁土混合物就被挖了出來。再用高壓水槍對這個混合物一陣沖洗,一個鋁質蟻穴就顯露了出來。密密麻麻的巢穴房間被無數的通道連接,形成了這個碳為官職的結構。之後這個鋁質蟻穴被安裝在木質底座上,成為一件藝術品出售。
雖然紅火蟻是一種害蟲,危害農業和生態,但這種做法未免還是過於殘忍。很多人不知道的是,螞蟻其實是地球上僅次於人類的第二高複雜程度依靠結構化分工的物種。一個獨立的蟻群少則有數千隻螞蟻,多則有幾百萬隻螞蟻。它們建立複雜的地下蟻穴,分工有序,各司其職。這個龐大的社會全部由一隻蟻后統治,就像人類的一個城市,甚至是一個國家。蟻群的主體就是公蟻,公蟻是螞蟻社會的基本單位,分為雌性和雄性。大部分公蟻都是雌性,這些雌性公蟻受到蟻后信息素的調節,是不能繁育後代的。它們就是蟻群的勞動力,負責收集食物、護理幼蟲、修建巢穴等物。在戰爭的時候,它們又會被徵召入伍,成為戰鬥中的一員。雌性公蟻構成了螞蟻社會的主體,也是螞蟻中最累的工种。而雄性公蟻的數量較少,它們只是在特定的時期如交配季節才出現。雄性公蟻的主要任務是和未來的新蟻后進行交配。
一個蟻群通常只有一名蟻后,它在建立自己的蟻群前,會接受雄性公蟻的三億個精子,然後才開始繁育。在受精完成後,這些可憐的雄性公蟻會死掉。可以說雄性公蟻完全就是一種生殖工具,毫無尊嚴可言。而蟻群的等級也很森嚴,通常外出尋找食物的都是衰老、體弱的公蟻,它們遇到的危險也最大。而健壯的公蟻則負責巢內的工作,一些體弱的公蟻還要負責把蟻穴中的垃圾轉移出巢穴。每次外出的過程中,公蟻都有可能遇到天敵。公蟻最主要的工作就是建造巢穴,因為一個蟻群由於數量的不斷增加,巢穴也是要不斷擴大的。它們先是要往地下挖出巨大的空間,然後用自己的唾液把土粘合在一起,等乾了以後,這些混凝土就會變得極為結實。
蟻穴的基本結構就是以蟻后巢穴為中心進行擴散的結構,這就相當於人類的政府機關或軍事指揮機關圍繞其進行城市建設。而蟻后巢穴則是蟻穴中最重要和最隱蔽的地方,在房間外面有大批公蟻守衛,以防止其他螞蟻或天敵衝進來。而這些龐大的隧道網絡經過了精心設計,還要高效通風,並建立最佳的運輸路線,這就相當於螞蟻自己建造了一座城市,裡面的管道就是高速公路,還有大路和小路、隧道、通風系統、住宅區、農業區、工業區、倉庫,一應俱全。
螞蟻作為高度社會化的昆蟲以勤勞著稱,然而近年來的一些研究表明,螞蟻群體中存在一些偷懶現象。雖然螞蟻群體的分工非常明確,有些螞蟻負責覓食,有些螞蟻負責照顧幼蟲,有些螞蟻負責建巢,還有些螞蟻進行清潔和防禦。然而,並不是所有的螞蟻在任何時間點都有任務。2015年,科學家利用計算機視覺跟蹤技術觀察到,有大約20%的螞蟻在大部分時間裡似乎無所事事或在偷懶,它們看似跑來跑去,但卻沒有具體的任務。所以,螞蟻被認為也會偷懶或者是不聽從蟻群的指揮。但後來科學家們又發現,人類還是低估了螞蟻的能力。這20%看似偷懶的螞蟻其實大有來頭,就像人類系統工程中的冗餘設計一樣,通過在系統中增加重複的部件和功能以實現對關鍵部分的備份,這樣在系統大規模並發時能夠減少系統的故障時間和提高系統的整體可靠性。這20%的偷懶螞蟻作用就是去輪換高強度工作的螞蟻,讓其休息,保持整個蟻群的高效,同時這些偷懶螞蟻隨時處於待命的狀態,以應對突發事件或突然增加的工作需求。這是一個極為精密的社會體系,堪比人類社會。
蟻后就是蟻群的靈魂人物,蟻后是蟻群中唯一具備繁殖能力的螞蟻,也是體型最大的螞蟻。它通過和雄性公蟻交配繁育後代,而所有的螞蟻中,都只有蟻后而沒有蟻王。因為蟻后是和雄性公蟻交配,而不是和蟻王交配。只有白蟻的蟻后才是和蟻王交配,但白蟻屬於等勢目,不是螞蟻。而且蟻后的交配也非常特別,通常一個蟻穴中只會有一隻可以繁育後代的蟻后。
一隻蟻后一生中可以繁育數億個卵,但大部分卵都發育不成熟,被當作食物吃掉了。在蟻穴到達一定規模後,蟻后就會產下一些特別的卵,這些卵都是將來能夠成為蟻后個體的,俗稱天使蟻后,它們就是帶翅膀的雄性公蟻和雌性公蟻。這些特別的公蟻會在發育成熟後飛出巢穴,在空中進行交配,這種行為叫婚飛。蟻后一生中只進行一次交配,受精後的天使蟻后會攜帶數億個受精卵,足夠它一生的繁育。之後掉落在地上的天使蟻后會獨自挖出一個十好幾厘米的樹井,直通地下,在深約30厘米的地方為自己開闢一個大小約6平方厘米的小房子,這就是初代蟻后巢穴。然後在裡面繁育自己的後代,只是在這個過程中,會有大量的天使蟻后被鳥或其他昆蟲吃掉,能夠存活下來的少部分工蟻才能變成真正的蟻后。所以它必須和時間賽跑,在這段時間內,蟻后會吃掉自己的翅膀,生出第一批工蟻,這些工蟻會擴大巢穴、尋找食物、培育幼蟲,然後幫助蟻后一點點打造螞蟻帝國。但這個過程也充滿了風險,因為最初一批工蟻的培育完全是靠蟻后出生後攜帶的能量生活,在封閉的巢穴中沒有其他食物的補充,蟻后必須控制好最初一批工蟻的大小,它們的體型一般都比較小。如果蟻后不小心繁育出大型的工蟻或是培育出一隻體型較大的兵蟻,那麼有限的資源很快就會被耗盡,螞蟻帝國將功虧一簣。
蟻后就像一個剛剛創業白手起家的人士,要充分利用每一點有限的資源,可謂是九死一生。在蟻穴穩定之後,蟻后通過信息素這種化學信號來管理整個螞蟻帝國。蟻后身邊有專門的傳達信息素的工蟻,工蟻通過舔舐蟻后直接獲取信息素,然後再與其他工蟻接觸。螞蟻之間通過觸角碰觸來傳遞信息素,有些信息素還可以通過空氣傳播,覆蓋整個巢穴,確保所有的螞蟻都能夠感知到蟻后的指令。一旦蟻后發出指令,蟻群就開始行動,包括新的覓食路徑、警戒信號、繁殖狀態等。
但蟻群並不是蟻后單獨進行管理的,蟻后的主要作用是繁育後代,蟻群是由蟻后和工蟻共同釋放激素來管理蟻群的,因為螞蟻雖然有大腦,但大腦非常小,僅包含有數百萬個神經元。相比之下,人類的大腦有大約860億個神經元。這完全不是一個數量等級,但為什麼螞蟻還是能夠做出堪比人類社會的複雜行為呢?這主要是因為螞蟻是一種高度社會化的生物,大腦神經高度特化,能夠支持群體的感知、運動和社會行為。它們依靠群體中的集體智慧,比如蟻后和身邊輔助傳遞信息素的工蟻,來解決複雜的問題。整個蟻群通過分工合作和信息共享,能夠應對環境變化和挑戰。這就相當於螞蟻在進行智慧共享。雖然一隻螞蟻的智力有限,但是數萬隻、數百萬隻螞蟻加起來,就能產生複雜的行為。螞蟻複雜的神經系統和群體行為,讓它們成為了地球上最成功的昆蟲,也讓螞蟻成為地球上數量最多的生物。估計全球螞蟻的數量在10^16到10^17之間,而地球上所有沙子的數量加起來是10^23。可想而知,螞蟻的數量有多麼龐大。
和人類一樣,螞蟻也時常發生戰爭,而且螞蟻戰爭和人類戰爭也極為相似。螞蟻戰爭通常與資源競爭、領土防衛以及社會地位等因素有關。在螞蟻種群中,蟻后的地位是非常重要的,但一個蟻群有時候會出現好幾個潛在的蟻后,而這些蟻后都有其忠實的公蟻追隨者。這樣,為了確保誰將成為新的蟻后,螞蟻內部也會展開激烈的戰爭。最後獲勝的一方,將推選他們的蟻后。在蟻群中,公蟻之間也存在社會地位的競爭,有時候這種競爭會升級為戰爭,以確保一種公蟻處於蟻群中的高級地位。
螞蟻戰爭不僅有內部的,還有和外部螞蟻以及其他昆蟲之間的戰爭。在戰爭中,蟻群通常會把最弱的螞蟻放在最前線,而把最強大的螞蟻放在最後。這些最弱的螞蟻被當作炮灰很快消耗掉,同時也消耗掉了敵方的大批士兵。一些體型較大的兵蟻會在關鍵時刻出擊,相當於人類的攻堅部隊或王牌部隊。還有專門負責后勤的公蟻,他們會修復塌陷的蟻穴或轉移傷員,這和人類軍隊中的后勤部隊。在戰術上,螞蟻還會阻塞入侵者的通道,以防止敵人進入巢穴,類似於人類戰爭中的設防策略。有些螞蟻還會使用誘餌來引誘敵人,然後進行突襲或伏擊,類似於人類軍隊中的誘敵殲滅戰術。
更誇張的是,獲勝的一方甚至會俘虜對方的大批公蟻來為自己的蟻穴工作。獲勝方還會衝進敵方巢穴,殺死敵方蟻后後,俘虜幼蟲。這些俘虜來的幼蟲在新的巢穴中孵化成長,成為公蟻。被俘虜的幼蟲在孵化過程中,逐漸適應了新的巢穴環境和以後的信息素。當它們成熟後,就會履行相應的職責。戰爭結束後,螞蟻還會清理戰場,清除敵人的屍體和遺留物,以確保巢穴的安全。類似於人類軍隊清理戰場的行為,可以說螞蟻戰爭在規模、結構、戰術等方面都和人類戰爭極為相似。
最後就是,螞蟻社會和人類社會有太多相似之處。一個細思極恐的想法就是,如果存在高級文明,它們看待人類的方式是否就和人類看待螞蟻的方式類似呢?和人類觀察螞蟻一樣,高級文明也是作為觀察者看待人類在地球上的一切。地球就像一個螞蟻巢穴一樣,我們探索宇宙不過才剛剛走出巢穴邊緣而已。整個銀河系也許就像一片未知的森林,而整個宇宙對於我們來說,就像對於螞蟻的地球一樣,永遠也走不出去。地球就是人類的巢穴。希望有一天,不要有大罐的水泥或是鋁水澆出在這個巢穴之上。