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蚂蚁的故事

 九把叉 2023-09-24 发布于上海
说起蚂蚁,相信每个人很多熟悉。很多人都有一个童年的记忆,就是蹲在路边,看那些小小的蚂蚁爬来爬去,有时还会故意设置一些障碍给它,如此在不知不觉中度过一个下午,直到天黑,妈妈来喊着回家吃饭。
在人类的眼中,蚂蚁是弱小的,人们常常用它来形容一个不堪一击的竞争对手。但是,蚂蚁却是地球上最成功的物种之一。蚂蚁的大小不及一个人的百万分之一,但是根据科学家的测算,地球上所有蚂蚁的重量,与人类相差无几,也就是说蚂蚁在数量上是人类的几百万倍。蚂蚁也是地球上最古老的物种之一,早在9000万年前的白垩纪就已经有了蚂蚁。那时候的地球还是恐龙的天下。后来,恐龙在环境的剧变下遭遇灭顶之灾,蚂蚁却安然无恙。到了渐新世,也就是4,000万年到2,500万年前的时候,蚂蚁已扩散到世界广大地区而成为昆虫界最为丰富的类群之一。那个时候,人类的祖先——古猿,才刚刚出现。

小小蚂蚁为什么会如此成功呢?主要原因在于它们和人类一样,选择了社会化生存的策略。当然,从时间上来看,蚂蚁更有可能是这种生存策略的原创。在地球上的所有生物当中,社会化生存的生物占据着主导的地位。其中最成功的,在昆虫世界中,是蚂蚁,在哺乳动物世界中,则是人类。
但是,蚂蚁的社会化策略,其结构和原理,与人类社会有着很大的不同。科学家认为,促使蚂蚁成为世界优势类群的竞争优势在于,它是一个高度进化和具有自我牺牲行为的集群。那么,蚂蚁集群到底是怎样的“高度进化”,又为什么具有“自我牺牲行为”呢?
蚂蚁集群的社会分工
我们都知道,一个蚂蚁集群中,最主要的角色是蚁后和工蚁。其中,蚁后负责产卵,而工蚁则负责其他所有的事情,包括觅食、照顾蚁后和幼虫、建筑和修理巢穴、抵御外敌等等。那么,蚁后和工蚁之间到底是什么关系呢?其实,所有的工蚁,都是蚁后的女儿。

每年夏天,大量蚂蚁集群中的处女蚁后会飞到空中,与其他集群中的雄蚁进行约会和交配。交配完成之后的蚁后,就会离开这个区域,在一个新的地方建立新的巢穴,开始了自己的“集群创业”。
这时候的蚁后体内,存储着大量通过交配所获得的精子。蚁后把它们存储在体内的一个“储精袋”里,并控制是否释放出来与自己的卵子结合。一开始,蚁后会释放很多精子,从而产出很多受精卵,这些就是集群中的第一批工蚁。蚂蚁的性别区分很简单,通过受精卵产出的,就是雌性,而经过没有受精的卵子产出的,就是雄蚁。所以,所有的工蚁,都是蚁后的女儿。
蚁群中的雄蚁,是在集群成熟之后才会出现,因为雄蚁只能成活数周或者数月,所以它们是在集群准备与其他集群展开下一轮交配之前才会被生产出来。雄蚁在古英语中被叫做“drons”,是“寄生虫”的意思。从现代技术的含义上说,雄蚁的确就是一种寄生虫,因为它只是为了飞向空中完成瞬间交配和射精所构筑的一枚携精导弹。在蚁巢内,雄蚁完全依靠它们的姐姐,也就是工蚁为生。唯一被默认的能力是,它们可以传递集群的基因。
集群创立初期,蚁后几乎是无所不能的。它需要自己挖掘巢穴,自己养育第一批工蚁,过数周或数月自食其力的生活。但是,当工蚁的数量逐渐增加并且成熟之后,蚁后就开始能力退化,处处依赖于工蚁的伺候,几乎成了一台产卵机器,一个完全依赖工蚁才能生活的乞丐。工蚁也逐渐掌握了集群中资源分配的主动权,成了集群中真正的“主人”。
一开始,蚁后所有的女儿都没有发育出生育能力,从而只能是工蚁。到了集群成熟之后,一部分蚁后的女儿会长出翅膀,具备生育能力,成为处女蚁后,也就是“下一代蚁后”。那么,同样是雌蚁,什么情况下可以发育成工蚁,什么情况下则会发育成“下一代蚁后”呢?不是先天的基因遗传,而是后天的环境因素。本质上,受孕后的任何一只雌蚁都有机会成为下一代蚁后,或者是工蚁。起到最终决定作用的是后天的环境。这里面包括给幼虫提供食物的质和量、幼虫生长时的巢内温度、以及蚁后的健康状况。因此,一个集群的发展,是由蚁后和工蚁共同影响的结果。蚁后决定了子代的性别,然后由工蚁行使最终的“议会控制权”,它们可独立决定它们弟弟妹妹们的生死,因此它们决定了集群的最终规模和组成。
蚂蚁社会的基因传承
那么,问题来了。从基因遗传的角度,每个个体都希望能够将自己的基因传播下去。为什么工蚁可以甘愿放弃自己生育的权力,转而尽心尽力的照顾自己的妹妹呢?
答案还是从基因遗传里找。我们知道,类似于人类这种双性繁殖的生物,母亲与女儿之间,以及姐妹之间,都是有一半的基因是相同的。但是,由于蚂蚁的雄性来自于未受精的卵子,也就是说工蚁所获得的“父亲”的基因全部来自于蚁后,那么,工蚁之间有四分之三的基因是相同的。所以,蚂蚁的姐妹们在遗传上要比其他动物类群的姐妹们更为紧密。工蚁与蚁后,工蚁与下一代蚁后之间的关系,都是符合达尔文推动力的:工蚁只有促使蚁后产生大量的新处女蚁后、工蚁的妹妹和大量复制与工蚁自己相同的基因,工蚁才算真正成功。
同样的理论也可以用来解释为什么雄蚁在蚁群中是一个好吃懒做的“寄生虫”。雄蚁跟其他工蚁这些姐妹之间只有四分之一的基因相同,因此它的最佳策略就是争取做下一个集群的父亲,而不是花时间去抚育妹妹,不是冒着生命危险外出觅食,而是在集群中更好地活着,为了给蚁后授精好好地养好自己的身体。一句话,如果你是一只雄蚁,做一个懒汉吧
如果继续深究这个问题,我们会发现,上述理论必须在一个前提下才是成立的,那就是蚁群中所产生的下一代蚁后和雄蚁的比例,应该是3:1,而不是1:1(这是常规两性繁殖的最佳比例)。通过科学家的观察,不管工蚁是否“知道”这个比例的存在,事实上它们就是这么做的。而且,这样做,与蚁群中的母后的利益是冲突的。母后的投资利益最大化,是希望比例为1:1,但是工蚁凭借自己对蚁群资源的掌控,改变了这一比例。这样,就让自己的基因遗传率提高到了八分之五。具体如何计算,我就不在这里展开了,有兴趣的话,可以去读这本书——《蚂蚁的故事:一个社会的诞生》(Journey to the ants),作者是两位昆虫学家,来自德国的博尔特·霍尔多布勒和来自美国的爱德华·威尔逊。
其实还有更多
蚂蚁社群的高度进化,不仅仅体现在它严密的分工上,也体现在其他很多方面。比如作为一个社群所必备的沟通能力。蚂蚁之间的交流方式,主要是依靠它们身上所释放出来的信息素。不同信息素所传达的信息是不一样的。除此之外,蚂蚁也可以通过触摸、声音等方式来辅助传达信息。我一直以为蚂蚁是生活在无声的世界,读了这本书我才知道,它们可以通过摩擦身体或者头部撞击石块,来制造一些声音。
还有蚂蚁的外交。蚂蚁与很多植物或者动物都会产生一种共生关系,而在这些关系中,通常,蚂蚁都是扮演保护者的角色。想不到吧,貌似不堪一击的蚂蚁,在它们那个世界中,占据的是强者的位置。
这其实是我读这本《蚂蚁的故事》最大的感触,就是纠正了很多之前我对于蚂蚁的一些误解。这些误解,都是站在我这个人类的视角所产生的“想当然”。但是当你把自己缩小成蚂蚁的尺寸,近距离观察蚂蚁的时候,才会发现,它们看上去不可思议的一些行为,其实背后都有其必然的理由。
蚂蚁社会的生存逻辑能给人类社会带来什么借鉴吗?我觉得并没有。其实我们也不需要从中借鉴什么,有机会去了解一个陌生的世界到底是如何运作的,就已经足够有价值了。
有兴趣的话,去了解一下吧,带着小时候那样的好奇心。


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