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通晓宇宙秘密的白蚁

2018-01-29秦自民

中学生百科·悦青春 2017年9期
关键词:蚁后工蚁白蚁

秦自民

白蚁通晓宇宙秘密,是把握自己命运的精灵。它们不仅有复杂的社会分工,而且是杰出的建筑大师。它们在自己修建的隐秘巢穴和隧道中,呼吸着潮湿而富含二氧化碳的空气,过着与世隔绝的生活。

与蚂蚁、蝗虫、金龟子等其他昆虫相比,白蚁似乎十分脆弱,它们身上那层薄薄的外骨骼既不能御寒,又不能隔热,而且它们还怕光。因此,一旦离开阴湿而黑暗的环境,它们几个小时后就会一命呜呼。所以,除了蚁王和蚁后有短暂的蜜月飞行外,白蚁一生都在不见天日的环境中度过。

复杂的白蚁社会

美国生物学家爱德华·威尔逊认为:我们的基因不但决定了我们的生物形态,还帮助塑造了我们的本能—包括我们的社会性以及很多其他个体特性。正因为基因的控制,白蚁群中工蚁鬼斧神工,兵蚁勇猛无敌,而蚁王、蚁后则过着“囚徒生活”,它们各有特长却又无比和谐地生活在一起。

掘开一个隆起的土墩或劈开一个腐烂的树桩,或许就能看到一个白蚁王国。仔细观察,会发现同一巢穴里的白蚁长得并不相同:有的拇指般粗壮,有的比绿豆还细小,有的威风凛凛,有的弱不禁风。这是因为白蚁有着复杂的多态现象。在一个白蚁群中有蚁王、蚁后、兵蚁、工蚁、短翅补充繁殖蚁和无翅补充繁殖蚁等成虫,此外,还有许多尚未发育成熟的若虫。也许是因为太过古老原始的缘故,白蚁的生活史跟蚂蚁、蚕或菜粉蝶不同,从不出现幼虫和蛹,它们跟蜻蜓、蟑螂相似,是不完全变态发育。

若是遇上婚飞季节,就能看到大量的长翅繁殖蚁。它们发育出了比身体还长的纱翅,是族群中唯一一类可以享受蓝天白云的个体。它们在春夏之交雨后濕热的天空中漫天飞舞,毫无拘束地自由选择配偶。这时,雌蚁释放性外激素,引诱雄蚁前来配对,经过一阵配飞后,极少数幸运地逃脱了天敌捕食的情投意合者一起落到地面,建造新的蚁巢,然后长翅脱落,交配产卵,形成新的白蚁群,它们则成了这个新白蚁王国的蚁王、蚁后。它们相伴终身、白头偕老。与蚂蚁和蜜蜂不同的是,白蚁王国的创建者不仅有王后,还有国王。

在成熟的白蚁王国,蚁后和蚁王深居宫殿之中。跟蚁后相比,蚁王显得十分弱小,但它们的工作同样重要,其毕生精力都是为了繁殖后代。它们把性爱当成一项工作,不懂得两情相悦,也从不争风吃醋。此外,作为父母,除了在王国初创之时要喂养第一批若虫以外,其他时候它们并不照料自己的孩子,反而是孩子们要侍奉父母。

在白蚁群中,蚁后的寿命最长,常在10年以上,最长可达50年。蚁后就像一架能力惊人的产卵机器,其腹内充满了卵,臃肿不堪,不能动弹。它一天之内的产卵量可达1万粒,一只长寿的蚁后一生中竟会产下2亿粒卯。

当这架“产卵机器”的功能渐渐衰退,以至于不能维持群体的兴旺时,它就会被处死,由补充繁殖蚁继位,继续老蚁后的未竟事业。是谁敢在太岁头上动土,处死王国中至高无上的老蚁后呢?处死它的正是那些平日里担任侍役、精心照料它的工蚁。

工蚁是蚁群中数量最多的个体,在群体中约占90%。它们不仅要服侍蚁王、蚁后,照料若蚁、兵蚁,还要建造巢穴、开凿隧道、采集食物……工蚁的一生都为蚁群的兴旺而无休止地忙碌操劳,它们性器官发育不全,被剥夺了做父母的权利。与蚂蚁和蜜蜂的工蚁全是雌性不同,白蚁的工蚁既有雌性也有雄性。

白蚁群中同样被剥夺了生殖权的还有兵蚁。兵蚁的使命是保卫群体的利益,其数量仅次于工蚁,占蚁群的5%~10%。兵蚁是无所畏惧的勇士,其头部硕大,上颚如一把锋利的月牙铲,具有很强的攻击力。而某些进化得更成功的兵蚁,则发展出了高效的化学武器。它们的整个头部几乎都被一个巨大的腺体占据,这种腺体能分泌乳白色的黏液。当遇上蚂蚁等仇敌时,它们就将黏液喷射出去,使对方麻醉或死亡,这或许算得上是一种大规模的杀伤性武器,一次喷射就能杀死十几只蚂蚁。更为难得的是这种黏液对其同伴是安全无害的。兵蚁将上颚贡献给了保卫群体的工作,因此,其不能独立进食,需要工蚁饲喂。

无论兵蚁、工蚁,还是蚁王、蚁后,都是由受精卯孵化发育而来的。刚从受精卵里孵化出来的是若蚁。一般认为,每只若蚁都有发育成蚁王或蚁后等任何一种成虫的可能性。一只若蚁究竟会发育成何种成虫,主要决定于蚁群当时的结构,并受到激素的控制。如当蚁王或蚁后健在时,就不会允许若蚁发育成为能与它们竞争的有生殖能力的成虫。最特别的是,在白蚁王国里负责日常工作的若蚁,终身只是若虫,不会蜕变为成虫。

大部分昆虫安于我行我素、独来独往,而白蚁等社会性昆虫则分工精细、互相依赖,过着一种令人向往的和睦的群届生活。在白蚁王国里,没有下岗,没有失业,也没有偷盗,没有争吵,每一个成员都各尽所能、恪尽职守,为了王国的共同利益努力工作,一切井然有序,大家和谐共处。白蚁这种高度的分工合作,极大地提高了群体的工作效率,这是白蚁王国兴旺发达的一个重要原因。

卓越的建筑大师

白蚁王国之所以兴旺昌盛,除了各司其职的社群生活外,还因为它们在吃的方面有自己的高招,能利用体内共生的披发虫消化其他动物难以消化的纤维素,在住的方面也有卓越非凡的才华。

动物行为学家劳伦兹说,每种动物都拥有一套专属的固定行为模式。白蚁是天生的建筑专家,它们不需要学习,也不需要靠经验来生活,它们只需要服从本能就可以了。它们从来没有学习过建筑艺术和建筑方法,甚至从来没有看到过其他白蚁的建筑,况且,完成建筑工作的工蚁,其父母(蚁王和蚁后)也不会建造豪华的宫殿,但工蚁在建造巢穴时却是那样的成竹在胸,有条不紊。

热带白蚁所建的一些高达六七米的蚁巢堪称自然界的建筑奇迹。其工程之浩大可与金字塔相媲美,而其用料却十分简单,不过是泥土、草木、唾液或分泌物的混合物。由于唾液作为黏合剂发挥了重要作用,因此蚁巢坚如磐石,斧头砍在上面都会溅出火花。这么坚固的建筑当然是最好的防御工事,能很好地抵御蚂蚁、土豚、食蚁兽等敌害的攻击。

无论是建在地上还是地下,白蚁的巢穴都既美观精妙,又坚固实用,可供数百万只白蚁在其中自由自在地生活,巢穴里有产卵室、育婴室、通风管等复杂的结构,甚至还有多个副巢作为真菌菌圃或粮仓。endprint

白蚁巢令人惊异之处不仅在于高大结实,功能复杂,更在于其精巧的空调系统。作为超级群体的一员,渺小的工蚁也有了超能力。它们不用冷、暖气就能维持巢穴内的空气清新,并轻松营造舒适的通风环境,减少细菌、病毒等微生物传染的风险。

在盛夏的正午,当蚁巢外墙被晒得滚烫时,蚁巢中心的温度却还不到30℃。为了防止暴雨灌入巢中,有些白蚁能在巢穴顶端建立伞形的巢冠。在外出采集食物前,工蚁会先修筑好通往蚁巢的隧道,以营造黑暗的空间和它们所需要的特殊温度和湿度。它们还会修建一些专门的隧道,以取得地下水来保持巢穴的润湿。一只白蚁喝的水能达其体重的一半,它通过嘴对嘴的“接吻”方式,把水传递给其他白蚁,再送往巢穴中相对干燥的地方。无论外部环境多么恶劣,它们都能通过打开或关闭通风口轻易地调节好巢穴内部的温度和湿度,并获得空气中的氧气,而把蚁群呼吸作用所产生的过多的二氧化碳排出巢外,使它们的地下城市非常舒适,它们能怡然自得地生活在其中。

建造一个像样的巢穴一般要花费白蚁群四五年时间,但是一场大暴雨却能毁掉三分之一,更何况还有食蚁兽等天敌的破坏。因此,白蚁一生都在跟雨和天敌赛跑,它们对城墙的突然消失感到很不爽,随时都在忙着重建。白蚁始终保持着兴奋和警惕,能对轻微的空气运动、湿度变化,以及二氧化碳的密度变化做出反应。只要一发现扰动,某只白蚁就会用触碰和振动传递消息。工蚁们就成群结队像疯了一样冲出来,嘴中噙着泥土,奔向出问题的地方,很快将破洞填补上。白蚁这样做不仅僅是勤劳的天性使然,更是保护家园的上策,否则,当黎明到来之际,它们可能会遭到鸟类等更多天敌的攻击。

与人类不同,数以百万计的白蚁亲密无间地合作,却不需要详细的蓝图与施工方案就能建造复杂的宫殿。它们依靠一个叫作“共识主动性”的过程进行隐性交流,并从其环境中获得提示,从而“智能化”地决定自己下一步的行动,并轻而易举地建造一个适合于它们的居所。哈佛大学教授拉迪卡·纳格帕尔和她的团队受到白蚁筑巢方式的启发,迈出了仿生机器人技术发展的重要一步。他们设计出一支由1024个微型机器人组成的机器人大军,这些机器人每一个只有几厘米高。当它们一起工作时,只需发出初始指令,在无人监督的情况下,就能合作完成任务,自行组成星星或字母及其他二维形状,甚至能自主搭建楼梯,然后爬到更高的地方继续建造塔楼、城堡和金字塔等复杂的三维结构。纳格帕尔说:“我们从白蚁那里获得的主要灵感是,群体可以在没有监管的情况下从事一些十分复杂的工作。”未来,这种像白蚁一样可彼此合作的自动化机器人的前途也许将不可限量。

作为地球上最原始的居民,白蚁逍遥自在、无拘无束地生活了数亿年,它们从未想过要与人类这种“后来者”发生什么关系。然而,很多时候人类总是认为白蚁对他们造成了危害,尤其是白蚁破坏木质建筑,损坏水库堤坝的行径更是臭名昭著,“千里之堤,溃于蚁穴”就是人类对白蚁的声讨。

生物学家告诉我们,在没有受到人类骚扰的地区,白蚁则发挥着一种积极的重要作用。白蚁是生物链的最底层,它们改善土壤结构,把朽木枯枝变成滋养新生树木和野草的原料,加速了生物圈中的物质循环。著名作家、博物学家彼得·法布说:“假如我们能暂时忘记白蚁对我们的木材建筑所造成的威胁,我们就会逐渐认识到白蚁的有益之处和它们迷人的地方。”endprint

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