橡果中的革命:蚂蚁奴隶起义


在北美寂静的森林里,一场隐秘的革命正在展开,参与者小到可以放在你的掌心。在散落于林地地面的橡果中,一场生存之战正在上演,被奴役者奋起反抗主人。这是弯棘橡果蚁Temnothorax curvispinosus的故事:这种小小的、看似平平无奇的蚂蚁,正与奴役蚁Temnothorax americanus抗争。后者是一个残暴的物种,已将奴役之术运用得炉火纯青。

大卫对阵歌利亚:一只橡果蚁工蚁(左)迎战一只奴役蚁(右)。如果橡果蚁无法击退奴役蚁,整个蚁群就会遭到屠杀并被奴役。


几十年来,科学家们一直知道,T. americanus,也称奴役蚁,会袭击T. curvispinosus的蚁群。奴役蚁入侵后,会杀死奋起抵抗的橡果蚁群中的成年工蚁,并掳走幼虫和蛹。这些被偷走的幼蚁被带回自己的巢穴,养大后为奴役蚁效力。随着时间推移,这些被俘的蚂蚁长大后会照料巢穴、喂养蚁后,并抚育下一代奴役蚁。


但如今,被奴役者开始反击。




从内部发起的反抗


最新研究揭示了这种关系中一个惊人的转折。被奴役的橡果蚁正悄悄地从敌营内部发动反抗。在奴役蚁的统治下生活的橡果蚁发展出一种致命策略:它们学会了识别奴役蚁的蛹,并有条不紊地将其摧毁
.


这种做法既残酷又高效。起初,被奴役的蚂蚁似乎会照料奴役蚁的幼虫,并不知道自己养育的并非同类。但这些幼虫一化蛹,情况就变了。被奴役的蚂蚁利用彼此识别巢友时依赖的化学信号,突然转而攻击奴役蚁的蛹。有些蛹遭到忽视,最终饿死。另一些则被一点一点地撕碎。



德国约翰内斯·古腾堡大学的研究人员苏珊娜·福伊齐克一直在研究这一现象。她说:“这些蛹已经长得像蚂蚁了,它们的表皮上带有化学信号,显然可以被检测到。”被奴役的蚂蚁一旦发现这些蛹属于另一物种,就会迅速采取行动,破坏奴役者的未来。



这场反叛造成的后果令人震惊。在西弗吉尼亚州,奴隶主的幼蚁只有27%能存活至成年。在美国其他地区,包括纽约州和俄亥俄州,存活率虽然更高,但仍有大量幼蚁死亡(分别为49%和58%)。这种破坏行为十分普遍,说明它可能是多个受奴役蚁群中根深蒂固的行为。S。




一场没有即时收益的战争

更令人惊叹的是,被奴役的蚂蚁并不能直接从这种行为中获益。它们自己的生活很可能不会改变;它们无法逃离奴役者的巢穴,仍将继续在奴役蚁的统治下生活和劳作。那么,它们为什么要反抗?


胜利的利齿:一只橡果蚁兵蚁站在一只被杀死的奴役蚁上方。请注意,它在战斗中失去了一只大颚。



答案在于放眼长远。通过削弱奴役蚁群,被奴役的蚂蚁保护了附近橡果中的自由同类。随着能存活至成年的奴役蚁蛹减少,奴役蚁群发动未来袭击的能力也会下降。每一只被毁掉的蛹,都意味着少了一名袭击者,也少了一份对下一代橡果蚁的威胁。



这是一种利他的破坏行为。被奴役的工蚁牺牲了本可用来抚育自己后代的时间和精力(如果它们有机会的话),以此破坏奴役者的行动并保护远亲。这是一种反抗行为,受益的不是个体,而是整个物种。





与此同时,奴役蚁已经如此依赖被奴役的工蚁,以至于几乎无力干预。经过世世代代的演化,它们已经完全依赖俘虏照料幼虫。这使奴役蚁后和工蚁无法保护自己的幼虫,而这场暴动就在它们眼皮底下发生。



一场持续不断的战斗

在发生奴隶蚁暴动的地区,被奴役的蚂蚁会悄悄削弱奴役者的势力,减少能够袭击并奴役新的橡果蚁群的奴役蚁数量。正如福伊齐克和她的同事们发现的那样,无论她们在哪里观察,情况都一样。奴隶蚁暴动既常见又有效。



奴隶制造蚁与奴隶之间这场持续不断的军备竞赛将如何在漫长的进化过程中发展,目前仍不清楚。奴隶制造蚁会进化出伪装蛹化学信号的能力,诱骗被奴役的蚂蚁再次抚育它们吗?还是被奴役的蚂蚁会改进策略,或许找到新的方法来削弱捕获者?双方承受着巨大的进化压力,推动它们不断适应,而这些变化很可能要历经数千年才会逐渐显现。

这或许看起来只是发生在林地地面上的小规模戏剧,但这些蚂蚁叛乱的故事让我们得以一窥更广泛的进化力量。它表明,即使在结构最严密的系统中——例如奴隶制造蚁群的等级体系——也存在反抗的空间。自然总能找到出路,一如既往。



曾经占据统治地位的奴隶制造蚁,如今面临着这样的未来:它们的帝国所受的威胁并非来自外部力量,而是来自它们企图奴役的工蚁。随着被奴役的蚂蚁继续悄然反抗,它们正在重塑这些蚁群内部的权力格局,确保橡子蚁的故事远未结束。



在散布于北美各地的橡子中,一场革命正在悄然上演——被奴役者或许终将获胜。


延伸阅读

Pamminger, T.、Leingärtner, A.、Achenbach, A.、Kleeberg, I.、Pennings, P. S、& Foitzik, S.(2012)。抗寄生特征“奴隶叛乱”的地理分布。进化生态学,27(1),39–49。https://doi.org/10.1007/s10682-012-9584-0

Metzler D、Jordan F、Pamminger T、Foitzik S。《空间与时间对利他防御演化的影响:以蚂蚁奴隶叛乱为例》。《进化生物学杂志》。2016 年 5 月;29(5):874-86。doi: 10.1111/jeb.12846。在线发表:2016 年 3 月 8 日。PMID: 26873305。

Alexandra Achenbach、Volker Witte、Susanne Foitzik,《巢群交换实验和化学分析揭示蚂蚁奴隶叛乱》,行为生态学,第 21 卷,第 5 期,2010 年 9 月至 10 月,第 948–956 页, https://doi.org/10.1093/beheco/arq008

 

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