螞蟻起源于1.2億年前，適應能力比恐龍還強，是一種無處不在的社會性昆蟲 。螞蟻不僅能用脖子承受超強的壓力，還可以充分利用各種資源，建筑堅固的蟻巢 。植物為螞蟻提供食物，螞蟻則會對植物起到保護作用，甚至為了適應在樹上的生活，進化出滑翔的功能 。盡管如此，螞蟻依舊有著不少的天敵，連孢子都能對螞蟻進行定點的清除 。螞蟻有哪些生活習性？又有哪些“螞蟻殺手”呢？
出品：格致論道講壇
以下內容為中國科學院生態環境研究中心副研究員張霜演講實錄：
今天向大家介紹隨時隨地都可以看到的生物——螞蟻，尤其是螞蟻上樹背后涉及到哪些江湖恩怨，愛恨情愁 。
上天入地的螞蟻
螞蟻可以說是這個地球上最為成功的昆蟲類型，它被稱為是“掌控世界的小東西” 。
螞蟻大概起源于距今1.2億年前，它曾經和恐龍在一個世界上生活過，但是恐龍已經滅絕了，螞蟻依然活得很好 。
從這個層面上講，螞蟻比恐龍的適應能力要強多了 。
另外，螞蟻不但歷史悠久，姐妹也很多 。螞蟻的物種數雖然不算很多，只占所有昆蟲物種數的0.2％左右，但是它的生物量，也就是它的重量，卻占整個昆蟲的1/3 。
如果大家對上面的數字沒有什么概念的話，下面這個數字就比較驚人了 。
據科學家推算，全世界的螞蟻加起來的重量大概跟全世界所有人口加起來的重量差不多 。
甚至有科學家認為，螞蟻的重量有可能是所有人口重量的５倍 。
所以，螞蟻是一種非常成功的社會性昆蟲 。螞蟻的神奇可以說是無處不在的 。
比如，最近我們經常在談，我們要解決一些“卡脖子”的問題，為什么說“卡脖子”呢？因為我們的脖子是非常柔軟的，一旦被卡住，后果非常嚴重 。
但是對螞蟻來說，就不一樣了 。
有科學家在2014年就發現，螞蟻的脖子大概可以承受其體重5000倍的壓力，換算到人身上，相當于我的脖子能夠承受300噸的壓力 。
如果能夠長著像螞蟻一樣的脖子，我們就再也不怕卡脖子的問題了 。
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螞蟻為什么能夠如此成功呢？一個重要的原因是分工合作，一般分為工蟻、蟻后、雄蟻和兵蟻，兵蟻是專門負責打仗的 。
除了社會性的分工合作之外，螞蟻對各種資源的充分利用也是它獲得成功的一個關鍵因素 。
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比如，螞蟻會建非常復雜的蟻巢 。這張圖是科學家把石膏注入到螞蟻的蟻巢里，等石膏凝固以后，再把它挖出來，就得到了一個螞蟻蟻巢模型 。
這個模型非常復雜，甚至像一件藝術品，科學家把它稱為羊肉串模型，就好比螞蟻用一根“羊肉串釬子”，把一個個小屋子串起來 。
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另外一張圖，科學家出動了兩臺挖掘機挖螞蟻窩 。挖螞蟻窩并不是一件很簡單的事，螞蟻窩最深可以到地下32米，相當于人類建造5000米高的建筑 。
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另外，螞蟻窩是非常驚人的 。比如切葉蟻的大蟻巢，這是我從一個紀錄片里截取的幾張圖 。我們可以看到它的規模是多么龐大 。
切葉蟻要修建這樣的蟻巢，它們要從地底下挖多少土出來呢？據測算，大概要挖出40噸土，才能建造這樣一個大蟻巢 。
一般這種蟻巢中間的位置，都有相對比較大的一間屋子，這間屋子一個人跳進去沒有問題 。
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這張圖就是一個科學家在挖一個切葉蟻蟻巢的時候，他發現中間的那個屋子，自己跳進去完全裝得下 。
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這張圖片可不是墳頭，這是我在俄羅斯拍的一張照片，紅林蟻的蟻巢 。
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除了這種視覺沖擊力比較強的蟻巢外，還有很多形形色色的蟻巢，我們到野外隨便看一下，就能看到各種各樣的蟻巢 。
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螞蟻除了在地上或地下做蟻巢外，還會在樹上建蟻巢 。樹上的蟻巢怎么建呢？
有些螞蟻的幼蟲會吐絲，螞蟻銜著這些幼蟲來回在樹葉中間跑，這時候幼蟲吐的絲就會把葉片粘合起來 。
有時候螞蟻覺得，光用絲線粘合起來的蟻巢還不夠結實，它們就會專門挑一些植物的種子搬回來，再搬一些土回來，讓種子在它的蟻巢里萌發 。
這些萌發出的幼苗的根就像建房子的鋼筋一樣，能使蟻巢變得非常堅固 。
科學家曾做過一個實驗，發現螞蟻只搬具有特殊氣味的種子，這些種子可以對它們的蟻巢起到很好的加固效果 。
剛才我們講了螞蟻是怎樣建造蟻巢的，那么螞蟻跑來跑去，怎么樣能回家呢？
比如現代人喜歡在微信里面秀自己今天走了多少步，其實這種機制在幾千萬年以前，螞蟻就已經在玩了 。
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科學家做過一個非常精細的實驗，他們把螞蟻分成三類，一類是把螞蟻的腿加長，讓螞蟻踩上高蹺；一類是把螞蟻的腿鋸短，讓螞蟻變成瘸子；還有一類就是正常的螞蟻 。
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把這三類螞蟻從距離蟻巢一定距離的地方撒開，讓螞蟻往自己家跑 。
科學家發現腿加長的螞蟻，事實上已經走過了自己的家門口，但是還在往前走；腿已經被鋸短的螞蟻，還沒到自己家門口，就停下來找蟻巢了；只有正常腿長的螞蟻，才能夠準確回到自己的家 。
通過這個實驗，科學家認為，螞蟻應該是通過記住自己往前走了多少步，來判定自己離家的距離 。所以記步數這個行為，螞蟻幾千萬年前就開始采用了 。
另外一個問題，螞蟻到底吃什么呢？科學家認為，螞蟻的數量如此巨大，如果完全吃肉的話，它們的獵物是不夠的 。
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比如在亞馬遜的熱帶雨林，螞蟻的生物量大概是哺乳動物、鳥類、爬行類和兩棲類動物等生物量總和的４倍 。
如果螞蟻吃肉，那把這些生物都吃光，可能也不夠吃，所以科學家就假設，很多螞蟻是吃素的 。
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有科學家在秘魯和文萊的熱帶雨林里對大量螞蟻體內同位素氮15的含量進行檢測，吃肉吃得越多，體內的氮15含量就越高 。
這個研究發現，對于大多數的螞蟻而言，它們都沒有達到吃肉的標準，它們都一定程度上依賴植食性的食物資源 。
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植物里到底哪些食物資源可供螞蟻取食呢？一類是食物體的東西，就是照片上看到的黃色葉片的基部，上面長了黃色的特化結構 。
這個結構的蛋白質含量非常高，這個結構成熟以后，螞蟻就用自己的鉗子把它剪掉，然后拖到蟻巢里面去 。
這種螞蟻的蟻巢通常都是在樹上，這種樹上會生出一個中空的刺，螞蟻在這個刺上打個眼，鉆進去，就做成了蟻巢 。
如果把這個刺剖開，就可以看到很多螞蟻居住在里邊 。
另外一類是花外蜜腺，花上面都是有蜜腺的，為了吸引蜜蜂來傳粉 。大概有4000種植物，除了花以外的其他部位，比如葉子上、嫩莖上也會分泌蜜腺，這些蜜腺也可以吸引螞蟻來取食 。
如果植物受到其他植食性昆蟲的傷害，它會分泌一些汁液，螞蟻也會以這些汁液為食 。
除了植物直接給螞蟻提供的食物之外，螞蟻還可以通過自己養蚜蟲來獲取食物 。
蚜蟲是通過刺吸植物韌皮部的汁液來獲取養分的，因為植物韌皮部的汁液養分很低，蚜蟲只有大量的取食，才能滿足自己身體的需求 。
螞蟻吃什么呢？就吃蚜蟲的糞便 。
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蚜蟲蜜露-植物給螞蟻提供的間接食物資源
這張照片是一種叫櫟大蚜的蚜蟲，我們經常說“吃人嘴短”，但是這個櫟大蚜吃了別人的東西，嘴也不短，它的嘴大概是體長的四五倍 。
【螞蟻的獨特之處介紹 螞蟻有什么特點和本領呢】這種蚜蟲的特點在于，它自己幾乎完全喪失了運動能力，天天靠著螞蟻把它搬過來、搬過去刺吸植物，螞蟻就吃它排的糞便 。
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螞蟻看護蚜蟲是非常盡職盡責的，這個圖里面，螞蟻發現它放養的蚜蟲，有的已經發霉生病了，它就會把這個蚜蟲搬到一邊去，相當于人類把病人進行隔離治療，不讓它感染其他的蚜蟲 。
既然有大量的螞蟻是吃素的，吃素會不會對植物帶來不利的影響呢？
現在有大量的研究發現，其實螞蟻和植物之間是一種互利的關系，螞蟻吃素并不會對植物帶來不良影響 。
因為螞蟻在樹上跑來跑去的時候，會把一些植食性昆蟲搬走或者是吃掉 。
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今年的一項研究表明，螞蟻在樹上跑的時候，它甚至能感受到風吹植物的動和羊吃植物葉子時造成的振動之間的區別 。
只有在羊吃植物造成振動時，螞蟻才會從蟻巢里邊傾巢而出，來攻擊這頭羊 。如果是刮風的話，螞蟻就躲在屋里不動 。
螞蟻能感受到這種振動的差別，進而對植物起到非常強的保護作用 。
這種保護作用并不僅僅只是針對毛毛蟲、羊起作用，對大象也起作用，螞蟻的攻擊也能降低大象對植物的破壞 。
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如果樹上長期沒有螞蟻，就會造成這個圖中的情況 。所有的樹都被大象給弄折了，稀樹草原的生境退化了，生態系統也完全崩潰了 。
但是在稀樹草原的案例里，如果長期沒有大象的話，植物慢慢地就不給螞蟻提供食物了，螞蟻也就沒辦法在樹上生活了 。
所以，這就是一種兔死狗烹的關系，沒有大象來吃植物，植物沒有風險了，它也就沒有必要吸引螞蟻來保護自己了 。
但是，自然界沒有愚蠢的策略，甭管是螞蟻還是植物，都是非常聰明的 。
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這個是我們的一項研究成果 。這個圖表示的是不同類型的植物只給螞蟻提供吃的或者是住的，或者是兩種都提供 。我們發現只有當植物能夠同時給螞蟻提供吃的和住的時，螞蟻對植物的保護才會更強 。
如果植物只提供吃的，或者只提供住的，螞蟻對植物的保護就沒有那么強 。所以，它們之間是一種互相利用的關系 。植物的投入越多，它獲得的來自螞蟻的回報也就越多 。
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螞蟻不單單能夠直接保護植物，還能夠幫助植物清除它的競爭對手 。比如在亞馬遜地區，有一種被稱為“惡魔花園”的結構，就是在很大的空間里，只有一種植物 。
當地的土著不知道怎么回事，他們那個地方的生物多樣性是很高的，為什么這么大的地方只有一種植物生存呢？他們覺得是魔鬼造成的，就把這種現象稱為“惡魔花園” 。
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現在，科學家知道這東西并不是魔鬼造成的，而是螞蟻造成的，因為這種植物上生活著一種螞蟻 。
一旦有其他的植物在這里生存，螞蟻就會爬上這些植物，然后向這些植物的葉片里注入一種毒素，一兩天內，最多不超過一個星期，這些葉片全部會死掉 。
所以其他植物根本無法在這里生存，慢慢地就形成了“惡魔花園”，這種“惡魔花園”在一個地區可以存在800年之久 。
螞蟻除了能保護植物，幫植物清理競爭對手之外，還可以幫植物打掃衛生 。
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比如這個案例里邊，食蟲植物如果它的食蟲口，像杯子口一樣的東西臟了以后，螞蟻會在三四天之內把這個口清理干凈，這時候食蟲植物的捕食效率又恢復到和原來一樣 。螞蟻本身也是有潔癖的 。
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我們經常說爬得高，摔得重，螞蟻經常在樹上搖來擺去，難免會從樹上摔下來，為了適應在樹上的生活，螞蟻甚至進化出了滑翔的功能 。
從樹上掉下來之后，有些螞蟻可以通過自身的扭動來逐步使自己朝著樹干這個位置滑翔 。這是在昆蟲里面發現的唯一一種沒有翅膀，僅靠自己的身體就能滑翔的案例 。
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從進化上來講，植物并不是先能給螞蟻提供吃的，螞蟻才上的樹，而是大約5000萬年以前，螞蟻開始慢慢地上樹找吃的 。
在這之后，植物才慢慢地進化出來像食物體、花外蜜腺這些結構，來吸引螞蟻，和螞蟻形成互利關系 。隨著進化的推進，科學家發現，螞蟻和植物的互利關系是越來越緊密了 。
螞蟻的悲慘世界
剛才我們講的這些，大家可能覺得螞蟻很聰明，似乎無所不能，但是在自然界，螞蟻也有悲慘的時候 。下面我們就一起看一下，螞蟻愚蠢和悲慘的時刻 。
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潛伏在花外蜜腺中的螞蟻殺手 。有一種蒼蠅，它把自己的卵產在花外蜜腺的下邊，隱藏起來，這個卵孵化的幼蟲會長出兩個非常長的牙齒 。
當有螞蟻來取食花外蜜腺的時候，蒼蠅幼蟲的牙齒就會死死地勾住螞蟻，讓螞蟻動彈不得，它們把螞蟻吸干后吃掉 。
這是一種欺騙策略 。除了直接捕食，還有更高級的策略 。有一種寄生螨，這種螨蟲整個的生活周期有一個階段必須要在鳥類的體內完成，它是怎樣進入鳥類體內的呢？
有一種螞蟻，喜歡吃鳥的糞便，吃完鳥的糞便之后，這種寄生蟲就寄生在了螞蟻的身上 。這個時候，螞蟻的腹部就會變紅 。
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我們可以看到左邊圖片黑色的是正常的螞蟻，中間圖片是被感染了的螞蟻，腹部變紅，當這個螞蟻在樹上搖擺的時候，鳥類就會認為它是一種果實，因為它的顏色跟果實非常像，尤其風一吹，它的腹部還能左右擺動，跟果實就更像了 。
所以鳥類看到之后，就會毫不猶豫地把它吃掉，把它吃掉之后，這個寄生蟲就進入了鳥的體內 。這種寄生蟲也被稱為2008年全球十大新發現物種之一 。
剛才講的這些只是肉體上的欺騙，心靈上的欺騙可能更為嚴重 。比如大藍蝶的幼蟲必須要在蟻巢里邊度過，為什么呢？
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科學家發現，這種大藍蝶幼蟲的味道和螞蟻幼蟲的味道幾乎一模一樣，當螞蟻在外面巡邏的時候，一旦在植物上發現了這種幼蟲，就會誤認為是自己的幼蟲，就會把它們搬到自己的蟻巢里面去，并且好吃、好喝地招待 。
等這個幼蟲在蟻巢里邊發育成熟了之后，它就會飛出去，螞蟻一點辦法也沒有 。螞蟻忙活了半天，幫別人養孩子，它自己一點都不知道，慘遭親子欺騙 。
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這種螞蟻還不是最慘的，還有比它更慘的 。
圖中是一種孢子，就是真菌，它會感染螞蟻，使螞蟻頭上長一根像棍一樣的東西，棍上面就是孢子體，螞蟻感染它以后，就會慢慢地死掉 。
但是把螞蟻感染致死還不是那么恐怖，恐怖的是什么呢？
它不但能決定螞蟻的生死，還能決定螞蟻需要在哪兒死，要對螞蟻進行定點的清除 。
當螞蟻感染這個孢子以后，就會變得精神恍惚，它會在植物上到處游走 。
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一旦進入到最適合這個孢子萌發的環境里面，孢子的程序就會啟動，讓螞蟻的爪子死死地抓住葉片，抓住葉片之后，螞蟻就定點死在那里 。
而它定點死的這個位置，正是這個孢子最適合生長的環境 。
科學家發現，這個環境大約是距離地面25厘米，方向大約是315度到375度之間，螞蟻必須要死在這個位置，所以這個螞蟻我覺得是目前看到的最慘的螞蟻了 。
我們稍微總結一下，螞蟻之所以能夠叱咤江湖，和它在進化過程中果斷地轉向吃素是分不開的 。
自然界其實是一物降一物的關系，沒有哪種植物是高尚和卑鄙的，它們都是為了生活 。
我們研究生態學的工作和使命就是去發現多樣性、認識多樣性和保護多樣性 。保護多樣性就是保護我們人類自己 。
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