螞蟻那么小,它沒有立體感知,是所謂的平面生物,它們是如何判斷戰(zhàn)場上的態(tài)勢的?它不能像我們一樣低頭看,哎這里有一窩螞蟻,這里有一窩螞蟻;這個多,這個少。它們不能俯瞰整個戰(zhàn)場,那它怎么知道敵人多自己少,或者自己多敵人少呢? 螞蟻的戰(zhàn)爭 我叫冉浩,我的研究方向是社會昆蟲里的螞蟻。 螞蟻是進(jìn)化得非常成功的社會性的昆蟲,大約占自然界動物總重量的10%,這個重量和我們?nèi)祟惖闹亓看篌w是相當(dāng)?shù)摹T陉懙氐臒o脊椎動物中,它幾乎是不可挑戰(zhàn)的王者。它們能夠形成一些非常龐大的巢穴,在衛(wèi)星上我們也可以看到一些巨大的巢穴。這些白色的是美洲的切葉蟻的巢穴。
它們能夠收集樹木的葉子,用來培養(yǎng)真菌,比我們更早地獲得了一種接近于農(nóng)業(yè)文明的生存方式。這樣的巢穴如果把它放大看的話是非常大的,科學(xué)家用水泥灌進(jìn)了切葉蟻的巢穴里,挖出來以后就是一個非常龐大的地下城市。
螞蟻非常地成功。它們之所以能夠這樣成功,其中一個非常重要的原因就是它們能夠從其他對手那里攫取領(lǐng)地,并且保衛(wèi)自己的生存資源。通過社會的力量成為了陸地上非常成功的一個生物類群。
首先我想給大家分享第一種螞蟻,一個戰(zhàn)斗力非常非常強(qiáng)悍的種類。這種螞蟻的巢穴在我國南方的一些省份是非常常見的。在草地里會鼓出這樣一個小包。
攝影:劉彥鳴 如果把這個小包挖開,它里面的巢穴的構(gòu)造是這樣的。跟一般的螞蟻不一樣,里面是一種蜂窩狀的結(jié)構(gòu)。
2015.01 廣東云浮 這個圖片的拍攝有一個小故事。2015年,我的愛人到云浮來,當(dāng)時我在保定。她說我從廣東給你帶點(diǎn)什么東西回去呀,我說你不用帶什么東西了,你幫我看看周圍的螞蟻吧。她說這個地方有好多螞蟻,我說那你要不要幫我采一點(diǎn)回來。她說好啊,然后就上山了。
回來的時候,她跟我說被螞蟻咬了一下。我的心里就稍稍地緊了一下。我非常慶幸,她挖的這個巢穴可能是一個廢棄的,或者是被工作人員用滅蟻藥滅過的一個巢穴,所以里邊幾乎看不到螞蟻。
一個正常狀態(tài)的這樣的巢穴是什么樣子的呢?2016年的時候,我跟師弟到桂林。轉(zhuǎn)到一個公園里面,師弟跟我說,師兄,這里有一窩螞蟻,應(yīng)該是紅火蟻。他就非常大大咧咧地一腳就踩上去了。在幾十秒內(nèi),可以看到那個紅色的小螞蟻像小溪流一樣從這個巢穴里面涌出來,很快就布滿了這個巢穴的表面。它們非??簥^。
2016.12 桂林 如果把這個圖放大一點(diǎn)的話,密密麻麻的都是螞蟻。 攝影:劉彥鳴 我們可以看到,在這個螞蟻的群體里邊其實(shí)有大有小,還有帶翅膀的。這實(shí)際上是螞蟻社會的一種分化現(xiàn)象。 請容許我在這里稍微插入一點(diǎn)螞蟻的基本知識: 在螞蟻巢穴里邊分成了沒有生殖能力的工蟻,和有生殖能力的生殖蟻、雄蟻或者是雌蟻。工蟻雖然是雌性,但是它們把自己的生殖能力完全放棄了。雄蟻和雌蟻是有翅膀的,在固定的季節(jié)會飛出來,所以有的時候我們看到所謂的“飛螞蟻”。
它們飛出來以后要在天空中交配,我們管這個叫作“婚飛”?;轱w以后的雄蟻就死了。雌蟻脫掉翅膀,到一個地方挖洞鉆進(jìn)去,就再也不出來了,然后開始建設(shè)它的巢穴。所以一個成熟的巢穴里面是有蟻后的,但是沒有蟻王,蟻王已經(jīng)死掉了。
接下來我們回到剛才那個話題。我?guī)煹芤驗(yàn)槭且粋€蟻學(xué)的博士,非常熟悉螞蟻,他可以大大咧咧地踩上去,然后在合適的時候把腳收回來,而且一只螞蟻都沒有沾上。
如果是一個沒有經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的人,看見了一個土墩一腳踩上去,或者一屁股坐上去,可能會是一個什么樣的結(jié)果呢?就是這樣的。
我們專門寫過一本書介紹這種很厲害的螞蟻。紅火蟻不是我們本土的螞蟻,它是來自美洲的。最開始是南美洲本土的螞蟻,然后向北傳到美國,成為美國人的一塊心病——以后在野營的時候就要非常小心被這種螞蟻咬到。
到了21世紀(jì)初的時候,紅火蟻偷渡到了我們國家,幾乎在短短十來年的時間之內(nèi)就覆蓋了我們南方很多的省份。它一直延續(xù)到一些山林的邊緣,給當(dāng)?shù)氐钠渌浵佉约捌渌膭游镌斐闪撕艽蟮耐{,是一個非常強(qiáng)大的入侵物種。
它的戰(zhàn)斗力是怎么體現(xiàn)出來的,它強(qiáng)在什么地方呢?我們用一個蟲子當(dāng)模特,因?yàn)槲业男』锇闆]有人愿意去拍一下。我們可以看到這上面那只大工蟻,它的腹部向下彎曲,尾刺已經(jīng)扎到那個蟲子的體內(nèi)去了。 它的尾刺或者叫作蜇針,非常厲害,里面有很強(qiáng)的毒液。當(dāng)然了,紅火蟻也會用它的上顎去咬,但是給人和其他動物造成主要威脅的還是它尾刺的毒液。
當(dāng)然有些螞蟻在戰(zhàn)斗的時候不是以尾刺作為主要武器,而是以它的上顎作為主要武器。山大齒猛蟻是在我國南北山地都可以找到的一種螞蟻。它的上顎是非常突出的,有的時候我們管它叫作陷阱顎。什么意思呢,這個猛蟻捕食的時候,它的上顎是張開的,就像這樣,可以張開到180度。
在這個位置有一個機(jī)關(guān)一樣的東西,可以把這個上顎卡住。它就可以這樣張著慢慢靠近獵物,當(dāng)它足夠接近的時候,迅速地把它合上。這一擊的力量非常大,大概能在萬分之一秒內(nèi)完成。
如果把地球上所有的動物的體型放到同樣的水平上的話,這個動作應(yīng)該是地球上最強(qiáng)有力的動作。如果把它放到我的體型,可以把這個東西現(xiàn)在扔出去,然后它就成為了圍繞我們地球的一顆衛(wèi)星。
在它捕獵的時候,一只跟它個頭差不多的甚至更大一點(diǎn)的蒼蠅,山大齒猛蟻是可以一下子把它咬住的,而且能夠直接把蒼蠅的內(nèi)臟打出來。
螞蟻除了這兩種類型以外,還有別的戰(zhàn)斗方式。這次我們的小伙伴做了犧牲,這是一個人的手。
攝影:劉彥鳴 這種螞蟻叫作黃猄蟻,在我國南方也有分布。過去的時候農(nóng)民用這個東西防治柑橘上的害蟲。它是怎么去進(jìn)攻的呢?它的上顎非常地薄,像刀片一樣鋒利。它是沒有蜇針的,但是它的腹部可以噴射毒液。在它的腹部的末端有一小撮毛,這一小撮毛可以起到霧化的作用,順著這個傷口把毒液給噴進(jìn)去。
它是一個群體攻擊的東西,對付大型的脊椎動物的時候并不是很有效,但是對付小型的昆蟲是很有效的,因?yàn)樗梢栽斐梢粋€范圍內(nèi)的毒液,這樣的話可以灼傷小動物的呼吸系統(tǒng)。
螞蟻多數(shù)情況下還是和無脊椎動物和昆蟲作斗爭,但是多數(shù)昆蟲打不過螞蟻。結(jié)局就是這樣的, 攝影:劉彥鳴 或者是這樣的。
螞蟻的主要敵人可能還是螞蟻。兩個螞蟻?zhàn)迦褐g的戰(zhàn)爭,往往是它們生活當(dāng)中非常重要的一部分。
攝影:劉彥鳴 這種螞蟻我想相當(dāng)多的朋友見過,它叫鋪道蟻。 在小院里面、小區(qū)里面、路邊,非常常見。經(jīng)常會有兩窩鋪道蟻打在一起,黑壓壓的一片。這是兩窩鋪道蟻,大家看長得一模一樣吧。它怎么知道這窩螞蟻是它的同伴,另外一只螞蟻是敵人呢?
工蟻從巢穴里邊的蟻后那獲取氣味,然后再混合上巢穴本身的環(huán)境氣息,成為一種獨(dú)特的氣味。凡是跟它身體的氣味一樣的,它就認(rèn)為是同伴,凡是跟它的氣味不一樣的,那它就認(rèn)為是敵人,是入侵者。
這樣的話,我們實(shí)際上可以把螞蟻稍微地搞得混亂一點(diǎn),怎么做呢?我可以把兩窩螞蟻分別放到冰箱里面凍一下,把它凍僵,或者也可以用其他的東西把它麻醉一下,總之要讓它處于一種混沌的狀態(tài)。
然后把它放到一個小瓶子里面混合起來。使勁地震蕩它,讓它充分地混合。當(dāng)它們再蘇醒的時候,只要這兩窩螞蟻的工蟻在外形上差別不是特別大,它們就會把這一瓶里面的螞蟻當(dāng)成是同一巢的螞蟻,就變成伙伴了,不是敵人了。
所以說氣味對螞蟻的識別相當(dāng)?shù)仃P(guān)鍵。這樣的一窩草地鋪道蟻,非常準(zhǔn)確地為我們展示了螞蟻?zhàn)鲬?zhàn)的基本思維:多個打一個。 群毆一個是有好處的,有什么好處呢?就是當(dāng)好幾只螞蟻圍攻一只螞蟻的時候,它們可以很快地給這只被圍攻的螞蟻造成致命的傷害,而自己可以減少損失。
這樣的話,在整個螞蟻的戰(zhàn)斗過程當(dāng)中始終是多打少。而且當(dāng)兩窩螞蟻的力量對比不一樣的時候,一窩螞蟻的工蟻數(shù)量很多,沖過來了;另一窩螞蟻工蟻的數(shù)量很少,這個時候它會自動地退守。
但是這里邊有一個非常奇怪的問題:既然螞蟻那么小,它沒有立體感知,是所謂的平面生物,它們是如何判斷戰(zhàn)場上的態(tài)勢的?它不能像我們一樣低頭看,哎這里有一窩螞蟻,這里有一窩螞蟻;這個多,這個少。它們不能俯瞰整個戰(zhàn)場,那它怎么知道敵人多自己少,或者自己多敵人少呢?
這里遵循了一個非常簡單的原則,就是工蟻會統(tǒng)計它活動的地方遇到的同伴的頻率,如果同伴的頻率比較高,那說明周圍自己人多;相反,如果遇到敵人的頻率比較高,就說明它在戰(zhàn)場上的位置有點(diǎn)靠前了,或者深入敵后了。在這種情況下,它就要迅速回撤。如果沒有撤回來,那就是這樣的結(jié)局,被圍住了。
像這種一兩只螞蟻后撤的時候是個體行為。當(dāng)一群螞蟻發(fā)現(xiàn)它周圍的敵人比較多統(tǒng)一后撤的時候,就由一個個體的行為上升成了一個群體的行為。這樣遵循簡單的原則,可以體現(xiàn)出看似非常智慧、能夠判斷戰(zhàn)場形勢的群體的行為組織方式,我們稱之為“自組織”。
螞蟻的這種自組織現(xiàn)象,對于我們的應(yīng)用來講其實(shí)是很有借鑒價值的。比如說微型機(jī)器人。微型機(jī)器人結(jié)構(gòu)非常簡單,而且也不可能有太復(fù)雜的程序在里面。但是我們可以通過自組織的方式使它完成一種群體功能,這樣的話就能夠獲得比原來更強(qiáng)大的功能。
另外在計算機(jī)領(lǐng)域,有一種算法叫作蟻群算法,就是模擬蟻群的自組織行為。模擬它的覓食、尋址尋路的行為,然后進(jìn)行一些計算機(jī)上面的運(yùn)算。 螞蟻的社會和我們?nèi)祟惖纳鐣遣灰粯拥?,它?shí)際上已經(jīng)走上了另外一個極端。它們把個體的特性壓制到了最低,個性不會表達(dá)。它們不是通過我們所謂的培訓(xùn)或者是知識來產(chǎn)生工作上的分工,而是直接去改造了個體的身體結(jié)構(gòu),從而讓它們具備了某些功能。
在這個群體當(dāng)中,沒有真正發(fā)號施令的那個個體。即使是蟻后也不可以。蟻后在整個群體當(dāng)中只是作為一個生殖的機(jī)器存在的,它并不能夠命令工蟻去做這種事情或者那種事情。工蟻只是按照它基因里面寫下的生存方式和生存原則,做它自己該做的事情。
整個的蟻群就好像是一個超級個體,每一個螞蟻都是這個群體中的一個細(xì)胞。整個群體就像是一個蠢蠢欲動的藏在地下的家伙,它伸出觸手去探索這個世界。工蟻是它探索世界的工具,隨時準(zhǔn)備著進(jìn)攻或者后退。如果它后退的話怎樣防守呢?
這是針毛收獲蟻的巢口。這是在我國北方常見的一種螞蟻,它們是素食的,傾向于收獲植物的種子。我們可以看到,這個收獲蟻的工蟻是藏在巢口里面的。
這樣的防守有什么好處呢?就是如果敵人想攻進(jìn)去的話,首先要過防守這一關(guān)。要么把這個巢口挖開,拓展很大,或者把里面的工蟻給拽出來才可以沖進(jìn)去。這樣的話就要求進(jìn)攻的這一方的兵力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過防守的這一方。所以通常來講,如果一窩螞蟻轉(zhuǎn)入到防守狀態(tài)的話,它是很不容易被消滅掉的。而且這里面有一些進(jìn)化到了極致的防守形態(tài),比如說平截弓背蟻。
這種弓背蟻的大工蟻非常有趣。它頭頂是平的,非常光滑的一個平板。這種螞蟻在樹木的樹枝里面做巢,挖一個洞進(jìn)去,大工蟻就像看門的一樣,像一個塞子一樣頂在那里。洞口正好和它頭的大小是吻合的。
平截弓背蟻,仿Wilson(1976) 如果有同一巢的螞蟻進(jìn)來,氣味是相同的,它就往后退一點(diǎn),同巢的螞蟻就可以進(jìn)去;如果是入侵者,它就不動。要想把它拽出來很難,因?yàn)樗冻鰜淼倪@個頭整個是非常光滑的,沒有可以咬的地方。所以這樣就可以牢牢地把巢穴把守住。
但是對螞蟻來講,戰(zhàn)爭是要造成傷亡的,有的時候這對一個巢穴來講也是不可承受的。當(dāng)你贏得了一場戰(zhàn)爭的時候,并不意味著戰(zhàn)爭就結(jié)束了,它可能還要遇到第二個挑戰(zhàn)的、第三個挑戰(zhàn)的。當(dāng)一場戰(zhàn)爭付出了很慘重的代價的時候,這就意味著它下一場戰(zhàn)爭沒有足夠的兵力來進(jìn)行爭奪了,有可能給這個巢穴造成非常災(zāi)難性的后果。
攝影:劉彥鳴 所以螞蟻在戰(zhàn)爭過程當(dāng)中也并不完全是血戰(zhàn),它們有自己的策略。特別是在同類螞蟻當(dāng)中,它們彼此會遵循一些原則。
日本弓背蟻在我們國家的分布非常廣泛,就是黑色的一種大螞蟻。這個螞蟻被發(fā)現(xiàn)定名的時候,正好是處在我大清朝最弱的時候。我們沒有自己的蟻學(xué)家,這個螞蟻就首先在日本被描述了。
日本弓背蟻的戰(zhàn)斗力也是很強(qiáng)的,我們可以看一下。你看它的上顎,還有腹部的毒液都用上了。最后的結(jié)果,其中的一只是被干掉了。
這樣的一場戰(zhàn)爭確實(shí)有被干掉的入侵者,比如說這個圖上面紅色箭頭指的這個是入侵者。 但是也并不意味著防守的這一方、數(shù)量多的這一方就完全沒有損失。綠色箭頭指的這只大工蟻,它的觸角已經(jīng)被完全咬斷了,一只失去了觸角的螞蟻就完全相當(dāng)于殘廢了。這只更慘,它現(xiàn)在還活著,但它肯定活不了多久了,因?yàn)樗母共恳呀?jīng)被咬掉了。
這樣的戰(zhàn)斗傷敵一千自損八百。在這種情況下,兩窩弓背蟻之間會達(dá)成一種默契,尤其是在春天的時候。春天它剛剛完成了冬眠,剛剛從土里面出來,所有的地面上頭一年的氣味標(biāo)記全部都沒有了。在這種情況下,它從土里面出來的第一件事情要劃分地盤,兩窩螞蟻之間要進(jìn)行爭斗。
這時候,這兩窩弓背蟻在爭奪地盤的這個主戰(zhàn)場的核心地帶,就出現(xiàn)了一些很有意思的事情。這是它們的邊界,這是正在爭奪的邊界。 中間這三張圖是一個完整的動作。
2017.5.10 河北保定 這兩只弓背蟻的大工蟻,注意,是最大的工蟻彼此之間采用了一種類似于拔河或者是頂牛的一種比較力量的手段。其中的一只螞蟻和另一只螞蟻互相推,看誰的力氣大。上面這個圖上的一只螞蟻占了優(yōu)勢,它把另一只螞蟻向后推。被推走的這只螞蟻就認(rèn)輸了,它們兩個就和平地分開。
這里邊有一個非常重要的邏輯,就是只有最強(qiáng)大的巢穴才能產(chǎn)生最強(qiáng)大的工蟻。因?yàn)橹挥凶顝?qiáng)大的巢穴才有足夠的生存資源去培養(yǎng)一個最強(qiáng)壯的工蟻,所以弱的一方的巢穴的整體實(shí)力,可能就沒有強(qiáng)的這一方巢穴的整體實(shí)力強(qiáng)。這樣的話它就主動地后退,放棄它的戰(zhàn)線。這個有點(diǎn)像我們古代兩軍對壘兩個將軍在前面打,后邊很多助陣的。
但是這也并不意味著這兩窩螞蟻之間就非常文明地去爭斗,這種看起來很文明的方式僅限于它們的邊界。如果一只大工蟻越界了,深入到了對方的領(lǐng)土里面,那馬上迎接它的就是這個下場:被干掉。 群體的力量永遠(yuǎn)不是個體能夠抗衡的,哪怕這個個體非常地強(qiáng)大。
還有一些螞蟻采取了更進(jìn)化的方式。它不再是去實(shí)打?qū)嵉仄磳?shí)力,而是靠一種恐嚇,靠一種虛張聲勢。比如說這只黃猄蟻,它會把腹部翹起來,把腿盡可能地伸展抬高自己的身體。 在兩窩黃猄蟻戰(zhàn)斗的時候,甚至有的時候其中的一些工蟻會爬上一些小石頭,這樣來居高臨下地俯瞰對手,使它看起來更加強(qiáng)壯一點(diǎn),通過一些聲勢來使對手退縮。
這是個體的一種虛張聲勢。群體同樣可以對敵人采取虛張聲勢的方法來獲取利益。比如說這兩種螞蟻,擬囊腹蟻。它本身就是一種很有謀略的螞蟻,分布在美洲。這種螞蟻特別喜歡吃白蟻,白蟻?zhàn)鳛樗囊环N生存資源是非常稀缺的。
當(dāng)它發(fā)現(xiàn)了一窩白蟻的時候就要去攻擊這窩白蟻,但是如果不巧,它旁邊還有一窩同類的話怎么辦呢?擬囊腹蟻要分出兩支部隊,主力去攻擊白蟻,還有一支小分隊就到對手的巢穴周圍去騷擾,讓對手以為攻擊來了。然后它再趁對手忙于應(yīng)付的時候自己就把白蟻巢穴攻占了,把那些白蟻就運(yùn)回來作為糧食。
但是擬囊腹蟻也有吃虧的時候,就是這個二色椎蟻。平時這兩種螞蟻關(guān)系就非常不好。擬囊腹蟻會欺負(fù)二色椎蟻,二色椎蟻有的時候就會采取一種反擊的措施。怎么做呢?往它的巢穴里邊扔石頭。 這樣的話擬囊腹蟻就會覺得有人來進(jìn)攻了,然后就開始防守。擬囊腹蟻的活動就會減弱,二色椎蟻就趕緊趁這個時間去掃蕩一下,看看周圍有沒有什么好東西。它們是這樣的一種生存策略??梢哉f,它們在戰(zhàn)爭上面已經(jīng)把生物演化推到了一種極致。
螞蟻在這億萬年的演化過程當(dāng)中,產(chǎn)生了這樣非常強(qiáng)大的戰(zhàn)斗或者是生存的策略,實(shí)際上還是為了生存。在自然界當(dāng)中,它們要力求以最小的損失獲取最大的收益,這種謀略的形成,實(shí)際上是顯示著自然選擇偉大的塑造力量。
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