切叶蚁和它们的蘑菇园

夏日黄昏，漫步在巴西的草原上，或许你会幸运地看到一种蔚为壮观的景象：在辽阔无垠的草原上突然奔涌出一条绿色的“小河”。但那小河里流淌的不是水，而是数以百万计的蚂蚁。每只蚂蚁都像撑雨伞那样高举着一片绿叶昂首向前。这种蚂蚁就是久负盛名的“育菇专家”——切叶蚁。切叶蚁遍布中南美洲热带湿润地区，它们并非单一种属的昆虫，而是由40多种会切割树叶培育真菌的蚂蚁组成。

　　切叶蚁的户外劳作

　　追溯那“小河”的源头来到树下，你会看到另一番奇异的景象：树上沙沙作响，如狂风大作，树下绿叶纷飞，如暴雨骤降。一群切叶蚁正在用它们那锯齿状的锐利双颚切割树叶，这是切叶蚁精细的耕作流程中的第一步。掉落地面的叶片被另一群切叶蚁迅速切割开来，然后，负责运输的切叶蚁叼上叶片，不声不响地汇入到绿色的“小河”中，形成庞大的运输队伍。如果你足够细心，也许会发现迷你型的切叶蚁爬到正在搬运的叶片上“搭顺风车”。不过，它们可不是来玩耍的，而是担负着任务，即检查叶片是否被污染，并防止细小的寄生蝇攻击正在劳动的同伴。“河流”以每分钟180米左右的惊人速度飞快地向前奔涌，其走向取决于同伴们留下的化学气味。切叶蚁是动物中的“通讯大师”，它们用化学信息来协调群体的大部分活动。

　　切叶蚁叼着绿叶准备去干什么？原来是用于栽种蘑菇。它们的蘑菇园位于采集地两三百米远的地方，在这里还有切叶蚁千辛万苦挖掘构筑的“城堡”。“城堡”看上去是一个直径可达10米左右的土墩，上有许多高低不一的“烟囱”，这些烟囱是通气口和出入口，土墩里面就是真正的切叶蚁王国——蚁巢。蚁巢很大，长、宽、高均可达数米。一个建立了3年的兴旺蚁巢，可能有8000个以上不同的巢室，如蚁后室和保育室等，十分宽敞，还有上千个出口，每个出口都连着一条深达4～5米的通衢大道，这些大道连通着巢室或蘑菇园，又或者通过分支的辅道通往垃圾场等地方。“城堡”设计巧妙，布局合理，堪比任何一位建筑大师的杰作。“城堡”内道路四通八达像迷宫一般，但运输路线又是最短的，为防止交通堵塞，主道旁边还有辅道。城堡的建造者还充分考虑到了提供理想的通风，保证蚁巢内适宜的温度、湿度和空气新鲜度。

　　2012年2月，科学家在巴西发现了一个切叶蚁地下“城堡”，其内部结构错综复杂，向地下延伸约8米，估计建造时要搬运大约40吨泥土。

　　切叶蚁的分工协作

　　你若对切叶蚁感到好奇，不妨先到宫殿中去拜访一下蚁后，深居宫殿中的蚁后会骄傲地将其王国的情况向你娓娓道来。

　　“我们的王国有数百万臣民，过着高度有组织的生活，为了王国的利益，能牺牲小我，成全大我。正是这种专业分工和利他主义精神，使我们有很高的工作效率和极强的自卫能力。” 讲到这里，蚁后似乎沉浸到了对往事的回忆之中。“创建这样一个王国是十分艰辛的。当我长大成年时，在母后的王国里我就成了‘多余的’，我必须去开创自己的王国。我先飞到空中，释放一些挥发性的化学物质——性外激素，引诱如意郎君前来谈婚论嫁。我一般要与三个以上的郎君交配，以储存足够量的精子，保证在漫长的余生（十年或者更长）中随时取用。但欢愉毕竟是短暂的，我的如意郎君们很快死去，我则迅速返回地面，折断翅膀，钻入地下，开始独自建造新城堡。只要有了容身之地，我就用体内储存的精子给卵细胞受精然后产卵，并靠着体内储存的脂肪度日，直到孵化出第一批孩子来为我觅食。以后，我就躺在这里，一心一意地产卵，以保证王国的兴旺。而王国的其他工作则由我那些最先出生而营养不良的女儿——工蚁接管。” 提起工蚁，蚁后变得满脸慈祥，语气中充满了爱怜。

　　“这些女儿因受我产生的性外激素的抑制，卵巢不能正常发育，因而不能生育。她们为王国而生，也将为王国而死。她们是王国中数量最大的也是最辛勤的劳动者。她们身材相差很大，头宽可以相差8倍，身体干重可以相差200倍。根据身材的大小，她们分司不同的工作。一般来说，最大的为兵蚁，大型的为切割蚁，中等的为运输蚁，最小的为园丁蚁。她们分别担负着警戒保卫、建造宫殿、采集树叶、种植蘑菇、处理垃圾、抚育幼蚁等工作。” “我想特别介绍一下兵蚁，她们是为战斗而生的。她们幼年时保幼激素多，幼虫期长、食用的蘑菇多，因而长大后身强力壮，有巨大的螯和锐利的口器。她们或守卫宫殿，或担任运输警戒，一旦收到王国被侵犯的信号——其他公民释放的告警外激素等，就会倾巢出动，奋起还击，殊死搏斗，将来犯之敌撕得粉碎。当然，与人类的军队一样，兵蚁有时也会参与建造城堡等工作。”蚁后以赞美的口吻介绍完工蚁的情况后，又接着谈起了雄蚁。

　　“在我的王国中，只有雄蚁和我是有翅膀的，不过，我们的翅膀也仅在婚飞时起作用。我们的生殖与众不同，虽然也需要婚配，但并非所有的卵都需要受精。雄蚁就是由未受精的卵发育而成的，而其神圣的使命却恰恰是为传种接代而提供精子。当他们完成奉献精子的使命后，就会悲壮地死去。”

　　切叶蚁的蘑菇园

　　如果你能耐心地听完蚁后的唠叨，获得蚁后的青睐，兴许还能让你去参观它们的蘑菇园。蘑菇园由工蚁们有条不紊地经营管理着。它们是高超的“园艺家”，是自然界中唯一一类能靠“种植”来获取食物的昆虫，其生存方式与“种植”技巧广受关注。2010年，美国俄勒冈州立大学的生物学家创立了“切叶蚁学”，以一类昆虫来单独命名一个学科，足见切叶蚁的神奇。不同的切叶蚁在菌床准备、栽培方法等方面各不相同。一般来说，一些“园艺家”将树叶切碎嚼烂作为蘑菇的培养基，另一些“园艺家”将培养基铺到地窖中一层干枯的树叶上。这些“园艺家”还要给蘑菇施肥：分泌一滴排泄物抹在一撮绿叶上，并将其埋入培养基中。也许这一过程并不仅仅是施肥，因为排泄物中往往含有抗生素，能有效地阻止杂菌在蘑菇园中蔓延。一切准备停当后，“园艺家”们才从老园圃中把菌种移来，小心地接种到培养基上。不久，白色的菌丝就会在培养基上弥漫开来。“园艺家”们还要随时将那些菌丝加工修剪，这种修剪能防止菌丝过度繁殖，因为这会消耗大量的氧气，使幼蚁窒息而死，甚至造成整个群体的毁灭。另一方面，切口处会迅速形成营养丰富的肿块——这就是供养着成千上万的切叶蚁的蘑菇。

　　切叶蚁的生态文明

　　在切叶蚁的蘑菇园内，不用农药、不用化肥、也不消耗化石能源。切叶蚁以树叶作为培养基，以排泄物作为肥料和杀菌剂，并通过良好的通风系统来维持蘑菇园的湿度、温度和空气新鲜度，既保证蘑菇丰收，也保证环境清洁、生活舒适。垃圾的管理是切叶蚁王国长盛不衰的关键因素，菌圃的废物里会有一种霉菌，不仅威胁蘑菇的种植，还会威胁到切叶蚁的健康。负责处理垃圾的往往是年老的工蚁，以保证年轻健康的切叶蚁不受伤害。它们将把没用的培养基、废弃的菌圃堆放在垃圾场，甚至运出蚁巢。一旦这些工蚁负责丢弃垃圾，它们的余生就要负责把垃圾分类和整理，以便更好地降解，直到它们死亡。此外，将南美圣蝇等危险的寄生虫移出蚁巢的工作也由它们负责。圣蝇会在工蚁的头部裂缝中产卵，对蚁巢的安全构成威胁。一旦旧的蘑菇园变得不宜耕种，切叶蚁就会毫不犹豫地去开垦新的蘑菇园。临行前，它们用泥土和垃圾将废弃的蘑菇园填满。不久，这片松软的的沃土上又会长出繁茂的草木，既美化了环境，又保证了对土地资源的永续利用。

　　2011年6月，丹麦哥本哈根大学和深圳华大基因研究院的国际研究小组共同完成了一种切叶蚁的基因组测序与分析工作。通过与其他已知蚂蚁基因序列比较及分析，研究人员发现一些特定基因与切叶蚁社会行为及共生方式具有重要的关系，使人们对切叶蚁有了更进一步的认识与了解。切叶蚁的确是天才的育菇专家，它们的一举一动既引人入胜，又令人深思。从切叶蚁宫殿参观归来，你会对人们说点什么呢？你会夸讲切叶蚁的严密组织，赞美其育菇天才，或者惊叹其超前的生态意识，抑或钦羡其自给自足与世无争的世外桃源的生活？或者还有别的什么感慨？不管如何，你肯定会认为：此行大有收获！

　　【责任编辑】庞 云