为什么白蚁有蚁王/蚁后 蚂蚁只有蚁后？

为什么白蚁有蚁王/蚁后蚂蚁只有蚁后？巢穴中有3个蚁后1个蚁王，蚁后体长约5cm，体型肥硕，目测已经存活10年以上，其他成员预估数量可能超过百万。大自然中，像白蚁这样社会性动物有很多，例如蚂蚁和蜜蜂。然而，仔细比较就会发现蚂蚁家族中，只有蚁后没有蚁王，且单后制多，多后制少。为什么白蚁家族如此特殊，不仅有多位蚁后，还有蚁王呢？蚁后又是如何从几毫米长到几厘米的呢？它又是如何建立整个白蚁王国呢？蚁王、蚁后、一级备选蚁后、二级备选蚁后、兵蚁、工蚁白蚁的家族成员有哪些？它们是如何形成的？在大多数蚂蚁家族中，典型的角色是：蚁后、雄蚁、工蚁和兵蚁（部分种类才有兵蚁），而白蚁家族比蚂蚁家族要复杂得多，主要有蚁后、蚁王、工蚁、兵蚁和若蚁。白蚁家族的原始创始人是蚁后和蚁王，而它们的选拔则需要经历“婚飞”仪式。那时候雌蚁和雄蚁长着2对发达的翅膀，每年4-6月之间，这些长着翅膀的白蚁就会离开巢穴去寻找另一半。婚飞，和我们常说的“相亲大会”差不多，看对眼的雌蚁和雄蚁就会找一个合适的地方，然后挖一个足够大的坑，作为婚房，等把所有出口都关闭后才开始交配。此时，身上的翅膀已经去掉了，之后它们的一生都将在这个地方度过，也不会再挪窝了。从这里就可以看出，蚂蚁和白蚁的不同之处。蚂蚁家族中，蚁后交配一次，就可以终身繁殖，因此雄蚁交配后就会死亡，而白蚁中的蚁王寿命长达1-4年，它和蚁后一起常埋地下巢穴，多次交配，才建立了庞大的王国。婚飞后，蚁后开始产卵。早期整个王国就只有蚁王和蚁后，怕照顾不过来，首次产卵一般只有10-20个。在它们长大之前，蚁王保卫蚁后照顾。长大后，这些小卵就会发育成工蚁和兵蚁。两者各司其职，工蚁负责巢穴里所有劳作，例如寻找食物、挖穴、喂养蚁后蚁王、打扫、照顾卵等等，而兵蚁则是接替蚁王，负责保卫整个巢穴的安全。不同的职能，外形差异也很大。常看到那些白色的小小的白蚁是工蚁，也是巢穴中成员数量最多的，至少在80%以上，其次是兵蚁，大约占5%。兵蚁也可以分为两种，一种是上颚兵，头非常大，上颚发达，像一把大叉子，可以和入侵者对抗；另一种是象鼻兵，上颚特化成一个类似吸管的孔，可以分泌出一些有害物质来击退入侵者。最初的3-5年，为了快速壮大，蚁后产的卵几乎都只发育成兵蚁和工蚁。一般来说，兵蚁和工蚁是不能繁殖的，为了应对突发情况，等巢穴发展稳定后，蚁王和蚁后就会储备备用的“王和后”。和蚂蚁不同的是，白蚁的发育需要经历卵、若虫和成虫。若虫就是未成年的白蚁，它有很强的发展潜力，可以发育成有翅膀的繁殖蚁，也可以发育成兵蚁和工蚁，这都是由蚁王和蚁后通过信息素来控制的。蚁王蚁后死亡，下一代的王和后如何选拔？一般来说，蚁后会比蚁王长寿很多，蚁王寿命在1-4年，蚁后最长可达30-50年。为了长远考虑每个发展成熟的白蚁家族是会配备繁殖型白蚁，而且不止一个。白蚁家族中，蚁后、蚁王、若虫、工蚁和兵蚁，其中只有兵蚁完全不育，其他几种白蚁都有繁殖能力。若虫可以发育成2种繁殖者，有翅和无翅。有翅膀的就是要飞出去婚飞自己建立巢穴的，无翅膀的，则可以在不经过婚飞阶段的情况下成为繁殖型白蚁，直接待在巢穴中以备后用。工蚁中也有真工蚁和伪工蚁之分，白蚁的后代都是通过交配产生的，有雌雄之分，因此在特定情况下，伪工蚁也是可以发育成繁殖型白蚁的。总的来说，当蚁后或者蚁王死亡后，另一半会分泌信息素，备用的繁殖型白蚁就会发育成初级繁殖体，接替蚁王或蚁后继续繁殖。值得一提的是，有的白蚁蚁后还可以通过孤雌生殖的方式，产生备用蚁后。蚂蚁和白蚁有什么不同？虽然都叫“蚁”，但本质上存在很大差距。蚂蚁是有翅亚纲膜翅目蚁科，而白蚁是有翅亚纲等翅目白蚁科。科学家认为，在亲缘关系上，白蚁和蟑螂更为相近，蚂蚁更像蜜蜂。在种群的发展中，也有很多不同之处：1、白蚁是不完全变态类昆虫，有若虫阶段，而若虫有很大的发展潜力，而蚂蚁属于完全变态昆虫；2、蚂蚁中蚁后和雄蚁交配后，雄蚁立马死亡，接下来都是靠蚁后单方面繁殖壮大，发展的后代中，工蚁都是雌性，雄性则是未受精的单倍体直接发育而来；而白蚁，初代创始人是蚁王和蚁后，两者形成了终生的一夫一妻制（种群比较大的，是多后制），一起繁育后代，后代性别有雌性和雄性，条件合适，就可以发育成备用的繁殖型白蚁。蚁后，荣耀背后的悲哀很多人羡慕蚁后的幸福生活，饭来张口，不用干家务，还能统领整个家族。事实上，蚁后这个职务并不好当，风光的背后是无尽的辛酸。首先，选拔蚁后非常残酷。去年差不多也是这个时候，上海出现很多飞蚁，大量飞蚁聚集在灯光下，扰乱了人们的正常生活，当时还上了热搜。实际上，这就是大型婚飞现场。婚飞是一个非常残酷的过程，常年在地底下的白蚁，非常脆弱，飞出巢穴后，一方面要面对捕食者的捕食，另一方面要应对外界的各种不良因素，例如当时的温度湿度。这意味着很大一部分婚飞白蚁死亡告终，找不到另一半。能留下来的，都是经过考验的白蚁，好不容易配对成功，它们还要面临创立家园的艰辛。白蚁家族，初代创始人只有蚁后和蚁王，封闭式地繁育后代，不吃不喝，稍有不慎，就有可能第一代还没孵化，蚁王或者蚁后就已经饿死了。蚂蚁的情况还更严重，因为蚂蚁家族中雄蚁交配后就死亡，只剩下蚁后独自奋战，饿死的风险更大。其次，为了生育，不得不忍受“身材走形”。普通工蚁4-15毫米，蚁后能长到5厘米，有的甚至能长到10厘米以上，蚁王也能长到2厘米多，这样的身体变化，纯粹是为了多产。去掉翅膀后，蚁王蚁后就失去了人生自由，为了生育，蚁后不断延展腹部的表皮层，进而增大自己的体型，就像是吹气球一样，这是为以后多产卵准备的空间。最重要的是，稍有懈怠就会被取代。成熟的蚁后，腹部非常膨胀，一天可产4万个卵，这样的身体构造，是以失去生活自理为代价的。若有一天，其他白蚁发现蚁后的繁殖能力下降，那么就会立马培育备用繁殖者来替代，有的白蚁种群，备用蚁后多达200个。至于老的蚁后，可能会被杀死或者饿死，因为其他工蚁不会再给退役的蚁后提供任何服务。换个角度来想，如果是在职场中，有上百个实习生紧盯着你的职位，压力该有多大啊！...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357105.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357105.htm

新研究揭开白蚁王和蚁后“御膳”成分

新研究揭开白蚁王和蚁后“御膳”成分日本一项新研究揭开了白蚁群中的蚁王和蚁后由工蚁喂给特殊的食物成分，为解释为何蚁后能长时间维持旺盛的繁殖能力提供了线索。新华社报道，白蚁啃食木材，并依靠它们肠道内微生物的作用将木材中的纤维素转化为生存所需的营养物质。而白蚁群中的蚁王和蚁后并不啃食木材，它们由工蚁喂给特殊的食物，以便专心繁殖。京都大学和滨松医科大学的研究人员在新一期美国《国家科学院学报·交叉学科》杂志上报告说，他们以栖北散白蚁为研究对象，对工蚁喂食蚁王和蚁后的行为进行了分析，并从正在给蚁王和蚁后喂食的工蚁身上直接采集到了足量的“御膳”。化学分析发现，“御膳”的主要成分包括鞘脂类、甘油二酯、短肽和蛋白质等。通过电脑断层扫描对比蚁王、蚁后和工蚁的消化道结果，可以观察到蚁王、蚁后和工蚁的中肠和后肠占消化道的体积比明显不同：工蚁的后肠占了很大比例，这里是共生微生物生活并分解纤维素的地方，而蚁王和蚁后的中肠占比较大，这是它们用于吸收营养物质的器官。这种觅食和消化的分工成为白蚁社会劳动和繁殖分工体系的基础。京都大学发布的公报说，一般来说，活动越活跃的生物寿命越短，而在蜜蜂、蚂蚁、白蚁这类社会性昆虫的巢穴中最活跃繁殖的个体最长寿，造成这一现象的根本是繁殖个体所摄入的特别食物。研究这类特别食物，了解其中的功能性成分，有望贡献于研究促进人类健康长寿的方法。

研究人员观察到白蚁相互协调工作以建造巨型巢穴的方式

研究人员观察到白蚁相互协调工作以建造巨型巢穴的方式最近的研究发现，白蚁是通过感知和响应湿度水平而不是使用信息素来建造它们复杂的巢穴的，这揭示了白蚁建造复杂结构的一种简单而有效的机制。自然环境中的白蚁巢穴（澳大利亚新南威尔士州的一个白蚁丘）。图片来源：AndreaPerna由卢卡国际高级研究学院（IMTSchoolforAdvancedStudiesLucca）复杂系统教授安德烈娅-佩尔纳（AndreaPerna）负责协调的一项新研究发表在《电子生命》（eLife）杂志上，现已查明白蚁完成这种非凡任务的独特机制。白蚁已基本完成拱形结构的建造。红灯是3D扫描仪用来量化施工进度的光束。图片来源：GiulioFacchini在对Coptotermesgestroi白蚁（原产于南亚，现已扩散到美国东海岸）进行实验室实验时，研究人员使用湿粘土建造了具有不同高度和形状的人工结构的小台子。然后，他们从一个较大的白蚁群中收集了小群白蚁，并通过视频跟踪白蚁群中所有白蚁的活动，同时描述三维结构的变化，量化它们对这些结构的建筑行为。通过这种方法，可以对各种假设进行检验，从而发现白蚁筑巢时所使用的协调机制。白蚁（Coptotermesgestroi）在实验场自发地建造了几根柱子。图片来源：GiulioFacchini比较观察和实验除了白蚁之外，蚂蚁是能够建造大型复杂建筑的另一大昆虫类群，以蚂蚁为例，人们认为，蚂蚁在建筑材料中浸渍了一种信息素，这种化学物质能够吸引其他蚂蚁来到建筑工地，并"告诉"它们在哪里建造。这样，一只工蚁的活动就会引发其他蚂蚁的活动，这是一个自我强化的过程。如果白蚁也像蚂蚁一样依靠信息素来指导它们的建筑活动，那么它们就不应该表现出偏好把建筑材料颗粒堆放在任何特定的位置，因为在实验人员准备的人工舞台上没有任何信息素。但事实并非如此：虽然场内到处都在收集颗粒，但沉积物都集中在已有建筑的顶部。也许他们可以评估地面上的小柱子和异质物的高度，这样，他们就会在已有结构的顶部不断添加建筑材料。但事实并非如此：事实上，白蚁在高低支柱上堆积建筑材料的概率是相同的。一小群Coptotermesgestroi白蚁在实验人员放置的人工支柱顶部添加粘土颗粒。图片来源：GiulioFacchini另一个假设是，白蚁可能能够感知建筑基质的曲率，因为之前的一些建模显示，在曲率最高的位置不断添加颗粒足以产生非常复杂的结构，类似于某些物种的白蚁巢穴。这项研究的第一作者、法国巴黎国家科学研究中心复合材料与系统研究所研究员朱利奥-法奇尼（GiulioFacchini）说："在我们的模拟中，我们观察到，表面的小异质具有比周围平坦基质更高的曲率，因此它们会膨胀形成支柱，支柱的尖端反过来又会吸引建筑材料进一步沉积并继续生长，直到它们分裂或与另一个支柱合并，以此类推；利用这一简单规则可以形成非常复杂的结构。"事实上，当白蚁面对实验中提供的人工刺激时，它们总是喜欢在曲率最大的地方建造，在柱子的顶端添加颗粒（与柱子的高度无关）；当提供一个小的墙壁刺激时，它们最常在墙壁的两个角落添加颗粒，也就是曲率达到最大的两个点。了解白蚁的感知能力问题是：白蚁怎么能如此可靠地感知到它们正在建造的建筑物的弧度？研究人员发现，这可能与水分蒸发和湿度有关。佩尔纳解释说："白蚁对湿度浓度非常敏感：与大多数其他昆虫不同，白蚁的外骨骼很薄，皮肤也很柔软，这意味着即使长时间暴露在低于70%的湿度水平下，也会对它们造成致命伤害。它们能够感知这些湿度梯度，并通过行为对其做出反应，这并不太令人惊讶。"但如何证明这一点呢？"我们找到了一种被《eLife》杂志的一位匿名审稿人称为'非常巧妙的低技术解决方案'的解决方案：我们准备了与白蚁相同的实验场地，但这次用碳酸氢钠盐溶液浸渍粘土。当盐溶液中的水分蒸发时，会留下微小的盐晶体，这些晶体的生长标志着蒸发量最大的区域：这些区域就是柱子的顶端和墙壁的角落：这正是白蚁选择进行建筑活动的区域！"Facchini解释道。佩尔纳评论说："真正让我们感到惊讶的是，我们发现白蚁用如此简单的方法解决了一个非常复杂的问题。在我们的实验中，巢穴的复杂性仅仅产生于一个简单的机制：白蚁只需要根据当地的湿度添加颗粒材料，但它们添加的颗粒材料反过来又会改变所有的蒸发和湿度模式，诱使其他白蚁在不同的位置建造巢穴，以此类推，直到产生非常复杂的结构"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427113.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427113.htm

最绝望、残忍的死法：蚂蚁转圈 一圈一圈 旋转至死

最绝望、残忍的死法：蚂蚁转圈一圈一圈旋转至死蘑菇和白蚁主人是一名男子，他正在自己的摊位前高谈阔论，谈论真菌和昆虫对生态的重要性。这些可怜的小白蚁，正在摊位上卖力表演——转圈圈，一刻不停地旋转。发布的视频，没有拍摄到这些白蚁的结局，但西蒙表示，这些白蚁正在扼杀自己。在科学上，蚂蚁转圈有一个非常别致的学名，叫作蚂蚁死亡漩涡，这意味着旋转一旦开始，至死方休，几个小时，几天，无论多久，反正以死亡为终结。白蚁为何要以这方式折磨自己呢？一旦陷入死亡漩涡，白蚁就无法走出来吗？死亡漩涡，进化带来的副作用死亡漩涡现象，在行军蚁中比较常见。行军蚁，和其他蚂蚁最大的不同之处在于，它没有固定巢穴，就像一个“侵略者”，四处觅食，而且总是集体出行捕猎。别的蚂蚁，派出去侦察的蚂蚁基本都是单个的，找到食物后，再回蚁巢搬救兵。但行军蚁，出去就是一群，而且这些行军蚁训练有素，配合默契，在路上发现猎物，无论是什么动物，都会利用“蚁海”战术，将其淹没杀死，然后撕成小块带回巢穴。一个行军蚁家族，一天的捕食量高达500000只猎物，这意味着行军蚁的运作非常高效。出行时，它们会排列成规整的纵队前进（有的行军蚁是横着排的），外出的行军蚁在两侧，而返回的蚂蚁在中间。因为数量多，整个捕猎小队可谓是浩浩荡荡，行军队伍的范围宽度可超20米，长度可达100米。这么多蚂蚁，如何保持队伍井然有序，丝毫不乱呢？答案就是信息素。行军蚁基本都是失明的，它们是靠信息素来指引方向。整个行军道路，中间的信息素浓度会高一些，而两侧浓度低一些，高浓度的信息素正是返回的行军蚁释放的。高低不同的信息素，是行军蚁大军觅食井然有序的关键。蚁桥如此高效的集体觅食策略，对行军蚁来说是成功的。只要前头有同伴带路，无论前面是何种凶猛野兽，是沟壑还悬崖，行军蚁都会义无反顾跟着前进。但是，如果其中几只带头蚂蚁出错了呢？后面的蚂蚁是不是还是盲目跟随呢？蚂蚁死亡漩涡就是这么来的！当行军蚁在前进过程中受到威胁或者干扰，导致蚂蚁轨迹偏离原来的方向，为了尽快归队，行军蚁就开始追踪周围最近的信息素来源，互相追逐，这些偏离的行军蚁群慢慢就形成了一个不断旋转的圆圈，而且速度越转越快。科学家也将这种行为视为一种防御手段，越转越快，是为了迷惑捕食者。死亡漩涡一般范围比较小，旋转的蚂蚁也就几十只，圆圈的直径也就几厘米。目前规模最大的蚂蚁死亡漩涡，预估周长有370米，蚂蚁转一圈大概要2.5个小时。一旦陷入死亡漩涡的蚂蚁，靠自身的力量是难以逃脱的。蚂蚁生物学家T.C.Schneirla在观察一个死亡漩涡时，发现蚂蚁旋转了一天，中间还下了一场大雨，也没有阻止它们停下来。即使身边都是同伴尸体，第二天，还有少数蚂蚁拖着疲惫的身体慢慢绕圈，奄奄一息！最后行军蚁的这个BUG，很多蚂蚁都有，包括白蚁，因为白蚁视力同样不好，还有一些昆虫和鱼类也有类似的行为。比较残忍的是，死亡漩涡是可以人工模拟的。开头白蚁的旋转，就是人为造成的。西蒙认为是摊主故意将白蚁放在蘑菇内的，白蚁在密闭的空间中，为了追寻信息素，不得不暴走旋转，它们的结局最终只有死亡。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425715.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425715.htm

北卡罗来纳州发现罕见的居住在树冠的蚁群

北卡罗来纳州发现罕见的居住在树冠的蚁群来自北卡罗来纳州立大学的米歇尔-基希纳（MichelleKirchner）在一项重大发现中记录了北卡罗来纳州三角地带一整个稀有蚁群AphaenogastermariaeForel。这种通常出现在树冠上的稀有物种以前鲜为人知，也没有雄蚁的记录。图片来源：MattBertoneAphaenogastermariaeForel是一种罕见的长脚家蚁。与主要在森林地面的碎屑中筑巢的同类不同，这种蚂蚁的大部分时间都生活在高高的树冠上。这种树栖生命周期对于热带地区的蚂蚁来说是一种相当普遍的做法，但直到现在，人们对三角洲地区树栖蚂蚁的存在或普遍性知之甚少。关于这项工作的论文的第一作者、北卡罗来纳州立大学应用生态学和昆虫学博士生米歇尔-基希纳（MichelleKirchner）说："我根本没想到会发现这些蚂蚁，所以当我发现一整个蚁群时，我感到非常震惊。有了整个蚁群，我们就能记录这种稀有蚂蚁物种的每个生命阶段，这在科学界还是第一次。"有趣的是，到目前为止，还没有关于这一物种群体中出现雄蚁的照片或文献记录。同样，人们也不知道有多少种群存在，它们在哪里，喜欢什么样的栖息地。不过，这些关于蚁群所有成员的新的详细描述提供了一些线索。"与其他蚁后相比，这些物种的蚁后非常小，"基希纳说。"这种小体型与寄生蚁后相似，因为小体型使它们更容易被蚁群误认为是工蚁同伴。"在北卡罗来纳州已经发现了大约250种蚂蚁，Kirchner对这一物种的重新发现有助于我们更好地了解北卡罗来纳州生物多样性的独特构成。Kirchner说："我们不知道这个物种对三角地区的森林生态有多重要。这次不同的调查工作改变了我们的发现，也改变了我们对可能存在的情况的看法。即使是在纽斯河禁猎区，我们仍有许多发现。"北卡罗来纳州立大学应用生态学教授、该研究报告的合著者埃尔莎-扬斯特德特（ElsaYoungsteadt）说："这是一个很好的案例，我们很少遇到这种物种，因此无法对其稀有与否得出任何结论。米歇尔的观察结果表明，这些物种在当地的分布相当广泛，但还需要做更多的工作。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403095.htm

最独特的粮食储存方式之一：蜜罐蚁腹部肿胀 用身体储存蚁巢的食物

最独特的粮食储存方式之一：蜜罐蚁腹部肿胀用身体储存蚁巢的食物蜜罐蚁被安置在一个特定的房间内，什么也不用做，蚁群中的工蚁会喂养和照料这些蚂蚁，它们会特地去收集一些含糖液体和其他营养物质来喂蜜罐蚁，让蜜罐蚁生长。等蜜罐蚁长成，它们就一动不动待在那里，几乎不用浪费多少能量。然后，在食物短缺的时候，工蚁就会轻轻拍打蜜罐蚁的身体，接收信号的蜜罐蚁就会反刍储存的糖浆，之后工蚁食用这些糖浆并分发给其他蚁群成员。蜜罐蚁分布在北美和南美、澳大利亚和非洲的干旱地区，食物供应非常不稳定所以，这种奇怪的粮食储存方式，被认为就是应对不稳定环境的一种策略。在自然界估计只有像蚂蚁这样分工明确的生物才能完成这一点，甘愿完全牺牲自己。不过，这种生存策略也带来了一些麻烦，就是包括人类在内的许多其它动物都对蜜罐蚁虎视眈眈。其中最常见的就是其它蚂蚁，它们会入侵蜜罐蚁巢穴夺取那些储存能量的蜜罐蚁。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427229.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427229.htm