溫馨提示：本文涉及昆蟲(chóng)實(shí)物圖，仔細觀(guān)察說(shuō)不定會(huì )發(fā)現其可愛(ài)之處，不過(guò)實(shí)在害怕的讀者要慎點(diǎn)哦~

時(shí)值初春三月，驚蟄已過(guò)，春雷的響動(dòng)聲驚醒了蟄伏的動(dòng)物，春耕時(shí)節已然到來(lái)。人類(lèi)從事農業(yè)耕作已有約1.2萬(wàn)年的歷史，比起采集和狩獵，種植農作物才是更為穩定的獲取食物來(lái)源方式。

然而早在五六千萬(wàn)年前，昆蟲(chóng)就已經(jīng)熟練掌握了耕作的技能。在螞蟻、白蟻及甲蟲(chóng)等幾類(lèi)會(huì )“種地”的昆蟲(chóng)中，切葉蟻可謂是佼佼者。它們通過(guò)栽培可食用真菌，實(shí)現了食物資源的自給自足。今天大院er就來(lái)跟大家說(shuō)說(shuō)切葉蟻的“螞蟻農場(chǎng)”。

豐收的切葉蟻農場(chǎng)

（圖片來(lái)源：alexanderwild.com）

咱們工蟻有力量

正如其名，切葉蟻最為人熟知的行為便是會(huì )使用發(fā)達的上顎來(lái)切割葉片。它們并不會(huì )直接食用切下的葉片，而是會(huì )將其帶回蟻巢當作栽培真菌的養料，以此來(lái)經(jīng)營(yíng)自己的“螞蟻農場(chǎng)”。

獲得適合的植物葉片并種出真菌可不是件簡(jiǎn)單的事情，切葉蟻們需要不同工種的工蟻彼此協(xié)作，才能完成這項浩大的工程。

忙活的切葉蟻工蟻

（圖片來(lái)源：sciencenews.org）

同一種切葉蟻，角色不同，體型不同

（圖片來(lái)源：wikimedia.org）

首先派出的是速度敏捷、充當偵察兵的工蟻，它們的任務(wù)是前往各處，去搜尋能用于培養真菌的植物。發(fā)現合適的采集點(diǎn)后，偵察兵便會(huì )呼喚工蟻大部隊前來(lái)支援。

第一波增援的角色是能把嘴巴當剪刀使的大型工蟻。大型工蟻用極其強大的上顎把整片樹(shù)葉切割成多個(gè)小塊便于運輸的小塊。

工欲善其事，必先利其器

（圖片來(lái)源：fineartamerica.com）

還別說(shuō)，大型工蟻咬得挺圓

（圖片來(lái)源：earthlife.net）

植物找到了，葉子也切下來(lái)了，下一步該考慮的是運輸問(wèn)題。切割整片樹(shù)葉的大型工蟻雖然牙口好，但腳力可能一般，所以運輸葉片碎塊的工作并不是由它們來(lái)完成，而是交給較小的工蟻。在紀錄片中，我們經(jīng)常能看到浩浩蕩蕩的切葉蟻軍隊在前行，它們頭上都頂著(zhù)切割好的葉片碎塊，這些家伙便是充當運輸兵的中小型工蟻。

運輸兵：“路遙知蟻力！”

（圖片來(lái)源：wikimedia.org）

運輸兵回到蟻巢后，會(huì )把葉片碎塊轉交給另外一種角色的小型工蟻。小型工蟻所承擔的，是工序中最為復雜且重要的后續加工環(huán)節：它們需要進(jìn)一步處理葉片碎塊，將其不斷咀嚼，并混合唾液將其變成漿糊狀的營(yíng)養物質(zhì)，也就是制作培養基。

在制作培養基的過(guò)程中，小型工蟻還會(huì )很負責任地“加料”——在漿糊上抹上自己的糞便。這是因為糞便當中含氮量較高，加料后的培養基可能能種出更多真菌。培養基做好之后，小型工蟻便會(huì )把菌種移栽過(guò)來(lái)，再悉心照料，直到長(cháng)出可供使用的成熟真菌。（就是不知道這樣種出來(lái)的真菌會(huì )不會(huì )有味兒......）

“你們前面都是體力活，我這才是技術(shù)活！”

（圖片來(lái)源：cdn.thinglink.me）

依靠不同工種間的配合，切葉蟻家族才得以世代都靠栽培真菌來(lái)養活自身。在這個(gè)過(guò)程中，切葉蟻蟻巢那復雜又精密的內部結構也起到了不小的作用。蟻巢內部有許多房間，好似一個(gè)地下宮殿，而且各個(gè)房間之間相互連通，可謂是阡陌縱橫。有了數量眾多的房間和開(kāi)口，蟻巢內部便可運用熱對流原理來(lái)進(jìn)行氣體交換，不斷排出二氧化碳、納入新鮮氧氣，保證真菌種植室能獲得充足的氧氣供應。而且，聰明的切葉蟻還會(huì )在雨天和冬天等特殊情況下關(guān)閉蟻巢入口，防治雨水倒灌或者冷空氣侵襲。

龐大的切葉蟻蟻巢

（圖片來(lái)源：bluebird-electric.net）

養菌還能潤澤四方

切葉蟻的農業(yè)勞作益處頗多，除了能給家族成員提供食物、保證種群自身的繁榮昌盛之外，還能幫助改善蟻巢周?chē)沫h(huán)境。

通過(guò)對比切葉蟻蟻巢近處和遠處的環(huán)境，研究人員發(fā)現，蟻巢附近的土壤更加肥沃，而且鄰近植物群落有著(zhù)更優(yōu)的生長(cháng)參數（也即是植株半徑、株高及根莖生物量更高）。切葉蟻之所以能夠改善周?chē)耐寥兰爸参?，是因為其種植蘑菇所產(chǎn)生的大量廢渣廢料重新進(jìn)入了食物鏈，促進(jìn)了營(yíng)養物質(zhì)循環(huán)。

那么，切葉蟻是如何處理廢渣廢料的呢？一般說(shuō)來(lái)，有兩種方法：一種是通過(guò)工蟻將廢料碎塊運輸處巢穴之外（該法被稱(chēng)為external dumping），這種處理方法有利于草本和小樹(shù)等根系較淺植物的生長(cháng)；另一種方法則是將廢料堆積在蟻巢內部深處的儲藏室（該法被稱(chēng)為internal dumping），對根系比較深的大樹(shù)有所裨益。

巢穴洞口處忙著(zhù)搬運的切葉蟻工蟻

（圖片來(lái)源：alexanderwild.com）

蘑菇廢渣也是寶

（圖片來(lái)源：dirtyclassroom.com）

共生真菌：吃我可不能白吃

在“螞蟻農場(chǎng)”中，切葉蟻和真菌之間并不是簡(jiǎn)單的食用關(guān)系，而是一種互惠互利的共生關(guān)系。生態(tài)學(xué)中，與螞蟻有關(guān)的最經(jīng)典共生關(guān)系當屬“螞蟻牧蚜”：螞蟻在放牧蚜蟲(chóng)的過(guò)程中，獲得了蚜蟲(chóng)的蜜露作為食物；而蚜蟲(chóng)獲得的則是能驅趕天敵的螞蟻保鏢。

真菌和切葉蟻的共生關(guān)系也是如此——切葉蟻獲得了共生真菌所提供的穩定食物來(lái)源，同時(shí)也充當著(zhù)保鏢的角色。

不過(guò)，切葉蟻要驅趕的天敵，是一些會(huì )與共生真菌進(jìn)行競爭的雜菌——前文提到的會(huì )制作培養基的小型工蟻，在照看共生真菌時(shí)還有個(gè)額外任務(wù)，那就是將其他野生雜菌的孢子挑揀出來(lái)搬走。而且，切葉蟻自身還會(huì )分泌一些抗體物質(zhì)來(lái)抑制有害菌類(lèi)的生長(cháng)（這不就是兩腳獸們種田時(shí)的除雜草工作嘛?。?。

又當農夫又當保鏢，可累死我了！

（圖片來(lái)源：kqed.org）

在經(jīng)歷和切葉蟻漫長(cháng)的協(xié)同進(jìn)化之后，真菌的生活史也發(fā)生了變化。真菌一般是通過(guò)子實(shí)體（即蘑菇）和孢子來(lái)繁殖及擴散的，但切葉蟻培養的共生真菌除外。這些共生真菌不再需要產(chǎn)生子實(shí)體和孢子，因為切葉蟻就已經(jīng)成為了它們繁殖及擴散的唯一媒介。

切葉蟻和共生真菌彼此間相互“磨合”，互相依存，甚至年輕蟻后在分巢時(shí)也要帶著(zhù)原來(lái)家族中的菌種，通過(guò)培育新的螞蟻農場(chǎng)，來(lái)建立自己的新家族。

所以，在千萬(wàn)年的“螞蟻農場(chǎng)”歷史中，到底是切葉蟻馴化了共生真菌，還是共生真菌馴化了切葉蟻呢？

參考文獻：

[1] Farji-Brener, AG, Werenkraut. A meta-analysis of leaf-cutting ant nest effects on soil fertility and plant performance[J]. Ecological entomology, 2015,40(2):150-158.

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[3] Poulsen M, Hughes WOH, Boomsma JJ. Differential resistance and the importance of antibiotic production in Acromyrmex echinatior leaf-cutting ant castes towards the entomopathogenic fungus Aspergillus nomius[J]. Insectes Sociaux, 2006, 53(3):349-355.

[4] Mueller UG, Gerardo N. Fungus-farming insects: Multiple origins and diverse evolutionary histories[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2002, 99(24):p.15247-15249.

[5] www.smithsonianmag.com/science-nature/how-ants-became-worlds-best-fungus-farmers-180962871/

[6] www.sciencenews.org/article/insects-ants-extreme-farming-methods-offer-good-bad-lessons


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