這里是螞蟻農場，我種田的地方

作者：葛應強

文章來源于科學大院公眾號（ID：kexuedayuan）

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溫馨提示：本文涉及昆蟲實物圖，仔細觀察說不定會發(fā)現其可愛之處，不過實在害怕的讀者要慎點哦~

時值初春三月，驚蟄已過，春雷的響動聲驚醒了蟄伏的動物，春耕時節(jié)已然到來。人類從事農業(yè)耕作已有約1.2萬年的歷史，比起采集和狩獵，種植農作物才是更為穩(wěn)定的獲取食物來源方式。

然而早在五六千萬年前，昆蟲就已經熟練掌握了耕作的技能。在螞蟻、白蟻及甲蟲等幾類會“種地”的昆蟲中，切葉蟻可謂是佼佼者。它們通過栽培可食用真菌，實現了食物資源的自給自足。今天大院er就來跟大家說說切葉蟻的“螞蟻農場”。

豐收的切葉蟻農場（圖片來源：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使用發(fā)達的上顎來切割葉片。它們并不會直接食用切下的葉片，而是會將其帶回蟻巢當作栽培真菌的養(yǎng)料，以此來經營自己的“螞蟻農場”。

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

忙活的切葉蟻工蟻（圖片來源：sciencenews.org）

同一種切葉蟻，角色不同，體型不同（圖片來源：wikimedia.org）

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

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葉切割成多個小塊便于運輸的小塊。

工欲善其事，必先利其器（圖片來源：fineartamerica.com）

還別說，大型工蟻咬得挺圓（圖片來源：earthlife.net）

植物找到了，葉子也切下來了，下一步該考慮的是運輸問題。切割整片樹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完成，而是交給較小的工蟻。在紀錄片中，我們經常能看到浩浩蕩蕩的切葉蟻軍隊在前行，它們頭上都頂著切割好的葉片碎塊，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！”（圖片來源：wikimedia.org）

運輸兵回到蟻巢后，會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(xù)加工環(huán)節(jié)：它們需要進一步處理葉片碎塊，將其不斷咀嚼，并混合唾液將其變成漿糊狀的營養(yǎng)物質，也就是制作培養(yǎng)基。

在制作培養(yǎng)基的過程中，小型工蟻還會很負責任地“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(yǎng)基可能能種出更多真菌。培養(yǎng)基做好之后，小型工蟻便會把菌種移栽過來，再悉心照料，直到長出可供使用的成熟真菌。（就是不知道這樣種出來的真菌會不會有味兒......）

“你們前面都是體力活，我這才是技術活！”（圖片來源：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養(yǎng)活自身。在這個過程中，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，好似一個地下宮殿，而且各個房間之間相互連通，可謂是阡陌縱橫。有了數量眾多的房間和開口，蟻巢內部便可運用熱對流原理來進行氣體交換，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，聰明的切葉蟻還會在雨天和冬天等特殊情況下關閉蟻巢入口，防治雨水倒灌或者冷空氣侵襲。

龐大的切葉蟻蟻巢（圖片來源：bluebird-electric.net）

養(yǎng)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圍的環(huán)境。

通過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更優(yōu)的生長參數（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圍的土壤及植物，是因為其種植蘑菇所產生的大量廢渣廢料重新進入了食物鏈，促進了營養(yǎng)物質循環(huán)。

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

巢穴洞口處忙著搬運的切葉蟻工蟻（圖片來源：alexanderwild.com）

蘑菇廢渣也是寶（圖片來源：dirtyclassroom.com）

共生真菌：吃我可不能白吃

在“螞蟻農場”中，切葉蟻和真菌之間并不是簡單的食用關系，而是一種互惠互利的共生關系。生態(tài)學中，與螞蟻有關的最經典共生關系當屬“螞蟻牧蚜”：螞蟻在放牧蚜蟲的過程中，獲得了蚜蟲的蜜露作為食物；而蚜蟲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系也是如此——切葉蟻獲得了共生真菌所提供的穩(wěn)定食物來源，同時也充當著保鏢的角色。

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

又當農夫又當保鏢，可累死我了?。▓D片來源：kqed.org）

在經歷和切葉蟻漫長的協同進化之后，真菌的生活史也發(fā)生了變化。真菌一般是通過子實體（即蘑菇）和孢子來繁殖及擴散的，但切葉蟻培養(yǎng)的共生真菌除外。這些共生真菌不再需要產生子實體和孢子，因為切葉蟻就已經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也要帶著原來家族中的菌種，通過培育新的螞蟻農場，來建立自己的新家族。

所以，在千萬年的“螞蟻農場”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：

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