动物的性生活之蚂蚁的那些事

2015-12-27 17:30:25  王振的科学网博客
本文作者:王振

动物的性生活之蚂蚁的那些事

2015-12-27 17:30:25
作者:王振
来源:王振的科学网博客
字号:A+  A-

 蚂蚁是一种社会性昆虫。所谓社会性,就是有类似人类社会的各种特性。除了蚂蚁,一些蜂类比如蜜蜂黄蜂都有。蚂蚁的起源非常早,白垩纪就出现了,那时距今可有几亿年。在恐龙灭绝时蚂蚁都没有灭绝,可见其生命力之顽强。除了南极洲和一些岛屿,蚂蚁几乎遍地都是。迄今为止我们一共发现了12500种蚂蚁,预计可能有20000多种。

动物的性生活之蚂蚁的那些事

社会性昆虫自然有分工。没有分工也就称不上社会性了。无论兵蚁还是工蚁,都是雌性。这个大家都知道。但是你不知道的是,兵蚁工蚁内部还有等级。主要分为三种工作,育幼蚁、居留蚁和觅食蚁。低级工蚁干最脏最累的活,高级的只要喂喂小宝宝就可以了。当然蚁后只有一个等级。但是有的蚂蚁物种的蚁巢里也有多只蚁后,比如黑褐举腹蚁。最小的蚁巢里也有四五千只蚂蚁,其中主要是工蚁。种群最大的蚁巢里有四五十万只蚂蚁,光工蚁就八成以上。平均一个蚁巢里也有五万只蚂蚁。

蚂蚁繁殖的适宜温度是25-40度。要这么高温人类早就受不了了。蚂蚁在温度适宜的情况下全年可以交配,如果温度不足则只在4-8月繁殖。所以通常除了冬天,你在蚂蚁窝附近都能看到飞翔的蚂蚁。

蚂蚁交配前,会举行所谓的“婚飞”仪式。其实蚂蚁和哺乳动物一样,都受到下丘脑-垂体-性腺轴控制。尤其是促卵泡激素和促黄体生成素。普通的蚂蚁是不会飞的,只有有生殖能力的雄蚁和雌蚁才会飞。某些种类的雌蚁仅和一个雄蚁交配,有的会和十多个雄蚁交配。一个蚁巢里会同时飞出上千只雄蚁,却只有几百只雌蚁。公蚂蚁多点主要是因为母蚂蚁可以有多个老公的关系。甚至也会只有一只雌蚁和一只雄蚁飞出来,那也就不用争了。雄蚁会先集体从一个老蚂蚁窝里飞出来,找到一个适合筑巢的地点后就释放费洛蒙(或者称为信息素,外激素),召唤雌蚁来啪啪啪。那意思是,喂~你快来啊~我找到一个好地方啦~让我们共度良宵吧!雌蚁也会释放费洛蒙诱惑雄蚁。有时整个啪啪啪过程会有工蚁保护。

雌蚁可在体内储存精子并选择性受精。这些精子可以在蚁后体内保存几年到几十年而不坏。所以蚁后一辈子只要啪啪啪一次就够了。当然也有的物种比如拟黑多刺蚁里,就常年生活着几只蚁王。他们啥活不干,就负责给蚁后提供精子。话说这种工作谁有?给我来一个。

一开始我们以为,是蚁后在控制整个蚂蚁王国。可是后来我们发现并不是这样,倒好像是工蚁们在把蚁后当作产蛋机器。毕竟蚁后需要工蚁喂食。不过现在我们发现,其实是蚁后和工蚁共同决定了蚂蚁窝里的一些事情。而且其中好像还有很多阴谋。比如在关于为新蚁后选夫婿这件事上,蚁后可以在短时间内只产公蚂蚁的卵,工蚁无法立即发现,即便发现并杀死了公蚂蚁的卵,最终还是会留下很多发育长大。所以蚁后并不是傀儡。

蚁后可以释放引发信息素( prime rpheromone)来阻止其他有繁殖能力的雌蚁卵巢发育,也阻止他们脱落翅膀。所以蚁后还是有不少权力的。

受精卵发育成为雌性(二倍体),未受精的卵发育成雄性(单倍体)。二倍体一般是工蚁,但是以后有可能成为新的蚁后。而单倍体只能当蚁后的男宠了。蚁后有时是和自己的儿子交配,然后生下工蚁。蚁后是上一代蚁后和她儿子所生,所以这种男宠们虽然有外祖父和外祖母,却没有父亲,也没有儿子。由于新一代蚁后还可以产生蚁后,蚁后还有新男宠,所以这些男宠也有外孙和外孙女。只不过,蚂蚁的香火总是时断时续,隔一代才能延续上。

这不是乱伦。

蚂蚁还有个毛线的伦?这只是人家的生活方式而已。

虽然单倍体和二倍体的性别不同,但是其实性别并不是染色体数决定,而是一个基因控制。这个基因在蚁后体内关闭,所以蚁后产的单倍体只能是雄性。而男宠体内这个基因是开放的,所以受精卵就可以发育成雌性。二倍体都是受精卵。

蚂蚁的蚁巢可能在很多地方建筑。有时在土层下面,有时在烂木头里,有时利用其他动物留下的洞穴,有时直接就在树上建造。

蚂蚁是完全变态型的昆虫,要经过卵、幼虫、蛹才成为成虫。蚁后一次产卵几十粒,一天就能产几百个卵。卵一开始是椭圆形乳白色的,过几天就会变成粉红色。双齿多刺蚁的卵大约维持10-13天,幼虫期要持续一个月,还要以蛹的姿态活7-10天。蛹是暗褐色的,由于太过于坚实,有时需要工蚁帮忙咬破才能钻出来。走完过场之后才能变成一只蚂蚁。在这个过程中要多次蜕皮。看起来也挺不容易的。一共需要40-60天。而日本弓背蚁的新蚁后从建立巢穴到第一批工蚁诞生大约需要37天,比通常快的多。也有研究认为需要46天。反正第一批工蚁个头都很小。不过工蚁的寿命也仅有35天左右。

幼虫无法自行进食,需要工蚁喂养,食物包括:流食、富含营养的卵、被工蚁捕获的食物或种子等。幼虫获得的营养和保幼激素可决定发育的方向,尽管雌蚁和工蚁均是雌性,但由于二者食物的营养种类和保幼激素含量不同而在生理上有所差异。幼虫蜕皮成蛹,并进一步发育为成虫。

保幼激素对于蚂蚁是一种很重要的刺激物。用保幼激素处理蚁群,幼虫、卵和蛹会直接无法转化为成虫或者发育畸形。这是因为保幼激素干扰了正常发育过程的缘故。保幼激素还可以诱导工蚁自相残杀,还可以解除蚁后信息素对工蚁和雌蚁的抑制,诱使工蚁转化为蚁后。保幼激素还可以抑制蚁后的卵巢功能。

不同的蚁巢之间,有一定的相容性。这主要与两个蚁巢之间的距离和亲缘性有关。亲缘性越近,身上分泌的味道越相似,就越不容易打架。有时在蚁后死亡或者某些特殊情况下,多个蚁巢还会合并。合巢有利于短时间内恢复群体的生命力,抵抗自然界中的不利因素,能在自然竞争中处于优势地位。

同一个蚁群也会分群。

也有一些种类的蚂蚁里有孤雌生殖的现象。但是极其少见。有人认为这样可以减少生殖雄性蚂蚁的能量损失,但是更多人认为这样会损失基因多样性。通常来说,这应该是一种无奈之举。实在找不到老公了,哎呀,我自己生好了。

本文包括的物种有红火蚁,拟黑多刺蚁、小家蚁、大家蚁、双齿多刺蚁、金毛弓背蚁、粗纹举腹蚁等。

参考文献:

1、  王常禄, 吴坚, 萧刚柔. 日本弓背蚁生物学特性及捕食马尾松毛虫作用的研究[J]. 林业科学研究, 1991, (4):405-408.

2、  张庆, 罗礼智, 黄绍宁. 保幼激素类似物对红火蚁的作用研究进展[J]. 植物保护, 2009, 35(4):15-19.

3、  朱钦士. 为什么雄蚁没有父亲和儿子——浅谈生物的性别分化机制[J]. 生物学通报, 2014, 49(1):24-27.

4、  莫让瑜, 黄求应, 雷朝亮. 红火蚁的巢间相容性[J]. 应用昆虫学报, 2008, 45(5):771-774.

5、  谢苏. 拟黑多刺蚂蚁养殖技术[J]. 养殖技术顾问, 2002, (6):36-36.

6、  李军, 韩诗畴, 李志刚,等. 红火蚁本地竞争种——黑头酸臭蚁行为观察[J]. 植物检疫, 2008, 22(1):19-21.

7、  王思铭, 陈又清, 卢志兴,等. 粗纹举腹蚁蚁巢解剖及其数学建模[J]. 应用昆虫学报, 2013, 50(5):1405-1412.

8、  王正军, 刘志斌. 金毛弓背蚁行为谱与社会分工的研究[J]. 昆虫学报, 2003, 46(2):196-200.

9、  韦建盛, 黄荫规. 双齿多刺蚁生物学特性及其繁殖利用途径的初步研究[J]. 广西林业科学, 1986, (1).

10、刘缠民, 蒋继宏, 廉振民. 持续低温对养殖日本黑褐蚁的影响[J]. 西北林学院学报, 2002, 17(1):39-41.

11、尹绍竑, 杨秀芝. 大黑蚁的形态及生活习性的初步观察[J]. 应用昆虫学报, 1986, (5).

12、江世宏, 刘栋, 李广京. 入侵红火蚁生物学特性的研究[J]. 西南农业大学学报:自然科学版, 2005, 27(3):312-315.

13、王常禄, 吴坚. 日本弓背蚁种群动态及繁殖规律的研究[J]. 北京林业大学学报, 1992, 14(3):69-74.

14、赵从民. 蚂蚁的繁殖与管理技术[J]. 畜牧兽医科技信息, 2001, (12).

责任编辑:微科普

>相关科普知识