冉浩 蚂蚁研究者,著有《蚂蚁之美》。 一席第434位讲者
蚂蚁那么小,它没有立体感知,是所谓的平面生物,它们是如何判断战场上的态势的?它不能像我们一样低头看,哎这里有一窝蚂蚁,这里有一窝蚂蚁;这个多,这个少。那它怎么知道敌人多自己少,或者自己多敌人少呢?

我叫冉浩,我的研究方向是社会昆虫里的蚂蚁。

蚂蚁是进化得非常成功的社会性的昆虫,大约占自然界动物总重量的10%,这个重量和我们人类的重量大体是相当的。在陆地的无脊椎动物中,它几乎是不可挑战的王者。它们能够形成一些非常庞大的巢穴,在卫星上我们也可以看到一些巨大的巢穴。这些白色的是美洲的切叶蚁的巢穴。

它们能够收集树木的叶子,用来培养真菌,比我们更早地获得了一种接近于农业文明的生存方式。这样的巢穴如果把它放大看的话是非常大的,科学家用水泥灌进了切叶蚁的巢穴里,挖出来以后就是一个非常庞大的地下城市。

蚂蚁非常地成功。它们之所以能够这样成功,其中一个非常重要的原因就是它们能够从其他对手那里攫取领地,并且保卫自己的生存资源。通过社会的力量成为了陆地上非常成功的一个生物类群。

首先我想给大家分享第一种蚂蚁,一个战斗力非常非常强悍的种类。这种蚂蚁的巢穴在我国南方的一些省份是非常常见的。在草地里会鼓出这样一个小包。

如果把这个小包挖开,它里面的巢穴的构造是这样的。跟一般的蚂蚁不一样,里面是一种蜂窝状的结构。

这个图片的拍摄有一个小故事。2015年,我的爱人到云浮来,当时我在保定。她说我从广东给你带点什么东西回去呀,我说你不用带什么东西了,你帮我看看周围的蚂蚁吧。她说这个地方有好多蚂蚁,我说那你要不要帮我采一点回来。她说好啊,然后就上山了。

回来的时候,她跟我说被蚂蚁咬了一下。我的心里就稍稍地紧了一下。我非常庆幸,她挖的这个巢穴可能是一个废弃的,或者是被工作人员用灭蚁药灭过的一个巢穴,所以里边几乎看不到蚂蚁。

一个正常状态的这样的巢穴是什么样子的呢?2016年的时候,我跟师弟到桂林。转到一个公园里面,师弟跟我说,师兄,这里有一窝蚂蚁,应该是红火蚁。他就非常大大咧咧地一脚就踩上去了。在几十秒内,可以看到那个红色的小蚂蚁像小溪流一样从这个巢穴里面涌出来,很快就布满了这个巢穴的表面。它们非常亢奋。

如果把这个图放大一点的话,密密麻麻的都是蚂蚁。

我们可以看到,在这个蚂蚁的群体里边其实有大有小,还有带翅膀的。这实际上是蚂蚁社会的一种分化现象。

请容许我在这里稍微插入一点蚂蚁的基本知识。

在蚂蚁巢穴里边分成了没有生殖能力的工蚁,和有生殖能力的生殖蚁、雄蚁或者是雌蚁。工蚁虽然是雌性,但是它们把自己的生殖能力完全放弃了。雄蚁和雌蚁是有翅膀的,在固定的季节会飞出来,所以有的时候我们看到所谓的飞蚂蚁

它们飞出来以后要在天空中交配,我们管这个叫作婚飞。婚飞以后的雄蚁就死了。雌蚁脱掉翅膀,到一个地方挖洞钻进去,就再也不出来了,然后开始建设它的巢穴。所以一个成熟的巢穴里面是有蚁后的,但是没有蚁王,蚁王已经死掉了。

接下来我们回到刚才那个话题。我师弟因为是一个蚁学的博士,非常熟悉蚂蚁,他可以大大咧咧地踩上去,然后在合适的时候把脚收回来,而且一只蚂蚁都没有沾上。

如果是一个没有经过专业训练的人,看见了一个土墩一脚踩上去,或者一屁股坐上去,可能会是一个什么样的结果呢?就是这样的。

我们专门写过一本书介绍这种很厉害的蚂蚁。红火蚁不是我们本土的蚂蚁,它是来自美洲的。最开始是南美洲本土的蚂蚁,然后向北传到美国,成为美国人的一块心病——以后在野营的时候就要非常小心被这种蚂蚁咬到。

到了21世纪初的时候,红火蚁偷渡到了我们国家,几乎在短短十来年的时间之内就覆盖了我们南方很多的省份。它一直延续到一些山林的边缘,给当地的其他蚂蚁以及其他的动物造成了很大的威胁,是一个非常强大的入侵物种。

它的战斗力是怎么体现出来的,它强在什么地方呢?我们用一个虫子当模特,因为我的小伙伴没有人愿意去拍一下。我们可以看到这上面那只大工蚁,它的腹部向下弯曲,尾刺已经扎到那个虫子的体内去了。

它的尾刺或者叫作蜇针,非常厉害,里面有很强的毒液。当然了,红火蚁也会用它的上颚去咬,但是给人和其他动物造成主要威胁的还是它尾刺的毒液。

当然有些蚂蚁在战斗的时候不是以尾刺作为主要武器,而是以它的上颚作为主要武器。山大齿猛蚁是在我国南北山地都可以找到的一种蚂蚁。它的上颚是非常突出的,有的时候我们管它叫作陷阱颚。什么意思呢,这个猛蚁捕食的时候,它的上颚是张开的,就像这样,可以张开到180度。

在这个位置有一个机关一样的东西,可以把这个上颚卡住。它就可以这样张着慢慢靠近猎物,当它足够接近的时候,迅速地把它合上。这一击的力量非常大,大概能在万分之一秒内完成。

如果把地球上所有的动物的体型放到同样的水平上的话,这个动作应该是地球上最强有力的动作。如果把它放到我的体型,可以把这个东西现在扔出去,然后它就成为了围绕我们地球的一颗卫星。

在它捕猎的时候,一只跟它个头差不多的甚至更大一点的苍蝇,山大齿猛蚁是可以一下子把它咬住的,而且能够直接把苍蝇的内脏打出来。

蚂蚁除了这两种类型以外,还有别的战斗方式。这次我们的小伙伴做了牺牲,这是一个人的手。

这种蚂蚁叫作黄猄蚁,在我国南方也有分布。过去的时候农民用这个东西防治柑橘上的害虫。它是怎么去进攻的呢?它的上颚非常地薄,像刀片一样锋利。它是没有蜇针的,但是它的腹部可以喷射毒液。在它的腹部的末端有一小撮毛,这一小撮毛可以起到雾化的作用,顺着这个伤口把毒液给喷进去。

它是一个群体攻击的东西,对付大型的脊椎动物的时候并不是很有效,但是对付小型的昆虫是很有效的,因为它可以造成一个范围内的毒液,这样的话可以灼伤小动物的呼吸系统。

蚂蚁多数情况下还是和无脊椎动物和昆虫作斗争,但是多数昆虫打不过蚂蚁。结局就是这样的,

或者是这样的。

主要敌人可能还是蚂蚁。两个蚂蚁族群之间的战争,往往是它们生活当中非常重要的一部分。

这种蚂蚁我想相当多的朋友见过,它叫铺道蚁。

在小院里面、小区里面、路边,非常常见。经常会有两窝铺道蚁打在一起,黑压压的一片。这是两窝铺道蚁,大家看长得一模一样吧。它怎么知道这窝蚂蚁是它的同伴,另外一只蚂蚁是敌人呢?

工蚁从巢穴里边的蚁后那获取气味,然后再混合上巢穴本身的环境气息,成为一种独特的气味。凡是跟它身体的气味一样的,它就认为是同伴,凡是跟它的气味不一样的,那它就认为是敌人,是入侵者。

这样的话,我们实际上可以把蚂蚁稍微地搞得混乱一点,怎么做呢?我可以把两窝蚂蚁分别放到冰箱里面冻一下,把它冻僵,或者也可以用其他的东西把它麻醉一下,总之要让它处于一种混沌的状态。

然后把它放到一个小瓶子里面混合起来。使劲地震荡它,让它充分地混合。当它们再苏醒的时候,只要这两窝蚂蚁的工蚁在外形上差别不是特别大,它们就会把这一瓶里面的蚂蚁当成是同一巢的蚂蚁,就变成伙伴了,不是敌人了。

所以说气味对蚂蚁的识别相当地关键。这样的一窝草地铺道蚁,非常准确地为我们展示了蚂蚁作战的基本思维:多个打一个。

群殴一个是有好处的,有什么好处呢?就是当好几只蚂蚁围攻一只蚂蚁的时候,它们可以很快地给这只被围攻的蚂蚁造成致命的伤害,而自己可以减少损失。

这样的话,在整个蚂蚁的战斗过程当中始终是多打少。而且当两窝蚂蚁的力量对比不一样的时候,一窝蚂蚁的工蚁数量很多,冲过来了;另一窝蚂蚁工蚁的数量很少,这个时候它会自动地退守。

但是这里边有一个非常奇怪的问题:既然蚂蚁那么小,它没有立体感知,是所谓的平面生物,它们是如何判断战场上的态势的?它不能像我们一样低头看,哎这里有一窝蚂蚁,这里有一窝蚂蚁;这个多,这个少。它们不能俯瞰整个战场,那它怎么知道敌人多自己少,或者自己多敌人少呢?

这里遵循了一个非常简单的原则,就是工蚁会统计它活动的地方遇到的同伴的频率,如果同伴的频率比较高,那说明周围自己人多;相反,如果遇到敌人的频率比较高,就说明它在战场上的位置有点靠前了,或者深入敌后了。在这种情况下,它就要迅速回撤。如果没有撤回来,那就是这样的结局,被围住了。

像这种一两只蚂蚁后撤的时候是个体行为。当一群蚂蚁发现它周围的敌人比较多统一后撤的时候,就由一个个体的行为上升成了一个群体的行为。这样遵循简单的原则,可以体现出看似非常智慧、能够判断战场形势的群体的行为组织方式,我们称之为自组织

蚂蚁的这种自组织现象,对于我们的应用来讲其实是很有借鉴价值的。比如说微型机器人。微型机器人结构非常简单,而且也不可能有太复杂的程序在里面。但是我们可以通过自组织的方式使它完成一种群体功能,这样的话就能够获得比原来更强大的功能。

另外在计算机领域,有一种算法叫作蚁群算法,就是模拟蚁群的自组织行为。模拟它的觅食、寻址寻路的行为,然后进行一些计算机上面的运算。

蚂蚁的社会和我们人类的社会是不一样的,它实际上已经走上了另外一个极端。它们把个体的特性压制到了最低,个性不会表达。它们不是通过我们所谓的培训或者是知识来产生工作上的分工,而是直接去改造了个体的身体结构,从而让它们具备了某些功能。

在这个群体当中,没有真正发号施令的那个个体。即使是蚁后也不可以。蚁后在整个群体当中只是作为一个生殖的机器存在的,它并不能够命令工蚁去做这种事情或者那种事情。工蚁只是按照它基因里面写下的生存方式和生存原则,做它自己该做的事情。

整个的蚁群就好像是一个超级个体,每一个蚂蚁都是这个群体中的一个细胞。整个群体就像是一个蠢蠢欲动的藏在地下的家伙,它伸出触手去探索这个世界。工蚁是它探索世界的工具,随时准备着进攻或者后退。如果它后退的话怎样防守呢?

这是针毛收获蚁的巢口。这是在我国北方常见的一种蚂蚁,它们是素食的,倾向于收获植物的种子。我们可以看到,这个收获蚁的工蚁是藏在巢口里面的。

这样的防守有什么好处呢?就是如果敌人想攻进去的话,首先要过防守这一关。要么把这个巢口挖开,拓展很大,或者把里面的工蚁给拽出来才可以冲进去。这样的话就要求进攻的这一方的兵力要远远地超过防守的这一方。所以通常来讲,如果一窝蚂蚁转入到防守状态的话,它是很不容易被消灭掉的。而且这里面有一些进化到了极致的防守形态,比如说平截弓背蚁。

这种弓背蚁的大工蚁非常有趣。它头顶是平的,非常光滑的一个平板。这种蚂蚁在树木的树枝里面做巢,挖一个洞进去,大工蚁就像看门的一样,像一个塞子一样顶在那里。洞口正好和它头的大小是吻合的。

如果有同一巢的蚂蚁进来,气味是相同的,它就往后退一点,同巢的蚂蚁就可以进去;如果是入侵者,它就不动。要想把它拽出来很难,因为它露出来的这个头整个是非常光滑的,没有可以咬的地方。所以这样就可以牢牢地把巢穴把守住。

但是对蚂蚁来讲,战争是要造成伤亡的,有的时候这对一个巢穴来讲也是不可承受的。当你赢得了一场战争的时候,并不意味着战争就结束了,它可能还要遇到第二个挑战的、第三个挑战的。当一场战争付出了很惨重的代价的时候,这就意味着它下一场战争没有足够的兵力来进行争夺了,有可能给这个巢穴造成非常灾难性的后果。

所以蚂蚁在战争过程当中也并不完全是血战,它们有自己的策略。特别是在同类蚂蚁当中,它们彼此会遵循一些原则。

日本弓背蚁在我们国家的分布非常广泛,就是黑色的一种大蚂蚁。这个蚂蚁被发现定名的时候,正好是处在我大清朝最弱的时候。我们没有自己的蚁学家,这个蚂蚁就首先在日本被描述了。

日本弓背蚁的战斗力也是很强的,我们可以看一下。你看它的上颚,还有腹部的毒液都用上了。最后的结果,其中的一只是被干掉了。

这样的一场战争确实有被干掉的入侵者,比如说这个图上面红色箭头指的这个是入侵者。

但是也并不意味着防守的这一方、数量多的这一方就完全没有损失。绿色箭头指的这只大工蚁,它的触角已经被完全咬断了,一只失去了触角的蚂蚁就完全相当于残废了。这只更惨,它现在还活着,但它肯定活不了多久了,因为它的腹部已经被咬掉了。

这样的战斗伤敌一千自损八百。在这种情况下,两窝弓背蚁之间会达成一种默契,尤其是在春天的时候。春天它刚刚完成了冬眠,刚刚从土里面出来,所有的地面上头一年的气味标记全部都没有了。在这种情况下,它从土里面出来的第一件事情要划分地盘,两窝蚂蚁之间要进行争斗。

这时候,这两窝弓背蚁在争夺地盘的这个主战场的核心地带,就出现了一些很有意思的事情。这是它们的边界,这是正在争夺的边界。

中间这三张图是一个完整的动作。

这两只弓背蚁的大工蚁,注意,是最大的工蚁彼此之间采用了一种类似于拔河或者是顶牛的一种比较力量的手段。其中的一只蚂蚁和另一只蚂蚁互相推,看谁的力气大。上面这个图上的一只蚂蚁占了优势,它把另一只蚂蚁向后推。被推走的这只蚂蚁就认输了,它们两个就和平地分开。

这里边有一个非常重要的逻辑,就是只有最强大的巢穴才能产生最强大的工蚁。因为只有最强大的巢穴才有足够的生存资源去培养一个最强壮的工蚁,所以弱的一方的巢穴的整体实力,可能就没有强的这一方巢穴的整体实力强。这样的话它就主动地后退,放弃它的战线。这个有点像我们古代两军对垒两个将军在前面打,后边很多助阵的。

但是这也并不意味着这两窝蚂蚁之间就非常文明地去争斗,这种看起来很文明的方式仅限于它们的边界。如果一只大工蚁越界了,深入到了对方的领土里面,那马上迎接它的就是这个下场:被干掉。

群体的力量永远不是个体能够抗衡的,哪怕这个个体非常地强大。

还有一些蚂蚁采取了更进化的方式。它不再是去实打实地拼实力,而是靠一种恐吓,靠一种虚张声势。比如说这只黄猄蚁,它会把腹部翘起来,把腿尽可能地伸展抬高自己的身体。在两窝黄猄蚁战斗的时候,甚至有的时候其中的一些工蚁会爬上一些小石头,这样来居高临下地俯瞰对手,使它看起来更加强壮一点,通过一些声势来使对手退缩。

这是个体的一种虚张声势。群体同样可以对敌人采取虚张声势的方法来获取利益。比如说这两种蚂蚁,拟囊腹蚁。它本身就是一种很有谋略的蚂蚁,分布在美洲。这种蚂蚁特别喜欢吃白蚁,白蚁作为它的一种生存资源是非常稀缺的。

当它发现了一窝白蚁的时候就要去攻击这窝白蚁,但是如果不巧,它旁边还有一窝同类的话怎么办呢?拟囊腹蚁要分出两支部队,主力去攻击白蚁,还有一支小分队就到对手的巢穴周围去骚扰,让对手以为攻击来了。然后它再趁对手忙于应付的时候自己就把白蚁巢穴攻占了,把那些白蚁就运回来作为粮食。

但是拟囊腹蚁也有吃亏的时候,就是这个二色椎蚁。平时这两种蚂蚁关系就非常不好。拟囊腹蚁会欺负二色椎蚁,二色椎蚁有的时候就会采取一种反击的措施。怎么做呢?往它的巢穴里边扔石头。

这样的话拟囊腹蚁就会觉得有人来进攻了,然后就开始防守。拟囊腹蚁的活动就会减弱,二色椎蚁就赶紧趁这个时间去扫荡一下,看看周围有没有什么好东西。它们是这样的一种生存策略。可以说,它们在战争上面已经把生物演化推到了一种极致。

蚂蚁在这亿万年的演化过程当中,产生了这样非常强大的战斗或者是生存的策略,实际上还是为了生存。在自然界当中,它们要力求以最小的损失获取最大的收益,这种谋略的形成,实际上是显示着自然选择伟大的塑造力量。

我的演讲结束了。谢谢。

 

+完整演讲稿
蚂蚁的战争
#博物 /深圳/2017.06.10
蚂蚁那么小,它没有立体感知,是所谓的平面生物,它们是如何判断战场上的态势的?它不能像我们一样低头看,哎这里有一窝蚂蚁,这里有一窝蚂蚁;这个多,这个少。那它怎么知道敌人多自己少,或者自己多敌人少呢?
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瓜西西
0 0
虚拟虚拟
2017/08/11
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