當螞蟻擁有智慧,人類還是霸主嗎?
2020年08月09日09:18

  來源: 我是科學家iScientist

  一位女王帶領著手下的一群臣民,日夜守護家園抵抗外敵的入侵——這大概是人們對螞蟻最普遍的印象了。

  或許多數人沒有想到,地球上的14000多種螞蟻,已經構建了一個令人震驚的複雜社會體系:美洲的切葉蟻用碾碎的樹葉來種植它們的糧食——一種真菌;入侵紅火蟻和它們的助手爬進買家的巢室,把吃進去的食物吐出來讓對方品嚐,以這種方式向買家推銷商品;蓄奴蟻利用螞蟻用氣味識別身份的方式來蓄養奴隸,讓其給自己的社會提供各種服務。

  凡此種種,螞蟻社會的運行規則呈現出與人類社會高度的相似性。小小螞蟻,為何能入侵全世界、組成橫越大洋的超級帝國?

  我在年輕時第一次走進熱帶雨林,當時最吸引我的不是猴子、鸚鵡或蘭花,儘管它們也很有吸引力,而是一些切成硬幣大小的葉子,被一群螞蟻當成旗幟舉著行進,這些螞蟻的隊伍居然有1英呎1寬、一個足球場那麼長!

螞蟻架橋
螞蟻架橋

  你不一定要讀昆蟲學才會喜歡螞蟻。

  我們現代人在基因上可能更接近黑猩猩和倭黑猩猩,但和我們最相似的動物卻是螞蟻。通過比較人類和螞蟻之間的諸多相似之處,我們可以瞭解更多關於複雜社會以及它們如何演變的歷史。

  “蘑菇”種植能手

  生活在美洲熱帶地區的切葉蟻(leafcutter ants)擁有比其他任何動物都更加複雜的社會。

切葉蟻 | 圖蟲創意
切葉蟻 | 圖蟲創意

  它們在巢穴里開展大規模的農業生產,像旗幟一樣的綠葉被分解成一種基質,而螞蟻則在上面種植自己的糧食作物——一種室內真菌。螞蟻將這種真菌種在一些呈球狀的花園裡面,而這些花園從小如棒球到大如足球,其體積、大小各不相同。

  讓切葉蟻的故事更加引人注目的是,它們在農業實踐方面的進化途徑與人類的情況非常相似。正如對螞蟻及其種植真菌的遺傳學分析所揭示的那樣,切葉蟻的祖先在6000萬年前就開始涉足園藝工作了。它們在小花園中種植野生真菌。實際上,它們在很多方面很像規模較小的人類社會:經常種植從自然界中獲取的野生物種,並且只在簡陋住所附近的小塊土地上種植自己需要的東西。2000萬年前早在智人出現之前,在這些容易被人忽視的螞蟻當中,一些成員就學會了種植真菌——當然,這得依靠螞蟻們的精心照料。

  不過,經過這樣的改造之後,這些真菌就不需要在野外生長,而是可以以一種令人難以置信的規模進行大量養殖。於是,螞蟻社會的成員數量因此而激增,就像人類在像尼羅河穀之類的地方開始進行基於糧食種植的農業生產之後,其社會所經曆的情況一樣。

  螞蟻也有三車道高速公路

  切葉蟻聚居地的規模可能很大。比如在法屬圭亞那的叢林裡面,我曾偶然發現一個蟻穴,其面積居然相當於一個網球場的大小。它們的蟻穴由一段又一段長長的隧道組合而成,有些甚至深入地下至少6米。如果按照人類的計量單位進行換算,那螞蟻的這些地鐵系統相當於位於地下100公里深。

  這樣一個如同大都市般的大型蟻穴具有和人類城市相同的缺點:向裡面運輸必需的物資就意味著要進行一項艱巨繁重的通勤任務。

大型蟻穴的繁忙程度堪比人類都市 | pixabay
大型蟻穴的繁忙程度堪比人類都市 | pixabay

  其中的工蟻每年都會沿著六條“高速公路”,從大巢穴四周的偏遠角落把數百磅的新鮮葉子運送進來。在世界的一些地方,人們習慣於靠左開車,在其他地方則習慣於靠右開車。在亞洲掠奪者螞蟻(marauder ants) 聚居地的繁忙路線上,進入巢穴的交通線路是沿著高速公路中心展開的,而出去的螞蟻則沿著高速公路的兩側行進,這是人類社會從未嚐試過的三車道交通方式。

  但這兩種模式都表明:當依賴商品和服務的民眾數量巨大,並且它們沒有甚至不可能都出去覓食時,將商品和服務安全有效地送達所需之地是何等重要。

  構建一個大規模社會:

  分工明確,安排的明明白白

  某些群居昆蟲之所以能夠和現代人類相提並論,在很大程度上是因為二者具有一個共同的特點:社會人口眾多。研究動物行為的科學家們經常狹隘地專注於物種之間的進化關係,因為社會的許多特徵更多地與規模——表現為純粹的數字——有關,而不是與物種的類別產生聯繫。

  我們所觀察到的人類以外的脊椎動物社會,包括猿類在內,最多包含幾十個成員。但一個大型的切葉蟻巢穴中則至少擁有數百萬的勞動力。

  一旦社會成員達到如此巨大的數量,各種各樣的複雜問題都會浮現出來——事實上,社會為了正常運轉,往往也必須解決這些難題。此時便凸顯出社會分工問題的重要性。

  螞蟻中也有明確的社會分工。某些工作會承包給專門執行這些任務的專家,或者讓那些更經常、更精確從事此類任務的螞蟻來負責。

  最極端的切葉蟻在社會分工中的情況和其他物種完全不同。幼蟻的激增導致它們的社會中產生了一個士兵階層,該階層主要負責保護蟻穴中的其他居民。體型較大的兵蟻還要進行重型道路工程施工,負責清理高速公路,使食物、物資和人員可以順暢流動。當我挖掘聖保羅的蟻穴時,那些把我的皮膚咬得血淋淋的切葉蟻顯得非常強壯,它們就屬於這個士兵階層。

  為了照料它們的花園,螞蟻們組成了一條條的流水裝配線,除了士兵以外,其他所有成員都得參加。中等體型的工蟻剪下樹葉,傳遞給體型稍小的螞蟻,它們則通過漫長的傳送,將其運回巢穴。一旦綠葉被運進花園的房間裡面,一些體型更小的螞蟻會把它切成碎片,然後讓體型還要小一些的螞蟻把這些碎葉榨爛成漿。

  體型更小的工蟻用前腿將這樣產生的覆蓋物堆放到花園裡面,由體型更小的螞蟻“種植”真菌,並每隔一段時間就對其進行修剪。體型最小的螞蟻則小心翼翼地清除花園中不可食用的真菌和各種傳染源。螞蟻也將自己身體產生的殺蟲劑用於花園,以此提高真菌的產量。

  所有這些勞動——從種植到照料,再到收割——都安排得妥妥噹噹並執行得井井有條,任何一個農民都會對此讚歎不已。除了人類之外,沒有任何其他脊椎動物——不管它們擁有多高的智力或多麼龐大的成員數量——在種植食物方面邁出哪怕最簡單的一步,然而,切葉蟻和其他一些昆蟲已經無數次完成這項工作了。

  螞蟻的奴隸製社會和商品流通

  比較相同的東西會讓人感覺無聊透頂。當人們注意到通常被視為不同的想法、事物或行為之間居然存在相似之處時,這時進行的比較才最有成效。

  而這種情況就適用於我們研究在螞蟻中存在的奴隸製度,即螞蟻個體在另一個蟻群中不得不違背自己的意願而辛勤工作,這既不同於美國人推行奴隸製的方式,又不同於古希臘人對待戰俘的待遇。

  蓄奴蟻(the slavemaking ants)利用螞蟻以氣味識別身份的方式來蓄養奴隸,讓其給自己的社會提供各種服務。蓄奴蟻會大舉侵襲其他巢穴,通常選擇其他種類螞蟻的巢穴作為目標。在其他巢穴中已經長大的螞蟻對蓄奴蟻沒有任何用處,因為這些成年螞蟻是不折不扣的民族主義者,他們寧可死去,也不接受敵人的統治。

蓄奴蟻攜帶著其他螞蟻的蟻蛹歸來 | Wikipedia, James C. Trager / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
蓄奴蟻攜帶著其他螞蟻的蟻蛹歸來 | Wikipedia, James C. Trager / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

  於是,蓄奴蟻會抓住蟻群裡面的幼蟻它們尤其偏愛其中的蟻蛹,而蟻蛹是幼蟲在變成螞蟻之前所必須經曆的一個休眠階段,此時,螞蟻身上還沒有產生社會氣味。一隻被拐騙的螞蟻出現在一個蓄奴蟻的巢穴中——根本察覺不出有什麼不對勁——它會把周圍的社會氣味作為自己的“社會標記”,並盡職盡責地為其工作,根本不在乎自己作為蟻奴和蓄奴蟻在體型或顏色上所存在的差異。

  再想想商品和服務的分配。人類在這裏表現出各種各樣的差異性:不同社會製度下,社會處理問題的方式也不同。而螞蟻則有自己的解決方案。

  在入侵紅火蟻(the red imported fire ant)的社會中,商品的流動是根據現有存量和具體需求來進行調節,這體現了市場經濟中的供需關係。

  工蟻對其他成年螞蟻和幼蟻的營養需求保持監控,並根據具體情形對它們的商品供應進行調節。在一個裝滿食物的蟻穴中,負責偵察的螞蟻和它們的助手爬進買家的巢室,把吃進去的食物吐出來讓對方品嚐,以這種方式向買家推銷商品。

  而這些買家又會在蟻穴中四處漫遊,把食物兜售給任何有這方面需要的其他成員。如果這些中間商發現顧客對肉類很中意(也許只是昆蟲的屍體而已),它們會在市場上盡力搜尋其他商品,直到最終可能找到某位賣家,可以給自己提供——比如某種含糖的食品,從而拓展自己的銷售渠道。當市場供過於求、賣家不能兜售商品時,買家和賣家都會從事別的工作,或者趁機忙中偷閑,小睡一會兒。

大部分螞蟻都是以婚飛的形式交配,交配之後蟻後不再需要雄性,而有活性的精子可以被蟻後儲存十年以上。
大部分螞蟻都是以婚飛的形式交配,交配之後蟻後不再需要雄性,而有活性的精子可以被蟻後儲存十年以上。

  螞蟻,可能是最會垃圾分類的選手

  大規模生產所帶來的一個問題是如何處理廢物。我可以肯定地告訴你,黑猩猩不會想到處理廢物這種事情。事實上,它們也不會遇到這方面的麻煩:就像在人口稀疏的地區一樣,那裡的人們從來不需要廁所,至今還是習慣到樹林里去方便。

  但切葉蟻的巢穴則需要設置專職隊伍來處理廢物。此外,它們修建巢穴就是為了保持新鮮空氣能夠流通。總而言之,經過1.5億年的社會進化,螞蟻在公共安全和廢物回收方面所做的工作要比我們人類多得多。

  蟻群很小的陷阱顎蟻,不必面對供應食品或處理廢物之類的棘手問題。除了王后之外,它們的體型相等,工作相同。為了完成社會中的所有工作,每隻螞蟻臉上都長著一把類似瑞士軍刀的武器。這種螞蟻的“陷阱顎”其實是它那長長的下顎,末端還有尖刺。

具有陷阱顎(觸髮式大顎)的螞蟻:瘤顎家蟻、針刺家蟻、鋸針蟻、顎針蟻、長顎山蟻。| W.S. Creighton / Public domain
具有陷阱顎(觸髮式大顎)的螞蟻:瘤顎家蟻、針刺家蟻、鋸針蟻、顎針蟻、長顎山蟻。| W.S. Creighton / Public domain

  實際上,每隻螞蟻都進化得像一個捕熊夾一樣,可以完全依靠自己的力量來捕殺並取回獵物。因此它們極少進行社會分工,這不僅是由於它們成員太少不能從事太多的社會活動,還由於當社會規模較小時,過度專業化也會帶來風險:就像一個軍事中隊,如果失去了其中唯一的無線電操作員,可能就註定要走向滅亡。

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