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為了吃肉,共生的螞蟻竟然給植物拔毛?

發布時間:2021-05-17 10:42 來源:中國科普博覽

  自然界是個圈,動植物常常以互惠互利的方式,彼此生活下去,但有時這種關系不一定穩定,要想處于一種動態的平衡中,還需要大自然用一雙看不見的手把這段關系維持平衡。像貓須李這種植物,它與螞蟻的合作關系就是因為有第三者——真菌的加入,才變得平衡。

  Part.1

   植物與螞蟻的合作:我包吃包住,你來當保鏢

  貓須李選擇與螞蟻合作是因為在動物捕食者面前,不會動的植物往往處于下風,植物只好選擇與螞蟻合作來對付食草動物的啃食。這一類植物被稱作喜蟻植物(Myrmecophytes),它們利用身上已有結構來養螞蟻,或專門在葉柄上、莖上形成空心的洞來給螞蟻居住,甚至不惜膨大自己的身體來給螞蟻造房。

  在莖、葉中形成蟲穴的植物

  圖片來源參考文獻

  喜蟻植物給螞蟻提供住的地方還不夠,為了方便螞蟻覓食,它還要給螞蟻提供吃的,一般還得是高糖食物,可謂為了操碎了心。

  但螞蟻也不是白吃白住,為了“交房租”和“付伙食費”,螞蟻主動當起植物的保鏢,兩者就這樣達成穩定聯盟。

  但這種合作,靠植物與螞蟻不一定能達到平衡,有時候它也是三個人的電影,只是有一方因看不見而沒有姓名。

  Part.2

  沒有肉吃時螞蟻也“造反”

  生活在南美的貓須李屬(Hirtella)植物上共生著的是一種當地特有的螞蟻(Allomerus),兩者關系看起來密不可分,親如一家。

  貓須李植株葉、花、果與芽

  圖片來源參考文獻

  貓須李上共生的螞蟻

  圖片來源見水印

  每一片新生的貓須李葉子基部都會膨大成袋狀,形成兩個小腫瘤的穴給螞蟻居住。在離巢穴不遠的葉片的背面還有蜜腺,給螞蟻提供食物。螞蟻也會保護貓須李,當嗅到它的葉子散發出被損害的氣味時,螞蟻就會聚集過來,幫助貓須李一起抵御敵害。

  貓須李上形成的蟲穴(A、B、C)以及葉上的蜜腺(D、E、F)

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  貓須李原本是一種全身毛絨絨的小喬木,現在居住在它身上的螞蟻竟要把它一半的毛拔掉,而且它們只拔莖上一側的毛被。究竟是何原因讓螞蟻倒戈?

  原來是因為沒有肉吃,螞蟻要拔植物毛來造陷阱來捕蟲。

  貓須李雖然給螞蟻提供提食物,但對于居住其中的龐大螞蟻軍團來說,并不夠,它們還需要蛋白。螞蟻也是吃肉的,尤其是它們在植物形成的蟲穴中養育后代。對幼蟻來說,蛋白顯得尤為重要。

  蟲穴中養著的螞蟻卵

  圖片來源見水印

  而有些與蟻共生的植物就懂得給螞蟻提供一些高蛋白的食物。有一種金合歡就會在葉子末端形成小的、白色的富含蛋白的食物塊給螞蟻。

  金合歡中葉端給螞蟻的高蛋白食物

  圖片來源wiki

  但在貓須李這里,同伴不給力,螞蟻就只好自己動手了。

  為了獲得高蛋白的食物,在上面居住的螞蟻學會了利用貓須李莖上的毛被來制作陷阱,而且陷阱制作得相當老道。

  它們先把貓須李莖上腹側的毛被給清理出來,一根根搬到莖的背上。

  漸漸被拔掉毛的貓須李的莖

  圖片來源參考文獻

  隨后它們用自己的反芻物將毛被粘合起來,吐出來的粘液之中還含有能在螞蟻內共生幫助螞蟻消化的真菌,之后這些真菌在毛被中混雜著,開始自然生長,利用菌絲將毛被覆蓋的叢林粘合起來,形成一個看起來安全的“草叢”。

  形成的陷阱以及藏在底下的洞

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  陷阱制作好之后,螞蟻們會躲在莖的腹側,它們將腹側的莖咬出一個個和自己頭大小一樣的小孔來,然后自己再鉆進去,埋伏起來,僅露出自己的大顎,張開著,等待植食性昆蟲或者過來偶爾歇息的昆蟲過來。

  藏起來只露出個大顎等待伏擊的螞蟻(圖A、B)

  圖片來源參考文獻

  一旦獵物降落,螞蟻則群體出動,發動攻擊,將它們咬死,然后搬進巢穴,作為自己的食物,補充蛋白。

  被捕獲以及搬運到腹側的蝗蟲

  圖片來源參考文獻5

  Part.3

  螞蟻吃肉,植物也可以吃渣

  這樣看起來好像是聰明且勤勞的螞蟻大獲全勝。貓須李慘遭拔毛。要知道,這些毛被就如同我們的體毛一樣,可以幫助植物調節體溫與防御敵害,說沒就沒了,還是蠻慘的?墒虑椴]有這么簡單,這場戰役中我們忘了還有另一個參與者-真菌。

  共生的真菌雖然是螞蟻吐出來幫助自己制造陷阱的,自動生長的真菌卻是自然界生物粘合劑。

  真菌菌絲會充當螞蟻蟻巢中的粘合劑

  圖片來源參考文獻

  在貓須李中,真菌發揮了更大的作用。研究人員發現,被螞蟻吐出的真菌不僅在貓須李表面生長,真菌的菌絲還會伸進貓須李的莖中。通過同位素追蹤的辦法,研究人員發現,真菌通過菌絲吸收的營養也會傳輸到植物體內,使其生長更加旺盛。

  滲透進植物莖中的菌絲,白色的星形為菌絲

  圖片來源參考文獻

  螞蟻獲得了大部分的營養,剩下的殘渣則通過真菌,被分解成為植物的養分。這個系統就這樣被真菌平衡著,三者都獲利,貓須李養螞蟻,螞蟻養真菌,真菌又回饋貓須李。一次捕獵,全家吃飽,實現了精妙的平衡,上演一波曲折的吃肉大戲,大家都是干飯人。

  Part.4

  我不是來拆散這個家,我是來加入這個家的

  這場自然演化形成的穩固關系也有了新角色的加入。研究者發現,在貓須李葉柄處形成的蟲穴旁,有種胡蜂會在下面筑巢,而且筑巢的材料也頗為奇特。胡蜂會在貓須李的葉上采集真菌的菌絲為主要的原料,再加上蜘蛛絲來縫合,制作自己的巢穴。

  利用貓須李葉上真菌織巢穴的一種胡蜂

  圖片來源參考文獻

  大自然就是如此,億萬年的演化中,生物之間形成的相互制衡的網絡比我們想象的要復雜得多。隨著研究的深入,我們發現大自然的網絡不是越來越清晰,而是越來越龐雜且精妙。真菌這種不易發現的第三者,在植物與動物鏈接的表層網絡里扮演了看不見的手,撫平大自然無處不在的均衡網絡。

  參考文獻:

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編輯:徐菁
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