溫馨提示：本文涉及昆蟲(chóng)實(shí)物圖，仔細(xì)觀察說(shuō)不定會(huì)發(fā)現(xiàn)其可愛(ài)之處，不過(guò)實(shí)在害怕的讀者要慎點(diǎn)哦~

時(shí)值初春三月，驚蟄已過(guò)，春雷的響動(dòng)聲驚醒了蟄伏的動(dòng)物，春耕時(shí)節(jié)已然到來(lái)。人類從事農(nóng)業(yè)耕作已有約1.2萬(wàn)年的歷史，比起采集和狩獵，種植農(nóng)作物才是更為穩(wěn)定的獲取食物來(lái)源方式。

然而早在五六千萬(wàn)年前，昆蟲(chóng)就已經(jīng)熟練掌握了耕作的技能。在螞蟻、白蟻及甲蟲(chóng)等幾類會(huì)“種地”的昆蟲(chóng)中，切葉蟻可謂是佼佼者。它們通過(guò)栽培可食用真菌，實(shí)現(xiàn)了食物資源的自給自足。今天大院er就來(lái)跟大家說(shuō)說(shuō)切葉蟻的“螞蟻農(nóng)場(chǎng)”。

豐收的切葉蟻農(nóng)場(chǎng)

（圖片來(lái)源：alexanderwild.com）

咱們工蟻有力量

正如其名，切葉蟻?zhàn)顬槿耸熘男袨楸闶菚?huì)使用發(fā)達(dá)的上顎來(lái)切割葉片。它們并不會(huì)直接食用切下的葉片，而是會(huì)將其帶回蟻巢當(dāng)作栽培真菌的養(yǎng)料，以此來(lái)經(jīng)營(yíng)自己的“螞蟻農(nóng)場(chǎng)”。

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

忙活的切葉蟻工蟻

（圖片來(lái)源：sciencenews.org）

同一種切葉蟻，角色不同，體型不同

（圖片來(lái)源：wikimedia.org）

首先派出的是速度敏捷、充當(dāng)偵察兵的工蟻，它們的任務(wù)是前往各處，去搜尋能用于培養(yǎng)真菌的植物。發(fā)現(xiàn)合適的采集點(diǎn)后，偵察兵便會(huì)呼喚工蟻大部隊(duì)前來(lái)支援。

第一波增援的角色是能把嘴巴當(dāng)剪刀使的大型工蟻。大型工蟻用極其強(qiáng)大的上顎把整片樹(shù)葉切割成多個(gè)小塊便于運(yùn)輸?shù)男K。

工欲善其事，必先利其器

（圖片來(lái)源：fineartamerica.com）

還別說(shuō)，大型工蟻咬得挺圓

（圖片來(lái)源：earthlife.net）

植物找到了，葉子也切下來(lái)了，下一步該考慮的是運(yùn)輸問(wèn)題。切割整片樹(shù)葉的大型工蟻雖然牙口好，但腳力可能一般，所以運(yùn)輸葉片碎塊的工作并不是由它們來(lái)完成，而是交給較小的工蟻。在紀(jì)錄片中，我們經(jīng)常能看到浩浩蕩蕩的切葉蟻軍隊(duì)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(dāng)運(yùn)輸兵的中小型工蟻。

運(yùn)輸兵：“路遙知蟻力！”

（圖片來(lái)源：wikimedia.org）

運(yùn)輸兵回到蟻巢后，會(huì)把葉片碎塊轉(zhuǎn)交給另外一種角色的小型工蟻。小型工蟻所承擔(dān)的，是工序中最為復(fù)雜且重要的后續(xù)加工環(huán)節(jié)：它們需要進(jìn)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也就是制作培養(yǎng)基。

在制作培養(yǎng)基的過(guò)程中，小型工蟻還會(huì)很負(fù)責(zé)任地“加料”——在漿糊上抹上自己的糞便。這是因?yàn)榧S便當(dāng)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(huì)把菌種移栽過(guò)來(lái)，再悉心照料，直到長(zhǎng)出可供使用的成熟真菌。（就是不知道這樣種出來(lái)的真菌會(huì)不會(huì)有味兒......）

“你們前面都是體力活，我這才是技術(shù)活！”

（圖片來(lái)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(lái)養(yǎng)活自身。在這個(gè)過(guò)程中，切葉蟻蟻巢那復(fù)雜又精密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也起到了不小的作用。蟻巢內(nèi)部有許多房間，好似一個(gè)地下宮殿，而且各個(gè)房間之間相互連通，可謂是阡陌縱橫。有了數(shù)量眾多的房間和開(kāi)口，蟻巢內(nèi)部便可運(yùn)用熱對(duì)流原理來(lái)進(jìn)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(yīng)。而且，聰明的切葉蟻還會(huì)在雨天和冬天等特殊情況下關(guān)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(lái)源：bluebird-electric.net）

養(yǎng)菌還能潤(rùn)澤四方

切葉蟻的農(nóng)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(guò)對(duì)比切葉蟻蟻巢近處和遠(yuǎn)處的環(huán)境，研究人員發(fā)現(xiàn)，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(zhǎng)參數(shù)（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?yàn)槠浞N植蘑菇所產(chǎn)生的大量廢渣廢料重新進(jìn)入了食物鏈，促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)。

那么，切葉蟻是如何處理廢渣廢料的呢？一般說(shuō)來(lái)，有兩種方法：一種是通過(guò)工蟻將廢料碎塊運(yùn)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(shù)等根系較淺植物的生長(zhǎng)；另一種方法則是將廢料堆積在蟻巢內(nèi)部深處的儲(chǔ)藏室（該法被稱為internal dumping），對(duì)根系比較深的大樹(shù)有所裨益。

巢穴洞口處忙著搬運(yùn)的切葉蟻工蟻

（圖片來(lái)源：alexanderwild.com）

蘑菇廢渣也是寶

（圖片來(lái)源：dirtyclassroom.com）

共生真菌：吃我可不能白吃

在“螞蟻農(nóng)場(chǎng)”中，切葉蟻和真菌之間并不是簡(jiǎn)單的食用關(guān)系，而是一種互惠互利的共生關(guān)系。生態(tài)學(xué)中，與螞蟻有關(guān)的最經(jīng)典共生關(guān)系當(dāng)屬“螞蟻牧蚜”：螞蟻在放牧蚜蟲(chóng)的過(guò)程中，獲得了蚜蟲(chóng)的蜜露作為食物；而蚜蟲(chóng)獲得的則是能驅(qū)趕天敵的螞蟻保鏢。

真菌和切葉蟻的共生關(guān)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(lái)源，同時(shí)也充當(dāng)著保鏢的角色。

不過(guò)，切葉蟻要驅(qū)趕的天敵，是一些會(huì)與共生真菌進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的雜菌——前文提到的會(huì)制作培養(yǎng)基的小型工蟻，在照看共生真菌時(shí)還有個(gè)額外任務(wù)，那就是將其他野生雜菌的孢子挑揀出來(lái)搬走。而且，切葉蟻?zhàn)陨磉€會(huì)分泌一些抗體物質(zhì)來(lái)抑制有害菌類的生長(zhǎng)（這不就是兩腳獸們種田時(shí)的除雜草工作嘛！）。

又當(dāng)農(nóng)夫又當(dāng)保鏢，可累死我了！

（圖片來(lái)源：kqed.org）

在經(jīng)歷和切葉蟻漫長(zhǎng)的協(xié)同進(jìn)化之后，真菌的生活史也發(fā)生了變化。真菌一般是通過(guò)子實(shí)體（即蘑菇）和孢子來(lái)繁殖及擴(kuò)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(chǎn)生子實(shí)體和孢子，因?yàn)榍腥~蟻就已經(jīng)成為了它們繁殖及擴(kuò)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(shí)也要帶著原來(lái)家族中的菌種，通過(guò)培育新的螞蟻農(nóng)場(chǎng)，來(lái)建立自己的新家族。

所以，在千萬(wàn)年的“螞蟻農(nóng)場(chǎng)”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(xiàn)：

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[3] Poulsen M, Hughes WOH, Boomsma JJ. Differential resistance and the importance of antibiotic production in Acromyrmex echinatior leaf-cutting ant castes towards the entomopathogenic fungus Aspergillus nomius[J]. Insectes Sociaux, 2006, 53(3):349-355.

[4] Mueller UG, Gerardo N. Fungus-farming insects: Multiple origins and diverse evolutionary histories[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2002, 99(24):p.15247-15249.

[5] www.smithsonianmag.com/science-nature/how-ants-became-worlds-best-fungus-farmers-180962871/

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


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