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「琉璃蟻」大量婚飛讓人崩潰該怎麼辦?先搞清楚是哪一種螞蟻吧!

活躍星系核_96
・2020/10/08 ・3426字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

作者 / 許峰銓

國立台灣大學生態演化所博士候選人,主要針對台灣螞蟻的分類和行為生態等進行相關研究。喜歡爬山,但因為螞蟻無所不在,所以整段路下來常常一直在順手採集樣本。希望有朝一日能把樣本整理完,讓更多特別的螞蟻能被大家看見。

近年來屢屢占據新聞版面、對人類造成困擾及危害的螞蟻,除了入侵紅火蟻外,另外就是在淺山地區肆虐的「琉璃蟻」了。

新聞中說的「琉璃蟻」,有時不一定是同一個物種的螞蟻。 圖 / google 搜尋截圖

不過仔細看這些新聞你會發現一個奇怪的事:這些所謂的「琉璃蟻」,有的是到處爬行的「陸軍」、有的則是漫天飛舞的「空軍」;同一種螞蟻會有這樣截然不同的習性嗎?

你知道嗎,其實這些「琉璃蟻」,常常指的不是同一個物種的螞蟻!

由於螞蟻體型小、肉眼不容易鑑別,因此常常會有搞混物種的情況發生,但如果打算進行防治,其實需要謹慎地再三確認是什麼物種才行,不然一來可能錯殺無辜,二來可能讓防治工作事倍功半、白忙一場。

在調查餌站台上覓食、此篇文章的主角——扁琉璃蟻 (Technomyrmex sp.)。圖/作者提供

今天要介紹的,是夏秋兩季會在夜晚大量婚飛 (nuptial flight) 、卻受到燈光吸引聚集而造成居民困擾的——扁琉璃蟻

琉璃蟻?扁琉璃蟻?從分類學開始談起

所有的螞蟻都隸屬於蟻科 (Formicidae),由於研究的便利及需要,螞蟻學家喜歡再細分出「亞科 subfamily 」這個位階。目前現存的螞蟻可分為 17 個亞科,其中一個亞科,在中文上我們稱之為琉璃蟻亞科 (Dolichoderinae)。

在台灣,琉璃蟻亞科之下已經有 6 個屬的物種被記錄,其中琉璃蟻屬 (Dolichoderus) 的疣胸琉璃蟻 (D. thoracicus) 常出沒於台灣中南部的淺山,沿著管線四處橫行於果園和民宅內,以苗栗西湖、南投埔里、高雄茂林等地數量最多、騷擾案例最為嚴重。

和植物上的介殼蟲建立共生關係的疣胸琉璃蟻 (Dolichoderus thoracicus)。圖/作者提供

不過,另外一個完全不同習性、在高雄六龜、嘉義中埔等地爆大量「飛進」民宅的螞蟻,則是扁琉璃蟻屬 (Technomyrmex) 的物種。

筆者在此建議如果未來新聞要寫,大量行軍隊伍騷擾住戶的疣胸琉璃蟻可稱為「琉璃蟻」,但經常大量飛進民宅的則簡稱為「扁琉璃蟻」會比較適當,畢竟在分類學的架構之下,這兩者完全是不同屬 (genus) 的螞蟻啊!

螞蟻好難分?對學者來說也是

如果真要說扁琉璃蟻和琉璃蟻的共同點,大概就是這兩個屬的物種常常都長得很像、很難分。

這些螞蟻過往的分類歷史非常混亂,儘管近年來可利用分子生物技術來釐清一些問題,但由於物種的發表往往以標本證據為主,仍需要從數十年甚至上百年前保存至今、極其相似的標本中看出形態差異才行。雖然傳統的形態分類在科技進步的今日逐漸式微,但其實依然有其必要性。

回到今天的主題,目前台灣的扁琉璃蟻已知有 5 種,可歸類在雙色扁琉璃蟻種群 (T. bicolor group) 和白足扁琉璃蟻種群 (T. albipes group) 這兩個種群 (species group) 之下。

  • 在此補充說明,「種群」的意思指的是一群外觀相似、可能有共同祖先的近似種,學者會用這群裡面最具代表性的物種來稱呼這群長得很像的生物。

荷氏扁琉璃蟻 (T. horni) 和 2018 年才被發表的蓬萊扁琉璃蟻 (T. formosensis) 這兩種屬於雙色扁琉璃蟻種群,靜靜地生活在林相豐富的森林深處,安分守己也不會大量婚飛造成居民困擾,那白足扁琉璃蟻種群的物種們呢?

屢次爆大量婚飛的扁琉璃蟻到底是誰?

台灣目前已知屬於白足扁琉璃蟻種群的螞蟻分別是褐色扁琉璃蟻 (T. brunneus)、白足扁琉璃蟻 (T. albipes) 和困難扁琉璃蟻 (T. difficilis)。台灣的白足扁琉璃蟻於2009年時,曾被認為是褐色扁琉璃蟻的錯誤鑑定而除名,但2018年又被學者確認存在而重新列於台灣螞蟻名錄之中。

這三種扁琉璃蟻彼此之間長得非常像、不易區分,但會大量婚飛的物種又隱藏於其中,真是令人頭痛。

屬於白足扁琉璃蟻種群(Technomyrmex albipes group)的扁琉璃蟻,正等著介殼蟲分泌蜜露。圖/作者提供

目前還在釐清到底是哪個確切的物種大量婚飛造成災情,只知道危害案例多發生在中南部地區的淺山,而北部幾乎沒有聽聞過螞蟻大量婚飛進入民宅的案例發生。

究竟是哪個物種在作亂?有朝一日或許終將真相大白。

不容小覷的白足扁琉璃蟻種群

台灣已紀錄過的白足扁琉璃蟻種群之中,褐色扁琉璃蟻原產於部分的東洋區 (Oriental region),包含中南半島和中國東南一帶,但被認為有漸漸擴散至婆羅洲和日本等地的趨勢,未來是否會逐步走向國際還很難說;白足扁琉璃蟻被認為是原產於東南亞地區的物種,但具有強烈的入侵性,所以已擴散到全球的熱帶地區;困難扁琉璃蟻則被認為原產於非洲馬達加斯加,但現今也已廣布全球,台灣於 2018 年有了首次紀錄,是台灣的外來種螞蟻之一。

這幾種扁琉璃蟻的共同點就是「很容易擴散到非原生區域,並靠著極強的適應能力建立外來族群」。

看過科幻電影「蟻人」就會知道,螞蟻體型小又善於躲藏,這些特性也讓主角成為厲害又不好對付的角色。

電影「蟻人」主角穿上高科技鎧甲縮小後,善於躲藏並隱密的執行滲透任務,特別不好對付。
圖/giphy

在現實世界中,螞蟻可透過貨貿運輸來往於全球各地,蔬果作物、園藝植栽,甚至是木竹材和建材都很可能有螞蟻躲藏其中,雖然各國海關嚴加檢疫,但實在防不勝防。

少數的外來螞蟻落地生根後,會迅速擴張領土,影響當地生態環境或人類的經濟及居住安全,成為極具威脅的入侵種。

棲息在野外的扁琉璃蟻很難防治

扁琉璃蟻主要生活在半干擾的自然環境中,例如竹林、次生林的枯朽木裡,取食植物的花蜜和花外蜜腺,若疏於照顧的果園內有太多枯朽殘枝,他們也會築巢於其中,並和果樹上的蚜蟲、介殼蟲合作愉快。

飛進民宅裡的扁琉璃蟻,都是離開蟻巢、具有生殖能力的蟻后和雄蟻,除掉他們只是治標但不能治本,找到來源蟻巢並加以防治才是根本。

如果是生存在民宅內的家屋螞蟻,或許只需要放置螞蟻藥即可;若是入侵紅火蟻,在蟻巢附近的草地上撒佈餌劑也能有效防治,但這些造成危害的扁琉璃蟻都生活在竹林和次生林裡,該怎麼辦?

根本的解決之道,或許是盡可能讓竹林及次生林恢復成較天然原始的森林環境,扁琉璃蟻若在較原始的環境中面對更強的競爭壓力,日子恐怕不會再那麼好過。

只是上述方法過於理想,不僅需要相關政策配合,還要有長時間的研究才能驗證,恐怕無法立即見效。

築巢於竹材內部的扁琉璃蟻 (Technomyrmex sp.)。圖/作者提供

減少扁琉璃蟻危害,可以這樣做!

  1. 家中門窗盡可能更換成氣密窗並保持緊閉
  2. 減少家中光源、避免吸引飛行的螞蟻個體
  3. 住家之外或可擺放自製的燈光誘集器,減少飛行的螞蟻個體
  4. 維持居家週邊的環境整潔,減少堆積木竹材
  5. 防治竹林和果園內的蚜蟲和介殼蟲,減少扁琉璃蟻的食物來源

由於台灣近年來的扁琉璃蟻婚飛危害日漸嚴重,範圍已有擴大的趨勢,為解決燃眉之急,國立彰化師範大學的林宗岐教授已針對扁琉璃蟻喜愛的燈光波長進行研究,期望利用這點開發出螞蟻誘集燈,儘可能減輕中南部淺山居民於夏秋兩季時生活上的不便,同時也積極尋找特定波長、較不吸引扁琉璃蟻婚飛個體的燈光,以供未來替代現有的燈源。

如果夜晚婚飛的扁琉璃蟻不會再被燈光吸引而飛入屋內,或許人類也能和這些難以對抗的小螞蟻們和平共處。

參考資料

  1. Antmaps.org, 2020. Available from https://antmaps.org/. Accessed on September 30st 2020
  2. Antweb. org, 2020. Available from https://www.antweb.org/. Accessed on September 30st 2020
  3. Lin, C.C., Chang, T.W., Chen, H.W., Shih, C.H., Hsu, P.C. 2017. Development of liquid bait with unique bait station for control of Dolichoderus thoracicus (Hymenoptera: Formicidae). Journal of economic entomology 110: 1685-1692.
  4. Terayama, M. 2009. A synopsis of the family Formicidae of Taiwan (Insecta: Hymenoptera). Research Bulletin of Kanto Gakuen University. Liberal Arts 17:81-266.
  5. Yamane, S., Leong, C.M., Lin, C.C. 2018. Taiwanese species of the ant genus Technomyrmex (Formicidae: Dolichoderinae). Zootaxa 4410: 35-56.
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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面對螞蟻的防疫政策,蟲生真菌該如何生存下來?
one minute biology
・2023/07/03 ・2366字 ・閱讀時間約 4 分鐘

社交梳理以及令螞蟻聞風喪膽的黑殭菌

這三年來人類對抗新冠肺炎的防疫戰絕對是科學史上的重大突破,防疫的科學知識和技術出現突破性的成長。然而,不只人類通過合作對抗病原體,許多社會性的生物也會合作對抗病原。

以最著名的社會性昆蟲——螞蟻為例,牠們會幫助同伴清除身上的病原體真菌孢子,這種互相幫忙清理身體的行為在許多社會性的生物上都可以發現(例如獼猴、蜜蜂等),稱為社交梳理(Allogrooming)社交梳理是這些社會性動物對抗病原體的重要防線,可說是群居動物的獨特「防疫政策」。

正所謂道高一尺魔高一丈,致病病原體也不是吃素的,就像新冠肺炎病毒不斷有新的病毒株出現,感染螞蟻的蟲生真菌同樣也有一套對付螞蟻社交梳理的招數。今年發表在《Nature ecology and evolution》的論文就做實驗以了解:螞蟻的社交梳理行為是否會對黑殭菌(Metarhizium sp.)造成生存壓力,以及黑殭菌的應變策略進行探討。

黑殭菌屬的真菌屬於蟲生真菌的一類,如著名補品冬蟲夏草,具有感染寄生昆蟲並使其死亡的能力;因此,對於螞蟻來說,黑殭菌絕對是致命的敵人,若看到同伴身上有黑殭菌孢子一定要幫忙清除。

螞蟻的「防疫政策」對黑殭菌造成生存壓力

首先,科學家想要透過研究「社交梳理行為是否會改變真菌群集組成」,來確認「社交梳理是否會對黑殭菌造成生存壓力」,因此使用六種不同菌株感染螞蟻,並將實驗分成「獨自面對真菌」以及「有兩名同伴照護」的組別,前者的螞蟻個體只能透過自身免疫力來抵抗真菌感染,後者則是有同伴幫忙清除有害真菌孢子。在感染真菌後的八天內,如果有螞蟻死亡,就會將這些孢子拿去感染新的螞蟻個體,並同樣分成兩組進行上述實驗,如此重複十個循環(圖一)。

圖一。實驗方法示意圖。圖/Stock et al., 2023

實驗結果顯示,社交梳理行為確實對真菌群集造成天擇壓力。獨自面對真菌的組別,在經過十個循環後出現較低的真菌多樣性(只剩兩株菌株),然而同伴照護組卻出現較高的真菌多樣性(還剩四株菌株),說明社交梳理行為足以影響菌株間的競爭。(圖二)。

既然螞蟻的「防疫政策」會對真菌造成影響,那麼真菌在螞蟻「防疫政策」的洗禮下,是否也會產生改變呢?答案是:會!

圖二、實驗結果顯示經社交梳理篩選出來的群集多樣性較高,代表社交梳理是足以改變真菌間競爭情形的天擇壓力。圖/Stock et al., 2023

黑殭菌利用「隱身術」騙過螞蟻的防疫政策

科學家首先針對真菌的兩項特徵進行研究:毒性(致死率)子代數量(產孢數)。研究結果顯示,經過社交免疫的篩選後,真菌的毒性有顯著的下降(圖三 a),然而產生子代的數量卻有所提升(圖三b)。

圖三、經過社交免疫的選擇(同伴組)後真菌的毒性有顯著的下降,然而產生子代的數量卻有所提升。此外,相較於獨自組,同伴組的真菌孢子對社交免疫產生抵抗力,圖 a 中的兩條粉紅色長條說明經社交免疫篩選出來的孢子感染有無同伴的螞蟻致死率是一樣的。圖/Stock et al., 2023

更有趣的是,這些經過社交免疫篩選的真菌孢子竟提升對社交免疫的抵抗力!相較於獨自對抗真菌篩選出來的菌株,社交免疫篩選出的菌株再次感染單獨的螞蟻和有同伴照顧的螞蟻時,致死率竟沒有差異(圖三 a),這代表社交免疫已經失效了!

科學家猜想,這種現象源於螞蟻們不再好好清除同伴身上的致命孢子,實驗結果也確實顯示同伴螞蟻們似乎對於經社交免疫篩選出來的真菌孢子沒有敵意,因此大大降低清除這些孢子的意願(圖四 a)。與此同時,科學家還發現,經社交免疫篩選出的真菌孢子中「麥角固醇(Ergosterol)」的含量大幅減少,麥角固醇是真菌孢子中的重要組成成分,科學家懷疑螞蟻可能就是因為麥角固醇的幾少而無法辨識孢子。

最終的行為實驗結果支持了這個論點,若把麥角固醇塗在螞蟻身上可以吸引同伴前來清潔,構造相似的膽固醇則沒有類似效果(圖四c、d),因此,麥角固醇很可能就是吸引螞蟻進行社交梳理的標的!

圖四、圖 a 說明經社交免疫(同伴組)「訓練」出來的孢子能夠減少螞蟻幫忙同伴清除孢子的頻率;圖 c、d 則說明在螞蟻身上塗上麥角固醇會讓吸引同伴來社交梳理,構造與麥角固醇相似的膽固醇則無此效果。圖/Stock et al., 2023

不僅是本實驗的阿根廷蟻(Linepithema humile)被麥角固醇吸引並進行社交梳理,前人的研究發現另外一種社會性昆蟲——白蟻也具備類似的行為,科學家推測麥角固醇可能就是真菌避免被同伴螞蟻清除的關鍵。值得留意的是,麥角固醇的實驗結果可能也解釋了毒性下降以及後代數量提升,由於麥角固醇是真菌孢子重要的組成成分,因此若麥角固醇的含量改變將會導致資源的分配有所調整,毒性下降和後代數量提昇可能就是資源調整分配的結果。

昆蟲的行為背後往往牽涉複雜的因素,麥角固醇是否真為引起螞蟻社交梳理行為的因素或是唯一因素仍需更進一步的證據支持才能夠確認。可以肯定的是,在螞蟻「防疫政策」的伺候下,黑殭菌正透過某種「隱身術」來躲避螞蟻的清除,這不由得令人想起 Jurassic Park (侏儸紀公園)中那句經典的台詞:

Life will find its way out.

參考文獻

  • Stock, M., Milutinović, B., Hoenigsberger, M., Grasse, A. V., Wiesenhofer, F., Kampleitner, N., Narasimhan, M., Schmitt, T. & Cremer, S. (2023). Pathogen evasion of social immunity. Nature Ecology & Evolution7(3), 450-460. https://doi.org/10.1038/s41559-023-01981-6
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為什麼台灣文蛤是新的物種,古時候就住在台灣嗎?
寒波_96
・2023/06/15 ・3480字 ・閱讀時間約 7 分鐘

或許是台灣大眾對文蛤非常熟悉,所以 2023 年 4 月新聞報導「台灣文蛤」被認定為新的物種時,引發一波「蛤?」的熱潮。究竟文蛤有哪幾種,真的不一樣嗎?現在的台灣人會吃文蛤,古代人也會嗎?

三種文蛤大致的分佈範圍。圖/參考資料4

定義新的台灣本土物種

文蛤住在海岸附近,南亞、東南亞、東亞、東北亞到日本的沿岸,都能見到文蛤生存,物種不少,研究不多,分類有許多討論空間。

這項研究主要關注 3 個物種,包括住在日本、韓國的「麗文蛤(Meretrix lusoria)」,東亞偏北的「中華文蛤(Meretrix petechialis)」,以及全新定義,東亞南部與台灣的「台灣文蛤(Meretrix taiwanica)」。

台灣文蛤不只住在台灣,東亞沿岸也有,所以不算台灣特有種,不過可謂台灣的本土物種。

遺傳上看,中國南北的文蛤各自成群,有所差異,為什麼以前沒有中國學者區分新物種?不清楚,或許是覺得同屬一個中國沒必要獨立,將其視為同一物種內的明顯差異。依照新研究,中國南部的文蛤將改名為台灣文蛤。

根據 CO1 基因建構的文蛤演化樹,中華文蛤、台灣文蛤彼此較為接近,和其他文蛤相比,兩者又與麗文蛤有較近的共同祖先。演化樹上其餘兩種為皺肋文蛤(Meretrix lyrata)、韓國文蛤(Meretrix lamarckii)。圖/參考資料5

這項研究使用外殼型態與 DNA 分辨不同文蛤。遺傳學標記是「CO1 Barcode」。CO1 全名 cytochrome c oxidase 1,是粒線體上的基因。

此基因在不同物種間的差異夠多,又沒那麼多(差異不多會分不清楚,可是倘若差異過多,同一物種內的變異也很大,就失去分群的意義,不適合用來鑑定)。儘管提供的訊息遠不如基因體全面,卻容易定序與分析,所以常常被用於鑑定與分類。

比對文蛤們的 CO1 基因序列,台灣文蛤、中華文蛤彼此最接近,不過兩群內皆明顯自成一群,也就是說台灣文蛤們獨立一群,中華文蛤們也自己一群,不論外貌如何,都可以明確區分出兩個物種。

而麗文蛤們也自成一群,和兩者平行。被新定義為台灣文蛤的物種,和麗文蛤相比,遺傳上離中華文蛤更接近。因此可以確認台灣現今的文蛤,絕對不是以前長期認為的麗文蛤。

依照歷史記載,麗文蛤曾經在日治時代人為引進台灣,但是最近野外採集,都沒見到麗文蛤。

雖然顏色有深有淺,不過它們都是台灣文蛤。圖/參考資料1

蛤?台灣有或沒有哪些文蛤?

外觀方面,台灣文蛤的顏色與花紋變化多端,可是皆為同一物種。一般人不見得要像研究人員去野外廣泛採集才能體驗這件事,去點一盤或買一袋,應該也相當直觀。

神奇的是,其實 2020 年就有另一組學者,在另一篇論文中也將台灣文蛤定為新物種,建議命名為 Meretrix formosa(福爾摩沙文蛤)。不過這項研究沒有引起什麼關注,甚至被 2023 年的論文直接忽視。

另外還有一個物種「Cytheraea formosa」,在公元 1851 年由英國學者 G.B. Sowerby II 命名。但是此一學名已經遭到取消,過往歸類為該物種的樣本學名應該皆為 Meretrix lusoria,也就是麗文蛤。

四款文蛤標本:A, Meretrix taiwanica 台灣文蛤。B, Meretrix petechialis 中華文蛤。C, Meretrix lusoria 麗文蛤。D, Cytheraea formosa 麗文蛤(已取消的舊名)。圖/參考資料1

台灣西部有一款很稀有的「虎斑文蛤(Meretris tigris)」。2019 年有一篇碩士論文《台灣養殖文蛤的遺傳多樣性及種原鑑定》(指導教授徐德華,研究生莊朝喜),主張虎斑文蛤不算一個物種,只是台灣的文蛤旗下一款。

這篇碩士論文沒有定義新物種,如果依照新分類,可以算是台灣文蛤的虎斑亞種(Meretrix taiwanica tigris)。

除此之外,現今台灣野外不只存在台灣文蛤,也採集到「韓國文蛤(Meretrix lamarckii)」。和麗文蛤相比,韓國文蛤與台灣文蛤的親戚關係更遠,明確為不同物種。兩者棲地也不同:韓國文蛤住在浪較大,純海水的環境;台灣文蛤則偏好坡度平緩的半淡鹹水河口。

還有一種外觀與台灣文蛤類似的「普通文蛤(Meretrix meretrix)」,分布於東南亞,目前沒有在台灣見到。

台灣貝殼考古學

現今台灣本土的文蛤是台灣文蛤,但是古時候就存在台灣嗎?

台灣各地常常能見到遺棄大量貝殼形成的貝塚,考古遺址也出土不少貝殼,可見貝類是古代常見的資源,不過確認的文蛤並不多。另外更要注意,以前沒有台灣文蛤一說,時常將台灣的文蛤視為麗文蛤。

展示十三行遺址出土物品的十三行博物館的貝殼們。左上角的 1 號是文蛤,說明為麗文蛤,但是依照新研究似乎該改為台灣文蛤。
上圖的物種說明。

目前最清晰的紀錄來自新北市海邊的十三行遺址,根據水產試驗所的學者蕭聖代、莊世昌鑑定,這兒出土的文蛤應該是台灣文蛤。另外台北市的國立臺灣博物館,台中市的國立自然科學博物館蒐藏的標本,僅管以前有不同分類,其實也都是台灣文蛤。

台灣北部,淡水河流域的十三行遺址是住海邊的人群遺跡,文蛤年代至少數百年。不過以常理推論,台灣文蛤應該更早以前就住在台灣,只是存在感不如很多種貝類。

除了文蛤以外,十三行遺址也出土過許多種貝殼,見證古代豐富的貝類生態,例如大蜆、紅樹蜆、牡蠣、黑鐘螺等等。

圓山遺址出土的大蜆。圖/參考資料6

至於台北市比較內陸的圓山遺址,儘管以貝塚出名,卻沒有出土過文蛤,主要貝類是十三行遺址也有的大蜆(Cyrenobatissa subsulcata)。圓山的大蜆貝殼最長可達 8 公分,約為成人手掌大。

隨著時代變遷,現今大蜆已經從基隆河流域消失,不再能大蜆身手。

由考古研究看來,台灣這塊土地的過去與現在是延續的。古早人吃台灣文蛤與其他貝類,現代人也吃台灣文蛤與其他貝類。

劃重點:

  • 台灣現今的文蛤主要為本土物種「台灣文蛤」,也分佈於中國南部;台灣還存在另一物種「韓國文蛤」。
  • 同為台灣文蛤的不同個體,顏色與花紋變化大,有一款特殊的虎斑亞種。
  • 台灣文蛤與中國北部的「中華文蛤」親戚關係最接近。
  • 古時候台灣就存在台灣文蛤,但是圓山沒有,主要是已經滅團的「大蜆」。

延伸閱讀

參考資料

  1. Hsiao, S. T., & Chuang, S. C. (2023). Meretrix taiwanica (Bivalvia: Veneridae), a previously misidentified new species in Taiwan. Molluscan Research, 43(1), 12-21.
  2. Gwo, J. C., & Hsu, T. H. (2020). Ultrastructure of sperm and complete mitochondrial genome in Meretrix sp.(Bivalvia: Veneridae) from Taiwan. Tissue and Cell, 67, 101454.
  3. 台灣養殖文蛤的遺傳多樣性及種原鑑定
  4. 水試所鑑定養殖文蛤DNA 發現新原生種「台灣文蛤」
  5. 研究員為確認台灣文蛤物種翻遍河口養殖場 十三行博物館找貝塚標本
  6. 【國定圓山考古遺址】〈圓山貝塚,蛤?蜆!〉
  7. 臺灣貝類資料庫「大蜆」
  8. 國家文化記憶庫「大蜆」

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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蟻巢營養內循環,螞蟻的蛹不動也能貢獻社會
寒波_96
・2022/12/20 ・2477字 ・閱讀時間約 5 分鐘

人類對螞蟻可謂無比熟悉,許多人還不識字就認識螞蟻了;相關的科學研究也十分豐富,產出如威爾森(E. O. Wilson)這類科學大師。2022 年底問世的一篇論文,卻出乎意料地報告一條普遍存在,此前卻一直受到忽視的現象:

螞蟻的蛹會分泌液體,作為成蟲與幼蟲的營養液。

圖/drawception

螞蟻社會的內循環營養液

螞蟻是完全變態的昆蟲,有卵、幼蟲、蛹、成蟲 4 個階段。眾所皆知螞蟻是社會性昆蟲,整個蟻巢運轉精密,但是蛹有好幾天固定不動,除了佔空間以外,在蟻巢裡好像沒什麼存在感。

這項研究主要的對象是畢氏粗角蟻 (Ooceraea biroi) ,近年成為探索螞蟻奧秘的主力。照論文的寫法,一開始目的很單純,就是把蛹從蟻巢中移出,看看孤獨對螞蟻有什麼影響。

被移出巢穴的蛹,羽化成蟲的比例有 90% ;即使周圍沒有同儕,絕大部分的蛹似乎也能成功轉大蟲。然而過程沒這麼簡單。

將螞蟻的蛹由巢中取出,搜集分泌液體的裝置。羽化前幾天,蛹會由白轉而黑化,羽化前 6 天開始分泌液體。圖/參考資料 1

蛹在成功羽化的前幾天會黑化,論文觀察到當蛹開始黑化不久,也就是羽化的 6 天之前,每天都會分泌出液體。留著液體會害蛹被自己淹死,人為將液體移除,蛹才能順利羽化。

如果是在原本的蟻巢中,蛹排放的液體還來不及把自己淹死,就會慘遭黴菌入侵感染而亡。所幸慘劇實際上不會發生,因為成年螞蟻會將液體去除。

將藍色染劑注入蛹,一天後觀察到成蟻的消化道都出現藍染,可見蛹產生的液體,都隨即轉移進入前輩同儕的肚子。分析蛹產生的液體,得知營養十分豐富。

把食用藍色染料注入蛹,便可觀察蛹分泌液體的轉移。圖/參考資料 1

完全變態的昆蟲,從幼蟲到成蟲的過程中經過蛹的階段,將幼年的身體砍掉重練。螞蟻蛹分泌的液體顯然來自蛹期分解的身體,可謂原汁原味的液化螞蟻。這些容易吸收的成分,在巢穴中直接轉移給同類,毫不浪費。

這些幼體原汁原味形成的液體營養豐富,其他會化蛹的昆蟲也會產生類似的產物,為什麼不會把自己淹死,或是被黴菌感染?應該是由於那些昆蟲會將其回收利用,轉化為成年身體的建材。社會性生活的螞蟻卻是直接排放出去,變成其他個體的食物。

同時餵養更老與更小的同儕

成年螞蟻以外,蛹產生的液體也是寶寶的營養補充液。螞蟻幼蟲移動能力有限,成年螞蟻會將寶寶放到蛹的旁邊,方便它們液來伸口。沒有液體也能正常長大,不過有得吃的幼體,生長速度更快、存活率更高。

幼蟲破蛋出生的之後一天,蛹也開始分泌液體。圖/參考資料 1

近來在台灣出名的紅火蟻(Solenopsis invicta)雖然兇狠,卻也是畢氏粗角蟻的菜單美食之一。有個實驗是給予紅火蟻和蛹,讓成年蟻選擇,結果大部份都優先將寶寶放在蛹旁邊,可見它們認為蛹提供的善液,是更佳的育幼食品。

換句話說,螞蟻在幼年階段到成年之間的蛹,同時支持更老與更小的同儕。

奧妙還不僅如此,和一般印象不同,畢氏粗角蟻沒有特定蟻后,也缺乏男生,所有成員皆為工蟻,再透過孤雌生殖進入生殖時期。

奇妙的是,蟻巢中處於不同階段的螞蟻,時程非常協調。當卵孵化出寶寶的一天後,蛹也開始分泌液體。也就是說寶寶從出生以後,馬上就能獲得營養補充液,概念實在很像哺乳動物的哺乳。

檢視螞蟻大家族 5 大群各自的代表,都觀察到蛹分泌類似的液體。圖/參考資料 1

畢氏粗角蟻只是一種螞蟻,論文還調查螞蟻分類上其他 4 大群的成員,發現各種螞蟻的蛹都會分泌液體,而且內容物極為相似。由此推敲,這是螞蟻大家族的普遍現象,可能在眾蟻尚未分家之前已經存在。

螞蟻巢穴的內部循環如此協調,充分反映出社會性昆蟲的優點,但是同為社會性昆蟲的蜜蜂沒有。這應該是螞蟻演化為社會性的重要一步,卻不是其他社會性昆蟲的特徵。

想來也很奇妙。人們對螞蟻很熟,研究螞蟻、養螞蟻的人一大堆,可是這回報告的現象儘管普遍,卻只是首度被明確指出。我猜以前應該有人發現這件事,只是沒有深入鑽研。

等待探討的問題,無所不在,只要有心。

延伸閱讀

參考資料

  1. Snir, O., Alwaseem, H., Heissel, S., Sharma, A., Valdés-Rodríguez, S., Carroll, T. S., … & Kronauer, D. J. (2022). The pupal moulting fluid has evolved social functions in ants. Nature, 1-7.
  2. A fluid role in ant society as adults give larvae ‘milk’ from pupae
  3. Anatomy of a superorganism: Ant pupae secrete fluid as ‘milk’ to nurture young larvae
  4. Pupating ants make milk — and scientists only just noticed

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寒波_96
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