螞蟻的共生伙伴

2024-12-25 00:00:00秦亞龍

在自然界中，螞蟻和植物之間相互影響、相互依存，經過漫長的演化，逐漸形成了一個個神奇的互利共生關系。

地球上有1.4萬多種螞蟻，是數量最多的昆蟲之一，它們和被子植物大約都起源于1.4億年前的白堊紀時期，現已分布在除南極洲以外的各個大陸。

在6000多萬年前的白堊紀晚期至古近紀早期，隨著被子植物的葉片進化出更多氣孔，它們所賴以生存的森林環境逐漸變得濕潤，樹木上的附生植物也越來越豐富。此時，原本在森林地下筑巢的螞蟻也逐漸進化，分生出在樹上筑巢的樹棲螞蟻，通過群落的垂直分層減少種間競爭。

當被子植物擴散到森林以外時，螞蟻也隨著被子植物擴散。過程中，被子植物進化出了多種食物供給方式，如油質體（種子上附屬結構，含糖分、蛋白和脂質等）和花外蜜腺（生長在植物幼莖、葉、花梗等營養器官上的蜜腺）等，它們可能是被子植物影響螞蟻進化的重要因素。

有些植物以蜜露為獎勵，與螞蟻形成了共生關系。我們這里所說的蜜露，與促進授粉的花蜜不同，通常是指花外蜜腺分泌的蜜露，可以吸引螞蟻，抵御食草動物的啃食。據文獻記載，近4000種開花植物廣泛存在花外蜜腺。

蕨類植物中，有些種類會有多樣化的花外蜜腺。這些蜜腺分泌的花蜜組成可能與被子植物相似，含有單糖、多糖、氨基酸等。

最新研究指出，植物與食草動物的相互作用影響著進化軌跡。一些植物進化出了間接的防御策略，它們通過蜜露賄賂螞蟻，接收蜜露的螞蟻就充當了植物的保鏢。

附生在樹上和枝條上的鹿角蕨屬植物，有時也會選擇與螞蟻一起共生，如馬來鹿角蕨PlatyceriumridleyiChrist，螞蟻可在它的營養葉內筑巢，營養葉隆起的葉脈就像是螞蟻行進的道路，有時葉片表面還會出現孔洞，可能也是螞蟻為了方便進出打的通道。

作為回報，螞蟻可以充當保鏢，幫助馬來鹿角蕨減少病蟲害的發生，還可以把取食和繁育過程中所產生的腐殖質作為馬來鹿角蕨的養料。

小蛇蕨屬植物與螞蟻的共生關系更有意思，它們不直接給螞蟻提供住所，螞蟻能入住的只能是其他昆蟲留下的舊房子。

科研人員通過研究發現，寄生在多小鱗小蛇蕨莖癭內的昆蟲發育成熟后會自行離開，并在蟲癭表面留下孔洞。

這些蟲癭會被其他昆蟲再次用作庇護所和筑巢地，而樹棲螞蟻就是最主要的昆蟲種類。實驗收集的49個蟲癭中，共發現6種螞蟻順利住上了蟲癭二手房。

因此，生活在這些蕨類植物上的螞蟻，在它們取食蜜露或抵御蟲害過程中，如果碰到成熟的孢子，就可以幫助這些蕨類植物完成孢子的傳播。

螞蟻在與植物互利共生和協同進化過程中，蟻巢中多樣性的伴生細菌也在幫助蟻群抵御生病和缺氮等不利條件，對蟻群的發展至關重要。所以，螞蟻與細菌共生也被認為是螞蟻可以在熱帶雨林樹冠上定居的必要條件。

截至目前，螞蟻參與授粉的植物被發現的還很少，螞蟻授粉的作用也可能被低估。很多研究者認為，螞蟻在多數情況下不能飛行，不能攜帶大量花粉，自身分泌物會降低花粉活力等，這些都是螞蟻授粉植物稀少的影響因素。

在澳大利亞南部，生長著一種小兔蘭，它們開花時，花朵的唇瓣會模擬成當地一種雌性螞蟻的樣子，從而吸引有翅膀的婚飛雄性螞蟻飛來與之交配。在雄蟻假交配過程中，就幫助小兔蘭完成了授粉。

為了能實現授粉，小兔蘭和雄蟻的地理分布、小兔蘭的開花期與雄蟻的婚飛期進化為一致。小兔蘭在花期會釋放出特定的信息素，還進化出獨特的花型來吸引有翅雄蟻，兩者的協同進化造就了如此經典的螞蟻授粉方式。

同樣在澳洲分布的另一種蘭花——小花蔥葉蘭，它們的有效傳粉者卻是當地一種沒有翅膀的工蟻，而且還有可能是唯一的傳粉者。

在授粉過程中，或許是因為螞蟻自身分泌的抗生素會大大降低花粉的存活率，因此這些螞蟻攜帶該蘭花花粉時，身體與花粉之間會通過一根短柄相連，這樣就避免了螞蟻分泌抗生素的胸腺與花粉直接接觸，從而保證了授粉的成功。