
青藏高原,被稱為地球第三極,是全球氣候變暖最為敏感的地區之一,同時也是解析這一問題的典型實驗區。在青藏高原的東北邊緣,佇立著有著40年歷史的國家級實驗站——青海海北高寒草地生態系統國家野外科學觀測研究站(簡稱“海北站”)。地處海拔3400米高度的海北站,是研究青藏高原生態系統響應氣候變暖的優良場所,也是廖競康工作主要依托的科研平臺。
青藏螞蟻
在青藏高原的高寒草甸上,蟻巢處處可見且大小各異。草甸上的一座座堡壘,是螞蟻們賴以生存的居所。同時,這些螞蟻也無時無刻不在改變著整個草甸的生態系統。辛勤的螞蟻們在筑巢過程中,不斷搬動土壤和枯葉碎片,改變著土壤的結構和性質。大量凋落物被搬進堡壘中,凋落物的分解提供了熱量,為螞蟻們提供過夜及過冬的溫度保障。凋落物分解的同時,讓蟻巢的土壤蘊含更高的養分。溫度和土壤養分的改變,也間接影響了植物群落組成,形成獨特的景觀。
通過覓食和筑巢等活動,螞蟻與植物、動物、微生物等不斷相互作用,參與多個生態系統過程,形成復雜的交互網絡。隨著氣候變暖,螞蟻的生存也不斷受到影響。
盡管螞蟻具有如此重要的地位,且受到氣候變暖的顯著影響,但由于研究的技術困難,對螞蟻如何響應青藏高原的迅速變暖仍存在關鍵的知識空白。
2020年,廖競康踏入青藏高原的高寒草甸,發現了值得研究的科學問題,并在這片土地上,真正開始了他的科研之旅,那一年他22歲。
遇見螞蟻
大四時,廖競康在網上無意間發現可以將螞蟻當作寵物來飼養。于是,他開始嘗試飼養螞蟻。但這并不是一件容易的事情:養好螞蟻除了要嚴格控制溫濕度以外,還需要了解它們的習性、食性和行為。
廖競康開始大量學習與螞蟻相關的知識。憑借本科生命科學專業的底子,他通過閱讀生物學家Edward"Osborne"Wilson的著作和專業文獻,了解螞蟻的行為和生理特征。隨后,廖競康嘗試飼養不同種類的螞蟻,觀察不同螞蟻的性格和行為。他的最高紀錄是同時飼養過13種螞蟻。
廖競康說,小小的螞蟻也有它們的悲歡喜樂。
你能看到螞蟻收獲食物返回巢穴時的輕快步伐。當一只玉米毛蟻突然發現食物,它會毫不猶豫地開始大快朵頤。如果你覺得它只顧著自己吃飽,那就錯怪它了。螞蟻吃進肚里的食物,是可以被分享給其他螞蟻的,這種分享食物的行為被稱為交哺。在外面吃飽喝足的螞蟻,會邁著輕快的步伐,以最快的速度返回巢穴,將食物分享給留守在家的親人。一只螞蟻能運輸的食物是非常有限的,吃剩下的食物還留在原地。而此時在蟻巢內,被分享到食物的同伴會立即展開行動,循著先前留下的信息素,精準地向食物進發。因此,某種程度上說,螞蟻的感官比人類更加先進。
你也能看到螞蟻守護巢穴時的緊張萬分。當螞蟻和人類生活在同一屋檐下時,人類小小的一個動作對于螞蟻來說可能都不亞于7級地震。聲音、震動、氣味等,都可能是蟻群感受到威脅的原因。廖競康剛開始飼養紅胡須蟻時,只有1只蟻后和6只工蟻,這是一個非常脆弱的蟻群。每當螞蟻們被打擾時,工蟻會用腹部有規律地捶擊蟻巢壁,這是螞蟻們發出的警報。類似的擾動如果頻繁出現,螞蟻就會放棄繁殖,蟻群也就不再擴大,飼養也就失敗了。因此,一個安靜的、相對隔離的環境,是飼養螞蟻必不可少的條件。但其實,螞蟻也是一種“仗勢欺人”的昆蟲:當一個蟻群只有不到100只螞蟻時,任何的震動都可能激發蟻巢內的混亂;然而,當蟻群規模擴大到真正的螞蟻帝國水平時,螞蟻們便不會對普通的擾動感到慌亂,甚至會對擾動的來源擺出反擊姿態。
你還能看到“有潔癖”的螞蟻們。在飼養野蠻收獲蟻時,廖競康發現,由于死去螞蟻的身體會在48小時內揮發油酸,其他工蟻感受到油酸的信號,就會將死去的同伴搬出巢穴,放到屬于它們的垃圾站。無論是死去的同伴,還是吃剩的食物,螞蟻都會將其搬離巢穴,整齊劃一地堆積在同一個位置(即垃圾站)。這些行為降低了疾病感染和寄生生物傳播的概率,保障了蟻群的繁衍。也正因此,飼養野蠻收獲蟻可以說是非常讓人省心的,幾乎不需要為它們更換干凈的蟻巢,只需要清理掉它們堆好的垃圾即可。
廖競康說,想要了解一種生物,至少要熟悉它們生活史的每個部分,從生物的行為和反應中感受生命的智慧,而后就會愈發對自然產生敬仰之情。
走上高原
研究生階段,廖競康加入蘭州大學草地農業科技學院賀金生教授的團隊,也正式開始了“蟻人”之旅。這些小小的螞蟻于他而言不僅僅是昆蟲,更是科研道路上的伙伴。
當廖競康第一次來到高寒草甸時,地表突起的蟻丘立刻吸引了他的目光。“只需要在草甸上走上20步,就能看到三四個大小不一的蟻丘。自然條件下,如此之高的蟻巢密度著實讓我大吃一驚。當我蹲下時,看到滿凹頭蟻正在不停地往蟻巢中搬運種子、昆蟲殘體或是凋落物,勤勤懇懇,忙忙碌碌。我不禁好奇蟻巢內的結構,于是將手指伸入蟻丘中,可是瞬間我就后悔了。工蟻們快速移動起來,順著我的手指開始往上攀爬,并張開上顎發起攻擊。針扎一般的刺痛傳來,我立刻快速甩動手掌,但仍有幾只倔強的工蟻不肯松口。我將手指抽出蟻巢后,手指上仍帶有刺激性極強的酸臭味,這是工蟻釋放的蟻酸,也是它們的化學武器。我不敢再冒犯滿凹頭蟻的領地,就靜靜地看著它們的反應。小家伙們可不會示弱,張開上顎,繼續朝著我耀武揚威。兇悍,是我對它們的第一印象。”
9月中下旬,當雨后陽光照射在草甸上,無數的雌蟻和雄蟻便紛紛離開巢穴,飛到空中完成交配。此時草甸上屬于螞蟻的生命之歌開始回蕩,整個草甸上多了許多會飛的昆蟲,惱人的嗡嗡聲是它們的婚禮進行曲。曲畢,產生一只只新的蟻后,不久之后又產生一個個新的蟻群。

很多人只知道滿凹頭蟻,但如果撥開禾草,一種小小的可愛土丘會出現在面前。光亮黑蟻是土壤作業的行家,它們用周圍的松散土壤作為材料,在草叢中建造屬于自己的小小王國。同樣是在地表上筑巢,光亮黑蟻就沒有滿凹頭蟻那么勇猛。稍微給蟻巢一點擾動,光亮黑蟻就會立刻四散逃開,絲毫不抵抗,逃跑是它們生存的策略。“我目睹過牦牛在雨后踩壞了光亮黑蟻的巢穴,工蟻們用上顎提溜著巢內的幼蟲,快速逃離。信息素會引領它們前進的方向,并在不遠處搭建新的巢穴。隨著螞蟻帝國的發展和季節的變化,光亮黑蟻會繼續發揚它們在土壤工程方面的優勢,將蟻巢全部轉移到地下。”
“在青藏高原上還有一些螞蟻,比如科氏紅蟻和吉市紅蟻,也會將巢穴建立在地下。雖然和滿凹頭蟻生活在同一片區域,但它們的個體大小僅有滿凹頭蟻的二分之一,如果不仔細觀察,會很容易忽略它們。科氏紅蟻和吉市紅蟻作為切葉蟻亞科的蟻種,它們既不像芭切葉蟻屬能切割植物組織,在地下溫暖潮濕的巢穴內種植真菌為食,也不像收獲蟻屬能排隊搬運種子,并以種子為主要食物。紅蟻屬的螞蟻多為捕食性螞蟻,對于它們的深入研究尚待開展,這些知識的空白說不定會成為未來研究的方向。”
聊起自己的研究生生活,廖競康說:“青藏高原是我們的研究區,更是國家的戰略要地。在嚴峻的氣候變化下,青藏高原生態系統究竟會做出哪些響應,這關系到高山生態系統的保護,也關系到當地牧民的福祉。在大自然面前,需要研究的課題是無限的。我會在賀老師的指導下,努力為青藏高原草地生態貢獻自己的一份力量。”
廖競康認為,螞蟻是他終生的興趣,但目前只是他階段性的一個科研課題,未來他會將工作重心放在高寒草甸植物根系的研究工作中。雖然改變的是課題,但不變的是他對科研的熱愛和對待生活的看法。
責任編輯:丁莉莎