多才多藝的白蟻

秦自民

盡管螞蟻、蜜蜂等社會性昆蟲早在7000萬年前就生活在地球上了，但白蟻才是群落生活最古老的締造者?；C據(jù)表明，白蟻的歷史可以追溯到距今1億多年前的白堊紀，有人甚至認為白蟻有2.5億年的生存歷史。

人們總認為白蟻是螞蟻一類的生物，因為表面上看它們不僅長得有些相像，而且都是營社會性生活的小昆蟲，但白蟻和螞蟻的親緣關系其實比較遠。螞蟻是膜翅目昆蟲，其有翅個體前翅明顯大于后翅；而白蟻的有翅個體前、后翅大體相等，原來被列為等翅目。在進化史上，螞蟻與蜜蜂較親，而白蟻則與蟑螂相近，所以白蟻2007年被劃入蟑螂家族，構成蜚蠊目下一個新科——白蟻科。

白蟻種類繁多，主要分布在熱帶和溫帶。它們除了有復雜非凡的社群關系和強盛的繁殖能力外，還有不同凡響的建筑才華和種植技術，并且與一種原生動物有著奇特的共生關系，它們是杰出的美食家、園藝家和建筑家。

古怪的美食家

在納米比亞納米布沙漠邊緣廣袤的荒漠地帶中，為什么會密布著許多直徑5米左右、寸草不生、猶如天女散花一般的“仙女圈”？這是長久以來人們無法解開的謎團。直到2013年，德國科學家諾貝特·于爾根斯才發(fā)現(xiàn)，這是大部分時間在地下過著隱秘生活的白蟻的杰作。這里的白蟻以野草為食，由于其外骨骼比螞蟻的更柔軟，脫水的風險極大，因此它們不敢離開潮濕的地下庇護所，只在巢穴附近采食野草，這樣就使得附近的裸露沙地越來越大，形成了“仙女圈”。

白蟻是古怪的美食家、嚴格的素食主義者。它們把很多生物并不喜歡的木材、真菌和半腐爛的枝葉當美食，營養(yǎng)物質主要來源于纖維素和木質素。大部分動物無法直接消化吸收纖維素，但白蟻有此本事，因為它們有一位好盟友——披發(fā)蟲。纖維素是地球上分布最廣、最多的有機物，白蟻只要帶上披發(fā)蟲，幾乎無論走到哪里，都有享受不盡的美食。白蟻只需嚼碎樹枝草莖等富含纖維素的物質并吞入腹中，消化工作則由披發(fā)蟲負責。

披發(fā)蟲是一種鞭毛蟲，屬于單細胞原生動物。白蟻體內的披發(fā)蟲數(shù)量特別多，占到其體重的三分之一。白蟻深諳待客之道，其腸道是披發(fā)蟲夢寐以求的棲身之所，這里不僅安全、溫暖、舒適，而且有披發(fā)蟲喜歡的缺氧環(huán)境，更有源源不斷的食物供應。披發(fā)蟲就像兔的盲腸中或鹿的瘤胃中的微生物一樣，利用能消化木質纖維的酶，將纖維素轉變?yōu)榭杀话紫佒苯游绽玫钠咸烟?。鹿和其他反芻動物，在利用完微生物之后就將它們殺死消化，并把它們也當作富含蛋白質的營養(yǎng)豐富的食物，而白蟻不會“卸磨殺驢”，它們與披發(fā)蟲是真正的共生關系。

如果沒有披發(fā)蟲，白蟻的好日子就到了盡頭。有人做過實驗，用40℃的溫度處理白蟻，其腸道內的披發(fā)蟲就會死亡，而白蟻還活著，并能繼續(xù)吃植物枝葉，但是，由于沒有披發(fā)蟲的幫助，它們不能將其消化吸收，因此，白蟻即使吞下一大堆食物卻仍然被活活餓死。這就是白蟻善待披發(fā)蟲的原因。

白蟻腸道中的披發(fā)蟲并非與生俱來的，而是老白蟻給小白蟻的最好禮物，常常由老白蟻將它們混合在食物中饋贈給小白蟻，這種禮物代代相傳。所以，只要是同一種白蟻，不管它們生活在地球的哪一個角落，他們的腸道內都共生著同一種披發(fā)蟲。原始的白蟻是如何生活的？披發(fā)蟲又是如何進入白蟻的腸道內并與之共生的？迄今仍然是一個未解之謎。

古老的園藝家

并非所有的白蟻都以木頭草莖為生，有些白蟻無法消化纖維素，不能從樹木和野草中直接獲取營養(yǎng)，但它們自有生存之道。有的白蟻飼養(yǎng)家畜——常見的是一些被稱為白蟻友的甲蟲，這種甲蟲能分泌出白蟻喜愛的富含脂肪的美味。另一些白蟻則利用植物的枝葉種植真菌，然后以更加可口的真菌為食。

在非洲和亞洲的赤道地區(qū)耕耘農業(yè)的白蟻，有點類似于螞蟻中的農業(yè)專家切葉蟻。雖然沒有切葉蟻那么響亮的名聲，但白蟻是更古老的園藝家。其工蟻建造土堆，并在土堆深處修建迷宮般的真菌菌圃。一切準備就緒后，工蟻就沿著長長的覓食隧道到土堆外面去咀嚼樹木和草根，但無需消化其中的木質素和纖維素，回來時，它們的腸道里裝滿了咬碎的野草和木頭。它們將排泄物用于建造菌圃、種植菌類，菌圃中的真菌能夠利用酶消化排泄物中的纖維素和木質素。工蟻們通過打開或關閉通風口，精心調節(jié)著菌圃內部的溫度和濕度，并控制著二氧化碳的含量，使菌圃內的環(huán)境非常適宜于真菌生長。它們還會耐心地將被污染的培養(yǎng)基連同雜菌一起從菌圃中清除干凈。在工蟻們的細心呵護下，巢穴中的真菌快速生長并形成子實體。子實體肉質肥美，營養(yǎng)豐富，工蟻們及時采收，除了自己享用外，還用以喂養(yǎng)白蟻群中的其他成員。白蟻和真菌構成了一種美妙的共棲關系，它們相互依存、共同獲益。真菌就像是外部的胃一樣幫助白蟻消化食物，而白蟻則在封閉的菌圃中給予真菌最好的庇護。

雞樅菌是一種香味濃郁、味道鮮美的野生菌，常常在夏秋季生長在山地之中，其假根與黑翅土白蟻的地下巢穴相連。成都市農林科學院的園藝家開展“蟻菌共生、助農增收”的農業(yè)科研，利用白蟻來人工培育雞樅菌，讓白蟻長期給人類打工，收到了良好的經濟效益。

有人認為稀樹草原上纖維素、木質素中的碳元素有90%是由白蟻和它們培育的真菌放歸到食物鏈中的。因為干旱的沙漠中其他微生物很少，因此，白蟻是沙漠生態(tài)系統(tǒng)中重要的分解者，是它們支撐起了脆弱的沙漠生態(tài)系統(tǒng)，推動了生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，可以這樣說，如果沒有白蟻，沙漠生態(tài)系統(tǒng)就可能崩潰。

白蟻這位園藝家不僅養(yǎng)活了自己，而且為其他動物提供了富含蛋白質和寶貴水分的美味。白蟻是大耳狐、土豚和許多鳥類的美食。非洲大耳狐的食物中90%是草白蟻，它們的大耳朵有利于聽到白蟻在沙下的聲響。外形原始、神秘怪異的土豚用前肢的利爪掘地三尺，挖掘并品嘗隱藏在其中的白蟻。很多鳥類天生會搭便車，在土豚掘土時就守候在一旁，啄食土豚遺漏的白蟻。

古樸的建筑家

白蟻不僅在吃的方面有自己的高招，而且在住的方面也表現(xiàn)出卓越的才華，它們是動物界中最古樸的建筑大師。

最著名的蟻巢為熱帶草原上那些高達六七米的“白蟻丘”，雖然這些建筑沒有豪華的外表、華美的裝飾，但是對于身長只有幾毫米的白蟻工蟻來說，這些“摩天大樓”堪稱自然界的建筑奇觀。白蟻的巢穴無論是建在地上還是地下，都既美觀精妙，又堅固實用，可供數(shù)百萬只白蟻棲息，巢中有產卵室、育嬰室、通風管、糧倉以及四通八達的隧道等復雜結構。endprint

白蟻巢用料十分簡單，不過是泥土、草木、唾液或分泌物的混合物，由于唾液作為黏合劑發(fā)揮了重要作用，因此蟻巢非常結實，這么堅固的建筑當然是最好的防御工事，能很好地抵御敵害——螞蟻和食蟻獸。盡管螞蟻能闖入白蟻巢，俘虜白蟻去喂養(yǎng)其幼蟲，食蟻獸也能用鋒利的前爪撕開白蟻巢，然后靈活地伸出帶有黏液的蠕蟲狀長舌卷走白蟻作為美餐，但它們都極少能侵擾到蟻王蟻后，不會使白蟻亡國滅種。

白蟻巢令人驚異之處不僅在于功能復雜、高大結實，更在于其異常高明的空調系統(tǒng)。實際上，蟻巢更像是有生命活力的肺，其內部由一連串肺泡狀的腔室與支氣管狀的通道相連，利用外部氣壓或風的變化呼氣和吸氣，智能地調節(jié)內部氣體的混合度，并維持穩(wěn)定的溫度和濕度。

無論是在盛夏的正午，還是在冬夜，蟻巢中心始終保持在舒適的30℃左右。為了防止暴雨灌入巢中，有些白蟻能在巢穴頂端建立傘形的巢冠。它們還修筑連通蟻巢內外的隧道，以營造黑暗的空間和它們所需要的特殊溫濕度，或者用以取得地下水來保持巢穴的濕潤。正因為白蟻能建造如此復雜而舒適的地下城市，因此，無論外部環(huán)境多么惡劣，它們都能怡然自得地生活在其中。

建筑師米克·皮爾斯十分贊賞白蟻巢穴自動調節(jié)溫度的功能。他模仿蟻穴內部的通風管道，利用穿墻而過的風能使建筑物完全自然通風降溫，在津巴布韋首都哈拉雷建造了一座高效節(jié)能的多層仿生建筑——東門中心。

通過億萬年的自然選擇白蟻進化出了建筑巢穴的全局觀。它們的神經系統(tǒng)按照一些簡單的規(guī)則進化編碼，并受到信息素的控制，從而引導它們創(chuàng)下屬于自己的建筑輝煌。哈佛大學工程師拉迪卡·納格帕爾和她的團隊受白蟻的啟發(fā)，研制了一批仿生機器人。

通過觀察白蟻的筑巢方式，納格帕爾設計出一支擁有1024個微型機器人的機器人大軍。這些機器人每一個只有幾厘米高，但是，這些自組織機器人展現(xiàn)了跟白蟻一樣的群體智能，并對周圍環(huán)境有所感知。當這支機器人大軍一起工作時，只需發(fā)出初始指令，在無人監(jiān)督的情況下，它們就能親密無間地合作完成任務，自行組成星星、字母及其他二維結構。未來，這種可彼此合作的自動化機器人或許能將人類從單調重復的工作中解放出來，并在一些危險的環(huán)境中為人類建造完整的建筑物，如水下住所、月球基地、火星基地等。

貌似脆弱不堪的白蟻，表現(xiàn)出強大的生存能力，是世界上最不容易被消滅的生物之一。人們很難想象，白蟻的總重量超過了人類，而且在稀樹草原中渺小的白蟻消耗的植物量能占到整個草原生產量的三分之一，比龐大的象群、長頸鹿群和羚羊群的消耗量之和還要多。

正因為白蟻食性很廣，食量驚人，所以也會對人類造成一定的危害。黃翅大白蟻、黑翅土白蟻等會降低甘蔗等經濟作物和農作物的產量，木鼻白蟻、原白蟻等會毀壞樹木，家白蟻、散白蟻等會損害建筑，土白蟻、大白蟻等甚至會使“千里之堤潰于蟻穴”。然而，90%以上的白蟻對人類、對生態(tài)系統(tǒng)并不構成危害。相反，不論是作為美食家、園藝家還是建筑家，白蟻對加速有機物分解、促進物質循環(huán)、凈化地表、改善土壤結構、增加土壤肥力等都起著重要作用。白蟻對于生物圈而言，比人類重要得多，一旦它們消失了，地球上數(shù)萬種動植物也可能隨之灰飛煙滅。

【責任編輯】龐 云endprint