
下面这篇文章是经过The Conversation(一个报道最新研究的在线出版物)的许可转载的。
一只昆虫咬掉了另一只昆虫的腿。这是掠夺性行为、攻击、防御、竞争还是别的什么?以木蚁为例,这是为了截肢者的利益,也是为了整个蚁群的利益。
洛桑大学2024年7月的一项研究发现,木蚁(Camponotus floridanus)会对它们的殖民地兄弟姐妹进行截肢,以挽救生命。这是已知的第一例非人类动物为预防或阻止感染传播而截肢的例子。
研究表明,咬伤不是随机的,存活率超过90%。实验中没有截肢的三只蚂蚁都死了。
那么,是什么让蚂蚁成为动物王国里的高级外科医生呢?
昆虫并不是唯一能治疗疾病的动物。科学家们已经在熊、大象、飞蛾、椋鸟和海豚等一系列物种中观察到自我药物治疗。黑猩猩寻找并食用特定的植物来治疗疾病,最近有报道称,黑猩猩不仅用昆虫来治疗自己的伤口,还用昆虫来治疗别人的伤口。
然而,木蚁可能特别需要成为外科医生。
除了促进消化外,大多数蚂蚁的唾液分泌物还具有抗菌特性,这有助于控制它们舔伤口时的细菌感染。这在包括灵长类动物在内的许多动物群体中都很常见。2023年对撒哈拉以南蚂蚁的一项研究发现,它们舔伤口,包括其他蚂蚁的伤口,唾液中混合了胸后胸膜腺的抗菌化合物。这是蚂蚁胸部特有的结构。唾液将受伤的同伴的感染率降低了90%。
不幸的是,几乎所有木蚁属的蚂蚁都没有这些腺体。因此,木蚁可能已经进化出了手术技能作为一种变通方法。
不过,我们还不知道这种行为是佛罗里达孔虫独有的,还是在该属中更为常见。
许多物种都有天生的技能。例如,木蚁对大而显眼的物体表现出天生的吸引力,这可以帮助幼稚的蚂蚁在学会回家的路线之前导航。木蚁天生会挖洞,咬合力强。刺激,如隧道部分完成,或干扰巢可能刺激咬行为。
最近的研究还发现,蚂蚁会根据受伤的部位改变治疗方法。在一项股骨受损的实验中,蚂蚁在身体附近截肢,切除了整条腿。腿的上半部分含有大量的肌肉,为微生物感染提供了更多的组织,所以高度截肢意味着病人更有可能存活下来。
蚂蚁通过舔舐来治疗截肢后存活率较低的受损胫骨(小腿段)。这样可以清除碎片,帮助清理伤口,防止感染。在股骨伤口的情况下,损伤的位置和目标的形状可能会刺激木蚁在正确的地方咬。上肢的形状可能会引发它们咬那里的冲动。
科学家们早就知道,群居昆虫和独居昆虫的看似聪明的行为是基于先天和后天行为的结合。动物倾向于通过试错学习或模仿其他动物,尤其是它们的同类,来获得新技能。众所周知,群居昆虫通过合作来完成诸如筑巢和防御等任务。他们通过复制周围其他人的行为来做到这一点,所以本质上是相互模仿。
受伤的蚂蚁会释放一种报警信息素。这些化合物可以提高警觉性并引发防御行为。警报信息素在群居昆虫中很常见,因为这些信息素也会促进聚集,这就是为什么如果你打黄蜂,黄蜂会聚集在你周围。
作为一种群居昆虫,木蚁的进化可能促使它们学习保护蚁群的技能。
对于像冠蚁这样群居的物种来说,包括寄生虫在内的疾病传播必须得到预防或控制。研究表明,生活在紧密群体中的动物,包括人类,比那些独居的动物更容易受到疾病爆发的影响。还有其他蚂蚁因医疗原因采取集体行动的例子。例如,入侵的园蚁Lasius疏忽给被感染的蛹(幼虫和成虫之间的昆虫阶段)注射抗菌毒素,以阻止真菌传播到群落的其他部分。
虽然一个木蚁群可能有多达4000只蚂蚁,但大多数都是不能生育的雌性工蚁。当它们觅食和与其他蚁群战斗时,它们会受伤,受伤的蚂蚁很快就会死于细菌或真菌感染。如果不及时治疗,这种感染可能会扩散到菌落中。瑞士研究人员指出,超过10%的在野外觅食的冠状蚂蚁有受伤的迹象,所以它们仍然是重要的工蚁。
像其他群居昆虫一样,蚂蚁以其在追求目标(如筑巢和觅食)方面的高度合作而闻名。这让科学家们相信人类具有集体智慧,即一个群体通过合作实现更明智结果的能力。事实上,哈佛大学的机器人研究人员正在通过研究蚂蚁在建造隧道以逃离限制时如何协同工作来改进他们的算法。
木匠蚁在解决这类问题时的高度协作可能帮助它们找到了解决疾病传播等问题的先进方法。他们进行可能挽救生命的手术的能力将合作(至少是患者和外科医生之间的合作)提升到了另一个水平。
本文最初发表于The Conversation网站。阅读原文。