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蟻科
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蟻科(食蟲類:Formicidae),是昆蟲綱膜翅目動(dòng)物。至2023年,全球生物物種名錄(COL)收錄的蟻科下有20亞科,359屬,10213種,4515亞種。螞蟻體長(zhǎng)2~20毫米。頭、胸、腹間分界明顯。足發(fā)達(dá);跗節(jié)5節(jié)。體軀平滑,或有毛刺、刻紋和瘤突。多為黑色、褐色、黃色或紅色。

螞蟻分布非常廣泛,在陸地各種生境下均有螞蟻分布。多生活在地下或朽木中,也有生活在樹上的。它們?yōu)樯鐣?huì)性巢居生活,每一巢群中有雄蟻、雌蟻及生殖系統(tǒng)發(fā)育不全的雌性工蟻(有些種類工蟻中,有上腭發(fā)達(dá)的兵蟻)。它們是雜食類,有些種類捕食昆蟲,有些取食植物種子,有些取食蚜蟲及介殼蟲分泌的蜜露;也有專食菌類的。其是一類內(nèi)生翅類,從卵到成蟲約要經(jīng)過(guò)15天(一些大型蟻需要20幾天),通過(guò)幼蟲、蛹等兩個(gè)環(huán)節(jié)。螞蟻的幼蟲階段沒(méi)有任何能力,它們也不需要覓食,完全由工蟻喂養(yǎng)。

大多數(shù)螞蟻在人類消滅它們的努力中都幸存下來(lái)。少數(shù)物種被列入《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》中。螞蟻在改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)、農(nóng)林害蟲防控等方面有重要作用;它們還可以被食用。但有些種類會(huì)危害植物地下根狀莖;可用化學(xué)等方法來(lái)防治。

分類

卡爾?馮?林奈(Linnaeus)于1758年10月1日出版的《自然系統(tǒng)》第十版,為蟻科分類研究奠定了科學(xué)基礎(chǔ),首次科學(xué)地建立了蟻科的模式屬——蟻屬(Formica)。從20世紀(jì)40年代以來(lái),蟻科分類進(jìn)入了穩(wěn)定發(fā)展的階段。1954年,蟻科被劃分為2個(gè)亞科群:猛蟻組(Poneroidcomplex)和蜜蟻組(Myrmecioidcomplex)。后來(lái)蟻類學(xué)家們利用形態(tài)學(xué)特征和支序分析方法進(jìn)行研究,得出了許多不同的系統(tǒng)發(fā)育的結(jié)論;他們使用了大量的特征對(duì)此進(jìn)行研究,仍覺(jué)得所提出的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系結(jié)論還不夠清晰。因?yàn)橄伋仓?a href="/hebeideji/4305540077535742058.html">工蟻最常見(jiàn),數(shù)量最多,所以螞蟻的形態(tài)分類主要依據(jù)工蟻的特征,如果巢內(nèi)個(gè)體已經(jīng)分化出兵蟻則同時(shí)依據(jù)兵蟻的特征。隨著分子生物學(xué)特征和數(shù)值分析方法在蟻科昆蟲的系統(tǒng)發(fā)育研究中被廣泛應(yīng)用,最早根據(jù)線粒體脫氧核糖核酸序列進(jìn)行了亞科級(jí)水平上的分子系統(tǒng)發(fā)育研究,研究包含了7個(gè)亞科。至2023年,全球生物物種名錄(COL)收錄的蟻科下有20亞科,359屬,10213種,4515亞種

演進(jìn)

結(jié)合化石年代鑒定推斷蟻科昆蟲起源于侏羅紀(jì)。蟻科在系統(tǒng)發(fā)育上與胡蜂總科蜾蠃總科最為接近,一般認(rèn)為臀鉤土蜂科的臀鉤土蜂祖先型是蟻科的祖先。1966年,發(fā)現(xiàn)了一種生活在白堊紀(jì)的螞蟻(Sphecomyrma)化石殘骸,這個(gè)被困在琥珀中的標(biāo)本可以追溯到大約9200萬(wàn)年前,它有一些黃蜂的特征,但在現(xiàn)代螞蟻身上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。Sphecomyrma 可能是一種地面捕食者,而 Haidomyrmex 和 Haidomyrmodes 作為 Sphecomyrminae 亞科的相關(guān)屬,被重建為活躍的樹棲捕食者。在緬甸9900萬(wàn)年前的琥珀中發(fā)現(xiàn)了更古老的 Sphecomyrmodes 屬螞蟻2006年的一項(xiàng)研究表明,螞蟻的出現(xiàn)比之前認(rèn)為的要早數(shù)千萬(wàn)年,大約在1.68億年前。在大約1億年前被子植物門出現(xiàn)后,它們開始多樣化,并在大約6000萬(wàn)年前取得了生態(tài)優(yōu)勢(shì)。一些類群,如細(xì)猛蟻亞科(Leptanillinae)和切葉蟻亞科(Marialinae),被認(rèn)為是從早期的原始螞蟻中分化出來(lái)的,這些原始螞蟻很可能是土壤表面下的捕食者。

白堊紀(jì)時(shí)期,一些原始螞蟻廣泛分布在北半球的勞拉斯大陸上,與其他昆蟲相比,它們數(shù)量稀少,只占全部昆蟲數(shù)量的1%。在古近紀(jì)初期,適應(yīng)輻射后,螞蟻成為優(yōu)勢(shì)種。在漸新世和中新世,螞蟻已經(jīng)占到了主要化石沉積物中發(fā)現(xiàn)的昆蟲總數(shù)的20%~40%。在生活在始新世的物種中,大約每10個(gè)屬中就有1個(gè)存活到現(xiàn)在。研究發(fā)現(xiàn),現(xiàn)存的屬中占波羅的海琥珀化石屬(漸新世早期)的56%,占多米尼加共和國(guó)琥珀化石屬(中新世早期)的92%。

形態(tài)特征

螞蟻體長(zhǎng)2~20毫米。頭、胸、腹間分界明顯。體軀平滑,或有毛剌、刻紋和瘤突。多為黑色、褐色、黃色或紅色。有的具有斑紋,其胸腹間有明顯的細(xì)腰節(jié),無(wú)光澤或具金屬光澤。

頭:頭部形狀變化很大,有圓形、卵形、方形、長(zhǎng)方形等形狀,通常闊大;如頭側(cè)平直或凸圓,額脊通常突出,亦有的種類額脊前部平而寬,覆蓋著觸角基部。頭部的重量與身體的比重在陸生動(dòng)物中是最大的。頸細(xì)可活動(dòng)。觸角膝狀,由柄節(jié)和鞭節(jié)組成,柄節(jié)1節(jié),甚長(zhǎng),鞭節(jié)2~11節(jié),有些種類末端2~3節(jié)較膨大呈棍棒狀;觸角一般4~13節(jié),雌蟻的觸角為膝狀,雄蟻的觸角簡(jiǎn)單,生于頭頂前方,通常雄蟻比雌蟻或工蟻觸角多1節(jié)。復(fù)眼小,一對(duì),一般發(fā)達(dá),位于頭之兩側(cè);單眼3個(gè),呈三角形排列,位于頭頂;雄蟻復(fù)眼和單眼很發(fā)達(dá),但在雌蟻中特別是在工蟻中復(fù)眼通常退化或僅余痕跡。上顎形狀各異,有長(zhǎng)形、鐮刀形、三角形等,具齒,齒數(shù)不一,或銳利,或磨損,可作多種用途。上唇僅余痕跡,下顎由通常的骨片組成,下顎須1~6節(jié)。內(nèi)顎葉膜質(zhì)、無(wú)齒,表示其取食軟或液體食物。下唇的亞頦和前頦明顯,有一中唇舌,中唇舌基部有一對(duì)小側(cè)唇舌,側(cè)后舌上有成行的剛毛;下唇須1~4節(jié)。

胸:包括前胸、中胸、后胸及并胸腹節(jié)。前胸一般較小,與中胸緊密結(jié)合不游離,頭與前胸之間有頸。前胸背板向后伸長(zhǎng)達(dá)于肩片,但有翅型的肩片不發(fā)達(dá)或全缺。中胸、后胸一般均發(fā)達(dá)。有性個(gè)體有翅2對(duì),膜質(zhì),分別著生在中、后胸;雌蟻的翅交尾后不久即脫落;工蟻通常無(wú)翅,脈相簡(jiǎn)單,有1~2個(gè)肘室和1個(gè)中室。

腹:腹部第1節(jié)或第1和第2節(jié)屬并胸腹節(jié),呈鱗片狀、瘤狀或柄狀,前方對(duì)胸部,后方對(duì)腹部其余部分,都明顯收縮變窄,使胸部和腹部的運(yùn)動(dòng)極其靈活,稱為腹柄。若由2節(jié)組成時(shí),兩節(jié)之間同樣收縮。腹柄后面的部分稱為柄后腹,一般呈卵形、圓筒形。雄蟻柄后腹沒(méi)有一個(gè)向上的端刺;工蟻至少有若干后胸縫,前脛節(jié)距不太彎曲,外面也不呈櫛形。跳蟻亞科(Ponerinae)、非洲行軍蟻亞科(Dorylinae)及大多數(shù)收獲蟻亞科(Myrmicinae)雌蟻和工蟻有大而很發(fā)達(dá)的刺,其余蟻類則無(wú)此刺或僅余痕跡。肛孔呈橫裂或環(huán)形。肛門四周多纖毛,形狀不一,末節(jié)背部稱臀板,腹板常稱下生殖板或亞生殖板,其后緣有的完整,有的分裂,具齒或邊。柄后腹基節(jié)中央多有一布滿平行條紋小區(qū),系一摩擦發(fā)音器。

足:足發(fā)達(dá);一般細(xì)長(zhǎng),由基節(jié)、轉(zhuǎn)節(jié)腿節(jié)、脛節(jié)和跗節(jié)組成;轉(zhuǎn)節(jié)1節(jié);脛節(jié)距有或缺,呈梳狀或簡(jiǎn)單;跗節(jié)5節(jié),端跗節(jié)上有2爪,爪呈梳狀、齒狀或簡(jiǎn)單。

分布棲息

分布范圍

螞蟻分布非常廣泛,在陸地各種生境下均有螞蟻分布。

棲息環(huán)境

螞蟻多生活在地下或朽木中,也有生活在樹上的。

生活習(xí)性

覓食行為

螞蟻為雜食類,有些種類是肉食性,凡昆蟲、蜘蛛、哺乳動(dòng)物活體及死體殘骸均為捕食對(duì)象;有些取食植物種子、種皮、花粉、果實(shí)、葉片和根狀莖的汁液;有些種類取食蚜蟲介殼蟲分泌的蜜露;也有專食菌類的。在室內(nèi),螞蟻還常取食人類的食物。例如日本弓背蟻(Camponotus japonicus)捕食多種昆蟲,還可取食植物蜜露及分泌物。廣布弓背蟻屬(Camponotus herculeanus)捕食多種昆蟲。玉米毛蟻(Lasius alienas)以樹木分泌物及其它昆蟲為食,群體覓食。針毛收獲蟻(Messor aciculatus)取食禾本科藜科大戟科菊科豆科蒺藜科等植物的種子。

節(jié)律行為

螞蟻在熱帶地區(qū)全年都很活躍,但在較冷的地區(qū),它們會(huì)在冬眠中度過(guò)冬天。它們不活動(dòng)的形式多種多樣,一些溫帶地區(qū)的螞蟻美國(guó)白燈蛾進(jìn)入不活動(dòng)狀態(tài)(滯育),而在其他物種中,成蟲獨(dú)自在活動(dòng)減少的狀態(tài)下度過(guò)冬天。

社會(huì)性生活

多型現(xiàn)象

螞蟻為社會(huì)性巢居生活,有明顯的多型現(xiàn)象。不同個(gè)體有勞動(dòng)分工,不同分工個(gè)體相互依存,共同維持群體運(yùn)轉(zhuǎn);每一巢群中有雄蟻、雌蟻及生殖系統(tǒng)發(fā)育不全的雌性工蟻(有些種類工蟻中,有上腭發(fā)達(dá)的兵蟻)。其中蟻后為雌蟻,有很發(fā)達(dá)的生殖器官,個(gè)體較大,觸角和足常較雄蟻短而粗壯,上顎很發(fā)達(dá),柄后腹大,具翅,交配后翅脫落,腹部膨大,專司生殖,個(gè)體比較小的蟻后如黃猄蟻的蟻后則采取特殊的群體立基方法如臨時(shí)社會(huì)寄生;雄蟻?zhàn)儺愋。w較瘦長(zhǎng),感覺(jué)器官、翅、外生殖器很發(fā)達(dá),上顎常微弱,較雌蟻、工蟻長(zhǎng)而圓,觸角較長(zhǎng)而細(xì),少數(shù)種雄蟲無(wú)翅,與蟻后一起負(fù)責(zé)生殖;工蟻是性腺不發(fā)育的雌體,在巢內(nèi)數(shù)量最多,體小無(wú)翅,胸部退化,柄后腹小,負(fù)責(zé)筑巢、覓食、打掃衛(wèi)生等,有些種工蟻不產(chǎn)卵,有些種產(chǎn)卵,但極少孵化而且作為幼蟻食物用;工蟻通常大小不一,有時(shí)顏色或結(jié)構(gòu)也不一,個(gè)體大、頭大、上顎大的稱兵蟻,兵蟻職司打仗、護(hù)巢、粉碎種子及其他食物顆粒等。

在某些特殊的屬中發(fā)現(xiàn)許多特殊型的工蟻和蟻后或?yàn)閮H有的類型,或與正常的個(gè)體共生;還有因營(yíng)寄生生活以及由于巢中有屬于鞘翅目的食客而變型的。

筑巢

絕大多數(shù)種類在地下營(yíng)建蟻巢,開掘通道;除成蟲在地面活動(dòng)外,其余蟲態(tài)都在蟻巢內(nèi)完成發(fā)育。但是也有不少種類并不在土壤中作巢,而是在樹干、樹穴、葉片、石塊下以不同方式建巢。

蟻巢分蟻丘和蟻洞兩部分,蟻丘高出地面,呈圓臺(tái)形,饅頭型,有的高達(dá)45厘米,包括巢口、枯草層、腐草層、副蟻道等;蟻洞深達(dá)地下1米以下,由主蟻道、側(cè)蟻道、巢室,為雌蟻繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育休眠的場(chǎng)所。在灘地灌叢區(qū),蟻巢密度平均為70.4巢/公頃,蟻量平均13846頭/巢,枯草層厚度平均9.4厘米。

螞蟻的蟻巢結(jié)構(gòu)因種而異。例如鼎突多刺蟻(Polyrhachis vicina)廣布于中國(guó)南方林區(qū),捕食松毛蟲屬等多種森林害蟲,蟻巢場(chǎng)所因季節(jié)而有變化;春季到秋初,氣溫較高,蟻巢一般在地表面,地下部分通常只有2~4厘米;秋末至翌年春季,氣溫較低,蟻巢一部分在地表,一部分位于地下,一般深達(dá)10~20厘米,最深可達(dá)30厘米,由細(xì)長(zhǎng)的隧道和小蟻室組成。在野外,野蠻收獲蟻?zhàn)约航ǔ矔r(shí),它們會(huì)把平時(shí)棲息活動(dòng)的地方跟儲(chǔ)藏種子的儲(chǔ)藏室分開,儲(chǔ)藏室的位置比平時(shí)棲息活動(dòng)的地方高一些,保持儲(chǔ)藏室內(nèi)處于干燥的環(huán)境,種子就不容易發(fā)芽了。

活動(dòng)特點(diǎn)

工蟻沒(méi)有翅膀,繁殖的雌蟻在交配后失去了翅膀,以便開始它們的繁殖,因此,與它們的黃蜂祖先不同的是,大多數(shù)螞蟻是步行的。

有的物種能夠跳躍,例如,杰頓跳螞蟻(Harpegnathos saltator)能夠通過(guò)同步調(diào)整中后腿的動(dòng)作來(lái)跳躍。還有幾種能滑翔的螞蟻,其中包括角蟻(Cephalotes atratus),這可能是具有小群體的樹棲蟻的共同特征,擁有這種能力的螞蟻能夠控制它們的水平運(yùn)動(dòng),以便在它們從林冠頂部掉落時(shí)抓住樹干。有的物種可以形成鏈條來(lái)跨越水面、地下或植被空間的縫隙。一些物種還形成浮筏,幫助它們?cè)诤樗猩妗_@些浮筏也有助于螞蟻在島嶼上定居。polyrhachhis sokolova 是一種在澳大利亞紅樹林沼澤中發(fā)現(xiàn)的螞蟻,它可以游泳并生活在水下的巢穴中;由于它們沒(méi)有鰓,所以它們會(huì)去水下巢穴中被困住的空氣中呼吸。

溝通感知

交流

螞蟻通過(guò)信息素、聲音和觸覺(jué)相互交流。將信息素用作化學(xué)信號(hào)的應(yīng)用,在螞蟻中的應(yīng)用比在其他膜翅目動(dòng)物中更發(fā)達(dá)。由于大多數(shù)螞蟻生活在地面上,它們利用土壤表面留下信息素的蹤跡,其他螞蟻可能會(huì)跟隨它們。在成群覓食的物種中,覓食螞蟻找到食物后,會(huì)在返回蟻群的路上留下一條足跡;其他螞蟻會(huì)沿著這條足跡前進(jìn),當(dāng)這些螞蟻帶著食物返回蟻群時(shí),會(huì)加強(qiáng)足跡。當(dāng)食物來(lái)源耗盡時(shí),螞蟻不會(huì)再回來(lái),氣味也會(huì)慢慢消散,這種行為有助于螞蟻應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。

例如,當(dāng)一條通往食物來(lái)源的既定路徑被障礙物阻塞時(shí),覓食者就會(huì)離開這條路徑去探索新的路線;如果一只螞蟻成功了,它會(huì)在返回時(shí)留下一條新的路徑,標(biāo)記出最短的路線;成功的路線會(huì)有更多的螞蟻跟隨,強(qiáng)化更好的路線,并逐漸確定最佳路徑。螞蟻使用信息素不僅僅是為了留下痕跡;一只被碾碎的螞蟻會(huì)發(fā)出一種警報(bào)信息素,讓附近的螞蟻陷入瘋狂的攻擊,并吸引更多來(lái)自遠(yuǎn)處的螞蟻。有幾種螞蟻甚至使用“宣傳信息素”來(lái)迷惑敵人,使它們自相殘殺。

有些螞蟻則可以通過(guò)喉部和下顎發(fā)出聲音;聲音可以用來(lái)與群體成員或其他物種交流。

另外,和其他昆蟲一樣,螞蟻也是用細(xì)長(zhǎng)可移動(dòng)的觸角感知?dú)馕兜模怀蓪?duì)的觸角提供了氣味的方向和強(qiáng)度信息。

識(shí)別

螞蟻通過(guò)氣味來(lái)識(shí)別親屬和配偶,這種氣味來(lái)自于包裹在外骨骼上的含碳?xì)浠衔锏姆置谖铮蝗绻恢晃浵伵c原來(lái)的蟻群分離,它最終會(huì)失去蟻群的氣味。

在一個(gè)螞蟻群體中,成年螞蟻可以相互識(shí)別;在個(gè)體數(shù)量較多的蟻群中,螞蟻可根據(jù)自己的類別來(lái)識(shí)別其它成員,如發(fā)育階段、性別等;有些螞蟻甚至可以識(shí)別在繁殖狀態(tài)的群體成員。蟻科下不同種的工蟻也可以區(qū)分外來(lái)和異種蟻。許多“一夫多妻制”的螞蟻缺乏對(duì)同巢穴成員的識(shí)別能力,它們形成由許多蟻巢組成的大型巢穴,來(lái)自同一大型巢穴的成員很容易被接受,例如(Monomorium pharaonis)。

螞蟻在選擇配偶時(shí)可以進(jìn)行親屬識(shí)別,例如在阿根廷螞蟻(Linepithema humile)中,有兩種方法可以避免近親亂倫:一是通過(guò)個(gè)體擴(kuò)散行為來(lái)減少近親繁殖的機(jī)會(huì);二是通過(guò)擇偶來(lái)避免與親緣關(guān)系密切的個(gè)體繁殖。第一種方法是防止亂倫的主要方法,而對(duì)于“一夫多妻制”物種,雌性和有些雄性喪失分散能力,只在巢內(nèi)交配,多依據(jù)第二種方法;如阿根廷螞蟻的雌性同時(shí)面對(duì)一個(gè)有親緣關(guān)系的雄性和無(wú)關(guān)的雄性時(shí),它會(huì)優(yōu)先與后者交配。

導(dǎo)航

螞蟻能憑借氣味、視覺(jué)、磁場(chǎng)等導(dǎo)航。覓食的螞蟻離開巢穴的距離可達(dá)200米,憑借氣味讓它們即使在黑暗中也能找到回巢穴的路。在炎熱和干旱的地區(qū),白天覓食的螞蟻面臨著因干燥而死亡的危險(xiǎn),因此能找到返回蟻巢的最短路徑可以降低這種風(fēng)險(xiǎn)。晝行沙漠螞蟻屬(Cataglyphis)的沙漠螞蟻,如 柑橘屬 paradisi,通過(guò)跟蹤方向和行進(jìn)距離來(lái)導(dǎo)航,使用內(nèi)部計(jì)步器測(cè)量移動(dòng)距離,并評(píng)估視野中物體的移動(dòng)(光流)。方向是用太陽(yáng)的位置來(lái)測(cè)量的。它們綜合這些信息來(lái)找到返回巢穴的最短路線。像所有的螞蟻一樣,它們也可以利用視覺(jué)地標(biāo)。有些種類的螞蟻能夠利用地球磁場(chǎng)來(lái)導(dǎo)航。螞蟻的復(fù)眼有專門的細(xì)胞,用來(lái)探測(cè)來(lái)自太陽(yáng)的偏振光,從而確定方向。

攻擊防御

捕食

螞蟻攻擊和自衛(wèi)的方式是咬,在許多種類中,螞蟻通常用蟄刺,注射或噴灑化學(xué)物質(zhì),如甲酸、生物堿和,以及其他螞蟻體內(nèi)的多種蛋白質(zhì)成分。位于中南美洲的子彈蟻(Paraponera)被認(rèn)為是刺人最痛苦的昆蟲,盡管通常對(duì)人類來(lái)說(shuō)并不致命,這種刺痛在施密特刺痛指數(shù)中獲得最高評(píng)級(jí)。

大齒猛蟻屬(Odontomachus)的陷阱顎蟻(Strumigenys ayersthey)有一種叫做陷阱頜的下頜骨,其比動(dòng)物界任何其他掠食性動(dòng)物下頜骨的速度都要快。一項(xiàng)對(duì)大齒猛蟻(Odontomachus bauri)的研究記錄了它們合上下顎的最高速度在126至230千米/小時(shí)之間,平均下顎在130微秒內(nèi)合上。還觀察到,螞蟻用它們的下顎作為彈弓,將捕食者彈射出去,或者把自己甩到后面以逃避威脅。在攻擊之前,螞蟻將下顎張開得非常大,并通過(guò)內(nèi)部機(jī)制將它們鎖定在這個(gè)位置。能量?jī)?chǔ)存在厚厚的肌肉帶中,當(dāng)類似于下頜骨內(nèi)部毛發(fā)的感覺(jué)器官受到刺激時(shí),能量就會(huì)爆炸釋放出來(lái)。下頜骨也允許緩慢而精細(xì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成其他任務(wù)。陷阱頜也見(jiàn)于以下屬:鉤猛蟻屬(Anochetus)、長(zhǎng)顎蟻屬(Orectognathus)和瘤顎家蟻屬(Strumigenys)。

一種馬來(lái)西亞螞蟻屬柱狀螞蟻(弓背蟻屬 cylindricus)群,其下頜腺擴(kuò)大并延伸到胃;如果戰(zhàn)斗情況惡化,工蟻可能會(huì)采取自殺行為,破壞胃膜,導(dǎo)致下頜腺的內(nèi)容物從頭部前部爆裂,噴出有毒的含有苯乙酮和其他化學(xué)分泌物的腐蝕性物質(zhì),能使小昆蟲綱捕食者無(wú)法動(dòng)彈,工蟻隨后死亡。

病原體

螞蟻除了防御捕食者外,還需要保護(hù)它們的群體免受病原體的侵害。一些工蟻負(fù)責(zé)保持蟻群的衛(wèi)生,它們的活動(dòng)包括進(jìn)行尸檢,處理死去的同巢成員。油酸已被鑒定為從死螞蟻中釋放的化合物,可觸發(fā)墨西哥螞蟻(Atta mexicana)的壞死行為,而矮毛線蟻(Linepithema humile)的工蟻則會(huì)對(duì)其生活的同伴角質(zhì)層上缺乏特征化學(xué)物質(zhì)(維生素B4和虹膜催淚素)做出反應(yīng),從而引發(fā)類似的行為。

生長(zhǎng)繁殖

交配

螞蟻中廣泛的繁殖策略已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),許多物種的雌蟻都能通過(guò)單性生殖進(jìn)行無(wú)性繁殖。在某些物種中,雄蟻附屬腺分泌物會(huì)堵塞雌蟻生殖器開口,阻止雌蟻再次交配。大多數(shù)螞蟻種類都是只有蟻后和繁殖的雌蟻才有交配的能力。而一些蟻巢有多個(gè)蟻后,另一些則可能沒(méi)有蟻后。

雄蟻可以進(jìn)入其它蟻巢與蟻后交配,比如在軍蟻中。當(dāng)雄蟻?zhàn)畛跏艿?a href="/hebeideji/4305540077535742058.html">工蟻的攻擊時(shí),它會(huì)釋放一種交配信息素,如果被識(shí)別為配偶,它將被帶到蟻后那里交配。雄蟻也可能被在巢中巡邏的工蟻用下頜骨抓住,并刺穿雄蟻的外骨骼,然后用信息素做標(biāo)記,被標(biāo)記的雄蟻被工蟻?zhàn)R別為入侵者并被殺死。

大多數(shù)螞蟻每年生產(chǎn)新一代。在物種特有的繁殖期,有翅膀的雌蟻和有翅膀的雄蟻,在所謂的“婚飛(分散行為)”中離開種群。分散行為通常發(fā)生在天氣炎熱潮濕的晚春或初夏。炎熱使飛行更容易,新鮮的雨水使地面更柔軟,便于交配后挖巢。

雄蟻通常比雌蟻先飛;然后,雄蟻會(huì)利用視覺(jué)線索找到共同的交配場(chǎng)所,例如,當(dāng)?shù)仄渌巯仌?huì)聚集在松樹上,雄蟻會(huì)分泌一種交配信息素,雌蟻會(huì)跟隨。雄蟻會(huì)將雌蟻騎在空中,但實(shí)際的交配過(guò)程通常在地面進(jìn)行。有些物種的雌蟻只與一名雄蟻交配,但在其他物種中,它們可能會(huì)與多達(dá)十名或更多的不同的雄蟻交配,將精子儲(chǔ)存在它們的精囊中。

產(chǎn)卵孵化

交配后的雌蟻會(huì)尋找一個(gè)合適的地方開始產(chǎn)卵,在那里,它們用脛骨的刺折斷翅膀,開始產(chǎn)卵并孵化。雌蟻可以有選擇地用儲(chǔ)存的精子使卵子受精卵,卵如果受精,孵出就是雌蟻,否則就是雄蟻。第一批孵化的工蟻比后來(lái)的工蟻更弱更小,但它們會(huì)立即開始為蟻群服務(wù),它們擴(kuò)大巢穴,覓食,照顧其他的卵。有多個(gè)蟻后的物種可能會(huì)有一個(gè)蟻后和一些工蟻一起離開巢穴,到新的地點(diǎn)建立一個(gè)蟻群。

螞蟻卵小,即使在最大的種中卵長(zhǎng)也很難超過(guò)0.5毫米。

生長(zhǎng)發(fā)育

螞蟻的發(fā)育過(guò)程是完全變態(tài),美國(guó)白燈蛾階段經(jīng)過(guò)蛹階段,然后變成成蟲。幼蟲大部分不能移動(dòng),由工蟻喂養(yǎng)和照料,通過(guò)趨食過(guò)程將體內(nèi)的液體食物反出來(lái)喂給幼蟲;這也是成蟻分享儲(chǔ)存在“社交胃”中的食物的方式。幼蟲,尤其是后期幼蟲,也可能獲得固體食物,如營(yíng)養(yǎng)卵、獵物碎片和由工蟻帶來(lái)的種子。雄蟻與通常有翅膀的雌蟻一起從蛹中出來(lái);幼蟲和蛹需要保持在相當(dāng)恒定的溫度以確保適當(dāng)?shù)陌l(fā)育,因此經(jīng)常在群體內(nèi)的各個(gè)育雛室之間移動(dòng)。

幼蟲有頭和13個(gè)體節(jié),無(wú)復(fù)眼,少數(shù)種類美國(guó)白燈蛾觸角僅余痕跡;有10對(duì)氣孔,位于中胸、后胸以及前面8個(gè)腹節(jié)上;身體上幾乎總具有毛,毛有各種形狀,第1齡幼蟲毛最多。跳蟻亞科許多屬的幼蟲有由大的環(huán)節(jié)重復(fù)的瘤形成的帶。低等蟻類有繭,而高度特化的蟻則無(wú)繭。

蟻群的壽命可以很長(zhǎng);蟻后可以活30年,工蟻只能活1到3年;雄蟻的壽命較短,只能存活幾周。

生態(tài)關(guān)系

在自然界中,昆蟲與螞蟻互利共生是常見(jiàn)的現(xiàn)象,這類昆蟲包括蚜蟲介殼蟲木虱粉虱以及夾蝶幼蟲,它們排泄、分泌蜜露供養(yǎng)螞蟻以食物,并得到螞蟻的保護(hù),防止其它昆蟲的侵襲;長(zhǎng)胸蟻亞科和蟻亞科的部分種類都有此習(xí)性。在土棲根蚜或根蚧[jiè]中與螞蟻有著更深程度的共生關(guān)系;例如小麥擬根蚜(Paracletus cimiciformis)與啫[zhě]糖小蟻(Monomorium glyciphilum)共生,螞蟻把根蚜搬來(lái)搬去,使它們產(chǎn)出更多的蜜露;在酷暑、寒冬,將根蚜搬進(jìn)蟻穴,共度寒暑,待來(lái)年春天時(shí),再運(yùn)回到樹上。這與人類飼養(yǎng)家畜、放牧奶牛的行為極為相像。飼養(yǎng)時(shí)如不接種小蟻,產(chǎn)蚜仔量和成活率都明顯下降。

物種保護(hù)

種群現(xiàn)狀

雖然大多數(shù)螞蟻在人類消滅它們的努力中幸存下來(lái),但有少數(shù)是高度瀕危的,這些往往是島嶼物種,它們已經(jīng)進(jìn)化出了專門的特征,有被引入的螞蟻物種取代的風(fēng)險(xiǎn),例如極度瀕危的斯里蘭卡孑遺蟻(Aneuretus simoni)和馬達(dá)加斯加的女獵釋猛蟻(Adetomyrma venatrix)。

保護(hù)等級(jí)

截至2023年,蟻科中有一些物種被列入《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》中,例如:Leptothorax recedens 被列為“無(wú)危(LC)”等級(jí);Formica rufa、Formica 哀羽帶尺蛾、Formica uralensis 等被列為“近危(NT)”等級(jí);Lasius reginae、Leptothorax faberi、Plagiolepis ampeloni、Myrmecia inquilina 等被列為“易危(VU)”等級(jí);響蟻(Nothomyrmecia macrops)、Aneuretus simoni、Adetomyrma venatrix 被列為“極度瀕危(CR)”等級(jí)。

主要價(jià)值

生態(tài)價(jià)值

螞蟻是一類重要的生物類群,在有機(jī)質(zhì)分解、植被更新與演替、改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)、農(nóng)林害蟲防控等方面均有重要作用。一部分螞蟻對(duì)人類有益或益害兼有。而捕食性螞蟻是許多農(nóng)林業(yè)害蟲的天敵。可將螞蟻用在生物防治上防治害蟲,如在1600年前,中國(guó)廣東勞動(dòng)人民利用黃瓊蟻(Oecophylla smaragdina)防治柑枯大綠。利用紅螞蟻(Tetramorium bicarinatum)防治甘蔗螟蟲。在古北區(qū),捕食松毛蟲屬的螞蟻有19種以上,紅林蟻(Formica rufa)、森林小褐蟻(F. polyctena)在蘇聯(lián)朝鮮、日本被廣泛地助遷、保護(hù)利用于防治松毛蟲取得良好效果。

螞蟻的筑巢習(xí)性能促進(jìn)植物殘?bào)w、牲畜糞便,抑制草原害蟲的發(fā)展,同時(shí)本身又是鳥類捕食的對(duì)象;在草原生態(tài)系統(tǒng)中,加速物質(zhì)能量循環(huán),改善土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)平衡有著明顯的作用。

食用價(jià)值

螞蟻和它們的幼蟲在世界不同的地方被食用。有兩種螞蟻的卵被用于墨西哥的escamoles,它們被認(rèn)為是昆蟲魚子醬的一種,每公斤90美元,因?yàn)樗鼈兪羌竟?jié)性的,很難找到;在哥倫比亞的桑坦德省,人們食用大底螞蟻(hormigas culonas);綠蟻(Oecophylla smaragdina)的卵、幼蟲以及成體,可以用在泰國(guó)的一道名為 yam khai mot daeng(泰語(yǔ):??????黃猄蟻)的菜肴中。

危害與防治

主要危害

有些種類的螞蟻會(huì)危害植物地下根狀莖。如東方行軍蟻(Dorylus 短頭怪蝠蚤東方亞種)廣布于中國(guó)西南、華南地區(qū),危害植物達(dá)21科,73種,以十字花科茄科豆科蔬菜受害最重,工蟻危害地下根莖和地上莖汁液、果實(shí)、死株率達(dá)70%以上,成為毀滅性的害蟲。在中國(guó)遼寧、山東省柞蠶(Antheraea pernyi)區(qū),黃墩蟻(Lasius flavus)、黑蟻(L. niger)等是養(yǎng)柞蠶業(yè)的害蟲。

防治方法

螞蟻群的適應(yīng)性使其幾乎不可能整個(gè)蟻群被消滅,而大多數(shù)害蟲管理方法都是為了控制當(dāng)?shù)?a href="/hebeideji/346398016440530199.html">種群,往往是臨時(shí)性的解決方案。螞蟻群的防治管理是結(jié)合化學(xué)、生物和物理方法,例如化學(xué)方法包括使用殺蟲脒誘餌,螞蟻收集這些誘餌作為食物,然后帶回蟻巢,在那里毒素會(huì)不經(jīng)意地通過(guò)趨食作用傳播給其他成員。防治基于物種,技術(shù)可能因位置和環(huán)境而異。

代表類群

蟻科昆蟲是現(xiàn)代昆蟲區(qū)系中的優(yōu)勢(shì)類群。螞蟻種類繁多,個(gè)體數(shù)量極大,一個(gè)蟻群內(nèi)個(gè)體數(shù)以萬(wàn)計(jì)的十分常見(jiàn);最大的一個(gè)超級(jí)蟻群是在日本發(fā)現(xiàn)的一群石狩紅蟻(Formicay essensis),群體中含3億多只工蟻,108萬(wàn)只蟻后,生活在45000個(gè)互相連通的蟻巢中,占地2.7平方千米。在亞馬遜熱帶雨林里,大約1/3的生物量由螞蟻和白蟻組成,每公頃土壤中含有大約800萬(wàn)只螞蟻和100萬(wàn)只白蟻。

臭蟻亞科(Dolichoderinae)觸角窩緊靠唇基后緣,后腹末端具縫狀臭腺,可分泌氣味,是一類高度進(jìn)化的螞蟻類群。行軍蟻亞科(Dorylinae)復(fù)眼缺如或退化,工蟻復(fù)柄結(jié)常為2節(jié)(雌、雄蟻僅1節(jié));唇基短,觸角短;不筑永久巢,僅在臨時(shí)地方露營(yíng),并成縱列到處漫游。

鋪道蟻屬(Tetramorium)是蟻科中的一個(gè)大屬,主要分布于非洲,其次是澳洲等地區(qū)。該屬大多數(shù)種類是捕食者或腐食者,廣泛取食新鮮或死的節(jié)肢動(dòng)物門。還有幾種蟻是害蟲。

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