作为百大最强入侵物种之一,红火蚁强悍的生物属性,正是在与天敌的竞技之中炼成的。
(有高能虫图,虫类恐惧症慎入)
作为一种蚂蚁,红火蚁天生就是诸多动物的捕猎对象[1]:
包括烟囱雨燕(Cahaeura pelagica L.)在内的多种鸟类。
峻伟蜓(Anax junius Drury)在内的多种蜻蜓。
以狼蛛、黑寡妇(Latrodectus mactans)为代表的16种蜘蛛。
黑寡妇(Latrodectus mactans)
这些天敌捕食的对象不是别的,而是红火蚁的蚁后。
红火蚁的繁殖方式,是典型的婚飞繁殖。
每到春夏的繁殖季节,有翅的红火蚁会进行长达30分钟的交配。
受精后的蚁后通常会飞出1公里左右,以建立自己的“殖民地”。
在这个过程中,会被鸟类、蜘蛛、蜻蜓各种各样的天敌截胡。一些种类的蜘蛛多达75%的食物来源都是红火蚁。
哪怕成功建立种群后,一些捕食性螨虫[2]和捕食性甲虫,也会吃掉红火蚁的幼虫:
捕食性螨类
在红火蚁的原产地的巴西,更是有食蚁兽、犰狳等以昆虫为主食的大型动物。并有多达几十种蚂蚁与红火蚁进行竞争,经常发生战争和冲突。
与红火蚁同属于火蚁大家族的南方火蚁、热带火蚁,以及盗窃蚁,甚至可能直接杀入红火蚁巢穴,捕食蚁后。
除了大型动物外,红火蚁还有一些变态级的寄生天敌。
1、寄生性蚤蝇
在红火蚁原产地的巴西,存在20种蚤蝇会把幼虫寄生在红火蚁的体内。
蚤蝇又被称为斩首蝇。
红火蚁最强的竞争利器生物碱毒素,在寄生性蚤蝇却是最诱人的气息。
每当繁殖季节,寄生性蚤蝇便会通过红火蚁的生物碱毒素,追踪它们的行迹[3]。
它们降落在红火蚁的头腹部进行产卵:
这个位置,不仅红火蚁无法自行清除,也方便幼虫孵化后进入红火蚁的头部。
进入红火蚁头部的幼虫,会不停食用红火蚁的神经、腺体,以及相应的器官。
两个星期之后,红火蚁的头部被吃剩下一个空壳,然后分泌相应的酶,溶解红火蚁头部和胸部连接位置,完成斩首。
在掉下的红火蚁脑袋内,蚤蝇幼虫化蛹,再经过两周之后,破蛹而出,化为成体蚤蝇。
在美国,每年因为红火蚁造成的损失高达数十亿美元,引入寄生性蚤蝇取得了一定的控制效果。
虽然蚤蝇只寄生红火蚁,具有很强的专一性,但对于中国来说,寄生性蚤蝇本身也属于一种外来物种,引入依旧需要十分谨慎的考虑。
2、蚁小蜂。
蚁小蜂是一种专门寄生在蚂蚁身上的寄生蜂。
电影《异形》的灵感,来源于寄生蜂
和其它寄生蜂一样,它们寄生于寄主幼虫的体内,几乎所有种类的蚁小蜂都能寄生红火蚁。
雌蜂直接在红火蚁路经的叶子或者花蕾上产下大量的虫卵,一次性产卵的数量可多达600多个。
孵化出的幼虫扁平而细小,每当红火蚁工蚁经过的时候,密密麻麻的幼虫就会粘附到它们身上。
随着工蚁进入蚁巢,寄生蜂幼虫转移到蚂蚁幼虫身上,然后寄生在它们的体内[4]。
一开始蚁小蜂幼虫缓慢生长,会与幼蚁相安无事。
但等到幼蚁化蛹之后,就会从内部把它全部吃掉。
蚁小蜂的发育过程:
已知的蚁小蜂有着55种,包括中美、南美的整个新热带界预估有超过200种的蚁小蜂。
3、捻翅目昆虫。
这一类动物是寄生于其它昆虫体内的微小寄生昆虫。
有一种捻翅虫的雄虫会寄生在红火蚁体内,主要寄生工蚁,但也雄蚁和蚁后。
每当交配季节,完成发育的雄虫会离开红火蚁的身体,并导致红火蚁死去。
4、寄生蚁。
寄生蚁是一类没有工蚁,仅仅只有雄蚁和蚁后的特殊蚂蚁[5],雌雄比率3:1。
这种蚂蚁是天然的间谍。
它们能够分泌和红火蚁一模一样的信息素,进入红火蚁巢穴之后而不被攻击。
寄生蚁的蚁后会伪装并控制红火蚁蚁后,然后控制整个红火蚁种群。
哪怕它们的体重仅仅只有红火蚁蚁后的十分之一。
寄生在红火蚁蚁后脖子上的寄生蚁蚁后可能有两三个,而其他部位最多可以达到六个。在寄主身上的寄生蚁后会比未附寄主的活得更长。
这些寄生蚁会产卵,然后命令红火蚁工蚁照顾自己的后代,并为它们提供食物。
寄生蚁对红火蚁的种群数量,具有较好的控制效果。但实验室条件下,这种特殊的寄生种群只能维持数个月。甚至包括田间引进的寄生蚁实验,都以失败告终。
5、寄生线虫。
火蚁四线虫(Tetradonemasolenopsis)可以感染一个巢穴中红火蚁个体的25%。
线虫的幼虫会通过红火蚁的肛门、气门,甚至直接穿透角质层进入昆虫身体内。然后到达体腔[6],并最终寄生在红火蚁的腹部。
完成整个发育过程后,最终导致被感染的红火蚁全部死亡。
和某些线虫一样,可能遇到水后它们才会从体内出来,然后在水中交配繁殖,等待更多昆虫的感染。
除了寄生动物外,真菌和一些病原微生物同样是红火蚁的天敌。
1、白僵菌&绿僵菌
白僵菌这是一种应用最为广泛的虫生真菌,除了红火蚁之外,可以寄生200多种昆虫,防治30种农林害虫。
白僵菌感染死亡的金龟子
在巴西的田间试验中,多达80%的红火蚁被球孢白僵菌(Beauveriabassiana)感染而死亡。
白僵菌孢子粘附在红火蚁身上后,会萌发并侵入红火蚁的体内,然后不停生长,并最终导致红火蚁在僵硬中死亡。
绿僵菌是另外一种能感染红火蚁的真菌,在感染的短短5天之内,就可以导致红火蚁的大规模死亡。
另外能够感染蚂蚁的4种僵尸真菌,也是出自巴西丛林:
不过,尚没有看到感染红火蚁的研究。
3、微孢子虫
微孢子虫是一种和原核生物很相近的真核生物,真菌界下单属一个纲。全部营寄生在动物身上,是一种最小个体的寄生原虫。
红火蚁个体感染火蚁微孢子虫后,可在巢穴中传染。22~52周之后,可使巢穴内的幼虫死亡率达到85%以上,甚至100%。而那些具有感染性的红火蚁,在成年之前都不会死亡,然后传染其他红火蚁的种群。
在巴西野生的红火蚁种群中,有着2%的红火蚁蠕孢虫(Vairimorphainvictae)感染。
4、细菌。
已知有三种不同的细菌能感染红火蚁。
例如昆虫的共生菌沃尔巴克氏菌(Wolbachia),同样可以感染红火蚁[7]。
但目前上没有研究证明,细菌可以影响红火蚁种群的扩张。
5、病毒。
三种正链RNA病毒,SINV-1、SINV-2和SINV-3可以感染红火蚁。
在阿根廷的一项实验中,30个点位有22个被感染,发生率73.3%,种群感染率26%
工蚁和幼虫被感染后,具有较高的死亡率。
在诸多寄生性动物、真菌、细菌,甚至病毒等天敌面前,红火蚁同样演化出强大的应对策略。
特殊的红火蚁毒素。
这是一种哌啶类生物碱,对其它生物的器官和靶位可发生理化作用,引起功能障碍,机体损伤、畸形,甚至是造成死亡[8]。
这种毒素可以帮助红火蚁在竞争中取得优势,同样在百大入侵物种榜单中赫赫有名的阿根廷蚂蚁,平均每4只才能对抗1只红火蚁。
人类的机体组织对火蚁素极其的敏感。被刺后,可产生头晕、胸痛、恶心、严重出汗、血压低、呼吸困难和言语模糊等症状。紧接着可能出现为期数日的脓疱,0.6%~6.0%的人群还会出现过敏反应,不及时治疗,甚至可能威胁生命。
美国有记录显示,历年来因红火蚁而死亡的人数,已经超过80人。
红火蚁的毒素和刺,它的刺不会像蜜蜂那样脱落,能反复蜇人。
在所有红火蚁中,蚁后的毒性最强。
红火蚁的毒素,可以让58种蚂蚁快速丧失战斗能力[9]。对于拥有外骨骼动物,它们可以通过下颚进行对抗,通过接触使用毒液。它们能够对付的同体型昆虫,多达118种。
强大的社会组织能力。
作为庞大的社群,真菌、细菌、病毒类感染极其容易在蚂蚁内部传播。
但蚂蚁同样也是一种高智慧的动物。
虽然25万个神经元对于章鱼或脊椎动物根本不算什么,但相对于它小小的身躯来说,“脑容量”很高。
蚂蚁会互相帮助去除身体上的真菌和孢子,以及给蚁后清理。
同时红火蚁的生物碱毒素,以及相关分泌物可以抑制真菌的生长。
对于已经感染的红火蚁,它们会主动从植物中摄入更多生物碱(例如奎宁)。这些生物碱,大多数是抗菌化合物,可以帮助红火蚁改善感染情况。
它们还会互相交换食物,通过具有抗菌性的液滴,获得种群的社会性免疫[10]。
除此之外,被感染的蚂蚁还会获得更多的食物,并以更高的能量代谢,保证庞大社会体系的有机运转。
总的来说,红火蚁的天敌至少存在数十种,甚至上百种,几乎遍布各个生物学大分类。
在这些天敌下繁衍生息,它们早就练就了强悍的生物学属性。
在红火蚁入侵的早期,可以像新西兰那样,通过大力出奇迹的方式,达到完全控制的效果:
依靠公众力量:发现红火蚁,及时通过网络、报纸等媒体及时公布,以得到公众对红火蚁防控工作的配合与支持。相关单位发现红火蚁可以不经过上级单位,直接向社会公布。
严控:不仅制定了红火蚁根除计划,还制定了5年的外来蚂蚁监测计划,相关部分采取最严格的管控。
但从入侵最为严重的美国来看,当红火蚁达到一定的规模之后,能做的也唯有长期防治。
对于入侵已经达到一定规模的中国南方来说,通过相应的风险评估,然后通过天敌制衡,可能是未来最好的办法。
主要通过寄生动物或者真菌等,大型天敌种群数量相对于蚂蚁小很多。
参考
1.^ Whitcomb W H , Bhatkar A , Nickerson J C . Predators of Solenopsis invicta Queens Prior to Successful Colony Establishment[J]. Environmental Entomology, 1973, 2(6):1101-1103.
2.^W. A. Bruce & G. L. LeCato. Pyemotes tritici: A potential new agent for biological control of the red imported fire ant, Solenopsis invicta (Acari: Pyemotidae)[J]. International Journal of Acarology, 1980.
3.^Chen, Li; Sharma, K.R.; Fadamiro, H.Y. (2009). "Fire ant venom alkaloids act as key attractants for the parasitic phorid fly, Pseudacteon tricuspis (Diptera: Phoridae)". Naturwissenschaften. 96 (12): 1421–1429. Bibcode:2009NW.....96.1421C. doi:10.1007/s00114-009-0598-6. PMID 19714317. S2CID 24205012.
4.^S. D. Porter, L. A. N. De Sa, and L. W. Morrison, “Establishment and dispersal of the fire ant decapitating fly Pseudacteon tricuspis in North Florida,” Biological Control, vol. 29, no. 2, pp. 179–188, 2004.
5.^L. A. Calcaterra, J. A. Briano, and D. F. Williams, “Field studies of the parasitic ant Solenopsis daguerrei (Hymenoptera: Formicidae) on fire ants in Argentina,” Environmental Entomology, vol. 28, no. 1, pp. 88–95, 1999.
6.^ Tanada and H. K. Kaya, Insect Pathology, Academic Press, San Diego, Calif, USA, 1993.
7.^[1] Tsutsui N D , Kauppinen S N , Oyafuso A F , et al. The distribution and evolutionary history of Wolbachia infection in native and introduced populations of the invasive argentine ant (Linepithema humile)[J]. Molecular Ecology, 2003.
8.^a b c Fox, Eduardo G.P.; Wu, Xiaoqing; Wang, Lei; Chen, Li; Lu, Yong-Yue; Xu, Yijuan (February 2019). "Queen venom isosolenopsin A delivers rapid incapacitation of fire ant competitors". Toxicon. 158: 77–83. doi:10.1016/j.toxicon.2018.11.428. PMID 30529381. S2CID 54481057.
9.^Eduardo G P F , Wu X , Wang L , et al. Queen Venom Isosolenopsin A Delivers Rapid Incapacitation of Fire Ant Competitors[J]. Toxicon, 2019.
10.^Qiu H L , Lu L H , Zalucki M P , et al. Metarhizium anisopliae infection alters feeding and trophallactic behavior in the ant Solenopsis invicta[J]. Journal of Invertebrate Pathology, 2016, 138:24-29.