蚂蚁
蚂蚁是一种生活在一起的大群体的昆虫。科学家们在谈论所有不同种类的蚂蚁时,有时会使用蚁科这个名字。
蚂蚁很像黄蜂和蜜蜂。很久以前,它们都来自同一种动物,但现在它们是不同的。大约有22,000种不同的蚂蚁,但我们只知道12,500种是肯定的。每种蚂蚁的身体中间都有一个细长的部分,头上有两个长长的身体部分,称为触角。
蚂蚁生活在群体中,可大可小。有些种类的蚂蚁生活在小群体中,吃其他动物。有些蚂蚁在非常大的群体中一起工作。这些群体中可能有数以百万计的蚂蚁,它们每天在外面的一个大区域内旅行。蚂蚁很小,但是它们非常强壮。有些蚂蚁足够强壮,可以搬运和20只蚂蚁一样重的东西。有些蚂蚁被称为工人。工人们挖地道,把食物运回蚁群,以便其他蚂蚁和蚁后可以吃。
共生的一个例子:蚂蚁保护蚜虫并收获它们的糖分排泄物。
殖民地
蚂蚁生活的群体被称为蚁群。一个蚁群有一只叫做蚁后的雌性蚂蚁,它产卵。这些卵会成长为更多的蚂蚁。大的蚂蚁群有不同种类的蚂蚁从卵中生长出来。这些被称为不同种姓的蚂蚁。有些是做搬运和挖掘等工作的工蚁,而士兵则与其他动物作战。工蚁和兵蚁都是雌性。另一种类型的蚂蚁是无人机,是雄性蚂蚁。
真正的大蚂蚁群有时被称为超级有机体。这意味着蚂蚁的合作非常好,它们就像一个大动物的小零件。蚂蚁不能独自生活很长时间,因为它们需要与其他蚂蚁一起工作。
蚂蚁在地球上几乎到处都有殖民地。没有蚂蚁的地方是南极洲,因为那里非常寒冷,没有多少食物,也没有蚂蚁无法到达的遥远地方,或者岛屿,因为那里没有蚂蚁需要的足够东西。
演变
蚁科属于膜翅目,也包括锯齿目、蜜蜂和黄蜂。蚂蚁是从类蜂中的一个品系进化而来。
系统发育分析表明,蚂蚁出现在下白垩纪,大约1.1亿到1.3亿年前,甚至更早。根据DNA研究的一个估计,蚂蚁的起源在≈1.4亿年前(mya)。另一项研究认为是在侏罗纪,时间为185±36 mya(95%置信度)。
在大约1亿年前有花植物的兴起之后,蚂蚁出现了多样化。大约在6000万年前,它们成为生态学上的主导。
1966年,E.O.威尔逊和他的同事确认了白垩纪时期的一种蚂蚁(Sphecomyrma freyi)的化石遗骸。该标本被困在可追溯到8000多万年前的琥珀中,具有蚂蚁和黄蜂的特征。Sphecomyrma可能是一个地面觅食者,但有人认为原始蚂蚁很可能是土壤表面下的捕食者。
在白垩纪时期,一些原始蚂蚁的物种在劳拉超级大陆(北半球)广泛分布。与其他昆虫相比,它们很稀少,约占昆虫总数的1%。
蚂蚁在凯诺纪初期的适应性辐射后成为主导。到了渐新世和中新世,蚂蚁已经占到了在主要化石矿床中发现的所有昆虫的20-40%。在始新世时代生活的物种中,大约有十分之一的属存活到现在。现在存活的属包括波罗的海琥珀化石中56%的属(早新世),多米尼加琥珀化石中92%的属(显然是早中新世)。p23
白蚁,虽然有时被称为白蚁,但不是蚂蚁,属于等翅目。白蚁实际上与蟑螂和螳螂的关系更为密切。白蚁是社会性的,但在繁殖的遗传学方面有很大的不同。类似的社会结构被归结为趋同进化。绒毛蚁看起来像大蚂蚁,但却是没有翅膀的雌蜂。
波罗的海琥珀中的蚂蚁化石
发展和繁殖
蚂蚁的生命是从一个卵开始的。如果卵子受精,后代将是雌性(二倍体);如果不是,它将是雄性(单倍体)。蚂蚁通过完全变态的方式发育,幼虫阶段经过蛹的阶段,然后再出现成虫。幼虫由工人喂养和照顾。
食物是通过trophallaxis提供给幼虫的,在这个过程中,蚂蚁会反刍其嗉囊中的液体食物。这也是成虫之间分享食物的方式,储存在 "社会胃 "中。
幼虫也可以得到由觅食的工人带回来的固体食物,在一些物种中,甚至可能被带到捕获的猎物中。幼虫通过一系列的蜕皮生长,进入蛹的阶段。
在一些物种中,分化成女王和工蚁(都是雌性),以及不同种群的工蚁,受到幼虫得到的食物的影响。遗传的影响,以及喂养对基因表达的控制是复杂的。种姓的确定是研究的一个主要课题。p351, 372
一只新的工蜂在其成年后的头几天里会照顾蜂王和幼蜂。然后,它做挖掘和其他巢穴工作,后来,保卫巢穴和觅食。这些变化有时是相当突然的,并确定了所谓的时间等级。对这一顺序的解释是,觅食所涉及的高伤亡率,使其成为一种可接受的风险,只适用于年龄较大且可能很快死于自然原因的蚂蚁。
交配
大多数蚂蚁物种有一个系统,其中只有蚁后和繁殖的雌蚁可以交配。与流行的看法相反,有些蚂蚁巢穴有多个蚁后(多妻制)。Harpegnathos saltator的生活史在蚂蚁中是特殊的,因为蚁后和一些工蚁都有性繁殖。
有翅膀的雄蚁,称为无人机,与繁殖的雌蚁一起从蛹中出来(尽管有些物种,如军蚁,有无翼的蚁后),一生中除了吃和交配,什么都不做。
婚宴飞行
大多数蚂蚁每年产生一个新的一代。在物种特定的繁殖期,新的繁殖者,有翅膀的雄蚁和雌蚁在所谓的婚配飞行中离开蚁群。通常情况下,雄性在雌性之前飞行。然后,雄性利用视觉线索找到一个共同的交配场所,例如,一个地标,如一棵松树,该地区的其他雄性会聚集到这里。雄鸟会分泌一种交配信息素,雌鸟会跟随。一些物种的雌性只与一个雄性交配,但在其他一些物种中,它们可能与任何地方的一个到十个或更多不同的雄性交配。交配后的雌性会寻找一个合适的地方,开始建立群体。在那里,它们折断翅膀,开始产卵和照顾卵。雌性储存它们在婚后飞行中获得的精子,以便有选择地使未来的卵受精。
第一批孵化出来的工蜂比后来的工蜂弱小,但它们立即开始为蜂群服务。它们扩大巢穴,觅食并照顾其他的卵。这就是大多数物种的新殖民地的开始方式。有多个蜂王的物种可能会有一个蜂王和一些工蜂一起离开巢穴,在一个新的地点建立一个蜂群,p143这个过程类似于蜜蜂的蜂群。
在蚂蚁物种中已经注意到广泛的繁殖策略。许多物种的雌性已经知道能够通过孤雌生殖进行无性繁殖,有一个物种,Mycocepurus smithii,已知是全雌性的。
蚁群可以是长寿的。蚁后可以活30年,工蚁可以活1到3年。然而,雄蚁则比较短暂,只能存活几周。据估计,蚁后的寿命比类似大小的独居昆虫长100倍。
蚂蚁在热带地区全年都很活跃,但在较冷的地区,则以休眠或不活动的状态度过冬季。不活动的形式是多种多样的,一些温带物种的幼虫进入不活动状态(绝育期),而在其他物种中,成虫单独在活动减少的状态下过冬。
蜂拥中的食肉蚁巢。
蚂蚁交配。
使用
蚂蚁有用途似乎很奇怪,但确实有一些。有些人用蚂蚁做食物、药品和仪式。有些种类的蚂蚁被用来控制害虫(它们吃破坏人类食物的害虫)。不过,它们会损害农作物和进入建筑物。有些物种,如红色进口火蚁,生活在他们完全偶然来到的地方。
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问题和答案
问:什么是蚂蚁?答:蚂蚁是一种生活在一起的大群昆虫,它们属于蚁科。
问:蚂蚁与黄蜂和蜜蜂有什么相似之处?
答:蚂蚁、黄蜂和蜜蜂在很久以前来自同一种动物,但现在它们已经不同了。
问:有多少种不同的蚂蚁?
答:大约有22,000种不同的蚂蚁,但只有12,500种被记录下来。
问:蚂蚁的身体特征是什么?
答:蚂蚁有一个薄薄的中间,叫做胸腔,头上有两根长棒,叫做触角。
问:蚂蚁如何生活在一起?
答:蚂蚁生活在大小不一的群体中。有的生活在小群体中,吃其他动物,有的则在大群体中工作,每天有数百万只蚂蚁在一个大区域内旅行。
问:是什么使蚂蚁变得强大?
答:虽然蚂蚁很小,但它们非常强壮。有些蚂蚁可以搬运重达自身重量10倍的东西。
问:蚁后在蚁群中的作用是什么?
答:蚁后是蚁群中所有蚂蚁的母亲,是唯一的非工蚁。工蚁挖地道,把食物运回蚁群,以便蚁后和其他蚂蚁食用。