蚂蚁,一个社会和纪律的诞生

蚂蚁可能是我们最熟悉的动物之一了,时至今日还记得幼年时在操场上看到的一个个小小的洞穴,那些在洞口爬来爬去的小小生灵,我们也听说过,蚂蚁具有社会性,但我们想象不到的是,蚂蚁的社会居然会如此严密,以至于它们甚至创造了一个社会。

一个社会的诞生

这个社会往往在群蚁纷飞的时刻诞生,成群的蚁后和雄蚁飞出原先的巢穴,寻找可以交配的对象,只要交配成功,蚁后就可以脱掉膜状翅,她如果足够幸运,并且能找到一个合适的位置筑巢,她就算开始建设一个属于自己的社会了。

对于蚂蚁而言,整个生活史会经过卵-幼虫-蛹-成虫,在社会中首先出现的就是成年工蚁会把大量的劳动用于照顾自己的弟弟妹妹,并清理整个蚁巢,随着岁月的推移,蚁后也变得越来越懒:创业初始的蚁后是无所不能的,但随着工蚁越来越多,蚁后就会逐渐成为一个产卵机器,工蚁不论走到哪里,无论是巢室之间,过道间,还是蚁巢间,蚁后都要跟着。

蚁后并不是统治者,但是工蚁却要不断照料她,因为只有蚁后生活安宁,不断繁殖,整个社会才能变得更加兴旺发达。但是对工蚁这个个体而言,她的所有努力最后都不会落到自己的手上,她只是让蚁后产生新蚁后的工具,并把这共同基因传递下去。

整个社会的运转依赖于蚁后的存在,如果蚁后死亡,整个社会就会崩溃,蚁巢中的成员越来越少,直到最后一个工蚁的消失,这个社会也就随之消亡了。

一个社会的交互与行动

有些蚂蚁会选择多个蚁后,1979年,在北海道石狩湾海岸270万平方米的区域内,有着一个3.06亿只工蚁,100万只蚁后,45000个蚁巢的巨型社会,而这么多的蚂蚁之间的通讯又是如何维持的呢?

一般而言,在蚂蚁的通信系统中,信息素是常用介质,只要两只蚂蚁轻拍或者轻敲击另一只蚂蚁的身体,就能完成传递。而声音也是一种通信手段,蚂蚁腰部有一个横向刮削器,紧靠腹部有一个“洗衣板结构”,由一些纤细、如同锉刀的平行肌构成,通过刮削器与洗衣板结构的摩擦,就会发出吱吱的尖锐声音……

当蚂蚁之间可以交流,那么它们的生活就自然而然地与战争联系到了一起,蚂蚁之间的战争与领地和食物相关,战争是惨烈的,甚至可能会把一个蚂蚁集群连根拔起,不同蚂蚁之间的战术截然不同。

欧洲的迅疾火蚁会利用“化学武器”,先挖掘地下通道,然后一起涌入对方巢穴用一种令蚂蚁厌恶的物质驱赶原先巢穴的蚂蚁,就开启了掠夺的行动。

马来西亚的弓背蚁已经进化成了“步行炸弹”,他们拥有两条充满毒液的巨大腺体,当战斗时被对方压住的时候,就是收缩腹肌,向敌对者喷出毒液。

但是仅仅会战争与合作并不是蚂蚁这个社会的灵魂。用肉眼看,蚂蚁似乎都是一样的,没有什么区别。如同我们在1.5千米外看鸟类一样,也很难区分。

这一群,其实也是一只

但是同为蚂蚁,不同物种之间的脑容量有很大差异,甚至能相差100多倍,单个蚂蚁的脑容量可能已接近极限。蚂蚁之间进化出了令人惊讶的协调性,一只单个的蚂蚁并不能代表所有蚂蚁的行为。

比如说东非行军蚁,从远处看,东非行军蚁集群的一支劫持队(觅食队)就像一个生物体。它就像一只巨大的变形虫的伪足横穿90多米的地面。再细看,这是由数百万只工蚁组成的、有组织地从地下巢跑出来的一支觅食队。当这支觅食队出现时,先是像一张铺开的床单,然后变成树的形状,树干从蚁巢长出,往前长的树冠宽度相当于一座小房子,有许多相互交织的大、小枝把树干和树冠连接起来。

这支觅食队没有领导者。工蚁的先头部队前后跑动,平均速度约为每秒4厘米。在先头部队的那些蚂蚁先是前进一段距离,后再斜返回进入后面队伍,以让出路供其他先头部队前进。这些觅食者的各队伍,很像躺在地面上的一根根的粗黑绳,实际上是一条条由蚂蚁构成的劫持队。以每小时20米前进的先头部队,在它们的所经之处吞没了地面上的所有植物和低矮植物,搜集和捕杀了几乎其他所有昆虫、蛇甚至别的未逃脱的大型动物(偶尔还包括未被照顾好的婴儿)。数小时后,部队反向而动,进入自家地下巢。

对东非行军蚁而言,这个集群才是个体,也叫超个体,这是我们了解蚂蚁的时候必须了解的一个单位。这个社会的诞生其实是超个体的诞生,蚂蚁的集群实际上是一个有机体而不只是一个有机体的类似物。集群作为一个单位,具有诸如大小、行为和组织的特定特性,而这些特性可从集群传递到集群、从一代传递到下一代。在集群这一超个体中,蚁后是繁殖器官,工蚁支撑着脑、心脏、肠子和其他一些组织。集群成员间的液体食物交换过程相当于血液和淋巴循环。

蚂蚁,作为一门学科的诞生

科学家们可以根据来自发育生物学和动物社会研究这两方面的相互吻合的信息,以揭示生物组织的一般原理。有机体水平的关键过程是形态发生,通过形态发生的各步骤,细胞改变其形状和化学成分,然后构建成有机体。下一个水平的关键过程是建立社会,其间经过若干步骤,各有机体(个体)在职别和行为上发生改变而构成了社会。

生物学普遍感兴趣的问题是形态发生和建立社会的相似性,即寻找它们类似的共同法则和规划系统的一些共同原理。这些共同原理在一定程度上都可得到明确定义,所以它们可作为普通生物学长期探讨的规律。

蚂蚁如此渺小的生物是怎么被我们看到社会的形状的呢?这一切都是博尔特·霍尔多布勒与爱德华·威尔逊的工作内容。

1969年秋天,霍尔多布勒作为访问学者,敲响了哈佛大学威尔逊办公室的门。虽然当时谁也没有想到,两个出生在不同民族、代表着科学的两个学科的人,在联合后很快就会对蚂蚁集群和其他复杂动物的社会有更好的理解。

当他们开始谈论建立这一新学科和研究议程时,威尔逊40岁,是哈佛大学教授;霍尔多布勒33岁,是法兰克福大学讲师,正在美国休假。霍尔多布勒在返回法兰克福并从事教学3年后,受邀任职哈佛大学教授。

从某种程度上可以说科学是一种文化,它真正超越了民族差异,把不同的特质差异融合成整体的知识体,以便简单而雅致地表达,且通常能作为真理让大众接受。他们进入这一领域的原因,明显不同于科学的传统路线,都是凭借童年时期对研究昆虫的共同兴趣和在成年心智发育的关键期得到成年人的激励而进入的。简言之,在童年和喜欢捉弄昆虫的阶段,大人们没有禁止他们这样做。特别是威尔逊,他在幼年时,就已经确立了自己一生的志业。

1945年,威尔逊从其家乡莫比尔移居到迪凯特,这是亚拉巴马州北部一座以斯蒂芬·迪凯特命名的城市。威尔逊在16岁时被朋友称为“昆虫”或“蛇”。他认为,应该为自己的未来做些准备了。当他从美国童子军校毕业时,已具有最高级童子军的军衔了,告别了过去只抓蛇、观鸟并与女孩缠绵的时代(不管怎样,曾经是)之后,他首先要仔细规划一下自己未来的昆虫学事业。

1946年秋,威尔逊进入了塔斯卡卢萨市的亚拉巴马大学。入学几天后,他拿着收集到的蚂蚁去求见生物系系主任,他心想,对一个新生来说,以这样的方式申述自己的专业计划,并以野外调查作为本科学习一部分的开始,应该是正常的,或者至少不是莽撞的。系主任和生物系其他教授确实没有取笑他,也没有让他离开,他们亲切地接待了这位17岁的学生。他们为他提供了实验室,配备了显微镜,并经常给予温暖的鼓励,还带他到塔斯卡卢萨周围的自然生境进行野外调查,并耐心地听取他对蚂蚁行为的解释。

这一轻松的支持氛围就这样明确地形成了。如果当初威尔逊去了哈佛大学,也就是他现在执教的大学,与毕业于优秀中学的佼佼者集聚,那么结果可能就与此不同了。但也许不会,因为哈佛大学有许多怪生境,可使怪才顺风顺水。

1950年,威尔逊到田纳西大学开始攻读哲学博士学位。他毕业后可能会留在那里,因为美国南方各州内丰富的蚂蚁(动物)群在世界上也是驰名的。但是,他已接到了一个来自远方的良师益友威廉·布朗的邀请,前往哈佛大学开展进一步的研究。

在哈佛大学的岁月里,威尔逊排满了野外以及实验室内的工作。最后威尔逊发表了200余篇科学著作。他偶尔也会扩展到其他科学领域,甚至扩展到人类行为学和哲学,但是蚂蚁一直是其学术自信的护身符和持久坚持的源泉。

他在蚂蚁研究工作中收获最多的20多年,是在与霍尔多布勒紧密接触中度过的。有时,这两位昆虫学家在各自的课题下工作,有时两人又开展合作研究。但他们总是不时地以相互磋商为乐。1985年,霍尔多布勒开始接受来自德国和瑞士有关大学极富吸引力的资助。这时他认为行动的时机到了,于是他和威尔逊决定写一部尽可能严谨的关于蚂蚁的专著,为其他人提供一部大型手册和权威性著作。这就是于1990年出版的献给“下一代蚁学家”的《蚂蚁》,这本著作替代了惠勒驰名80年的同名巨著。令人感到惊喜的是,它获得了1991年的普利策非虚构文学奖,这是获此荣誉当之无愧的第一部科学著作。

在哥斯达黎加或佛罗里达,霍尔多布勒和威尔逊仍然设法一年见一次面并进行野外合作研究。在那里他们捕获了新的和了解不多的蚂蚁类型,威尔逊补充了生物的多样性,而霍尔多布勒则选择了最有兴趣的蚂蚁物种并将之带到维尔茨堡大学进行仔细研究。在此期间,蚁学在科学家中的名望上升。虽然地下世界并没有丧失它的神秘性,但视蚁学研究为怪异现象的人却没有了。

一个崭新的学科,就此诞生。

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