全球至少有2亿亿只蚂蚁,咋数出来的

一项最新科学研究出炉,科学家为啥闲着没事“数蚂蚁”

齐鲁晚报     2022年10月21日
  记者 于梅君
  在形容人或物极多时,我们常说“密密麻麻像蚂蚁一样,数也数不清”。确实,从山间丛林到路边花草,再到自家阳台,蚂蚁几乎无处不在,数蚂蚁确实有点像数沙滩上的沙粒那样难,但对科学家来说并非不可能。
  一项最新的科学研究估算:地球上的蚂蚁种及亚种约有15700个,总数至少达到2亿亿只。
地球上有多少蚂蚁? 每人可分250万只
  来自德国维尔茨堡大学及中国香港大学的研究人员,汇总了世界上489项关于蚂蚁的研究,包括所有陆地、主要生物群落和栖息地的蚂蚁,结果表明,目前已知的蚂蚁种及亚种约有15700个,仅生活在地表的蚂蚁,保守估计就有0.3亿亿只,地球上所有蚂蚁数量加起来至少有2亿亿只。
  这是一个什么概念?到今年年底,预计地球上的人口将达到80亿,这意味着,如果把所有蚂蚁平均分给地球上的所有人,每个人将会分到250万只!这么多蚂蚁,排成一队的话会有多长?以其平均体长0.5厘米计算,如果把它们首尾相接排列起来,总长度将达到1000亿公里,可绕地球赤道250万圈,是地球到太阳距离的600多倍,是不是很惊人?
  科研团队在发表于最新一期美国《国家科学院学报》的论文中介绍,2亿亿只蚂蚁的生物量(以干碳计),总量可达约1200万吨。也就是说,把全球的蚂蚁烘焙干了,有1200万吨重。
  为了让大家更直观地了解这个数据,研究人员把全球蚂蚁生物量与哺乳动物和鸟类进行了对比,“全球蚂蚁的生物量大概达到了现在人类的五分之一,超过了所有野生鸟类和哺乳动物的生物量之和。”

“数蚂蚁”通常有两种方法 科学家在全球各地取得大量数据
  蚂蚁满世界都是,除了地球最冷的几个地方,地表和地下到处都是,要一只只数,当然无法数清。那么科学家是如何做到的?
  当然不是信口开河,而是一个世纪以来全球数千名科学家辛勤劳动的结晶。调查方式通常有两种,一种是在森林取落叶计数的方式,通过落叶数量与上面蚂蚁数量的比例关系,得出某个区域蚂蚁总量;另一种是在某个区域布局小陷阱,也就是相隔一定距离,埋设一个小塑料杯,然后计算一定时间内掉落到杯里的蚂蚁数量,从而得出这个区域蚂蚁的大致数量。
  一个世纪以来,科学工作者几乎到过地球每个角落,取得了大量实地数据。此次研究,便是通过分析489项这类研究资料,才得出了这样一个结果。这是迄今为止,对蚂蚁世界最真实的估计,虽然并非一定很精准。
  研究人员解释说,人类对蚂蚁的相关知识了解仍不完整,目前大多数蚂蚁统计研究多局限于地表,树上或地下关注较少。此外,非洲和亚洲北部地区的相关统计数据也有限。

摸清蚂蚁数量 可以更好地保护生态系统
  不少人可能觉得这项研究有些无聊:摸清蚂蚁数量意义何在?研究结果又能说明什么?
  香港大学生物科学学院生物多样性研究者王润玺表示,蚂蚁在全球大多数生态系统中,都扮演了至关重要的角色。它们能够帮助散播种子,翻动土壤增加养分有效性,此外还有很多动物以蚂蚁为食。
  估算蚂蚁总量,可以帮助科学家掌握不同地区蚂蚁种群的数量和生物量分布,未来通过持续观测,有助于及时掌握气候变化引发的蚂蚁栖息地及数量变化,更好地保护生态系统。
  小小蚂蚁,有着难以忽略的作用,就连被誉为“社会生物学之父”的爱德华·威尔逊,也称蚂蚁为“主宰世界的小东西”,它们数量众多能力超乎人们想象。蚂蚁可以把大于自身体重数十倍的食物拖进巢穴,按照体重与被拖动物体的质量换算,蚂蚁的力气至少是大象的60倍。在南美洲,蚂蚁还是外科手术的绝佳助手。在圭亚那的印第安人部落里,当地大夫做外科手术时,常用一种叫割叶蚁的蚂蚁来帮忙完成伤口缝合。
  蚂蚁起源于1.4亿年以前的白垩纪时代,广布于除极地冰原以外的所有陆地生态系统,是生物演化历程中最成功的动物类群之一,曾与恐龙共存,比人类历史久远得多。
  人类农业耕种的历史可追溯至1.2万年前,而研究表明,一种生活在斐济不起眼的蚂蚁物种,是地球上最早的“农夫”,它们的农业耕作历史可追溯至300万年前。科学家观察发现,这种蚂蚁会细致地播种,然后施肥,等待植物成熟,长出美味的水果。
  美国著名生物学家刘易斯·托马斯曾这样描述蚂蚁:“蚂蚁太像人了,它们培植真菌,喂养蚜虫作为家畜,用化学喷剂惊扰和迷惑敌人,并捕捉奴隶……它们不停地交换信息,几乎什么都干,就差看电视了。”
  可以说,作为陆地上最兴盛的社会性昆虫类群,蚂蚁正通过微观世界的活动,影响着整个陆地生态系统。

只要群体包含6个蚂蚁 就会出现分工
  与人类不同的是,蚂蚁不能单独生存,而必须作为蚁群的一份子。蚂蚁在演化上的成功,与高度社会化紧密相关。
  一个成熟的蚂蚁帝国中,至少存在4种不同形态的分工类型,分别为工蚁、雄蚁、处女繁殖蚁和蚁后。研究发现,只要群体包含了6个蚂蚁,就会出现分工。随着群体规模扩大,工蚁的活动更加细化,群体表现出更加明显的行为多样性。
  工蚁一般卵巢完全退化,终身从事育幼、觅食等工作,没有繁殖能力。雄蚁活着只有一个目标,离开巢穴找到心仪的蚁后进行交配,交配后很快生命就结束了。
  处女繁殖蚁成功交配后成为蚁后,蚁后长期待在巢内,专职产卵,获得后位的她寿命还会显著延长;而错过交配窗口期的处女繁殖蚁,其行为会逐渐偏向工蚁,从事部分育幼及觅食工作,而且卵巢也会逐渐萎缩。
  “研究发现,工蚁是更倾向于嗅觉感知的动物,雄蚁更依赖视觉,这可能与其要依靠视力寻找合适的交配对象有关。”深圳华大生命科学研究院李启业研究员介绍说,现在有一个被学界普遍接受的观点,即认为整窝蚂蚁是一个“超个体”,每只蚂蚁都是这个“超个体”的一个“细胞”,工蚁是它的“体细胞”,而繁殖蚁是它的“生殖细胞”。
  中国科学院昆明动物研究所副研究员刘薇薇介绍说,“伴随着不同的社会分工,蚁群内部出现了不同结构和细胞组成的大脑,这就像是为了完成特定工作,而专门设计的一个个大脑,彼此之间又功能互补,这使得蚁群成为一个真正意义上的‘超个体’,能够同时行使生殖、育幼、觅食、防御等全面的功能。”
  也就是说,只有把这一窝蚂蚁凑成一个整体,它作为一个生物的所有生理机能才能齐全。
  现任浙江大学求是讲席教授、生命演化研究中心主任张国捷教授指出,这些彼此之间既有差异又功能互补的大脑,支撑蚁群成为一个真正意义上的“超个体”。因此,自然选择作用也上升到了一个更高的组织层次,使得蚂蚁在1.4亿年的生存竞争中获得优势,演化成为地球上的优势动物类群。




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