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红火蚁生物防治研究:与18种本地蚂蚁的对抗&交换比

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凯南和我写的


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1楼2019-03-10 22:19
    第一


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    来自Android客户端2楼2019-03-10 22:20
      入侵红火蚁是当今世上最可怕的入侵蚂蚁之一,现已扩散至北美洲、亚洲和澳洲的许多地方。凭借惊人的竞争力和适应性,它们每到一地,往往能够迅速建立起强大的生态优势,排挤和取代本地蚁种和节肢动物,最终造成当地生态系统生物多样性的严重下降。
      面对这种严峻局面,许多蚂蚁专家都在着手研究本地蚂蚁和红火蚁之间的竞争关系,他们希望能够找出一些足以抗衡红火蚁的本地蚁种,从而优化红火蚁的防治策略,抑制红火蚁的扩散传播。




      18种蚂蚁与红火蚁的对抗结果
      关于蚂蚁的种间对抗,动物志翻阅过许多论文,发现即使在相同数量下,红火蚁也往往能够轻松击败其它蚂蚁,那么,究竟有哪些蚂蚁能在同等数量下胜过红火蚁呢,如果红火蚁遭遇行军蚁,结局又会如何?就这几个疑问,我们今天就先从美国东南部的佛罗里达州谈起。
      佛州是受红火蚁入侵的地区之一,为探讨当地蚂蚁面对红火蚁的对抗能力,学者研究了红火蚁与当地18个本地常见蚁种之间的对抗关系。具体的试验为:把一定数量的红火蚁和另一种蚂蚁放在两个塑料盘中,再用橡胶软管把两者和中间的一个塑料盘相连,当软管开关打开时,两种蚂蚁都可以进入中心盘中,这里就是蚂蚁的主要战场。
      在一段时间后,学者需要清点双方的死亡数量。死亡个体的统计对整个研究是至关重要的,因为双方的死亡数量之比(本地蚂蚁在前,红火蚁在后)可量化为物种间的对抗指数。当对抗指数大于1时,代表该蚂蚁面对红火蚁时的战斗力相对较弱,对抗指数小于1时,则表明该蚁种具备更卓越的对抗能力。这一概念很容易理解,就好比人类战争中经常提到的交换比或战损比,我们接下来看看这18种蚂蚁的对抗指数分别如何。


      我们看一下这张表格,可以看到,18种本地蚂蚁中,有13种显然不是红火蚁的对手,其余5种在战斗中阵亡数量显著低于红火蚁,表明它们确实具备超凡的战斗力。战损比高于1的蚂蚁中,迅蚁和热带火蚁算是发挥较好的了,它们的战损比略超过2。弓背蚁和大头蚁的死亡数量大约是红火蚁的4到5倍样子,有好几种蚂蚁的交换比接近十倍甚至达到了十几二十几倍,我们不难想象出,那必然是一触即溃、兵败如山倒的场面。


      这种行军蚁被红火蚁打得落花流水
      在这些对抗指数高于1的对手中,值得注意的是其中有一种行军蚁——暗胸内瓦蚁,它来自行军蚁亚科的内瓦蚁属,该属包含129个种类,是新世界行军蚁中种类最丰富、分布最广泛的一类。暗胸内瓦蚁分布于美国南部和中美洲,工蚁体长2.2到4.6毫米,群落中拥有数以万计的工蚁作为它们对外征战的力量,主要以其它蚂蚁和步甲为食。
      暗胸内瓦蚁


      不过,在对抗试验中,暗胸内瓦蚁表现很差,总计死亡475只工蚁,却只令红火蚁损失了77只工蚁,交换比高达6.2:1。
      在野外,暗胸内瓦蚁群落的工蚁数量没有红火蚁那么多,再加上同等数量下战斗力明显不如红火蚁,因此这种行军蚁很难作为抑制红火蚁成熟群落的生物因素。
      尽管如此,我们绝不能说,任何行军蚁都无法打败入侵红火蚁,因为行军蚁亚科包含26个属,多达813个种类,在新世界,至少动物志之前写到过的艾氏漫蚁,其实力就很可能在红火蚁之上。
      暗胸内瓦蚁搬运卵幼


      此外,蚂蚁的种间关系存在不少针对克制的情况。举例而言,另一种扩张迅速危害严重的入侵蚂蚁——小火蚁,在其原产地,就有另一种内瓦蚁属成员(扁节内瓦蚁)专门捕食它。扁节内瓦蚁在攻击小火蚁蚁巢时甚至几乎不需要战斗,只需释放信息素就能使小火蚁工蚁陷入恐慌并纷纷离巢而去,平日里威风凛凛的小火蚁可以说被克制的毫无脾气。所以,在那些很少被研究、生态信息匮乏的行军蚁中,不好说有没有特别针对红火蚁的存在。


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      3楼2019-03-10 22:25
        大齿猛蚁挑战2倍多的红火蚁 ,大获全胜


        说到表现最好的本地蚂蚁,当属来自猛蚁亚科大齿猛蚁属的褐大齿猛蚁,在面对2倍数量的红火蚁时,它在战斗中自损107,却令红火蚁付出了562只工蚁的惨重代价,打出了接近1比5的战损比,这一战果是其它17种蚂蚁难以企及的。
        褐大齿猛蚁


        它之所以如此强悍,原因首先在于其庞大的体型,大齿猛蚁工蚁平均体长8毫米,相比之下,红火蚁各级别工蚁平均3.84毫米,只有大型工蚁才能超过5毫米。更重要的是,大齿猛蚁那副不成比例的巨大颚部,在攻击时能够达到匪夷所思的超高速度。有研究指出,大齿猛蚁属的另一成员,鲍氏大齿猛蚁,其闭合大颚的速度达到64.3米每秒,约合231.5公里每小时(这一咬合速度保持着动物王国的最高纪录超过十年,直到去年才被卡米拉迷猛蚁的324公里时速所打破),如此高速下产生的冲击力是蚂蚁体重的371到504倍,能给猎物造成严重的伤害,褐大齿猛蚁的结构和鲍氏大齿猛蚁相似,动物志估计其攻击速度应该相去不远。
        褐大齿猛蚁


        在战斗中也证明了这点,褐大齿猛蚁能用大颚把红火蚁击飞35厘米远。不过,有趣的是,褐大齿猛蚁虽然完胜红火蚁,但有观察显示,当它们遇到布氏锥臭蚁时,由于后者释放出的刺激性气味,大齿猛蚁总是会匆忙撤退,而我们再看看布氏锥臭蚁面对红火蚁时的糟糕表现——10只布氏锥臭蚁才能换掉一只红火蚁,就能发现这里面有一种循环克制的存在。
        尽管褐大齿猛蚁战斗力高超,但它们的群落数量一般仅为几十到几百,面对动辄几万的红火蚁成熟群落还是无可奈何,对付小群的红火蚁倒是很可能占到便宜。


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        4楼2019-03-10 22:27
          三种盘腹蚁用化学武器战胜红火蚁


          盘腹蚁属的3种,阿氏盘腹蚁、德克萨斯盘腹蚁和田纳西盘腹蚁,在与红火蚁的冲突中表现优异,交换比为一换二甚至一换三,它们成功的秘诀是什么呢?从体型上看,盘腹蚁属的成员普遍不小,阿氏盘腹蚁的工蚁较大,一般为7到8毫米长,德克萨斯盘腹蚁的大型工蚁超过5.5毫米,田纳西盘腹蚁6到6.6毫米长。更关键的是,盘腹蚁的化学武器非常厉害,在对付红火蚁时,它们的杀招是用腹部末端的螯针蛰刺火蚁并注入毒液,其毒液能对红火蚁起到显著的杀伤效果。红火蚁的工蚁只要被盘腹蚁的螯针蛰到第二次就会立刻死亡,如果只被蛰中一次,在瘫痪10到20分钟后倒是可以恢复。
          尽管实力强悍,但盘腹蚁群落的工蚁数量不算很多,德克萨斯盘腹蚁和阿氏盘腹蚁只有数百工蚁,田纳西盘腹蚁几百到几千,因此我们一样很难指望它们能够抗衡成熟的红火蚁群落。但收拾红火蚁的婚飞新后或者小群落,应该是可行的,毕竟佛州盘腹蚁就曾被观察到攻击红火蚁新后。
          阿氏盘腹蚁


          那些对抗指数小于1的蚁种,往往和红火蚁占据不同的栖息地,比如说北美的盘腹蚁虽然在所有生境都有分布,但它们尤其喜欢森林生态系统,而红火蚁则不太喜爱林地,也许是在长期的相互作用和取代后形成了一种平衡。针对这种情况,为了治理红火蚁,有学者提出一种方案,即人工设计一个动物群落,在已被入侵的地区引入强力的、足以抗衡红火蚁的蚁种作为它的竞争对手,比如本文中比较厉害的蚁种。当然,这种方法可能是非常危险的,必须确保被引入的物种不会像红火蚁一般制造生态灾难,在未来,还需要对这些蚁种进行严格的行为、生态和系统研究。
          虽然有些种类的蚂蚁在数量相当的公平较量下可以打败红火蚁,但它们的自然群落都太小,而且与红火蚁生活在不同生境,难以起到在野外防治红火蚁的作用。看来,红火蚁能入侵几大洲并泛滥到如此程度,确实有其厉害之处啊。
          表中还有种叫新黑毛蚁的蚂蚁也能打败红火蚁,动物志之前讲过了,文章标题叫做《惨烈的蚁巢守卫战:毛蚁大战十倍多的红火蚁》


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          5楼2019-03-10 22:30
            顶顶~


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            来自Android客户端6楼2019-03-10 23:11


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              来自Android客户端7楼2019-03-11 00:45
                顶。留名后看。


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                来自iPhone客户端8楼2019-03-11 01:10


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                  来自Android客户端9楼2019-03-11 01:42
                    昆虫世界大战


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                    来自Android客户端10楼2019-03-11 01:45
                      有意思


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                      来自Android客户端11楼2019-03-11 01:45
                        为什么我觉得这帮专家只是再为了斗兽爽一把找借口才搞了这么个研究


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                        来自Android客户端12楼2019-03-11 02:20
                          几种强的群落相比红火蚁太小


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                          来自Android客户端14楼2019-03-11 07:54
                            臭蚁的表现那么差,出乎了我的意料。


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                            来自iPhone客户端15楼2019-03-11 08:36
                              以前一直以为靠蚁酸的蚂蚁不虚入侵,但从这份研究中看,反而是靠毒针的蚂蚁杀入侵的效率高些


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                              来自iPhone客户端16楼2019-03-11 08:37
                                小时候爱观察蚂蚁


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                                来自iPhone客户端18楼2019-03-11 10:30
                                  新黑毛蚁是个什么样的货色?这里战绩不错啊


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                                  19楼2019-03-11 15:18
                                    这个就新黑毛蚁,公蚁看起来并不黑啊


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                                    来自iPhone客户端20楼2019-03-11 15:32
                                      牛头犬蚁的交换比应该很高,但是蚁群规模太小。


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                                      来自Android客户端21楼2019-03-11 16:40
                                        黄猄蚁不错,可以压制红火蚁。


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                                        22楼2019-03-11 16:48
                                          姐姐大人 好久没 开 新帖 了 。 数据很全面,不愧是凯哥和迪姐。


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                                          23楼2019-03-11 18:17
                                            想了解一下鼻白蚁亚科面对红火蚁时的表现


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                                            来自Android客户端24楼2019-03-11 18:36
                                              双齿多刺蚁,即拟黑多刺蚁,生境选择和红火蚁类似,在正式研究中它的战斗力虽然远远谈不上坊间传闻的“完爆”红火蚁,但是基本能做到对<3毫米的红火蚁小工占明显优势,对>3毫米的红火蚁略占优势(研究取样的红火蚁体型不大,有说法真正的大工蚁>5毫米),其实达到这种战斗力就够了,另外双齿多刺蚁个体层面上面对红火蚁时进攻比较积极,群落层面上它的领域性很强、存在主动巡逻特性、主动攻击以及搬兵增援迅速等生物特性,这就令它能够迅速地发现红火蚁的新生群落并积极地展开攻击,在红火蚁群落未成熟时就提前消灭。综合来看,可以视作能够抑制红火蚁扩散的重要生物因素。
                                              先讲个大概,以后会详细写一篇文章。


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                                              25楼2019-03-12 00:36
                                                像当年智人扩张一样,最终灭绝了各种人种。尼安德特人等。


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                                                来自Android客户端26楼2019-03-12 08:08
                                                  双齿多刺蚁(旧称拟黑多刺蚁,宝岛译名为黑棘蚁)VS入侵红火蚁,实验室下小型群落的对抗实验。


                                                  入侵红火蚁:因定殖初期刚建立的群落,工蚁一般为10~20只,所以试验中取20只红火蚁工蚁、10只卵幼以及1只蚁后模拟新生群落;
                                                  双齿多刺蚁:试验中依工蚁、卵幼数量不同分成三组,分别为20、40和80只工蚁,搭配10、20以及40只卵幼,每群一只蚁后,以三种规模的群落分别与红火蚁(工蚁数量为固定的20只)展开对抗;
                                                  试验环境如下图所示,由三个塑料容器组成,左为红火蚁人工巢,右为双齿多刺蚁,中央的觅食区在试验时会放入蟋蟀和蜜


                                                  在群落竞争试验开始前,先进行为期3天的饥饿处理,按照试验变因分为三组:
                                                  1,先打开红火蚁这边的开关,使其先行进入中央觅食区,占据食物,再打开双齿多刺蚁那边的阀门,双方得以开始竞争,编号为字母R;
                                                  2,和第一组相反,先开双齿多刺蚁,再开红火蚁,编号为字母G;
                                                  3,同时打开阀门,编号为字母S。
                                                  试验开始两小时内,每15分钟记录一次工蚁死亡率,之后每小时记录一次直到24小时,以上试验各重复三次。


                                                  试验结果:
                                                  1,红火蚁先占据觅食区:
                                                  ①R20,双方皆为20只工蚁,最终红火蚁损失11.3只,双齿多刺3.6只,对抗指数0.32;
                                                  ②R40,红火蚁(20工)VS双齿多刺蚁(40工),最终红火蚁、双齿多刺分别损失13.25和7只,对抗指数0.53;
                                                  ③R80,红火蚁(20工)VS双齿多刺蚁(80工),最终损失分别为15和9.3,对抗指数0.62。


                                                  2,双齿多刺蚁先占据觅食区:
                                                  ①G20,双方皆为20只工蚁,最终红火蚁、双齿多刺分别损失3.7和1.3只工蚁,对抗指数0.35;
                                                  ②G40,红火蚁(20工)VS双齿多刺蚁(40工),最终损失分别为4.7和2只,对抗指数0.43;
                                                  ③G80,红火蚁(20工)VS双齿多刺蚁(80工),最终损失为14.8和7.3,对抗指数0.49。


                                                  3,同时打开阀门:
                                                  ①S20,双方皆为20只工蚁,最终损失6.3和5.3只,对抗指数0.84;
                                                  ②S40,红火蚁(20工)VS双齿多刺蚁(40工),最终损失13.3和6.8只,对抗指数0.51;
                                                  ③S80,红火蚁(20工)VS双齿多刺蚁(80工),最终损失15和9.3只,对抗指数0.62。


                                                  下图是不同组别对抗之工蚁死亡个数(原文有个小错误,写成%,我涂掉了)






                                                  基本能看出,同数量对抗,双齿多刺蚁占优,同时开门时交换比最接近,其它两种情况对抗指数为0.32、0.35;增加双齿多刺蚁的工蚁数量,使其对红火蚁具备绝对数量优势,最终能够杀死更多的红火蚁,但自身也要付出更高的代价,具体表现为对抗指数在逐渐拉近,导致这种现象的可能原因:双齿多刺蚁数量占据绝对优势后,倾向于把食物资源争夺战演变成对红火蚁蚁巢的攻伐,它们攻入红火蚁的人工巢,也引发红火蚁更激烈的对抗,战斗的烈度无疑增强了,所以尽管兵力是对方的几倍,但双齿多刺蚁却打不出之前那么漂亮的交换比了。另一个佐证就是,当双齿多刺蚁数量达到40和80时,红火蚁死亡率基本集中在自身的巢内(红火蚁先占这组有所不同,觅食区的死亡率也很可观),表明主要战斗区域在红火蚁的巢内,也可以看出双齿多刺蚁面对红火蚁的进攻意识很强(这点非常类似另一个试验中的草地铺道蚁)。
                                                  这些试验数据说明,双齿多刺蚁领域性很强,在和红火蚁对抗中更倾向于作为攻击方,在野外完全有可能捕食红火蚁新后,遇到新定殖的红火蚁群落也会展开攻击,在红火蚁群落未成熟前就竞争取代之,加上两者的生境类似,我个人认为在国内,这是极少数的能够起到抗衡红火蚁作用的蚁种(就我看过的研究来说,另一种可对抗的种类是草地铺道蚁,团队配合非常强大),应当考虑下扶植这个蚁种作为红火蚁防治策略的一部分。


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                                                  27楼2019-03-16 00:43
                                                    楼主能不能转到蚁吧?


                                                    收起回复
                                                    28楼2019-05-02 10:39
                                                      北美的资料?


                                                      回复
                                                      来自Android客户端29楼2019-05-03 23:30
                                                        敬礼


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                                                        30楼2019-05-06 12:45