切叶蚁与真菌的爱恨情仇

南美切叶蚁属(Atta),即阿塔切叶蚁,隶属于切叶蚁亚科的蚂蚁是真正意义上的切叶蚁,较大的工蚁负责切断一些植物的叶片而小一些的工蚁则负责搬运叶片,它们并不吃叶片,而是像人类一样在靠种植业来养活全巢穴的所有成员,在自然界里,各种生物聚落常会成为细菌、病毒和真菌下手的目标。为了防止这些不速之客入侵,生物也逐渐发展出各式各样的防御方法,一个由巴拿马和丹麦的研究人员组成的团队就发现,一种名为切叶蚁的蚂蚁会利用自身的化学分泌物来抵抗真菌的威胁。

Atta mexicana墨西哥切叶蚁在运输叶片

切叶蚁把运回去的叶片进行再加工后便把这些叶子作为养料来供给给它们赖以生存的食物真菌。就像是人们种蘑菇吃蘑菇一样,阿塔切叶蚁的这一行为几乎与我们目的一样,只不过它们并不会把这些真菌卖给别的切叶蚁群。

高大环柄菇Macrolepiota procera的子实体可以供我们食用,并且是一种美味的真菌,切叶蚁正是为了繁育这类真菌的菌丝作为食物而切下叶片作为养料。

但有些真菌,例如Hypocreaceae科Escovopsis属的一些真菌却会对切叶蚁的聚落造成危害。切叶蚁的聚落是由超过一百万只的个体所组成,研究团队实在想不透,在如此庞大的聚落中,切叶蚁到底是利用什么秘密武器,才能让家园免于受到真菌的威胁。研究团队从巴拿马各地找来不同的切叶蚁,让它们发展成五个聚落,每个聚落再分成四个小聚落。研究人员在这些小聚落中掺入不同的真菌,并从旁观察切叶蚁是如何保卫家园的。

Escovopsis真菌在培养皿中形成菌落

这些Escovopsis真菌的寄生性会导致原本作为农作物的真菌腐败,就像是长在蘑菇是的毛霉一样,这会导致真菌无法食用,大规模爆发的真菌感染甚至会让整屋的蘑菇颗粒无收产业链也就此泡汤。而对于蚂蚁来说大爆发的寄生真菌意味着口粮受到威胁,不过聪明的蚂蚁们早就有办法应对这一情况。

一朵感染Hypomyces chrysospermus的蘑菇

原来切叶蚁的秘密武器就是它们自身所分泌的***。每当切叶蚁察觉到Escovopsis入侵,它们就会从胸部的线体分泌出这种难闻的酸性物质来杀死入侵者。更有趣的是,随着切叶蚁的聚落不断扩大,它们也会发展出特定的蚂蚁小组专门负责侦测真菌的入侵,就像是我们人类的生产车间的质检员一样的去工作。而隶属于这个小组的切叶蚁的腺体功能也会特化,让它们能更有效地控制Escovopsis的扩散范围。

不过,真菌也开始采取反击的姿态,切叶蚁聚落周围的真菌已经慢慢能够抵抗它们所分泌出的***。科学家仍然不是很清楚,为什么这几百万年来,切叶蚁单靠一种化学物质就能成功挡下真菌的入侵。这也许是因为切叶蚁不会轻易使出它们的秘密武器:切叶蚁只有在真菌入侵时才会分泌这种化学物质,而且它们也只会将其使用在受感染的区域。这种化学武器会马上杀死所以的入侵真菌,让它们来不及产生耐药性。

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