而很多人巴拿马疫情期间,我们在家里打发时间,五个孩子在外面用弹弓向树上玩粘土球。他们想给自己一个挑战,所以他们特别瞄准了纤细的天蚕树。其中一个孩子瞄准了它宽阔平坦的叶子,但却击中了茎,从一边到另一边留下了一个干净的大洞。

史密森尼热带研究所(Smithsonian Tropical Research Institute)的昆虫学家、两个孩子的父亲威廉·威斯洛(William Wcislo)一直在照料这棵树,他担心这棵树受到了无法弥补的损害。但当他后来回来时,他大吃一惊。洞已经补上了。

更仔细的检查揭示了谁应该对此负责:阿兹台克alfari众所周知,这种沙子色的小蚂蚁会在天蚕树内筑巢,天蚕树在中美洲和南美洲广泛分布。Wcislo看到它们如何聚集到受伤的地方,从茎内收集小的纤维状植物碎片,将其与一种类似汁液的物质结合起来,并迅速开始封闭洞。

一只<em>阿兹特克</em>蚂蚁蚁后从天蚕树内封住了蚁穴的入口
一个女王阿兹台克蚂蚁从天蚕树里封住了蚁穴的入口Peter R. Marting提供

科学家们已经知道阿兹台克蚂蚁生活在一个密切的共生关系天蚕:这种树有中空的茎,昆虫在上面建造复杂的多层房屋。作为回报,蚂蚁抵御毛毛虫、鸟类和其他喜欢吃水果、树叶和花朵的食草动物。但是Wsiclo和孩子们观察到的,最终被复制并发表在最近的一篇文章上研究膜翅目昆虫研究杂志这是人们第一次看到蚂蚁在修复损坏的家园。

纽约米尔布鲁克的凯里生态系统研究所的助理科学家简·卢卡斯没有参与这项研究,她说:“我认为,知道这种有益的关系存在这种潜在的新维度是非常令人兴奋的。”她说,知道这一点并不意味着这种行为一定是互利的——毕竟,蚂蚁这样做可能纯粹是为了保护自己和它们的群体——但它确实表明,蚂蚁和树木之间的互动可能比以前想象的要复杂得多。

为了确定这种行为是否延伸到第一棵不幸的目标树之外,研究小组决定对生长在巴拿马热带森林boque Urbano de Cárdenas边缘附近的22只小天眼进行实验。他们的方法很简单:在树上钻洞,然后等待。

在大流行期间,五名好奇的高中生意外地用弹弓发现了阿兹台克蚂蚁对宿主树受损的反应。
在大流行期间,五个好奇的高中生意外地用弹弓发现了如何阿兹台克蚂蚁对宿主树的损害有反应。唐娜·康伦/史密森热带研究所

Wsiclo和他的团队在大约一半的树木中发现了这一点阿兹台克蚂蚁跑到伤口处,开始缝合伤口。几个小时后,洞就明显缩小了。24小时后,洞的直径几乎是原来的一半。这只是平均水平。其中四棵树上的洞完全被修补好了

“蚂蚁堵住这些洞的速度非常惊人,”卢卡斯说。

当在茎内的巢附近或里面钻洞时,蚂蚁就会立即行动,首先将它们的窝转移到附近的房间。然后,他们通常以10人左右为一组,从内部和外部,使用纤维植物碎片和那种粘性物质。

很明显,修补洞对蚂蚁有帮助。如果暴露在外,它们幼小脆弱的幼崽将面临被捕食或患病的风险。但卢卡斯说,尚不清楚这种树是否会从中受益,因为天蚕会随着时间的推移自然愈合自己的伤口。

天眼树以其宽大的叶子和纤细的茎而闻名。
天眼树以其宽大的叶子和纤细的茎而闻名。Peter R. Marting提供

“(蚂蚁)可能不在乎它们的宿主树受伤了。它们很在意自己的巢穴被破坏,”卢卡斯说。的确,正如Wsiclo的团队在论文中所写的那样,“蚂蚁的修复行为可能不太可能直接让植物受益。

但卢卡斯认为,至少在理论上,事情可能不止于此。蚂蚁在补洞时可能添加了抗微生物剂。她说,这一点,以及修复的速度,实际上对植物也意味着积极的事情。“这种速度绝对可以帮助植物避免病原体进入,因为它发生得太快了。”

这一观察结果令人着迷,但犹他州立大学植物生态学教授尤金·舒普(Eugene Schupp)并没有参与这项研究,他对此并不感到完全惊讶。阿兹台克阿它们是伟大的建筑师:它们的巢是用类似的方法建造的,用木头材料和口器的分泌物粘在一起。事实上,当这些蚂蚁第一次开始筑巢时,它们会在树上挖洞,然后再把洞补上。他说:“所以他们当然应该有能力使用建筑材料来修复损坏。”

但卢卡斯说,还有一些重要的问题。为什么有一半左右的树没有修补?Wsiclo和他的团队只能对此进行推测,但这可能是由于蜂群的健康状况、规模,甚至是“个性”。Schupp说,有些蜂群很大,很有活力,只要轻轻敲一下树干就会有反应。另一些则很小,行动迟缓,完全没有反应。他说:“这些(差异)可以很容易地解释为什么不同蜂群在修复伤口方面存在巨大差异,一些蜂群能迅速密封伤口,而另一些则根本不能。”

卢卡斯说,另一个问题是这种行为可能有多深远。这项研究集中在巴拿马一个特定地区的小型、相对年轻的天蚕树。她说:“我认为非常重要的是,你可以证明这实际上是一个物种层面的特征,而不仅仅是巴拿马的这片森林。”当然,这种地方性的适应也会很有趣。

Wsiclo的团队计划进一步深入研究这种亲密的自然互动。特别是,他们想要测试蚂蚁是否真的在分泌抗微生物化学物质来进一步保护这棵树——这是另一个令人惊讶的例子,说明生态系统是多么复杂和多层次,卢卡斯说。

“这将是一种疯狂的相互作用,就像蚂蚁体内的微生物在帮助植物一样,”她说,“就像有机体的三方联系,这将是非常令人兴奋的。”