多才多艺的白蚁

秦自民

尽管蚂蚁、蜜蜂等社会性昆虫早在7000万年前就生活在地球上了，但白蚁才是群落生活最古老的缔造者。化石证据表明，白蚁的历史可以追溯到距今1亿多年前的白垩纪，有人甚至认为白蚁有2.5亿年的生存历史。

人们总认为白蚁是蚂蚁一类的生物，因为表面上看它们不仅长得有些相像，而且都是营社会性生活的小昆虫，但白蚁和蚂蚁的亲缘关系其实比较远。蚂蚁是膜翅目昆虫，其有翅个体前翅明显大于后翅；而白蚁的有翅个体前、后翅大体相等，原来被列为等翅目。在进化史上，蚂蚁与蜜蜂较亲，而白蚁则与蟑螂相近，所以白蚁2007年被划入蟑螂家族，构成蜚蠊目下一个新科——白蚁科。

白蚁种类繁多，主要分布在热带和温带。它们除了有复杂非凡的社群关系和强盛的繁殖能力外，还有不同凡响的建筑才华和种植技术，并且与一种原生动物有着奇特的共生关系，它们是杰出的美食家、园艺家和建筑家。

古怪的美食家

在纳米比亚纳米布沙漠边缘广袤的荒漠地带中，为什么会密布着许多直径5米左右、寸草不生、犹如天女散花一般的“仙女圈”？这是长久以来人们无法解开的谜团。直到2013年，德国科学家诺贝特·于尔根斯才发现，这是大部分时间在地下过着隐秘生活的白蚁的杰作。这里的白蚁以野草为食，由于其外骨骼比蚂蚁的更柔软，脱水的风险极大，因此它们不敢离开潮湿的地下庇护所，只在巢穴附近采食野草，这样就使得附近的裸露沙地越来越大，形成了“仙女圈”。

白蚁是古怪的美食家、严格的素食主义者。它们把很多生物并不喜欢的木材、真菌和半腐烂的枝叶当美食，营养物质主要来源于纤维素和木质素。大部分动物无法直接消化吸收纤维素，但白蚁有此本事，因为它们有一位好盟友——披发虫。纤维素是地球上分布最广、最多的有机物，白蚁只要带上披发虫，几乎无论走到哪里，都有享受不尽的美食。白蚁只需嚼碎树枝草茎等富含纤维素的物质并吞入腹中，消化工作则由披发虫负责。

披发虫是一种鞭毛蟲，属于单细胞原生动物。白蚁体内的披发虫数量特别多，占到其体重的三分之一。白蚁深谙待客之道，其肠道是披发虫梦寐以求的栖身之所，这里不仅安全、温暖、舒适，而且有披发虫喜欢的缺氧环境，更有源源不断的食物供应。披发虫就像兔的盲肠中或鹿的瘤胃中的微生物一样，利用能消化木质纤维的酶，将纤维素转变为可被白蚁直接吸收利用的葡萄糖。鹿和其他反刍动物，在利用完微生物之后就将它们杀死消化，并把它们也当作富含蛋白质的营养丰富的食物，而白蚁不会“卸磨杀驴”，它们与披发虫是真正的共生关系。

如果没有披发虫，白蚁的好日子就到了尽头。有人做过实验，用40℃的温度处理白蚁，其肠道内的披发虫就会死亡，而白蚁还活着，并能继续吃植物枝叶，但是，由于没有披发虫的帮助，它们不能将其消化吸收，因此，白蚁即使吞下一大堆食物却仍然被活活饿死。这就是白蚁善待披发虫的原因。

白蚁肠道中的披发虫并非与生俱来的，而是老白蚁给小白蚁的最好礼物，常常由老白蚁将它们混合在食物中馈赠给小白蚁，这种礼物代代相传。所以，只要是同一种白蚁，不管它们生活在地球的哪一个角落，他们的肠道内都共生着同一种披发虫。原始的白蚁是如何生活的？披发虫又是如何进入白蚁的肠道内并与之共生的？迄今仍然是一个未解之谜。

古老的园艺家

并非所有的白蚁都以木头草茎为生，有些白蚁无法消化纤维素，不能从树木和野草中直接获取营养，但它们自有生存之道。有的白蚁饲养家畜——常见的是一些被称为白蚁友的甲虫，这种甲虫能分泌出白蚁喜爱的富含脂肪的美味。另一些白蚁则利用植物的枝叶种植真菌，然后以更加可口的真菌为食。

在非洲和亚洲的赤道地区耕耘农业的白蚁，有点类似于蚂蚁中的农业专家切叶蚁。虽然没有切叶蚁那么响亮的名声，但白蚁是更古老的园艺家。其工蚁建造土堆，并在土堆深处修建迷宫般的真菌菌圃。一切准备就绪后，工蚁就沿着长长的觅食隧道到土堆外面去咀嚼树木和草根，但无需消化其中的木质素和纤维素，回来时，它们的肠道里装满了咬碎的野草和木头。它们将排泄物用于建造菌圃、种植菌类，菌圃中的真菌能够利用酶消化排泄物中的纤维素和木质素。工蚁们通过打开或关闭通风口，精心调节着菌圃内部的温度和湿度，并控制着二氧化碳的含量，使菌圃内的环境非常适宜于真菌生长。它们还会耐心地将被污染的培养基连同杂菌一起从菌圃中清除干净。在工蚁们的细心呵护下，巢穴中的真菌快速生长并形成子实体。子实体肉质肥美，营养丰富，工蚁们及时采收，除了自己享用外，还用以喂养白蚁群中的其他成员。白蚁和真菌构成了一种美妙的共栖关系，它们相互依存、共同获益。真菌就像是外部的胃一样帮助白蚁消化食物，而白蚁则在封闭的菌圃中给予真菌最好的庇护。

鸡枞菌是一种香味浓郁、味道鲜美的野生菌，常常在夏秋季生长在山地之中，其假根与黑翅土白蚁的地下巢穴相连。成都市农林科学院的园艺家开展“蚁菌共生、助农增收”的农业科研，利用白蚁来人工培育鸡枞菌，让白蚁长期给人类打工，收到了良好的经济效益。

有人认为稀树草原上纤维素、木质素中的碳元素有90%是由白蚁和它们培育的真菌放归到食物链中的。因为干旱的沙漠中其他微生物很少，因此，白蚁是沙漠生态系统中重要的分解者，是它们支撑起了脆弱的沙漠生态系统，推动了生态系统的物质循环，可以这样说，如果没有白蚁，沙漠生态系统就可能崩溃。

白蚁这位园艺家不仅养活了自己，而且为其他动物提供了富含蛋白质和宝贵水分的美味。白蚁是大耳狐、土豚和许多鸟类的美食。非洲大耳狐的食物中90%是草白蚁，它们的大耳朵有利于听到白蚁在沙下的声响。外形原始、神秘怪异的土豚用前肢的利爪掘地三尺，挖掘并品尝隐藏在其中的白蚁。很多鸟类天生会搭便车，在土豚掘土时就守候在一旁，啄食土豚遗漏的白蚁。

古朴的建筑家

白蚁不仅在吃的方面有自己的高招，而且在住的方面也表现出卓越的才华，它们是动物界中最古朴的建筑大师。

最著名的蚁巢为热带草原上那些高达六七米的“白蚁丘”，虽然这些建筑没有豪华的外表、华美的装饰，但是对于身长只有几毫米的白蚁工蚁来说，这些“摩天大楼”堪称自然界的建筑奇观。白蚁的巢穴无论是建在地上还是地下，都既美观精妙，又坚固实用，可供数百万只白蚁栖息，巢中有产卵室、育婴室、通风管、粮仓以及四通八达的隧道等复杂结构。endprint

白蚁巢用料十分简单，不过是泥土、草木、唾液或分泌物的混合物，由于唾液作为黏合剂发挥了重要作用，因此蚁巢非常结实，这么坚固的建筑当然是最好的防御工事，能很好地抵御敌害——蚂蚁和食蚁兽。尽管蚂蚁能闯入白蚁巢，俘虏白蚁去喂养其幼虫，食蚁兽也能用锋利的前爪撕开白蚁巢，然后灵活地伸出带有黏液的蠕虫状长舌卷走白蚁作为美餐，但它们都极少能侵扰到蚁王蚁后，不会使白蚁亡国灭种。

白蚁巢令人惊异之处不仅在于功能复杂、高大结实，更在于其异常高明的空调系统。实际上，蚁巢更像是有生命活力的肺，其内部由一连串肺泡状的腔室与支气管状的通道相连，利用外部气压或风的变化呼气和吸气，智能地调节内部气体的混合度，并维持稳定的温度和湿度。

无论是在盛夏的正午，还是在冬夜，蚁巢中心始终保持在舒适的30℃左右。为了防止暴雨灌入巢中，有些白蚁能在巢穴顶端建立伞形的巢冠。它们还修筑连通蚁巢内外的隧道，以营造黑暗的空间和它们所需要的特殊温湿度，或者用以取得地下水来保持巢穴的湿润。正因为白蚁能建造如此复杂而舒适的地下城市，因此，无论外部环境多么恶劣，它们都能怡然自得地生活在其中。

建筑师米克·皮尔斯十分赞赏白蚁巢穴自动调节温度的功能。他模仿蚁穴内部的通风管道，利用穿墙而过的风能使建筑物完全自然通风降温，在津巴布韦首都哈拉雷建造了一座高效节能的多层仿生建筑——东门中心。

通过亿万年的自然选择白蚁进化出了建筑巢穴的全局观。它们的神经系统按照一些简单的规则进化编码，并受到信息素的控制，从而引导它们创下属于自己的建筑辉煌。哈佛大学工程师拉迪卡·纳格帕尔和她的团队受白蚁的启发，研制了一批仿生机器人。

通过观察白蚁的筑巢方式，纳格帕尔设计出一支拥有1024个微型机器人的机器人大军。这些机器人每一个只有几厘米高，但是，这些自组织机器人展现了跟白蚁一样的群体智能，并对周围环境有所感知。当这支机器人大军一起工作时，只需发出初始指令，在无人监督的情况下，它们就能亲密无间地合作完成任务，自行组成星星、字母及其他二维结构。未来，这种可彼此合作的自动化机器人或许能将人类从单调重复的工作中解放出來，并在一些危险的环境中为人类建造完整的建筑物，如水下住所、月球基地、火星基地等。

貌似脆弱不堪的白蚁，表现出强大的生存能力，是世界上最不容易被消灭的生物之一。人们很难想象，白蚁的总重量超过了人类，而且在稀树草原中渺小的白蚁消耗的植物量能占到整个草原生产量的三分之一，比庞大的象群、长颈鹿群和羚羊群的消耗量之和还要多。

正因为白蚁食性很广，食量惊人，所以也会对人类造成一定的危害。黄翅大白蚁、黑翅土白蚁等会降低甘蔗等经济作物和农作物的产量，木鼻白蚁、原白蚁等会毁坏树木，家白蚁、散白蚁等会损害建筑，土白蚁、大白蚁等甚至会使“千里之堤溃于蚁穴”。然而，90%以上的白蚁对人类、对生态系统并不构成危害。相反，不论是作为美食家、园艺家还是建筑家，白蚁对加速有机物分解、促进物质循环、净化地表、改善土壤结构、增加土壤肥力等都起着重要作用。白蚁对于生物圈而言，比人类重要得多，一旦它们消失了，地球上数万种动植物也可能随之灰飞烟灭。

【责任编辑】庞 云endprint