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△ 來源：pixabay

一群小螞蟻如何影響當(dāng)?shù)氐臉淠?、大象、獅子、斑馬和水牛。

你或許聽說過大象害怕小老鼠的故事。很可惜，這是個(gè)謠言。

然而，最近發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上的一篇研究表明，小小的螞蟻可以徹底擾亂獅子的生活。這是怎么回事呢？

01

默契的合作者

在橫亙東非數(shù)萬至數(shù)十萬平方千米的范圍內(nèi)，鐮莢金合歡（Vachellia drepanolobium）幾乎是這里唯一的樹種。之所以得名“鐮莢”，是因?yàn)樗那v果彎彎的，像火紅的鐮刀。

鐮莢金合歡的另一特殊之處在于，它全身布滿尖刺，其中一些尖刺的基部會(huì)膨大成中空的球。這種特殊結(jié)構(gòu)成了許多螞蟻的庇護(hù)所，它們會(huì)在這些球上制造出入的洞口，然后鉆入其中。

當(dāng)風(fēng)吹過帶洞的空球，鐮莢金合歡便發(fā)出了哨子般的響聲。因此，也有人會(huì)叫它“哨刺金合歡”（whistling-thorn tree）。

△ 鐮莢金合歡（來源：Ninara, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons）

鐮莢金合歡小球內(nèi)的居民主要是當(dāng)?shù)氐囊恍?strong>舉腹蟻（Crematogaster），它們?cè)诩议T口就可以享用自助餐——鐮莢金合歡下部葉柄處分布的花外蜜腺。

然而，舉腹蟻賴以生存的家園，卻是許多當(dāng)?shù)仄渌鼊?dòng)物的食物，特別是努比亞長(zhǎng)頸鹿（Giraffa camelopardalis）和非洲草原象（Loxodonta africana）等大型食草動(dòng)物——它們都以鐮莢金合歡為食。

舉腹蟻?zhàn)匀徊荒苋淌茏约旱拿利惣覉@遭受啃食，因此，當(dāng)大象前來覓食時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常的舉腹蟻會(huì)立刻釋放刺鼻的揮發(fā)性信息素（pheromone），通知伙伴們威脅來臨。

接收到信號(hào)的工蟻會(huì)迅速集結(jié)，奔赴大象口鼻的粘膜處，瘋狂地狠咬，同時(shí)釋放蟻酸。數(shù)十甚至上百只螞蟻的圍攻令大象疼痛不已，只能悻悻而歸。

就這樣，舉腹蟻和鐮莢金合歡之間形成了一種良好的互利共生關(guān)系。大象也在這一過程中學(xué)會(huì)了自我保護(hù)：它們會(huì)首先用鼻子輕嗅（也許是聞信息素），判斷居住在鐮莢金合歡中的螞蟻種類和密度，再?zèng)Q定是否下嘴。

因此，那些最兇狠、密度最高的螞蟻所居住的鐮莢金合歡得到了最好的保護(hù)，得以在稀樹草原留存下來。

△ 大象在食用鐮莢金合歡之前會(huì)輕嗅

02

褐大頭蟻的入侵

然而，2000年代初期以來，這種互利共贏的平靜生活被打破了，一群不知從何而來（但很可能與人類和貨物的全球流通有關(guān)）的褐大頭蟻（Pheidole megacephala）入侵了肯尼亞中部萊基皮亞郡（Laikipia）的稀樹草原。

作為世界上最可怕的入侵物種之一，褐大頭蟻給舉腹蟻帶來了滅頂之災(zāi)。巨大的褐大頭蟻群落不僅會(huì)殺死成年的舉腹蟻，還會(huì)吃掉舉腹蟻的卵、幼蟲和蛹。

在短短十年內(nèi)，褐大頭蟻幾乎消滅了這一區(qū)域所有寄生在鐮莢金合歡上的舉腹蟻。然而，與舉腹蟻不同的是，褐大頭蟻并不會(huì)與鐮莢金合歡建立互利共生的關(guān)系。它們生活在地下，也不會(huì)主動(dòng)地攻擊大型動(dòng)物。

因此，鐮莢金合歡、舉腹蟻和大象三者間的平衡被打破了，大量鐮莢金合歡遭受大象啃食，數(shù)量迅速減少。

數(shù)據(jù)顯示，在褐大頭蟻入侵的區(qū)域，大象啃食和撞倒鐮莢金合歡的速度是未被侵入地區(qū)的5～7倍。

△ 未被褐大頭蟻入侵（上圖）和被入侵（下圖）的稀樹草原

03

被迫改變的獅子

然而，褐大頭蟻的入侵不僅改變了舉腹蟻和大象的生活，還掀起了更大的一場(chǎng)風(fēng)浪。曾經(jīng)廣布的鐮莢金合歡不僅庇護(hù)了舉腹蟻，更是許多動(dòng)物的掩體。

例如，獅子在伏擊平原斑馬（Equus quagga）等獵物前，常常需要隱藏在這些鐮莢金合歡中，細(xì)細(xì)觀察，而后猛然襲擊。

來自美國(guó)懷俄明大學(xué)（University of Wyoming）的研究人員在這里進(jìn)行了為期3年的研究，他們發(fā)現(xiàn)，未被褐大頭蟻入侵的區(qū)域的平均能見度為18米，而被入侵區(qū)域的平均能見度則達(dá)到了48米，增加了2.67倍。

研究人員推測(cè)，這種掩體的消失很可能會(huì)影響?yīng){子捕食。

結(jié)果的確如此。褐大頭蟻的入侵增加了區(qū)域的能見度，而區(qū)域能見度越高，斑馬被獅子捕食的可能性就越低。

與褐大頭蟻入侵的區(qū)域相比，未被褐大頭蟻入侵區(qū)域的斑馬死亡率高出了2.87倍。從2000年到2020年，被獅子獵殺的斑馬的比例已經(jīng)從每年67%下降到了每年42%。

△ 年輕的雌獅（左）和雄獅（右）在未被褐大頭蟻入侵的稀樹草原中跟蹤獵物（來源：Victoria Zero）

既然難以捕食，這些獅子是否會(huì)因在空曠的區(qū)域找不到食物，而遷移到未被褐大頭蟻入侵的區(qū)域去呢？

奇怪的是，研究人員并沒有發(fā)現(xiàn)這種跡象，獅子在這兩種區(qū)域的活動(dòng)程度似乎不相上下。

更奇怪的是，在過去十幾年中，此處獅子的數(shù)量也并未因褐大頭蟻的入侵而減少。

研究人員猜測(cè)，既然獅子在這里成功捕食斑馬的可能性大大降低，種群數(shù)量卻沒有減少，那么它們一定有其他的某種方式補(bǔ)充了食物來源。

研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著鐮莢金合歡的覆蓋率逐年降低，斑馬的年死亡率逐年降低，被獅子獵殺的非洲水牛（Syncerus caffer，另一種常被獅子獵殺的有蹄類野生動(dòng)物）的比例開始逐年上升，直接從2000年的0%躍升至2020年的42%。

通常而言，像獅子這樣的大型哺乳動(dòng)物不太會(huì)更換獵物，從斑馬轉(zhuǎn)向水牛這樣危險(xiǎn)的動(dòng)物更是少見。

例如，在非洲的另外一些地方，較大的獅群會(huì)集體參與水牛捕殺，但當(dāng)斑馬數(shù)量較多時(shí)，它們?nèi)匀粫?huì)選擇捕食斑馬。

它們這次被迫更換捕食目標(biāo)則說明，小小螞蟻的入侵發(fā)揮了巨大的力量，改變了非洲稀樹草原多種大型動(dòng)物的命運(yùn)。

△ 褐大頭蟻的入侵導(dǎo)致獅子從捕食斑馬轉(zhuǎn)向了捕食水牛

過去，人們往往更看重食物鏈頂端的捕食者，認(rèn)為這些物種消失后，可能對(duì)當(dāng)?shù)氐氖澄镦満褪澄锞W(wǎng)造成巨大影響，例如可能令被捕食者的數(shù)量和行為發(fā)生改變，并引起進(jìn)一步的變化。

然而，這項(xiàng)新的研究向我們揭示了食物鏈中那些營(yíng)養(yǎng)級(jí)較低的生物所扮演的重要角色：它們未必按照捕食和被捕食的關(guān)系層層影響物種的數(shù)量，還可能用另外一種非營(yíng)養(yǎng)相互作用的方式影響頂級(jí)的捕食者。

可不要小瞧小螞蟻喲～

本文來自微信公眾號(hào)“環(huán)球科學(xué)”（id：huanqiukexue），如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系 newmedia@huanqiukexue.com

撰文：黃雨佳｜審校：冬鳶

參考資料：

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Vachellia_drepanolobium

[2] https://www.cambridge.org/core/books/antplant-interactions/integrating-ecological-complexity-into-our-understanding-of-antplant-mutualism-antacacia-interactions-in-african-savannas/30FD8E041CB27D8B8BF90236923A3274

[3] https://www.eurekalert.org/news-releases/1031603

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Pheidole_megacephala

[5] https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg1464

[6] https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn3484