自然科普:螞蟻竟然是“種子傳播員”
發布時間:2023-06-29
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圖為(wei) 正在搬運鮮黃連種子的蟻群(圖片由作者提供)



大多數植物的種子都需要借助外力來進行傳(chuan) 播,在風、水、動物等幾種傳(chuan) 播媒介中,動物的傳(chuan) 播成功率是最高的。而動物中最主要的“傳(chuan) 播員”為(wei) 鳥類,因為(wei) 它們(men) 能飛,可將種子傳(chuan) 播得較遠,所以,很多植物都傾(qing) 向與(yu) 它們(men) 建立合作。但鳥類的飯量不小,且進食頻率又較高,對於(yu) 大多數木本植物來說,隻能每年“宴請”一次。於(yu) 是,它們(men) 將眼光投向了螞蟻。

螞蟻個(ge) 體(ti) 雖然小,但它們(men) 的力量從(cong) 來不是以單個(ge) 個(ge) 體(ti) 來衡量的,它們(men) 是社會(hui) 性生活群體(ti) ,一個(ge) 螞蟻家族凝聚起來的力量,可使比其大數十倍的動物都聞風喪(sang) 膽。另外,一隻螞蟻可能跑不了多遠,但地球上的螞蟻分布非常廣泛,在陸地上幾乎隨處可見。那麽(me) ,植物究竟是如何將螞蟻“發展”為(wei) 心甘情願的“種子傳(chuan) 播員”呢?


投其所好,油脂體(ti) 變成“美味”營養(yang) 包


許多植物針對螞蟻專(zhuan) 門產(chan) 生出了極富特色的種子,它們(men) 通常數量較多,個(ge) 體(ti) 較小,且會(hui) 在臍部附近形成一至兩(liang) 坨(或片)肉質的油脂體(ti) ,其富含營養(yang) ,甚至含有蟻類生長發育所必需的多種氨基酸,是螞蟻喜歡吃的食物,靠它吸引螞蟻來傳(chuan) 播種子。

植物常常用鮮豔的色彩,大多為(wei) 紅色的果實或種子,來讓鳥類發現它們(men) 的存在,但是大部分螞蟻的視力卻較差,植物該如何告訴螞蟻們(men) “上門取貨”?

螞蟻的嗅覺非常靈敏,植物就把重點轉向了化學信號,且專(zhuan) 門針對螞蟻“投其所好”。

大多數螞蟻有兩(liang) 個(ge) 喜好,一是糖類,二是蛋白和脂類,前者可用於(yu) 補充成年工蟻日常活動消耗的能量,後者是蟻後生產(chan) 和幼蟲發育所需的營養(yang) ,且在自然界中主要來源為(wei) 昆蟲,故螞蟻對於(yu) 昆蟲血淋巴(體(ti) 液)的氣味異常敏感。基於(yu) 此,植物讓油脂體(ti) 變成了一個(ge) 富含小分子蛋白和脂類的營養(yang) 包,非常適於(yu) 螞蟻幼蟲吸收和利用,且散發著誘人的昆蟲血淋巴氣味,讓螞蟻難以抗拒,一聞到就急不可待地蜂擁而來。

油脂體(ti) 為(wei) 蟻播種子所獨有,它的作用不隻是螞蟻的勞動報酬,還可用作螞蟻搬運種子的重要結構。為(wei) 了保護種子不受損傷(shang) ,蟻播種子的種皮通常較為(wei) 光滑,蟻顎不易咬住,而油脂體(ti) 則可輕易被螞蟻咬住,從(cong) 而順利實現搬運。


種皮較厚,防止咬傷(shang)


不同種類蟻播種子的油脂體(ti) 各不相同,大體(ti) 上可分為(wei) 兩(liang) 類。

一類是延伸出種子外、更加細長的把手型,方便螞蟻抓握,如鳶尾屬部分種類延伸出來的假種皮,百蕊草屬則是利用宿存的花被片作為(wei) 把手。

另一類是油脂體(ti) 表麵凹凸不平型,螞蟻的上顎放大看是有鋸齒的,剛好能很好地卡住這些凹凸的表麵,順利實現搬運。這種類別占了蟻播種子的大部分,如蟻播大族的紫堇屬以及淫羊藿屬種子等。

螞蟻啃咬油脂體(ti) 時會(hui) 咬傷(shang) 種子嗎?答案是不會(hui) ,因為(wei) 油脂體(ti) 與(yu) 種子的結合並非牢不可破,隻要螞蟻啃咬到一定位置,油脂體(ti) 就會(hui) 從(cong) 種子上脫落下來,且蟻播種子的種皮通常較厚,目的就是為(wei) 了防止被螞蟻咬傷(shang) 。

一隻蟲子被螞蟻吃掉體(ti) 液後,剩下的堅硬外骨骼是沒法再利用的,於(yu) 是就被螞蟻當作垃圾丟(diu) 出了蟻巢。由於(yu) 視力的原因,一粒種子也自始至終被螞蟻當成了一隻“蟲子”,油脂體(ti) 就是它們(men) 的“體(ti) 液”,而種子本身就是那個(ge) 啃不動的“外骨骼”,於(yu) 是被啃完油脂體(ti) 後的種子自然也被螞蟻當作垃圾丟(diu) 出了巢穴。幸好如此,不然種子發芽形成的小苗將會(hui) 破壞蟻巢結構,並耗費其中的氧氣,威脅蟻群的生存。


種子形態各異,方便搬運


既然油脂體(ti) 已被啃光,那螞蟻又怎樣將種子搬出蟻巢,丟(diu) 到垃圾堆呢?對此,植物也有考慮,它們(men) 在種子上形成了一些精巧的構造。紫堇屬的種類非常豐(feng) 富,它們(men) 的種子大小形態各異,小型種子大多比較光滑,如石生黃堇;而稍大的種子,比如紫堇的種子上就有凹點;異果黃堇或阜平黃堇的種子上,有凸起的尖齒或凹點,它們(men) 都能增加摩擦,方便搬運。

細辛屬和馬蹄香屬的種子腹麵中央,則具有一條長而寬的溝槽,油脂體(ti) 就長在裏麵,待螞蟻把油脂體(ti) 吃掉後,叼著凹槽邊緣的裙邊就能輕鬆將其丟(diu) 出蟻巢了。

在螞蟻的垃圾堆中,除了種子,還有其他的垃圾,如螞蟻的排泄物、動物屍體(ti) ,以及建築廢料——挖掘出來的土粒。種子待在這樣一個(ge) 肥力充足的地下安全室內(nei) ,一旦等到適合萌發的季節到來,便會(hui) 衝(chong) 破種皮,頂開土壤,在陽光雨露的滋養(yang) 下茁壯生長。

全世界蟻播植物約有2800多種,大部分為(wei) 多年生草本,少數為(wei) 小灌木,多出現於(yu) 貧瘠的區域,通過與(yu) 螞蟻互作,它們(men) 就順利實現了物種的繁衍。

(來源:中科院之聲;作者單位:中國科學院昆明植物研究所)




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