昆虫为了群体利益而牺牲自己的四种激烈方式

在婆罗洲的热带雨林中，生活着一种名为Colobopsis explosives的红褐色蚂蚁，它知道如何以轰然一声结束战斗。当与来自另一个蚁群的蚂蚁陷入战斗时， C. explosives工蚁会通过撕开自己并向敌人喷出有毒液体来迅速结束战斗。工蚁在执行这一强力动作时死亡，但它们的牺牲保护了蚁群的其他成员免受织工蚁等掠食者的侵害。

这不是典型的动物行为。大多数生物的行为方式都是让自己有最大的机会生存下来，并将基因传给自己的后代。C.explodens 的工蚁通过自我毁灭无法实现这两点——但它们并不是唯一这样做的昆虫。它们属于一种叫做“爆炸蚁”的昆虫群，这种蚂蚁遍布东南亚。自我牺牲的行为在许多群居昆虫中都有体现，包括其他蚂蚁、白蚁、蜜蜂和某些蚜虫。

北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校的生物学家 Olav Rueppell 表示：“失去一只小工蚁可能不会造成太大损失，但同时，阻止入侵者（比如可能摧毁整个蚁群的大型脊椎动物捕食者，或者甚至可能袭击蚁群的其他昆虫）的好处可能是巨大的。”

自我牺牲可能非常复杂，有时甚至在没有战斗的情况下也会发生。以下是昆虫为保护巢穴同伴而采取的一些最极端的举动，从自毁内脏到离开安全的巢穴独自死去。

开膛剖肚

如果你曾经被蜜蜂蛰过，你可能就经历过昆虫的自我毁灭，蜜蜂会把自己的身体撕开，把蛰针刺进你的肉里。但通常，开膛剖肚的昆虫是为了杀死其他虫子。

C. explosivens就是这种情况，这种蚂蚁也因其标志性化学武器的颜色而被称为“黄色粘液”。维也纳自然历史博物馆的昆虫学家艾丽斯·拉西尼 (Alice Laciny) 说，人们认为这些蚂蚁通过收缩肌肉直到腹部和内腺破裂并渗出粘稠液体来“爆炸”。

对于它们所对抗的掠食性蚂蚁来说，被粘液黏住是绝对致命的。如果敌人咬到有毒的粘液，它会失去对四肢的控制，并在几秒钟内死亡。否则，粘液会粘住它的关节，使这只倒霉的昆虫无法动弹。即使它死了， C.explodens的颚也不会松开对敌人身体的抓握。“然后粘液就会粘住，它的触角或腿上会挂着一只死蚂蚁，”Laciny 说。“在那种状态下，它很可能活不了多久。”

自毁并不能真正让蚁群在冲突中占据数量优势。“这并不是一对一的对抗，而是一种以牙还牙，”拉西尼说。她怀疑这种行为更多的是为了阻止污染物进入。自毁蚁似乎特别依赖雨林栖息地中的细菌和真菌，如果它们离开这个微生物群落，就会死亡。任何威胁进入它们巢穴或离它们觅食领地太近的昆虫都会携带外来孢子和细菌。

有时，人们可以看到这种亮黄色的粘稠物在蚂蚁外骨骼的板之间闪闪发光，这可能是对敌人的警告信号。“雨林里的其他昆虫似乎都知道，它们应该远离，”拉西尼说。白天，当这些挥发性蚂蚁醒着的时候，很少有昆虫愿意冒险爬上C. explosives蚁群居住的树上。

尽管研究人员几十年来一直在关注这种蚂蚁及其黄色粘液，但直到最近，拉西尼和她的同事才对该物种进行了仔细的研究，并给它起了一个科学名称，并于 4 月 19 日在《ZooKeys 》杂志上进行了报道。事实上， C.explodens是自 1935 年以来首次描述的新型爆炸蚁。

拉西尼说，部分原因是不同种类的爆炸蚁几乎无法区分，而同一蚁群的成员可能看起来完全不同。长期以来，人们一直认为C. explosivens蚁群中微小的爆炸蚁成员与其他较大的工蚁是不同的物种。这种创造不同等级的能力是群居昆虫自我牺牲如此有效的原因之一。“昆虫的身体结构非常灵活，”鲁佩尔说。这意味着一个蚁群可以投资于一些以非常特殊的方式自我毁灭的成员。

并非只有蚂蚁才会这样做。法属圭亚那的一种名为Neocapritermes taracua的白蚁工蚁随着年龄增长，在群体中的地位逐渐下降，会长出“爆炸性背包”。当这些白蚁破壳而出时，它们背上的袋子里的蓝色晶体会与唾液腺分泌物接触。Rueppell 说，通过混合两种化学物质来制造一种特别有毒的混合物，白蚁的最后行动实际上“在复杂程度上更上一层楼”。

拒绝帮助

科学家最近在撒哈拉以南非洲的马塔贝莱蚂蚁身上发现了一种完全不同的战场利他行为。这些蚂蚁以捕食白蚁而闻名，白蚁的战斗十分激烈。工蚁在袭击中失去肢体的情况并不罕见。不过，瑞士洛桑大学的进化生物学家埃里克·弗兰克说，这些伤害并不总是致命的。受伤的蚂蚁会被巢穴同伴带回家，并让同伴舔干净伤口，让它们痊愈。不久之后，它们就能像健康的蚂蚁一样快速奔跑，再次发起袭击，甚至会失去几条腿。

然而，有一天，弗兰克在科特迪瓦科莫埃国家公园不小心撞倒了一队蚂蚁，他意识到事情并非如此。当他停下车下车查看蚂蚁的情况时，弗兰克注意到了一些奇怪的事情。“在‘原爆点’，巢穴同伴正在调查所有受伤的蚂蚁，但只帮助那些仍有生存机会的蚂蚁，”弗兰克在一封电子邮件中说。后来，他把五条腿被截断的蚂蚁展示给巢穴同伴，发现这些严重受伤的工蚁很少被救起。

但这并不是因为缺乏努力。健康的蚂蚁试图提供帮助，但它们倒下的同伴拒绝合作。受伤的蚂蚁在被触碰时，不是蜷缩双腿一动不动地躺着，而是猛烈地挥动着，直到救援者放弃。换句话说，这些蚂蚁进行着一种自我分类，让救援者可以把注意力集中在其他伤势较轻的蚂蚁身上。

不过，蚂蚁实际上试图牺牲自己的可能性很小。“这不是蚂蚁有意识的决定，”弗兰克说，他在今年 2 月的《皇家学会学报 B》上报告了这一行为。通常，当蚂蚁受伤时，它会再次站起来，然后通过释放信息素呼救，并让同伴把它抱起来。当一只受了重伤的蚂蚁四处挣扎时，它可能是在一次又一次地试图站起来但失败了。“如果你能站起来，你可能伤得不太重，对蚁群来说你仍然有用，”弗兰克说。

先发制人行动

有时，即使没有迫在眉睫的危险，昆虫也会牺牲自己的生命去帮助同伴。这种情况每天晚上都会在巴西小蚁群中发生。日落时分，蚂蚁会封闭巢穴入口，留下一到八名工蚁在外面完成工作。

“被困在外面的蚂蚁并非意外牺牲品，而是故意关闭入口的策略的一部分，”科学家在《美国博物学家》上写道，他们看到这些注定要失败的蚂蚁用沙子覆盖巢穴，直到巢穴完全被遮住。随着夜幕降临，蚂蚁被阵风吹走，被其他种类的蚂蚁攻击，或者干脆走开。当早晨到来时，这些蚂蚁再也没有出现在巢穴入口附近。

鲁佩尔说，自我牺牲可能已经成为F. pusillus蚁群日常生活的一部分，因为这些蚂蚁特别容易受到攻击。F . pusillus在植物覆盖很少的裸露土壤上筑巢。更重要的是，它们生活在热带地区，那里往往爬满了各种各样的蚂蚁。蚂蚁最大的敌人通常是其他蚂蚁，这意味着F. pusillus可能不得不采取极端措施来隐藏蚁群。

这并不是昆虫为了抵御未来的威胁而牺牲自己的唯一一次。日本科学家发现，一种名为Nipponaphis monzeni的蚜虫在其家园受到威胁时会采取行动。这些虫子生活在树外部的肿块中，这种肿块被称为虫瘿；当研究人员在这些虫瘿上钻孔时，里面的蚜虫立即开始分泌体液来修复损坏。负责填补洞口的蚜虫会枯萎，至少有些会死亡。

这对虫瘿中剩下的蚜虫来说可能是一件好事。“几只蚜虫被埋在石膏中，就像‘蚜虫的牺牲品’，”科学家在《皇家学会学报 B》上报道。鲁佩尔说，埋葬的蚜虫尸体可能使修复工作更加坚固。

大多数蚜虫（包括瓢虫吃的蚜虫）都无法使用这种技巧。鲁佩尔说，它们是独居昆虫，没有共同的家园。自我牺牲对那些生活在与外界隔绝的巢穴或虫瘿中的昆虫最有效。在不那么孤立的社会中，与牺牲昆虫无关的吃白食者很容易搬进来，从牺牲昆虫的牺牲中获益。“任何利他主义系统都容易被剥削，”鲁佩尔说。

流亡

寄生虫和疾病可以在大型封闭的昆虫巢穴中肆虐。但科学家怀疑蚂蚁和蜜蜂可能有办法阻止细菌传播得太远。当这些昆虫生病时，它们会离开巢穴，流亡国外等待死亡。

在一项实验中，鲁佩尔和他的同事给蜜蜂注射了二氧化碳和羟基脲，后者是一种用于治疗镰状细胞性贫血和某些癌症的药物。“我们想让它们真的感到非常难受，”他说。经受住这种治疗的蜜蜂放弃了蜂巢，尽管它们的同伴并没有试图把它们赶出去。其他科学家发现，当石蚁因二氧化碳而生病、被真菌孢子感染或患上不明疾病时，它们会停止与巢穴同伴交往，并进入隐居状态。

科学家们并不清楚是什么促使这些昆虫开始做出必然导致其自我毁灭的行为。当昆虫进入隔离区或将自己撕成碎片时，大脑是否以及如何超越昆虫的自我保护本能仍是一个谜。“这有什么特别之处吗，还是只是正常防御行为的延续？”鲁佩尔想知道。

不过，可以肯定的是，自我牺牲的昆虫并非有意识地为了更大的利益而牺牲自己的生命。“我认为我们不能称一只牺牲自己的蚂蚁为‘好’蚂蚁，”鲁佩尔说。

在某些方面，昆虫群落更像一个单一的生物体，而不是成千上万个独立的个体。“我们体内的免疫细胞在某种程度上也是自我牺牲的，”鲁佩尔说。如果我们失去几个细胞，身体的其他部分不会在意。为确保群落生存而牺牲的工蚁也很容易被取代——但它们的牺牲并非完全无私。

昆虫群落的成员关系非常密切，工蚁通常不繁殖后代。如果昆虫可以通过牺牲自己的生命来防止蚁后和群落的其他成员被敌人或疾病消灭，那么它的一些基因就更有可能被亲属遗传。

“重要的不是个人，否则我们就不会看到这些自我牺牲的行为，”鲁佩尔说。