双刺猛蚁:通过毁损来调节生殖

在猛蚁生物周期的奇异世界中,有一种无蚁后的猛蚁种类——双刺猛蚁尤为引人注目。在迄今为止人们所研究的大多数的双刺猛蚁的种类中,工蚁的交配和生殖优势是通过同巢伙伴之间独特的竞争关系来调节的。所有的工蚁从茧中孵化出来时都有一双小的棒状的胸肢——胞芽(gemmae)(图8—13)。每个族群由多达300只工蚁组成,但是只有一个个体可以保持其胞芽的完整,其他所有的工蚁的胞芽都被截去。保留其胞芽功能的个体就作为该族群的有性工蚁。当年幼工蚁的胞芽一出现,有性工蚁和它的已截肢的伙伴就一起立刻将其剪去。被剥夺胞芽后,工蚁就丧失了其交配和争斗的动力,成为非生殖性的辅助者。

胞芽由感觉毛覆盖,这些感觉毛可能是机械性刺激感受器。产生于这些感觉毛的感觉传入神经广泛分布在连接三个胸神经节以及食管下和第二腹部神经中枢的网络中。胞芽的毁损无疑引起了控制行为(如由好斗转化为胆小行为)的中枢神经系统的生理和形态上的变化。同时,胞芽富含外分泌腺。虽然这些腺体的功能还不为人知,但是它们似乎很可能可以分泌诱导毁损过程的化学信息素。

当一个族群中缺乏有性工蚁时,通常该族群成为孤儿族群之后,第一个出现的个体不会被毁损胞芽,它于是成为行为上的优势族群成员,随后所有从茧中孵化出来的姐妹都将被除去胞芽。然而,只有在交尾之后,这只优势工蚁才能在功能上作为有性工蚁。7到9天之后它离开巢穴,在外面开始一种特别的求偶行为。它低下头和胸部,使自己的柄后腹弯曲成拱形,沿着柄后腹的胸侧和背侧面摩擦自己后足的胫骨(图8—13)。这个行为可以释放求偶信息素。实验证明大多数吸引雄性的化合物都来自后胸胫节腺。当一只雄性双刺猛蚁遇到正在求偶的雌蚁时,雄蚁就会从后面接近雌蚁,用触角碰触雌蚁的胸部和柄后腹。如果雌蚁走掉,就紧紧跟着雌蚁。最后,成功地骑跨并与雌蚁交尾。和子弹蚁的野蛮行为一样,雌性双刺猛蚁返回巢穴,拖曳着与之连在一起的已经动弹不得的雄蚁。巢内的工蚁随后攻击这只雄蚁,咬掉它的头部和胸部,留下黏着的柄后腹部分。这些残留的部分会保留一到两天,直到最后被工蚁或有性工蚁自己清除掉。