昆虫界的建筑师:论白蚁如何同步进行高效的逃跑行为和修复工作!

上一篇文章介绍了有关于台湾乳白蚁逃跑行为的研究,这一次我们继续介绍一种新的昆虫,不过要说全新的话,也不尽然,因为这次要介绍的依旧是一种社会性昆虫——白蚁,名为黑翅土白蚁(拉丁名:Odontotermes formosanus [Shiraki])。而且同样是与昆虫的逃跑行为有关,但其中还增加了另外的修复行为。


昆虫界的建筑师:论白蚁如何同步进行高效的逃跑行为和修复工作!

黑翅土白蚁繁殖蚁(成虫,翅膀未脱落;图片来源于网络)


昆虫界的建筑师:论白蚁如何同步进行高效的逃跑行为和修复工作!

黑翅土白蚁繁殖蚁形态特征突(成虫,翅膀未脱落;图片来源于网络)


单一的逃跑已经不能满足这种生物了,在逃跑的同时,还要进行破坏后的修复工作,真的是兢兢业业、勤勤恳恳的劳模典范啊!

在正式介绍这个研究之前,我先来简单的科普一下有关黑翅土白蚁的介绍。

有关白蚁的信息和生活习性,已经在上一篇名为“逃跑的艺术:这种昆虫的逃跑方式值得我们去学习和借鉴!”的文章中有过介绍,接下来我就着重介绍一下黑翅土白蚁的情况。

与之前介绍的低等白蚁——台湾乳白蚁不同的是,黑翅土白蚁作为高等白蚁,通过收集木材或者含有木质纤维素的物品,培养菌圃,并以菌圃中的菌丝或者代谢产物为食,因为要收集、运输食物的关系,所以修筑泥被的现象尤其明显。由于其特殊的行为习性(在黑暗的地下或树木里活动),较难在自然状态下观察其行为,这为研究其行为造成较大的困难。幸运的是,研究者们观察到黑翅土白蚁常在树干上筑造大量的泥管/泥被结构,所以开展了以下的研究。


昆虫界的建筑师:论白蚁如何同步进行高效的逃跑行为和修复工作!

白蚁在树上修筑泥管/泥被结构,并在其中活动(图片来源于网络)


为了探究黑翅土白蚁的这些行为,研究者们通过破坏树木上的泥管,给黑翅土白蚁造成一个恐慌,同时人为破坏了完好的泥管结构,使其暴露在环境中,并对受到惊扰后的黑翅土白蚁的行为反应进行了观察。

因为黑翅土白蚁需要在黑暗的环境中活动,所以当突然破坏了泥管之后,白蚁们会很快的进行逃离/撤退,并表现出特殊的规律,研究者们根据白蚁逃遁行为表现的规律,将其分为明显的三个阶段,即试探阶段(白蚁会在被破坏的泥管口附近试探徘徊,观察有没有危险)、单只白蚁的逃遁阶段(单只白蚁从上方往下方跑动)、单向的大规模逃遁阶段(成群白蚁自上而下进行逃离,并形成逃遁队列)。值得一提的是,在群体中逃跑的白蚁(单向的大规模逃遁阶段)的移动速度显著快于单个白蚁(单只白蚁的逃遁阶段),而且在整个过程中,向下跑动的白蚁数量显著多于向上移动的白蚁数量。

当然,逃跑只是一种规避危险的有效手段,关键还是要从根上解决活动通道(即泥管)被破坏的问题。对于被破坏的泥管,白蚁没有选择弃之不用,而是在较短时间(<1h)内将一段完全破坏了5cm左右的泥管进行了完整的修复,而且其修复行为也有一个明显的规律,被破坏的泥管基本上都是从下往上进行修复的。

昆虫界的建筑师:论白蚁如何同步进行高效的逃跑行为和修复工作!

白蚁整个修复过程(图片是与研究人员沟通并同意使用的,并非期刊原图,不涉及版权问题)

此外,当整个修复过程中出现白蚁的天敌(蚂蚁)时,白蚁会当即停止活动,并天敌数量和力量的强弱不同,其行为模式也会受到影响,当天敌数量和实力强悍时,白蚁会完全停止修复行为,并将泥管开口进行封闭,等危险过去之后再继续修复(研究论文中有提到,当白蚁的修复行为因为天敌的出现而停止时,短时间内并没有进行修复工作,但当第二天再去观察的时候,发现泥管已经完全被修复了)。

昆虫界的建筑师:论白蚁如何同步进行高效的逃跑行为和修复工作!

白蚁修复过程中遭遇天敌(图D,箭头处;同样不是期刊原图,不涉及版权问题)

该项研究简单但却有趣,而且非常考验研究者的耐心和观察力,因为全程观察并拍摄长达2700分钟之久,而且还要从拍摄的视频中提取各种行为,并进行分析,才能得到各种有规律的行为模式,并将黑翅土白蚁的这种同时表现出修复行为和紧急疏散行为彻底弄清楚。

参考文献:

百度百科:黑翅土白蚁;

Xiong H , Chen X , Wen Y , et al. Escaping and repairing behaviors of the termite Odontotermes formosanus (Blattodea: Termitidae) in response to disturbance[J]. Peerj, 2018, 6(e4513).


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