「我在中研院養螞蟻」王忠信與他的紅火蟻大軍

by:徽徽
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本文經授權轉載自友站研之有物文/ 歐宇甜 美術編輯|林洵安 

在中研院,有一間神秘的實驗室,飼養的生物數量達到百萬級!莫驚莫慌莫害怕,這是生物多樣性研究中心王忠信副研究員的「螞蟻房」,用來飼養、觀察入侵紅火蟻 (以下簡稱紅火蟻),以研究紅火蟻的超級基因,尋找防治解方。但但但......這麼龐大的螞蟻軍團,是從哪裡找來的?牠們要住在哪裡?平常吃什麼、伙食費會不會爆表?聽說在實驗室的處女蟻后會因為「環境」不對,拒絕雄蟻求愛哩。一起來瞧瞧!

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王忠信副研究員與他的千軍萬「螞」。

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Q:天啊!這裡有數以萬計的紅火蟻,從哪裡找來的呢?

A:這些紅火蟻都是從野外採集來的。只要有人通報哪裡出現紅火蟻,我們就會組隊過去採集,每次大約五、六個人一組。

紅火蟻主要出現在農地、還沒蓋的建築工地、公園、高爾夫球場等地,人們將樹木、落葉都清除乾淨,開闊的地面剛好是紅火蟻喜歡的築巢點。凸起的蟻丘高度可達一公尺,並可往下延伸十幾公尺,天冷乾旱時紅火蟻會往暖溼的地底移動,成熟的巢穴可能多達 20~50 萬隻紅火蟻!

不過,我們也不是哪裡都去,多半是去固定幾個地區,像是桃園和新莊一帶。而且一收到通報就要動身「搶收」紅火蟻,不然巢穴很快會被施藥,那就抓不到了。

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中研院的神秘螞蟻房。2010 年,演化遺傳學家王忠信從國外回到台灣中研院,研究入侵紅火蟻的超級基因。為了近距離觀察紅火蟻,他向中研院申請設立這間院區內最特別的螞蟻房。

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Q:可是紅火蟻天生脾氣暴,怎麼採集呢?要穿防護裝備嗎?

A:當然要! (滴汗) 紅火蟻喜歡順著垂直的物體攀爬,比方說……人腿。所以採集前,必須穿著長筒雨靴等防護設備,上面撒上滑滑的痱子粉,讓紅火蟻爬不上來。

找到紅火蟻巢穴後,立刻用鏟子挖到水桶裡,動作必須迅雷不及掩耳,以免受到驚嚇的蟻后有機會逃跑。

下一個問題是:怎麼把巢內的紅火蟻逼出來?這要說到紅火蟻有個神奇的本領:蟻筏。

在紅火蟻的故鄉——南美亞馬遜雨林,每年都有雨季、洪水氾濫,大水淹沒紅火蟻巢穴。

為了活命,紅火蟻會用大顎咬住彼此的腳,組成一顆球狀或筏狀,把蟻后和卵、幼蟲放在「球」中間保護,稱為「蟻筏」。一般螞蟻遇水會淹死,但紅火蟻體表防水,可以藉著蟻筏在水面漂流,等待時機重新登陸。所以在美國,每當颶風一來、淹水時,人們還得注意水面是否漂著蟻筏,免得慘遭「蟻吻」呢。

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紅火蟻的蟻筏。把紅火蟻丟入水中,牠們會用大顎咬住彼此的腳,組成一個球狀或筏狀物,把蟻后和卵、幼蟲放在「球」中間保護,稱為「蟻筏」。

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紅火蟻這個有趣的特性,提供科學家誘出巢中紅火蟻的靈感。方法是:拿寶特瓶裝水,對著裝了蟻巢的水桶緩緩滴水,模擬下雨、淹水,紅火蟻就會傾巢而出,自動在水面聚成一團蟻筏,如此就能輕鬆抓出整巢的紅火蟻。

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Q:把紅火蟻抓回來後,要讓牠們住哪裡?吃什麼?紅火蟻不會逃跑嗎?

A:我們準備了大型的塑膠盒,裡面放紅火蟻的人工巢穴,盒子內壁塗上Fluon®(氟龍),這種物質非常滑,讓紅火蟻爬不出來。

人工巢穴是石膏做的,紅火蟻喜歡潮溼的環境,石膏可吸水、維持溼度,有時會再放幾塊溼海綿,讓牠們住的更舒適。

餐點方面,我們會餵蟑螂、蟋蟀或麵包蟲,有時也有水煮蛋。你們一進來聞到的「奇妙」味道,嗯,就是這些「食材」發出來的……

我們通常週一、三、五各餵食一次,每巢給約一湯匙份量的食物,並用小玻璃管裝水,管口塞棉花,讓紅火蟻可以喝水。

不過紅火蟻的食量很大,有時蟻后又生太多、一個盒子可多達十萬隻,就必須清掉一些,免得伙食開銷太大,實驗室被吃垮……

Q:螞蟻房裡有養單蟻后巢、也有多蟻后巢嗎?怎麼分辨兩者的不同呢?

A:有的有的!翻開石膏人工巢穴,可以看到:

在單蟻后巢,工蟻會給唯一的蟻后多一點空間,所以蟻后的周圍會淨空一圈,很容易觀察到蟻后在哪裡。

但在多蟻后巢,可能蟻后比較多,工蟻不會留給每隻蟻后空間,蟻后就跟大家擠在一起生活,仔細觀察才能找到蟻后。

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單蟻后巢的蟻后 (黃色圈圈內),工蟻會讓出空間,使周圍淨空一圈。

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多蟻后巢穴的蟻后 (黃色圈圈內) 跟大家混在一起,仔細觀察才能找到蟻后。

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另外,科學家也發現,單、多蟻后的消長跟居住空間變化有關。

在亞馬遜雨林,雨季大水消退後,河流兩旁土地淨空,這時紅火蟻的單蟻后會搶先飛來,占據領域築巢並繁衍後代,族群比較興盛。

當紅火蟻越來越多、空間變擠,反而換成多蟻后族群比較興盛。推測原因,可能是多蟻后巢能容納多隻蟻后、節省生存空間,所以在棲地不夠時,族群比較容易繁衍。

不過,等到下一次雨季,大水再次氾濫、消退,又會換成單蟻后族群強勢登場……兩者的族群消長呈現周期性循環,非常有趣。

Q:在實驗室的處女蟻后和雄蟻會不會交配,誕生新的族群?

A:紅火蟻要成功交配,必須經歷一個「婚飛」的過程。在春、夏繁殖期,有翅的雄蟻與處女蟻后會飛到巢外交配,之後蟻后再找適合地點建立新巢。

螞蟻房也有雄蟻和處女蟻后,牠們有時會飛到盒子外。我們試過將雄蟻跟處女蟻后黏在小棍子、夾在鑷子上,進行人工配對。

結果發現:雄蟻想和處女蟻后交配,但處女蟻后會拒絕雄蟻,所以至今還沒有配對成功……推測原因可能是溫度、濕度等條件不對 。總之,目前還沒辦法在實驗室繁衍新的族群。

Q:除了入侵紅火蟻,螞蟻房還有養其他螞蟻嗎?

A:哈哈,大家出野外若發現其他種類的螞蟻,也會帶回來當「寵物」養,像我們也飼養熱帶火蟻。

熱帶火蟻和入侵紅火蟻是近親,推測在西班牙航海貿易時期被帶入,喜歡炎熱環境,主要分布在南部,目前與入侵紅火蟻各自稱霸南、北台灣。

熱帶火蟻和入侵紅火蟻的外型非常相似,但有一種頭部特別大、大顎發達的兵蟻,主要擔任守衛工作;牠們喜歡吃種子,肌肉發達的大顎適合咬破種子。

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熱帶火蟻有大頭兵蟻,入侵紅火蟻沒有兵蟻,只有工蟻,可用來區別兩種火蟻。 

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入侵紅火蟻則有各種體型大小的工蟻,有的大些、有些小些,大家什麼工作都要做,並沒有擔任守衛的兵蟻。因此,觀察巢裡有沒有大頭兵蟻,就知道是哪種火蟻了。

說到熱帶火蟻,還有一點跟防治工作有關!目前入侵紅火蟻只在北部,但牠們比熱帶火蟻更強悍,如果沒有控制住,將來紅火蟻的地盤可能會朝南部擴張。

走出螞蟻房……

門口有張告示:「若您發現螞蟻在外煩請聯絡XXX……」呼呼,看來養螞蟻也是操碎了心,不但要置辦住屋、定期餵食、操心婚飛,還要擔心牠們離家出走。

想知道王忠信助研究員在這群螞蟻軍團,找到了什麼重大的研究成果?不要錯過這一篇〈人蟻大戰出奇招:破解紅火蟻超級基因,誘騙工蟻暗殺蟻后〉。

上線時間:2019/08/17
增修時間:2019/08/20  修正圖說
 

【研之有物】延伸閱讀:
01 人蟻大戰出奇招:破解紅火蟻超級基因,誘騙工蟻暗殺蟻后
02 王忠信個人網頁
03 國家紅火蟻防治中心

延伸閱讀:《螞蟻都很勤勞?研究告訴你真相並不是這樣
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