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wzatv:【j2开奖】六千万年前的农民 —— 真菌培植蚁 | 青言物语(4)

时间:2016-09-28 22:51来源:天下彩论坛 作者:j2开奖直播 点击:
壳多糖(chitin),真菌培植蚁碳水化合物的来源,也是真菌细胞壁的主要成分。真菌培植蚁利用唇腺产生的壳多糖酶来降解壳多糖获取营养物质。真菌培植

  壳多糖(chitin),真菌培植蚁碳水化合物的来源,也是真菌细胞壁的主要成分。真菌培植蚁利用唇腺产生的壳多糖酶来降解壳多糖获取营养物质。真菌培植蚁基因组与真菌基因组的互相比较呈现,壳多糖相关基因在这两个队友之间一开始就开展着竞赛式的平行演化历史:真菌的壳多糖合成酶和蚂蚁的壳多糖降解酶分别同时受到了强烈的正选择,驯化真菌不断增强壳多糖的合成能力,而切叶蚁不断增强壳多糖的降解能力。互利共生关系进一步得到加强。

  就这样,真菌依赖切叶蚁的绿植培养基和悉心照顾,切叶蚁需要真菌提供的菌球丝来喂养自己。这个不亚于人类农业社会的互利共生农业模式存在了2000万年,不仅拥有良好的通风系统,排污系统和病虫防御系统,还拥有工业化生产的规模,精细优化的种植品种,明确到位的社会分工,井然有序的生产流程。

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  切叶蚁的地下城市

  农业社会初期建立起来的定居模式与高作物产量极大地推进了人类文明的发展。在狩猎-采集时代,由于经常迁徙难以同时照顾多个不能自行行走的婴幼儿,人类的生育间隔为4年左右;农耕时代,稳定的居住模式使生育间隔缩短为2年左右。另外,在农耕时代人类90%的食物来源于农田和牧场所生产的动植物,远比狩猎-采集时代自然界食物来得充沛。丰富、稳定的粮食产量和定居模式使人类的人口一直增长且持续至今。

  拥有高效率作物和丰富培植来源的切叶蚁,也发展出巨大的种群数目和庞大的地下城市。在美洲的热带雨林中,搬运树叶的切叶蚁群会组成一行行快速“行走的绿叶”,极其引人注意。当一群外出探索的切叶蚁发现一片适宜的新鲜植株,它们便会张开锋锐的口器,切下叶子,运往巢穴——处在地下的神秘城市。而被驯化的真菌不仅是切叶蚁的食物,也是构筑这庞大地下城市的原始材料。在这大规模工业化真菌培植系统的支撑下,切叶蚁建立拥有数百万个体的母系家族:母亲专注产卵,女儿们分工协作,在生物本能的驱使下,个体应激性地对环境做出反应。一群具有完全自主能力的个体交织组成庞大且复杂的社会。切叶蚁的大规模农业社会,正如人类农业社会体系一样,发展出独特且精细的社会分工和完善的卫生、免疫体系。

  

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  切叶蚁的活跃范围。(图片来源:Ant Genera of the World (; Guénard, B., M.D. Weiser, and R.R. Dunn. 2010)

  精细的社会分工

  蚂蚁的性别决定机制与人类不同。它们的性别是由染色体的倍性来决定的:未受精的卵子发育成雄性(单倍体),受精卵发育成雌性(二倍体)。这一独特的性别决定机制使得蚂蚁姐妹之间的染色体有高达75%的几率是相同的(50%完全相同的父源染色体 + 25%母源相同性)。因此,部分雌蚁愿意放弃生育,成为工蚁,在巢内为家族服务,照顾新产下的幼虫;而雌蚁中少部分具有繁殖能力的生殖蚁(gyne)来延续整个蚁群基因。虽然社会性昆虫都具有生殖蚁和工蚁的分工,相较于其他真菌培植蚁,切叶蚁具有更加精细化的社会分工。伴随大规模工业化农业生产的形成,工蚁又进一步发展形成了多个不同的工种。

  小型的工蚁适合待在地下农场,灵活地穿梭于一个个真菌小巢,给真菌喂食、照顾幼虫、将蛹搬入真菌小巢。而中型、大型切叶蚁负责外出寻找植物源、切割树叶、搬运树叶。它们手脚比小型工蚁长,口器也更大些,能够快速移动、高效切割,也能更好地保护自己。有些切叶蚁还有兵蚁,它们的上颚口器能轻易切开皮革,它们会在洞口守卫,保护专心繁育后代的蚁后、成长中的幼虫、蛹、工蚁和真菌农场。

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  切叶蚁的不同形态与分工:左侧最小的在巢内是负责照顾卵、蛹与真菌的工蚁;左侧稍大些的是负责在外采集新鲜叶子和基本防御的工蚁;大脑袋的(右侧数第三只)是典型的兵蚁;最大的两只是蚁后(婚飞时带翅膀) 。(图片来源: )

  有一部分年长的工蚁,承担着管理农场垃圾的职责。这是一份高风险工作,需要凭借丰富的“生活经验”,定期将可能带有致病微生物的“垃圾”(枯旧的树叶、切叶蚁尸体、死亡的真菌等)搬离真菌农场,统一放置在偏远的垃圾堆里,并负责翻动垃圾、促进垃圾分解。这些年长的工蚁一旦开始这项工作,就意味着必须与蚁巢的核心区域保持隔离。因为它们随时可能被感染,为了确保家族中其它重要成员如蚁后、卵、幼虫、蛹和年轻工蚁的健康,它们会自动把自己隔离。

  完善的农场与立体的病虫害防御系统

(责任编辑:本港台直播)
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