中華紅林蟻（學(xué)名：Formica sinensis）是節(jié)肢動物門、昆蟲綱、膜翅目的一種社會性昆蟲，具有明顯的領(lǐng)域占領(lǐng)現(xiàn)象。該螞蟻分布于海拔較高的針葉林或針闊葉混交林中，具有掘土筑巢的習(xí)性，巢凸出于地面。中華紅林蟻的社會性生活中，成蟲有4個品級：大型工蟻、小型工蟻、蟻后和雄蟻。每個成熟蟻巢中有2~4個蟻后，形成多蟻后社群結(jié)構(gòu)。夏季蟻巢中同時存在卵、幼蟲、蛹和成蟲，但只有工蟻和蟻后休眠越冬。對中華紅林蟻的各個蟲態(tài)和品級進(jìn)行了形態(tài)描述和測定，并記述了工蟻的覓食、建巢及清巢、防御與進(jìn)攻等行為習(xí)性。首次發(fā)現(xiàn)雄蟻具有明顯的護(hù)巢行為。同時，在工蟻的外出活動中，標(biāo)記信息素的作用不是很明顯。
詳細(xì)介紹
大型工蟻 TL7.20 ±0.70,體粗壯, 具光澤, 體紅色至褐紅色, 后腹部黑褐色至黑色,覆黃色絨毛及立毛。但頭部立毛較少, 而且, 主要分布在頭的腹面及后頭緣。頭寬扁, 上部寬, 下部略窄, 后頭緣幾乎平直。唇基前緣圓, 具疏密不等的立毛，中脊不明顯。上顎具8 齒, 端部第四齒比第三齒大且長, 具細(xì)刻線。上顎內(nèi)外側(cè)、下顎的外顎葉及下顎須、下唇須上均具黃色長毛。觸角窩靠近唇基后緣。觸角鞭節(jié)11 節(jié); 柄節(jié)較長, 約1/3 長度超出后頭角; 觸角上無立毛。胸部窄于頭部。前胸背板和并胸腹節(jié)背側(cè)立毛較多, 中胸背板上立毛少。后胸氣門圓形, 并胸腹節(jié)氣門橢圓形。結(jié)節(jié)為薄鱗片狀, 上緣圓形, 有少量立毛。后腹部背板黑褐色至黑色, 腹板紅褐色；具較多立毛, 末端毛更多, 但各節(jié)交界處光亮。足紅褐色, 基節(jié)、腿節(jié)基半部及脛節(jié)黑褐色; 基節(jié)粗大; 各足脛節(jié)末端具細(xì)長的距; 足被黃毛。
小型工蟻TL6. 03± 0.06，外形與大型工蟻相似, 但個體較小, 顏色較淺, 黃褐色至褐紅色, 腹部紅褐色至黑褐色。頭較狹長。全身立毛較少。
蟻后 TL9.70±0.52，外形似工蟻, 但比工蟻大, 且粗壯, 被毛較少。中胸背板大, 黑褐色至黑色, 有 凵型溝; 前胸背板有少許立毛; 并胸腹節(jié)背面較平, 背面無立毛, 側(cè)面有立毛。結(jié)節(jié)較工蟻薄, 頂部無立毛, 側(cè)面有少許立毛。后腹部大，黑色。
雄蟻 TL9.77±0.67，體粗壯; 全黑色, 有立毛, 且密而多, 僅足橙黃色, 跗節(jié)末端色深。頭較工蟻和蟻后都小, 頭比較大。觸角鞭節(jié)13 節(jié), 細(xì)長; 柄節(jié)約有1/2 長度超出后頭角。上顎小, 僅具3 齒。中胸背板大, 背面有一型溝; 并胸腹節(jié)背面平。后腹部可見6 節(jié), 圓筒形, 兩側(cè)及外生殖器上有豐富的白色細(xì)長毛, 外生殖器紅黃色。
蛹 黃白色, 橢圓形。大小為2.0 mm ×6.0 mm 左右。
幼蟲 白色, 形。頭部小, 腹部大。初孵幼蟲略大于卵。
卵 白色, 長橢圓形, 大小為0.8 mm ×1.5 mm 左右。
分布：中國( 北京市、甘肅省、河南省、寧夏、陜西省、四川省、重慶市、云南省、山西省、河北省、青海省) 。
生境選擇
中華紅林蟻為社會性昆蟲，營社群生活, 具有掘土筑巢的習(xí)性, 并且巢凸出于地面。蟻巢分布在海拔相對較高的林區(qū), 在百花山主要分布在1 200~ 1 500 m 的針葉林或針闊葉混交林中, 在小龍門林場主要分布在1 100~ 1 200 m 的針闊葉混交林中。
蟻巢的結(jié)構(gòu)
蟻巢分地下和地上兩部分, 主體在地下, 通常巢穴在地面的直徑越大,地下部分也就越深。地上部分大多呈圓頂狀或圓錐狀。若在較陡的山坡上筑巢, 則呈長條狀，但頂部還是圓錐狀。巢地上部分由松針、干枯的細(xì)小樹枝、碎葉片及松土混合在一起, 很疏松。巢面上有許多小孔洞, 與巢內(nèi)廊道相連, 是工蟻外出覓食和活動的進(jìn)出通道。巢中沒有明顯的主通道, 而外周通道大多是盤旋走勢, 只有巢頂部正中的通道是直接向下的。巢地下部分的土質(zhì)不如地上部分疏松, 而且土壤較濕潤, 有很強的蟻酸味。巢內(nèi)有多個室, 是工蟻相對較集中的地方。此外, 還有專門的食物貯存室。巢的最深處, 土壤相對比較干燥, 發(fā)現(xiàn)有小型工蟻、卵、幼蟲、蛹和蟻后。這是巢的核心處, 也是巢穴最安全的地方。蟻巢通常依勢而立, 大多選擇有牢固支撐物的地方建巢, 如在大石塊、樹樁或掉落的大樹枝下面, 這樣, 巢在山坡上才比較堅固。成熟蟻巢較大, 蟻丘底部直徑1~ 2m, 整個地下巢深也在1 m 以上。非成熟蟻巢都比較小, 蟻丘很矮, 蟻巢結(jié)構(gòu)層次不分明, 巢中都只找到大型工蟻, 沒有其它蟲態(tài)和品級。
社群結(jié)構(gòu)
中華紅林蟻屬完全變態(tài), 有卵、幼蟲、蛹和成蟲4 個蟲態(tài)。成蟲在形態(tài)學(xué)上基本上可以分為大型工蟻、小型工蟻、雄蟻和蟻后4 個品級( castes) 。工蟻是不育的雌性個體，它們完成社群中幾乎所有的工作: 覓食、筑巢、防御、以及照顧蟻后和幼體。通常外出活動和防御由大型工蟻承擔(dān), 小型工蟻在巢內(nèi)負(fù)責(zé)照顧和喂養(yǎng)幼蟲。蟻后負(fù)責(zé)產(chǎn)卵, 繁育后代。雄蟻負(fù)責(zé)與蟻后交配。觀察顯示在每個成熟蟻巢中有蟻后2~ 4 個, 因此, 中華紅林蟻為多蟻后社群。中華紅林蟻巢穴之間的距離差異很大，從不到1 m, 至幾十米遠(yuǎn)。巢穴之間相距很近，說明它們社群之間的爭斗不明顯, 因此, 它們可能進(jìn)一步形成超社群( supercolony) 結(jié)構(gòu)。
食物與覓食行為
食物的搜尋和采集由工蟻來完成。工蟻在以巢為中心,半徑約25m 的范圍內(nèi)覓食。當(dāng)發(fā)現(xiàn)較小的無脊椎動物時,它們就會通過撕咬和釋放甲酸來制服獵物。若遇到大的獵物時,則通過周圍同伴的協(xié)助將獵物拖回巢中。中華紅林蟻為雜食性昆蟲,主要捕獲地面上的中小型昆蟲。作者將網(wǎng)捕到的各種昆蟲置于覓食范圍內(nèi),工蟻均將其拖回巢內(nèi)。在蟻巢內(nèi)的食物貯存室中顯示,主要食物有各種中小型昆蟲,如: 蜂、蠅、甲蟲、蝽象、蝗蝻、鱗翅目幼蟲及蛹等,以及一些其他的無脊椎動物,如蜘蛛,倍足綱,蚯蚓,等等。此外,還有一些植物果實,如核桃秋,松果等。
標(biāo)記信息素的重要性
很多螞蟻都形成很明顯的蟻道, 以很整齊的隊列行進(jìn)。然而，觀察發(fā)現(xiàn), 中華紅林蟻沒有形成特定的蟻道, 工蟻外出活動是以蟻巢為中心, 向四周輻射。設(shè)點將工蟻回巢途中表層土刮去, 觀察顯示工蟻能順利通過中斷區(qū)域, 按既定方向回巢。這說明標(biāo)記信息素對于中華紅林蟻來說作用并不明顯。
筑巢、清巢行為
除覓食以外, 工蟻還主要負(fù)責(zé)搜尋和收集筑巢材料, 用于蟻巢的建造和維護(hù)。研究時作者觀察到, 大量的大型工蟻不停地向蟻丘的上部搬運斷裂的小枝和碎枯葉。此外, 工蟻還會從蟻丘上搬除其它人為干擾的物質(zhì), 如雞蛋殼等。當(dāng)蟻巢受到破壞后, 工蟻都會停止覓食, 進(jìn)行蟻巢的修復(fù)。觀察顯示，被作者破壞的蟻巢, 在經(jīng)過1 個晚上后, 巢表面上就已經(jīng)覆蓋了一層新的細(xì)小樹枝和碎葉。同時, 工蟻還負(fù)責(zé)清潔巢穴的工作。作者觀察到，工蟻將嚴(yán)重受傷即將死亡的或已死的同巢個體搬出蟻巢外, 丟棄在離巢2~ 3 m 的地方。
護(hù)巢、進(jìn)攻與防御
中華紅林蟻具有明顯的領(lǐng)域占領(lǐng)現(xiàn)象, 在其分布區(qū)域內(nèi), 幾乎沒有其它的螞蟻種類存在。作者從山下帶上一些比其明顯大很多的日本弓背蟻弓背蟻屬 jamponicus 放在中華紅林蟻的蟻巢上, 大型工蟻會迅速將其捕獲并拖入巢中。但是, 將不同巢穴的工蟻放置在一起, 無明顯的爭斗現(xiàn)象。說明同一區(qū)域的紅林蟻可能是一個超社群。超社群結(jié)構(gòu)在蟻屬其它種類中也有報道。中華紅林蟻的工蟻雖有大小型之分, 但尚未分化出明顯的兵蟻品級, 大型工蟻兼有兵蟻的職責(zé), 承擔(dān)進(jìn)攻和防御工作。當(dāng)蟻巢受到威脅時, 工蟻會釋放大量的甲酸, 并擁至蟻巢的核心部位, 層層覆蓋在核心層的上方, 以保護(hù)蟻后和幼體。除工蟻外, 雄蟻也具有護(hù)巢行為。破壞蟻巢的次日發(fā)現(xiàn)上百只雄蟻與工蟻一起聚集成團(tuán), 形成球狀, 將蟻后和幼體圍在中心。而另一些工蟻則在盡力將蛹、幼蟲和卵轉(zhuǎn)移至隱蔽處。作者跟蹤攜帶幼體的工蟻, 發(fā)現(xiàn)由于作者的人為干擾, 在離母巢不遠(yuǎn)的地方( 1.6, 2.5, 3 m 和12 m) , 4 個新巢正在構(gòu)建。
參考資料 >