一种致命的真菌可能帮助美国南部对抗贪婪的蚂蚁

疯蚁对墨西哥湾沿岸的本土野生动物构成威胁,但一种新发现的真菌能将其种群数量控制在一定范围内。
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黄褐色疯蚁在美国南部迅速蔓延,但一种真菌可以同样快速地将它们消灭。 Alex Wild/德克萨斯大学奥斯汀分校

原产于南美洲加勒比海岸、后被引入美国南部的贪婪物种黄褐色疯蚁,可能不像生物学家们曾经担心的那样对北美生态系统构成威胁。尽管这些昆虫仍然会挤占或吞噬本地动物的生存空间,但一种最近发现的真菌寄生虫能够阻止它们的蔓延。

当真菌孢子进入蚂蚁体内后,它们会蚕食蚂蚁的冬季脂肪储备,从内部慢慢地将蚂蚁饿死。在一次对疯蚁种群的近期野外试验中,德克萨斯大学奥斯汀分校布拉克里奇野外实验室的一组昆虫学家通过让蚂蚁接触这种真菌,在几年内成功消灭了一个当地的蚂蚁种群。

疯蚁最早于20世纪30年代在美国南部德克萨斯州被发现,到2012年,已遍布墨西哥湾沿岸的大部分地区。它们的名字来源于其不规则的爬行方式——疯蚁体型很小,不像普通蚂蚁那样排成一条直线,而是散开在地面上,朝各个方向摇摇晃晃地前进。

这项新发现“让人松了一口气”,该研究的首席作者、入侵物种研究员爱德华·勒布伦(Edward LeBrun)在近期的一篇新闻稿中说道。“这意味着这些种群似乎有寿命。”

美国南部各地的野生动物生物学家一直对疯蚁的扩张感到担忧,因为这些蚂蚁破坏了基础设施和生态系统。其他近期研究表明,这些蚂蚁在未来几年可能会出现在美国中西部地区并在此繁衍。

a spider lying on its back on dirt, surrounded by ants.
黄褐色疯蚁会消灭包括其他蚂蚁、哺乳动物和蜘蛛在内的一切生物,如图所示。Mark Sanders/德克萨斯大学奥斯汀分校 资料由Mark Sanders/德克萨斯大学奥斯汀分校提供

这些蚂蚁尤其喜欢啃咬电线绝缘层,并以导致电子设备短路而闻名。“它们无处不在,”德克萨斯州埃斯特罗·利亚诺格兰德州立公园(Estero Llano Grande State Park)的野生动物生物学家梅丽莎·琼斯(Melissa Jones)在近期的一段视频中说。“它们爬行在所有移动的、行走的、爬行的、呼吸的东西上。”一旦一个蚁群出现,它们就会驱逐包括原有蚂蚁在内的其他昆虫物种,从而摧毁一个区域的食物网。

一种行为上的怪癖在一定程度上解释了它们的成功。在南美洲,这些蚂蚁会分成独立的蚁群,争夺领地和食物。然而,在美国,这种明确的界限并不存在。一个蚁群的蚂蚁可以进入另一个蚁群,这些“超级蚁群”可以跨越整个地区蔓延。

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它们甚至能够赶走红火蚁,红火蚁是另一种源自南美洲的入侵物种,它们顽强到可以通过飓风洪水传播。之前UT Austin团队的研究发现,当体型更大、有毒的红火蚁蜇咬疯蚁时,这些小小的敌人会分泌甲酸来中和毒素。

奥斯汀团队的成员于2013年在佛罗里达中部收集到的昆虫中首次发现了这种传染性真菌。2013年。它们的身体肿胀到几乎爆裂,因为真菌孢子在脂肪细胞内生长。

没有人知道这种疾病的来源——它属于一个在过去10年才被识别为真菌的生物家族。这些寄生虫高度特化,已经失去了线粒体等关键特征,这些特征能让它们在宿主之外生存。到目前为止,这种特定的寄生虫只在疯蚁身上被发现,而且这种真菌似乎不会感染其他蚂蚁或动物。

奥斯汀的昆虫学家开始在家附近寻找这种感染,并且找到了。当他们追踪受感染的蚂蚁时,他们看到了快速的衰退:受感染的蚁群萎缩,并且经常完全死亡。事实证明,疯蚁的力量也是它们的弱点。超级蚁群极易受到新病原体的侵害,因为来自大片区域的蚂蚁都在相互摩擦。

然后,在2016年,位于该州最南端的埃斯特罗·利亚诺格兰德州立公园的护林员报告了一些令人担忧的事情。公园里的蝎子、昆虫甚至蛇都消失了。工作人员很快就将疯蚁锁定为罪魁祸首。“我们看到这些蚂蚁攻击鸟类,特别是幼鸟和小型哺乳动物,以及兔子,”德克萨斯州公园和野生动物局的生物学家本·哈钦斯(Ben Hutchins)在2017年告诉KRGV电视台

UT Austin的蚂蚁猎人们还没有计划对这种真菌进行实验。但是,当在公园使用杀虫剂无效后——疯蚁对典型的蚂蚁诱饵不感兴趣——研究人员决定尝试使用这种真菌。他们释放了几只受感染的蚂蚁,并用热狗作为一种“乔迁之喜”,以将种群聚集在一起。大型蚁群很快接受了受真菌感染的蚂蚁。一年后,公园里所有的疯蚁都受到了感染。到2022年,这些蚂蚁已经完全消失,正如该研究的作者在《美国国家科学院院刊》上报道的那样。

昆虫学家计划今年在德克萨斯州释放更多的这种真菌。但这可能不是故事的结局。

“我们从与红火蚁几十年的工作中了解到,没有单一的生物能成为万能药,”该团队的另一位成员罗伯特·普劳斯(Robert Plowes)在2015年真菌被发现后表示,他说。“入侵蚂蚁种群的长期控制将取决于一系列针对特定宿主的病原体和寄生虫的组合。”

德克萨斯州不太可能完全摆脱疯蚁。但这种真菌可能成为一种工具,帮助墨西哥湾沿岸生态系统的其他成员与数量减少的新邻居共同生存。

 

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Philip Kiefer

特约撰稿人

Philip Kiefer是《Popular Science》的特约撰稿人。他于2021年开始作为自由撰稿人加入科学部门,同年晚些时候正式成为团队一员。他曾报道过COVID变种的演变、食腐蜜蜂以及史前藻类爆发。


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