白蚁建造了一个相当于英国大小的垃圾填埋场

这些昆虫建筑师已经建造这些垃圾堆有4000年了。
A man stands in front of a large termite mound
巨大的murundu土丘主宰着巴西的景观。Roy Funch 供图

数百万英里的隧道几乎未被巴西东北部农民的脚步所察觉。这些光滑扭曲的通道直径约四英寸,深入地下至少五英尺,可能更深。当它们的建筑师一丝不苟地一点一点地进行地下工程时,它们也无意中对地表造成了巨大的改变。

四千年后,地表世界的居民终于产生了兴趣。巴西东北部遍布着无数的白蚁丘,当地人称之为murundus,但直到最近,它们才引起了昆虫学家的注意。根据周一发表在《Current Biology》上的一项新理论,这些纽扣大小的昆虫建造这些纪念碑并非为了居住,而是作为它们地下挖掘活动的碎屑堆积场。它们的活动规模之大,巩固了这些小生物作为生态系统工程师的声誉,可以与其他任何物种相媲美。

“想到这些一厘米长的白蚁竟然能做到这一点,真是太神奇了,”巴西费拉德桑塔纳州立大学的植物学家、研究这些土丘的核心人物Roy Funch说。“它们到处都是。不是只有十几二十个,而是字面意义上的数百万个。”

这种现象的规模难以想象。每个结构看起来都像一个倒置的冰淇淋蛋筒,高出地面八英尺,底部跨度约30英尺。这些murundus排列成醒目的蜂窝状图案,估计有2亿个分布在近9万平方英里的巴西灌木丛林地——这片区域的面积与英国相当。总而言之,如果将这些泥土堆积起来,需要大约4000座吉萨大金字塔才能容纳,或者一个边长为2.3英里的立方体盒子。

也许比土丘的范围更令人费解的是它们恒定的间距。Funch最初认为每个锥形代表一个正在抵御邻近竞争对手的蚁群,但当他有机会与邻近的士兵进行对决时,他发现大多数士兵并不上钩,这表明当地的聚落倾向于属于一个友好的白蚁“家族”。然而,当引入远在几十英里外的外来白蚁时,它们会进行攻击,所以整个区域必须包含许多不同的白蚁群体。

相反,这些土堆大规模分布的秘密在于它们的功能——或者说缺乏功能。有些白蚁种类生活在它们的建筑内部,而有些则利用它们来通风,但murundus却是简单的泥土堆,与外界隔绝。它们结构上类似于迷你火山,只有一个中央通道供白蚁攀爬,然后将泥土倾倒在外壁上。该团队认为,这些土丘与其说是住所或功能性附属物,不如说是单纯的废墟堆。

“这就像摩天大楼和矿渣堆的区别,”Funch说。

Syntermes dirus 的生活并不容易。它们柔软的身体在巴西的阳光下很快就会干涸,所以在白天它们不会离开地下的巢穴。每晚,几十只工蚁组成的队伍会出来觅食树叶,但只有在拥有可怕的、咔嚓作响的下颚的士兵的保护下——当地人称它们为bate-cabeças,或称“头击者”。

考虑到地表世界如此险恶,白蚁们打算将所有时间都花在它们宽敞且不断扩张的隧道网络中,因此均匀分布的碎屑堆有助于确保它们离倾倒泥土的地方永远不会太远。

Scott Turner,一位在纽约州立大学研究南部非洲白蚁的生理学家,对于这些巴西白蚁能够改变世界以适应它们的需求并不感到惊讶。“这是社会昆虫生物学中一个被低估的故事,仅仅通过简单的搬运土壤,这些东西就能实现令人难以置信的环境改造壮举,”他说。他认为,了解这些昆虫到底移动了多少土壤会更有趣,这可以通过将泡沫塑料珠子嵌入土壤中,观察白蚁清除它们的速度来测量。这样做有助于表明侵蚀可能如何平衡这种土丘的生长。

Funch 在完成和平队志愿服务后,于80年代初开始对这些土丘产生兴趣。它们是当地景观的一个熟悉特征,但由于它们被一层20英尺厚的交织在一起的带刺灌木和树木(称为caatinga)覆盖,没有人花时间或冒着刮伤的风险深入研究它们。最终,当地的活动使它们更容易接近。“如果农民没有开辟一些路边的土地用于放牧,就没有人会看到这些土丘了,”Funch说。

然而,又有30年过去了,Funch才得到了亲自承担这个项目的机会。他是一名植物学家,申请进行一项关于caatinga植被的博士后研究,以此为借口来挖掘这些土丘。他最近的研究成果建立在他2015年关于这些土方工程的出版物,以及法国研究人员2017年对卫星图像进行的调查,这些调查记录了它们的范围。

尽管科学家们长期以来对这些土丘几乎一无所知,但它们的存在已经相当长一段时间了。Funch使用一种相对较新的技术对来自巴西东北部各地的11个样本进行了年代测定,该技术利用宇宙射线撞击作为自然时钟。当来自深空的粒子撞击土丘中的晶体时,电子会被撞出并以可预测的速度重新定位。当研究人员在实验室加热或照亮晶体时,电子会回到原来的位置,发出微弱的光。根据这些闪光的数量,团队确定了所采样土丘的年龄从大约700年到近4000年不等。在未来的研究中,Funch希望能够采样更多的土丘以获得更准确的年龄范围,以及同一土丘的不同层,这将有助于了解一个土丘需要多长时间才能形成。

A field full of termite mounds
农民为了放牧而清除caatinga的区域,显露出大片均匀分布的土丘。Roy Funch 供图

他的团队还有更宏伟的计划。他和合著者、英国萨尔福德大学的昆虫学家Stephen Martin,已将光纤摄像头尽可能地深入隧道,但弯曲和转折阻止了他们找到蚁后巢穴。Funch说,下一步是“将几个土丘挖掘得无影无踪”,并进行一次全面的探险,以寻找蚁后并了解隧道网络的 Mí základní struktura。“我们对建筑结构或地理环境一无所知,”他说。“我们才刚刚触及表面。”

 

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Charlie 是一名记者,报道地球内外物理科学领域的发展。除了《流行科学》,他的作品还发表在《Quanta Magazine》、《Scientific American》、《The Christian Science Monitor》等刊物上。此前,他曾在莫桑比克和日本教授物理和英语,并在布朗大学学习物理。您可以在这里查看他的网站。


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