白蚁是大自然最令人惊叹的摩天大楼工程师

它们的塔楼甚至还有中央空调。
circulating termite hill microbiome
白蚁丘微生物循环 Clint Ford
termite hill diagram
白蚁建造的塔楼。Clint Ford

纳米比亚的稀树草原上散布着13英尺高的沙土塔楼。这些土丘是由只有五分之一英寸长的白蚁建造的,它们不仅是结构上的壮举,更是内部150万只昆虫菌落的生物延伸。尽管研究人员仍在试图弄清楚这个“蜂群之脑”是如何工作的(白蚁在没有任何蓝图的情况下如何规划一座土丘?),但他们最近对这些昆虫纪念碑有了很多了解。俄克拉荷马大学研究昆虫群力学问题的物理学家Hunter King解释说:“运作的有机体实际上是整个菌落。‘土丘确实是这个超级有机体的肺、呼吸交换器和保护皮肤。’下面来看看这些摩天大楼是如何工作的。”

1. 手到口

宽达4英寸、长达230英尺的有盖走廊通往白蚁啃食的草、植被和粪便。在那里,微小的工蚁建造了分形状的、分支更小的走廊网络,并吞食新鲜的补给——但在回到巢穴之前,它们不会进行消化。

2. 皮肤

白蚁会将泥土夯实,使其足够多孔,能让新鲜空气缓慢渗入,但又足够坚固,能阻止诸如食肉蚂蚁等入侵者。如果被意外闯入的大象或好奇的人类破坏,工蚁会立即从下面的巢穴涌出,保护和修复结构。

3. 微生物组

这个亚科的白蚁将肠道微生物外包,培养一种真菌作为它们的消化道。工蚁将收获的植物塑造成真菌团,真菌团将植物残渣分解成可食用的糖和氮。这会产生二氧化碳,如果土丘不将其循环出去,白蚁就会窒息。

4. 肺

土丘的呼吸方式与我们相似——但它不像我们用隔膜,而是依靠温度驱动氧气流动。阳光加热外部附近的通道,产生密度变化,将巢穴内部的污浊空气带上来。新鲜空气通过多孔的泥土进入,并在凉爽的内部下沉。到了夜晚寒冷时,这种过程会反转。

5. 生殖系统

几乎所有的事情都发生在地下。工蚁不断地将食物运送到蜂后的中央巢房,并将卵运送到附近的育儿室。一年中,内部温度会波动约30度,但湿度水平——这对菌落的真菌很重要——保持在80%左右。

本文最初发表于《大众科学》2018年秋季“微型”特刊。

 

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